U određenim periodima tokom vegetacije, uzgajivači krompira moraju redovno pratiti status azota u svojim usjevima kako bi bili sigurni da primjenjuju gnojivo na najefikasniji način.
Uobičajena praksa je sakupljanje listova sa biljaka na svakom polju, a zatim njihovo slanje u laboratorij na analizu nitrata. U roku od nekoliko dana uzgajivači dobijaju rezultate koji pokazuju da li je potrebno više azotnog đubriva ili je nivo normalan. Sistem radi, ali ovaj proces se može ubrzati, kaže I. Wang, docent Univerzitet Wisconsin-Madison, Odsjek za hortikulturu.
„Skupljanje lišća zahteva mnogo vremena i truda“, kaže Vang.
“A ponekad rezultati mogu biti pogrešni jer na količinu nitrata u listovima mogu uticati mnogi faktori, kao što su vremenski uslovi ili vrijeme uzorkovanja. Osim toga, rezultati ne uzimaju u obzir prostorne varijacije [u potražnji dušika] unutar polja.”
Projekat finansiran Nacionalni institut za hranu i poljoprivredu USDA, uključuje prikupljanje i obradu podataka sa hiperspektralne kamere. Instalira se na UAV (bespilotnu letjelicu) ili nisko leteću letjelicu koja leti iznad područja krompira koja se proučava.
Wangov tim razvija kompjuterske modele koji povezuju slike sa statusom dušika biljaka u sezoni, prinosom, kvalitetom i ekonomskim povratom na kraju sezone.
“Moji saradnici i ja se nadamo da ćemo razviti online program koji pretvara hiperspektralne slike u informacije o tome kada treba primijeniti gnojivo i koliko ga primijeniti, tako da uzgajivači mogu maksimizirati profit uz minimalan utjecaj na okoliš”, kaže Wang.
“Faktori koji uzrokuju promjene u zdravlju krošnje, kao što su status nutrijenata, prisustvo i odsustvo vlage ili bolest, povezani su sa spektralnom refleksijom i stoga se mogu vizualizirati na hiperspektralnim slikama,” kaže Trevor Crosby, diplomirani student u Wangovoj laboratoriji.
U jednom letu iznad istraživačkog polja veličine 70 puta 150 metara, može se prikupiti na desetine slika, od kojih svaka sadrži stotine spektralnih raspona. Kako bi ubrzao obradu slika, Wang je zaposlio dva ključna zaposlenika. Phil Townsend, profesor na Odsjeku za ekologiju šuma i divljih životinja, lider je u tehnologiji daljinskog otkrivanja. Paul Mitchell, profesor i specijalista na Odsjeku za poljoprivredu i primijenjenu ekonomiju, provodi ekonomsku analizu koja koristi kompjuterski model kako bi dala preporuke za primjenu dušika.
Crosby je, preuzimajući vodeću ulogu u mjerenjima na tlu, prikupio podatke sa terenskih studija u različitim fazama rasta krompira. To uključuje indeks lisne površine, ukupnu koncentraciju dušika u listovima i stabljikama, broj gomolja i individualnu težinu gomolja, kao i faktore okoline kao što su vlaga i temperatura tla, sunčevo zračenje i brzina vjetra. Prilikom berbe mjeri ukupan prinos i veličinu gomolja.
Crosby je zatim razvio poboljšane modele koji povezuju hiperspektralne slike sa mjerenjima na zemlji. Cilj je da se predvidi status azota u usevima u realnom vremenu i predvidi prinos gomolja na kraju sezone. U ovom trenutku, terenski rad i obrada slike su završeni, a Crosby se koncentriše na razvoj modela.
Wang svoje istraživanje naširoko dijeli s državnim uzgajivačima krompira i povrća. Ima dobre odnose sa poljoprivrednicima širom države i mnogi željno iščekuju rezultate njegovog istraživanja.