1:55 ص
الانتاج النباتي
مؤشر الغطاء النباتي: كيف يتم استخدامها في الزراعة الدقيقة؟
يرتبط الغطاء النباتي ارتباطًا وثيقًا بكل جوانب الوجود البشري تقريبًا ، بما في ذلك عملية التنفس ، وتوفير الملابس والمأوى ، وإنتاج الغذاء ، وما إلى ذلك. أي تغيير في تكوين الغطاء النباتي يمكن أن يؤثر على البيئة والاقتصاد بشكل كبير. كانت التطورات التكنولوجية الحديثة (أنظمة المعلومات الجغرافية (GIS) ، وأنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) ، والاستشعار عن بعد ، والزراعة الدقيقة) هي الدوافع الرئيسية لتحسين إدارة المحاصيل. على سبيل المثال ، توفر الزراعة الدقيقة تحليلًا محسنًا واكتشاف ومراقبة التغيرات الزمنية والجغرافية في إنتاج المحاصيل داخل الحقل.
الآن ، لإجراء محادثة كاملة حول الزراعة الدقيقة ، تحتاج إلى التحدث عن فهرس الغطاء النباتي ، لا سيما عندما تناقش دور الاستشعار عن بعد في هذا الشكل من الزراعة. أحدث رواد AgTech ثورة في الزراعة الدقيقة من خلال مؤشرات الغطاء النباتي. إنها ذات أهمية قصوى في تحقيق هدف هذا النوع من الزراعة ، وهو تعظيم الإنتاج مع تقليل عدد الموارد المستخدمة.
يوفر هذا الاستخدام الحديث لمؤشرات الغطاء النباتي في الزراعة الدقيقة العديد من المزايا: المراقبة الفيزيائية والكيميائية ، والبيانات في الوقت الفعلي ، وتخطيط نشاط المزرعة. من الممكن أيضًا الاستخدام الفعال لرسم خرائط مؤشرات الغطاء النباتي للمراجع المستقبلية للإشارة إلى التغييرات الدورية.
ما هي مؤشرات الغطاء النباتي وأنواعها؟
منذ عام 1974 ، كان استخدام مؤشرات الغطاء النباتي ، الذي يساعد في إجراء مسوحات دورية عن بعد للنباتات ، منتشرًا على نطاق واسع. باستخدام نطاقي طيفي أو أكثر ، يعد هذا النموذج الإحصائي تحويلًا طيفيًا يمكن استخدامه للكشف عن الغطاء النباتي بمعناه الأكثر عمومية.
باستخدام هذه الطريقة ، يمكن للعلماء والأفراد الفضوليين الآخرين مشاهدة السلوكيات المتمحورة حول الصور بكفاءة وتحديد الاختلافات في المظلة. إذا لزم الأمر ، يمكنهم أيضًا إجراء مقارنات موثوقة باستخدام هذه المعلومات. يتضمن تقييم مجموعة متنوعة من المتغيرات ، مثل تطور المحصول وقوته وكتلته الحيوية ومحتواه من الكلوروفيل. فيما يلي قائمة بمؤشرات الغطاء النباتي:
- NDVI (فهرس الغطاء النباتي للاختلاف المعياري)
- VARI (مؤشر مقاومة الغلاف الجوي المرئي)
- ReCl (مؤشر الغطاء النباتي للكلوروفيل ذو الحافة الحمراء)
- EVI2 (مؤشر الغطاء النباتي المعزز ثنائي النطاق)
- LAI (فهرس الغطاء النباتي لمنطقة الأوراق)
- WDRVI (فهرس الغطاء النباتي واسع النطاق الديناميكي)
- GNDVI (فهرس الغطاء النباتي للاختلاف الطبيعي الأخضر)
- GCI (مؤشر الغطاء النباتي الأخضر للكلوروفيل)
- RCI (مؤشر الغطاء النباتي للكلوروفيل الأحمر)
- NDWI (مؤشر ماء الفروق الطبيعي)
فيما يمكن استخدام مؤشرات الغطاء النباتي؟
عند فحص الأنماط في صحة النبات ، قد يستفيد المهنيون الزراعيون مثل المزارعين والمهندسين الزراعيين وشركات التأمين على المحاصيل والباحثين وغيرهم من استخدام مؤشر الغطاء النباتي مثل NDVI أو VARI. يمكن لمستخدمي أداة رسم الخرائط والتحليل الزراعي تنفيذ الفهرس بنقرة زر واحدة ، مما ينتج عنه رقعة خضراء أو حمراء على صورهم الجوية ، اعتمادًا على نتائج الفهرس. المناطق المشار إليها باللون الأخضر بها نباتات تتمتع بصحة جيدة. تشير الألوان مثل البرتقالي والأصفر والأحمر إلى فقدان الطاقة والحيوية.
على سبيل المثال ، قد يستخدم مزارع الذرة البرنامج لتقديم صور متعددة الأطياف لحقول الذرة في أي وقت بين ظهور النباتات وحصاد المحصول. سيطبق التطبيق بعد ذلك فهرس الغطاء النباتي المفضل. قد يلفت الإخراج الملون انتباههم إلى أن جزءًا من الحقل قد اتخذ لونًا برتقاليًا وأحمرًا في أماكن معينة. إنه مؤشر على أن النباتات تتحول إلى اللون البني أو الأصفر أو أنها تتعرض للبثور. قد تعاني النباتات في هذه المنطقة من آثار فترة طويلة من الجفاف أو الفيضانات أو الإخصاب غير الكافي أو المفرط أو أنها مصابة بمرض.
كما كان الحال من قبل ، كانت الطريقة الأكثر فاعلية لتشخيص مشكلة معينة. ومع ذلك ، فإن مؤشرات الغطاء النباتي تقدم للمزارع تلميحًا بضرورة تركيز جهودهم على جزء معين من أرضهم. إنهم أحرار في التحقيق في سبب المشكلة والنظر في الحلول الممكنة في هذه المرحلة.
ما سبب أهمية مؤشرات الغطاء النباتي الفائق الطيف؟
يعد دمج طيف الانعكاس في قيمة عددية واحدة ، يُعرف باسم فهرس الغطاء النباتي ، طريقة قياسية لتحديد صفات الغطاء النباتي. تحتوي مؤشرات الغطاء النباتي الفائق الطيف ، والمعروفة أيضًا باسم مؤشرات الغطاء النباتي ضيق النطاق ، على خصائص أو أطوال موجية لا تستطيع المعدات الفائقة الطيفية التقاطها إلا بسبب نطاقاتها الأقصر. الهيكل والكيمياء الحيوية وفسيولوجيا النبات أو الإجهاد هي الفئات الأساسية الثلاث التي يمكن استخدامها لتصنيف سمات الغطاء النباتي التي يمكن تقييمها باستخدام HVIs.
- الغطاء المتناسب ، مؤشر مساحة الورقة (LAI) ، الكتلة الحيوية للأوراق الخضراء ، الكتلة الحيوية المشبعة ، ونسبة الإشعاع النشط ضوئيًا الممتص كلها أمثلة على السمات الهيكلية التي يمكن قياسها. تم تصميم معظم مؤشرات التحليل الهيكلي لإعدادات النطاق الكامل وكان لها نظائر ضيقة النطاق وفائقة الطيف.
- تشتمل أمثلة الميزات الكيميائية الحيوية على الماء والأصباغ (مثل الكلوروفيل والأنثوسيانين والكاروتينات) والمنتجات الأخرى الغنية بالنيتروجين (مثل البروتينات). تندرج المكونات الهيكلية النباتية أيضًا ضمن هذه الفئة (اللجنين والسليلوز).
- إن التحول الناجم عن الإجهاد في حالة الزانثوفيل ، والتغيرات في محتوى الكلوروفيل ، والتغيرات في رطوبة الأوراق ، والفلورة هي بعض التعديلات الأقل تقديرًا والتي يمكن قياسها باستخدام مؤشرات الفسيولوجية والإجهاد.
بشكل عام ، تم تطوير مؤشرات الكيمياء الحيوية والفسيولوجية أو الإجهاد بمساعدة المختبر أو المعدات الميدانية (أخذ عينات طيفية أقل من 10 نانومتر). إنها تهدف إلى خصائص طيفية صغيرة جدًا. كنتيجة مباشرة لهذا ، فهي على وجه الحصر طيفية. تعتبر المؤشرات المطورة للمياه هي الاستثناء الوحيد لهذه القاعدة.
مؤشرات الغطاء النباتي وتكنولوجيا الاستشعار عن بعد
تزود الأقمار الصناعية لرصد الأرض علماء الاستشعار عن بعد ببيانات جديدة لتغذية دراستهم وتحسين التحليل الذي تم إجراؤه بالفعل مع تقدم أجهزة الاستشعار. يمكن للشركات التي لديها بالفعل تقنيتها القائمة على الفهرس وتلك التي تستعد لإدخال تقنية جديدة أن تخلق سوقًا لمنتجاتها المتعلقة بالزراعة بشكل كبير من خلال تبني أحدث الابتكارات في تطبيقات مؤشرات الغطاء النباتي الطيفي. إنه صالح للشركات التي لديها بالفعل برامجها المعتمدة على الفهرس وتلك التي تخطط لإطلاق واحدة جديدة.
تعمل الفوائد التي تقدمها مؤشرات الغطاء النباتي في الاستشعار عن بعد على تحسين الجودة الشاملة لتجربة العميل. تتيح مقارنة تصوير الأقمار الصناعية بأنواع مختلفة من البيانات الجوية ما يلي:
- انخفاض نفقات التشغيل والمعالجة وتفسير البيانات التي تجمعها الطائرات بدون طيار.
- بالمقارنة مع الصور الجوية ، قد تغطي صور القمر الصناعي منطقة أوسع.
- خفض تكاليف إجراء عمليات التفتيش الميداني: تعد عمليات المراقبة الإضافية للطائرات بدون طيار (المركبات الجوية غير المأهولة) أكثر تكلفة من عمليات إعادة النظر القياسية عبر الأقمار الصناعية.
- الحصول على تحليلات للبيانات بتنسيق مناسب خلال فترة زمنية أقصر.
- مراقبة الحقول بغض النظر عن قوة الرياح.
يتيح استخدام صور الأقمار الصناعية لشركات البرمجيات الزراعية زيادة كبيرة في كمية البيانات الجوية التي يمكنهم الوصول إليها بالفعل مع توفير الوقت والمال أيضًا والسماح للمستخدمين النهائيين بالحصول على المزيد من البيانات في وقت أقصر. لذلك ، تساعد مؤشرات الغطاء النباتي في الاستشعار عن بعد في إجراء فحص عالي المستوى عن بعد لحالة المحاصيل. إذا كانت هناك مشكلة ، فقد يختار المزارعون فحص المناطق التي تمت ملاحظتها بدلاً من الحقل بأكمله.
ليست هناك تعليقات: