Gjatë periudhave të caktuara të sezonit të rritjes, kultivuesit e patates duhet të monitorojnë rregullisht gjendjen e azotit të kulturave të tyre në mënyrë që të aplikojnë plehrat në mënyrën më efikase.
Një praktikë e zakonshme është mbledhja e gjetheve nga bimët në çdo fushë dhe më pas dërgimi i tyre në një laborator për analizën e nitratit. Brenda pak ditësh, kultivuesit marrin rezultate që tregojnë nëse nevojitet më shumë pleh azotik ose nëse nivelet janë normale. Sistemi funksionon, por ky proces mund të përshpejtohet, thotë ai I. Wang, profesor asistent Universiteti i Wisconsin-Madison, Departamenti i Hortikulturës.
"Mbledhja e gjetheve kërkon shumë kohë dhe përpjekje," thotë Wang.
“Dhe ndonjëherë rezultatet mund të jenë mashtruese sepse sasia e nitrateve në gjethe mund të ndikohet nga shumë faktorë, siç janë kushtet e motit ose koha e marrjes së mostrave. Për më tepër, rezultatet nuk marrin parasysh ndryshimin hapësinor [në kërkesën për azot] brenda një fushe.”
Projekti i financuar Instituti Kombëtar i Ushqimit dhe Bujqësisë USDA, përfshin mbledhjen dhe përpunimin e të dhënave nga një kamerë hiperspektrale. Ai është i instaluar në një UAV (avion pa pilot) ose avion me fluturim të ulët që fluturon mbi zonat me patate që po studiohen.
Ekipi i Wang po zhvillon modele kompjuterike për të lidhur imazhet me statusin e azotit në sezon të bimëve, rendimentin, cilësinë dhe kthimet ekonomike në fund të sezonit.
"Bashkëpunëtorët e mi dhe unë shpresojmë të zhvillojmë një program në internet që konverton imazhet hiperspektrale në informacion se kur duhet të aplikohet pleh dhe sa të aplikohet, në mënyrë që kultivuesit të mund të maksimizojnë fitimet me ndikim minimal mjedisor," thotë Wang.
“Faktorët që shkaktojnë ndryshime në shëndetin e tendës, të tilla si statusi i lëndëve ushqyese, prania dhe mungesa e lagështirës ose sëmundja, lidhen me reflektimin spektral dhe për këtë arsye mund të vizualizohen në imazhet hiperspektrale,” thotë Trevor Crosby, një student i diplomuar në laboratorin e Wang.
Në një fluturim mbi një fushë kërkimore me përmasa 70 me 150 metra, mund të mblidhen dhjetëra imazhe, secila prej të cilave përmban qindra vargje spektrale. Për të përshpejtuar përpunimin e imazhit, Wang punësoi dy punonjës kryesorë. Phil Townsend, profesor në Departamentin e Ekologjisë së Pyjeve dhe Kafshëve të Egra, është një lider në teknologjinë e sensorëve në distancë. Paul Mitchell, profesor dhe specialist në Departamentin e Ekonomisë Bujqësore dhe të Aplikuar, kryen një analizë ekonomike që përdor një model kompjuterik për të bërë rekomandime për aplikimin e azotit.
Crosby, duke marrë drejtimin në matjet në terren, mblodhi të dhëna nga vendet e studimit në terren në faza të ndryshme të rritjes së patates. Këto përfshijnë indeksin e sipërfaqes së gjetheve, përqendrimin total të azotit në gjethe dhe kërcell, numrin e zhardhokëve dhe peshën individuale të zhardhokëve, si dhe faktorët mjedisorë si lagështia dhe temperatura e tokës, rrezatimi diellor dhe shpejtësia e erës. Gjatë korrjes, mat rendimentin dhe madhësinë e përgjithshme të zhardhokëve.
Crosby më pas zhvilloi modele të përmirësuara që lidhin imazhet hiperspektrale me matjet e bazuara në tokë. Qëllimi është të parashikohet statusi i azotit të të korrave në kohë reale dhe të parashikohet rendimenti i zhardhokëve në fund të sezonit. Në këtë pikë, puna në terren dhe përpunimi i imazhit kanë përfunduar, dhe Crosby është duke u përqëndruar në zhvillimin e modelit.
Wang ndan kërkimin e tij gjerësisht me kultivuesit e patateve dhe perimeve të shtetit. Ai ka marrëdhënie të mira me fermerët në të gjithë shtetin dhe shumë janë duke pritur me padurim rezultatet e kërkimit të tij.