در طول دورههای خاصی از فصل رشد، سیبزمینیکاران باید به طور منظم وضعیت نیتروژن محصولات خود را کنترل کنند تا کود را به کارآمدترین روش اعمال کنند.
یک روش معمول جمع آوری برگ از گیاهان در هر مزرعه و ارسال آنها به آزمایشگاه برای تجزیه و تحلیل نیترات است. ظرف چند روز، تولیدکنندگان نتایجی دریافت میکنند که نشان میدهد به کود نیتروژن بیشتری نیاز است یا عملکرد نرمال است. سیستم کار می کند، اما این روند را می توان تسریع کرد I. وانگ، دکتر دانشگاه ویسکانسین-مدیسون، اداره باغبانی.
وانگ می گوید: «جمع آوری برگ ها زمان و تلاش زیادی می طلبد.
و گاهی اوقات نتایج ممکن است گمراه کننده باشد، زیرا مقدار نیترات در برگ ها می تواند تحت تأثیر عوامل زیادی مانند شرایط آب و هوایی یا زمان نمونه برداری قرار گیرد. علاوه بر این، نتایج تفاوتهای فضایی [نیاز به نیتروژن] در مزرعه را در نظر نمیگیرد.
پروژه تامین شده است موسسه ملی غذا و کشاورزی USDA، شامل جمع آوری و پردازش داده ها از یک دوربین ابرطیفی است. این بر روی یک پهپاد (وسیله هوایی بدون سرنشین) یا یک هواپیمای کم پرواز که بر فراز مناطق سیب زمینی مورد مطالعه پرواز می کند نصب می شود.
تیم وانگ در حال توسعه مدلهای کامپیوتری برای پیوند دادن تصاویر به وضعیت نیتروژن گیاهی در فصل، عملکرد، کیفیت و بازده اقتصادی پایان فصل است.
وانگ میگوید: «کارکنم و من امیدواریم برنامهای آنلاین ایجاد کنیم که تصاویر فراطیفی را به اطلاعاتی درباره زمان و میزان کوددهی تبدیل کند تا تولیدکنندگان بتوانند با حداقل تأثیر زیستمحیطی، سود را به حداکثر برسانند.
ترور کراسبی، دانشجوی کارشناسی ارشد در وانگ میگوید: «عواملی که باعث تغییر در وضعیت تاج پوشش میشوند، مانند وضعیت مواد مغذی، وجود و عدم وجود رطوبت یا بیماری، با بازتاب طیفی مرتبط هستند و بنابراین میتوان آنها را در تصاویر فراطیفی مشاهده کرد. آزمایشگاه.
در یک پرواز بر روی یک میدان تحقیقاتی 70 در 150 متر، می توان ده ها تصویر را جمع آوری کرد که هر کدام شامل صدها باند طیفی است. برای سرعت بخشیدن به پردازش تصویر، وانگ دو فرد کلیدی را استخدام کرد. فیل تاونسند، استاد اکولوژی جنگل و حیات وحش، پیشرو در فناوری سنجش از دور است. پل میچل، پروفسور و متخصص در گروه اقتصاد کشاورزی و کاربردی، یک تحلیل اقتصادی انجام می دهد که بر اساس آن یک مدل کامپیوتری توصیه هایی را برای کاربرد نیتروژن ارائه می دهد.
کراسبی که در اندازهگیریهای زمین پیشتاز بود، دادهها را از سایتهای بررسی میدانی در مراحل مختلف رشد سیبزمینی جمعآوری کرد. این شامل شاخص سطح برگ، غلظت کل نیتروژن در برگ ها و ساقه ها، تعداد غده ها و وزن غده ها و عوامل محیطی مانند رطوبت و درجه حرارت خاک، تابش خورشیدی و سرعت باد است. در هنگام برداشت، عملکرد کلی غده ها و اندازه آنها را اندازه گیری می کند.
کرازبی سپس مدلهای بهبود یافتهای را توسعه داد که تصاویر فراطیفی را به اندازهگیریهای زمینی پیوند میداد. هدف پیشبینی وضعیت نیتروژن محصولات در زمان واقعی و پیشبینی عملکرد غدهها در پایان فصل است. در این مرحله، کار میدانی و پردازش تصویر کامل شده است و کرازبی روی توسعه مدل تمرکز کرده است.
وانگ به طور گسترده تحقیقات خود را با پرورش دهندگان سیب زمینی و سبزیجات در ایالت به اشتراک می گذارد. او رابطه خوبی با کشاورزان سراسر ایالت دارد و بسیاری مشتاقانه منتظر نتایج تحقیقات او هستند.