Tarım endüstrisinde mahsul izleme için gelişmiş algılama teknolojileri
Mahsul sağlığı, büyümesi ve çevre koşullarının hassas ve gerçek zamanlı izlenmesi
Bitki araştırmaları ve tarım uygulamaları için optimize edilmiş ürün yönetimine yönelik veriye dayalı kararlar
Mahsul izleme neden önemlidir? Mahsul izleme, bitki araştırmacılarına ve tarımsal üreticilere verimli ve sürdürülebilir bir üretim için gerekli kritik içgörüleri sağladığı için modern tarımda çok önemli bir rol oynamaktadır. Proaktif ve hedefe yönelik müdahaleleri kolaylaştırarak koşulların iyileştirilmesine, kaynak kullanımının optimize edilmesine, mahsul üretiminin artmasına ve çiftlik kârlılığının artmasına yol açar.
Geleneksel ürün izleme teknikleri, genellikle görsel inceleme, tarla örneklemesi, toprak örneklemesi, haşere ve hastalık araştırması, hava durumu izleme ve hasat tahmini yoluyla yapılan, tarım uzmanları tarafından yapılan manuel gözlemleri ve ölçümleri içerir. Yaygın olarak kullanılsalar da zaman alıcı, emek yoğun, subjektif, hataya yatkın ve örneklenen bitki örtüsüne zarar verebilirler. Kompozisyon ve büyüme hakkında gerçek zamanlı veya kapsamlı bilgi sağlayamayabilirler, bu da optimal olmayan karar alma süreçlerine ve potansiyel verim kayıplarına yol açabilir. Bu nedenle, daha doğru ve verimli raporlar için uydu teknolojisi, uzaktan algılama teknikleri ve hiperspektral görüntüleme (HSI) gibi ileri teknolojilerin ve hassas tarım yaklaşımlarının benimsenmesine artan bir ilgi vardır.
Akıllı tarım çözümleri, gerçek zamanlı mahsul durumu analizine nasıl yardımcı olabilir?
Geleneksel mahsul izleme sistemleriyle tarım uzmanları aşağıdaki sorunlarla karşılaşabilir:
- Bitki yapısını, büyümesini, besin eksikliklerini ve hastalık yayıldığında görünür hale gelen zararlıların veya hastalıkların varlığını değerlendiren subjektif görsel inceleme. Hassas mahsul izleme sayesinde streslerin erken tespiti gerçekleştirilebilir. Bunların erken aşamada tespit edilmesi, zamanında müdahale ve tedaviyi mümkün kılarak bitki örtüsüne gelebilecek olası zararı en aza indirir.
- Bitkinin tahribatsız ölçümü sayesinde önlenebilecek istilacı tarla ve toprak örneklemesi. Tarla ve topraktan numune alma işlemi de numunelerin laboratuvarlara gönderilmesi gerektiğinden zaman alıcıdır. Tahribatsız bir ölçüm çözümü, farklı malzemelerin tanımlanması ve özelliklerin tanımlanması için yerinde görülebilen gerçek zamanlı veriler sağlar.
Hiperspektral görüntülemeye (HSI) sahip yüksek hassasiyetli mahsul büyüme izleme sistemleri, tarım uzmanlarına doğru sınıflandırma ve haritalama, mahsulün kimyasal ayak izinin gelişmiş raporlaması, hastalık ve zararlıların yüksek doğrulukta tespiti ve dolayısıyla risk durumunda doğru karar verilmesi konularında yardımcı olabilir. yönetmek.
HSI, buğday, pirinç, mısır, pamuk vb. gibi mahsullere özgü soğurma ve yansımanın spektral desen "spektral imzasını" yakalayacaktır. Geniş bir elektromanyetik spektrum aralığından, müdahalesiz olarak hızlı spektral ve mekansal bilgi sağlayacaktır.
- Spektral imza, bileşim, kimyasal özellikler, renk vb. bilgileri ortaya çıkarır.
- Sağlıklı bitki VS. hastalıkla enfekte olmuş bitkiler, fizyolojik özelliklerine bağlı olarak farklı spektral imzaya sahip olacaktır.
Specim IQ gibi yenilikçi kamerayla HSI, kendi veri yönetimi yazılımıyla daha uygun maliyetli ve kullanımı daha kolay (dijital kamera gibi) hale geldi.
Mahsul tarlaları, hassas tarım ve kemometri
Akademik makale: Hassas tarım için hiperspektral görüntü uygulamaları - sistemik bir araştırma
Kaynak:Google Scholar,
Sethy et a. (2021)
Faydalar
- Optimize edilmiş mahsul koşulları için veriye dayalı kararlar
- Bitki gelişimini anlayın ve geliştirin
- Bitkisel üretimi nicelik ve kalite açısından izleyin
- Hastalıkların yaygınlaşmasını önleyin ve üretim üzerindeki etkiyi azaltın
- Kaliteli gıdaya yönelik artan talebi karşılayın
Örnek Uygulamalar
- Spektral özellikleri aracılığıyla mahsul sağlığı araştırması ve besin analizi. Çiftçiler, bitki fizyolojisindeki ince değişiklikleri tespit ederek olası sonuçları erkenden ele alabilir, mahsul verimini optimize edebilir, gübreleme stratejilerini ayarlayabilir ve dolayısıyla tarımın çevre üzerindeki etkisini en aza indirmek için geniş spektrumlu pestisitlere olan ihtiyacı azaltabilir.
- Hastalıklı bitkilerin benzersiz spektral imzalarının analiz edilmesiyle hastalığın erken tespiti. Çiftçiler hastalıklardan etkilenen belirli alanları belirleyip hedefleyebilir, hedefe yönelik tedavilere olanak tanıyabilir ve enfeksiyonların yayılmasını azaltabilir.
- Bir tarladaki mekansal değişimler hakkında ayrıntılı bilgi içeren, gübre veya pestisitlerin değişken oranda uygulanması gibi hassas tarım. Bu yaklaşım kaynak tahsisini optimize eder, girdi maliyetlerini azaltır ve sürdürülebilirliği artırır.
Laboratuvar ve Sahalarda Dijital Tarım Faaliyetlerine Yönelik Çözümler
Toprak Değerlendirmesi ve İzleme
Üretimi izlemek ve çevre dostu stratejiler uygulamak için toprak nemi, organik karbon ve nitrojen içeriği gibi özellikler bakımından toprak bileşimine ilişkin gerçek zamanlı bilgiler toplayın.
Dikey Tarım
Çıktıyı en üst düzeye çıkarmak için ışık ölçüm cihazları ve HSI ile kapalı alanda tarımın aydınlatma verimliliğini ve aktivite performansını kontrol edin. Bitki örtüsünün büyümesini desteklemek için gerekli enerjiyi doğru şekilde ayarlayın.
Hasat Edilen Mahsullerin Kalite Raporları
HSI sınıflandırması ve haritalaması ile gıda güvenliğine uyum sağlamak ve verimliliği en üst düzeye çıkarmak için morarma, çürüme, böcek hasarları vb. sorunları belirleyin. Hasatın kalitesi ve olgunluğu kolaylıkla değerlendirilip yönetilebilir.
