Узгајивачи кромпира морају да надгледају статус азота својих усева како би оплодили на најефикаснији и одрживи могући начин. То се често ради сакупљањем петељки - делова биљке који повезују летке са стабљикама - од бројних биљака на сваком пољу. Узгајивачи пошаљу петељке у лабораторију за анализу нитрата и чекају резултате. Према речима Ии Ванг-а, доцента и стручњака за одрживу производњу поврћа на Универзитету Висцонсин-Ектенсион, систем функционише, али могао би бити и бољи.
„Прикупљање петељки је дуготрајно и радно интензивно, а понекад резултати могу заварати јер пуно фактора може утицати на број петиоле нитрата, попут временских услова или доба дана узимања узорака“, рекла је. "А резултати не указују на просторне разлике (потребе за азотом) унутар поља."
Дакле, она предводи напоре да развије сет алата који ће произвођачима кромпира пружити потенцијално лакши, бржи и свеобухватнији начин за процену потреба усева за азотом. Пројекат укључује прикупљање и обраду података са хиперспектралне камере. Камера је постављена на беспилотну летелицу или авион са ниским летењем прелетео преко парцела за истраживање кромпира узгајаних са различитим нивоима азота. Рачунарски потпомогнути модели развијени су да повежу слике са сезонским биљним азотним статусом и приносом на крају сезоне, квалитетом и економским повратом.
„Циљ је да се помогне узгајивачима кромпира у управљању азотом помоћу платформе која покрива цело поље, за разлику од традиционалних испитивања нитрата петељки“, рекао је Ванг.
Хиперспектралне камере снимају слике које откривају стотине или хиљаде спектралних тракова сунчеве светлости одбијених од крошњи усева.
„Фактори који узрокују варијације у здрављу надстрешница, попут хранљивих састојака, стања воде или притиска болести, повезани су са спектралном рефлексијом и стога се могу визуализовати на хиперспектралним сликама“, рекао је Тревор Цросби, апсолвент који ради на пројекту.
Један лет преко истраживачког поља од 70 метара са 150 метара може прикупити десетине слика са стотинама спектралних опсега. Потребно је време за дробљење података, тако да истраживачки тим жели убрзати обраду слика.
Ванг ради са два сарадника. Пхил Товнсенд, професор на одсеку за екологију шума и дивљих животиња у УВ-Мадисон, користи технологије даљинског очитавања. Паул Митцхелл, професор и пољопривредни економиста УВ-Ектенсион, помоћи ће у економској анализи која даје информације о препорукама за примену азота у рачунарском моделу.
„Др. Товнсендова група креирала је програм који обраду слика чини заиста ефикасном “, рекао је Ванг.
Цросби сакупља мерења на терену, прикупљајући податке са истраживачких парцела у различитим фазама раста кромпира. Проучава индекс површине лишћа, садржај укупног азота у лишћу и виновој лози, као и факторе животне средине као што су влага и температура тла, сунчево зрачење и брзина ветра. Током жетве, мериће укупан принос и профил величине.
Затим ће развити моделе за повезивање хиперспектралних слика са мерењима на земљи. Користиће слике током сезоне да предвиди статус азота у усеву у реалном времену. Уз упутства Митцхелла, он ће такође користити моделирани статус азота усева током сезоне, заједно са подацима о факторима животне средине, да предвиди продуктивност гомоља на крају сезоне и економски повратак.
„Када је реч о питањима која се тичу нитрата у подземној води, морамо да пронађемо начине да боље искористимо свој унос за плодност; надамо се да ће Ии-ов нови пројекат помоћи усмеравању тих напора “, рекао је Анди Диерцкс, узгајивач кромпира у компанији Цолома Фармс ЛЛЦ.
„Хиперспектрално снимање има потенцијал да покаже одговор биљке на недостатке у улазу пре него што је људско око види“, рекао је Диерцкс. „Ако успемо да одговоримо на стрес хранљивих материја неколико дана, утицај на здравље биљака био би значајан. А могућност коришћења мање улазних података за поправљање ситуације била би озбиљна добитна добит. “
Пројекат финансира Национални институт за храну и пољопривреду Министарства за пољопривреду САД-а. Посетите хортикултура.висц.еду или контактирајте ванг52@висц.еду за више информација.