Projek pengimejan kentang mensasarkan penggunaan baja

Penanam kentang mesti memantau status nitrogen tanaman mereka untuk membaja dengan cara yang paling cekap dan mampan. Ini sering dilakukan dengan mengumpulkan tangkai daun - bahagian tanaman yang menghubungkan daun ke batang - dari banyak tanaman di setiap ladang. Penanam menghantar petioles ke makmal untuk analisis nitrat dan menunggu hasilnya. Sistem ini berfungsi tetapi mungkin lebih baik, menurut Yi Wang, penolong profesor dan pakar pengeluaran sayur-sayuran lestari University of Wisconsin-Extension.

"Mengumpulkan petioles memakan masa dan padat tenaga kerja, dan kadang-kadang hasilnya dapat mengelirukan kerana banyak faktor dapat mempengaruhi bilangan petiole nitrat seperti keadaan cuaca atau waktu hari pengambilan sampel," katanya. "Dan hasilnya tidak menangkap variasi spasial (kebutuhan nitrogen) di lapangan."

Oleh itu, dia memimpin usaha untuk mengembangkan sekumpulan alat yang akan memberi penanam kentang cara yang lebih mudah, cepat dan lebih komprehensif untuk menilai keperluan nitrogen tanaman. Projek ini melibatkan pengumpulan dan pemprosesan data dari kamera hiperspectral. Kamera dipasang ke kenderaan tanpa pemandu atau pesawat terbang rendah yang diterbangkan di atas plot penyelidikan kentang yang ditanam dengan tahap nitrogen yang berbeza. Model berbantukan komputer telah dikembangkan untuk menghubungkan citra dengan status nitrogen tanaman dan hasil akhir musim, kualiti dan pulangan ekonomi.

"Tujuannya adalah untuk membantu penanam kentang dengan pengurusan nitrogen mereka menggunakan platform yang menyelimuti seluruh ladang tidak seperti ujian petiole nitrat tradisional," kata Wang.

Kamera hiperspectral menangkap gambar yang mengesan beratus-ratus atau ribuan jalur cahaya spektrum yang dipantulkan dari kanopi tanaman.

"Faktor-faktor yang menyebabkan variasi dalam kesihatan kanopi seperti status nutrien, status air atau tekanan penyakit berkaitan dengan pantulan spektrum dan oleh itu dapat dilihat dalam gambar hiperspectral," kata Trevor Crosby, seorang pelajar siswazah yang mengerjakan projek ini.

Satu penerbangan sepanjang 70 meter dengan 150 meter bidang penyelidikan dapat mengumpulkan puluhan gambar dengan beratus-ratus jalur spektrum. Memerlukan data untuk menyusun data sehingga pasukan penyelidik berusaha mempercepat pemprosesan gambar.

Wang bekerjasama dengan dua kolaborator. Phil Townsend, seorang profesor di jabatan ekologi hutan dan hidupan liar di UW-Madison, menggunakan teknologi penginderaan jauh. Paul Mitchell, seorang profesor dan ahli ekonomi pertanian UW-Extension, akan membantu analisis ekonomi yang memberitahu cadangan aplikasi nitrogen model komputer.

"Dr. Kumpulan Townsend telah membuat program yang menjadikan pemprosesan gambar sangat berkesan, ”kata Wang.

Crosby mengumpulkan pengukuran tanah, mengumpulkan data dari plot penyelidikan pada tahap pertumbuhan kentang yang berbeza. Dia mempelajari indeks luas daun, kandungan nitrogen daun dan anggur, dan faktor persekitaran seperti kelembapan dan suhu tanah, sinaran matahari, dan kelajuan angin. Semasa menuai, dia akan mengukur jumlah hasil dan profil ukuran umbi.

Dia kemudian akan mengembangkan model untuk menghubungkan citra hiperspectral dengan pengukuran tanah. Dia akan menggunakan imejan musim untuk meramalkan status nitrogen tanaman masa nyata. Dengan bimbingan dari Mitchell, dia juga akan menggunakan status nitrogen tanaman dalam musim yang dimodelkan, bersama dengan data faktor persekitaran, untuk meramalkan produktiviti umbi akhir musim dan pulangan ekonomi.

"Dengan masalah mengenai nitrat di air bawah tanah, kita perlu mencari cara untuk memanfaatkan input kesuburan kita dengan lebih baik; kami berharap projek baru Yi dapat membantu mengarahkan usaha tersebut, ”kata Andy Diercks, penanam kentang di Coloma Farms LLC. 

"Pencitraan hiperspectral berpotensi untuk menunjukkan tindak balas tanaman terhadap kekurangan input sebelum mata manusia dapat melihatnya," kata Diercks. "Jika kita dapat memperoleh beberapa hari dalam menanggapi tekanan nutrien, dampaknya terhadap kesihatan tanaman akan sangat signifikan. Dan kemungkinan menggunakan input yang lebih sedikit untuk memperbaiki keadaan akan menjadi win-win yang serius. "

Projek ini dibiayai oleh Institut Makanan dan Pertanian Nasional Jabatan Pertanian AS. Lawati hortikultur.wisc.edu atau hubungi wang52@wisc.edu untuk maklumat lanjut.

sumber: agupdate.com