Աճող սեզոնի որոշակի ժամանակահատվածներում կարտոֆիլագործները պետք է կանոնավոր կերպով վերահսկեն իրենց մշակաբույսերի ազոտային կարգավիճակը, որպեսզի պարարտանյութն առավելագույնս արդյունավետ կերպով կիրառեն:
Տարածված պրակտիկա է յուրաքանչյուր դաշտի բույսերից տերևներ հավաքելը և այնուհետև դրանք լաբորատորիա ուղարկել նիտրատների վերլուծության համար: Մի քանի օրվա ընթացքում աճեցողները ստանում են արդյունքներ, որոնք ցույց են տալիս, թե արդյոք անհրաժեշտ է ավելի շատ ազոտային պարարտանյութ, թե արդյոք կատարողականը նորմալ է: Համակարգն աշխատում է, բայց այս գործընթացը կարելի է արագացնել, ասում է I. Wang, դոցենտ Վիսկոնսին-Մեդիսոնի համալսարան, այգեգործության բաժին։
«Տերևներ հավաքելը շատ ժամանակ և ջանք է պահանջում», - ասում է Վանգը:
«Եվ երբեմն արդյունքները կարող են ապակողմնորոշիչ լինել, քանի որ տերևներում նիտրատի քանակի վրա կարող են ազդել բազմաթիվ գործոններ, ինչպիսիք են եղանակային պայմանները կամ նմուշառման ժամանակը: Բացի այդ, արդյունքները հաշվի չեն առնում տարածքային տարբերությունները [ազոտի պահանջները] դաշտում»։
Նախագիծը ֆինանսավորվում է USDA Պարենի և գյուղատնտեսության ազգային ինստիտուտ, ներառում է տվյալների հավաքագրում և մշակում հիպերսպեկտրալ տեսախցիկից։ Այն տեղադրված է անօդաչու թռչող սարքի (անօդաչու թռչող սարք) կամ ցածր թռչող ինքնաթիռի վրա, որը թռչում է ուսումնասիրված կարտոֆիլի տարածքների վրայով։
Վանգի թիմը մշակում է համակարգչային մոդելներ՝ պատկերները սեզոնային բույսերի ազոտի կարգավիճակի, բերքատվության, որակի և վերջին սեզոնի տնտեսական եկամուտների հետ կապելու համար:
«Իմ աշխատակազմը և ես հույս ունենք մշակել առցանց ծրագիր, որը հիպերսպեկտրային պատկերները կվերածի տեղեկատվության այն մասին, թե երբ և որքան պարարտացնելու համար, որպեսզի աճեցողները կարողանան առավելագույնի հասցնել շահույթը շրջակա միջավայրի վրա նվազագույն ազդեցությամբ», - ասում է Վանգը:
«Գործոնները, որոնք առաջացնում են հովանոցի վիճակի փոփոխություններ, ինչպիսիք են սննդանյութերի կարգավիճակը, խոնավության կամ հիվանդության առկայությունը և բացակայությունը, կապված են սպեկտրային անդրադարձման հետ և, հետևաբար, կարող են տեսանելի լինել հիպերսպեկտրային պատկերներում», - ասում է Թրևոր Քրոսբին, Վանգի ասպիրանտ: լաբորատորիա.
Մեկ թռիչքի ընթացքում 70 x 150 մետր հետազոտական դաշտի վրայով կարելի է հավաքել տասնյակ պատկերներ, որոնցից յուրաքանչյուրը պարունակում է հարյուրավոր սպեկտրային գոտիներ: Պատկերների մշակումն արագացնելու համար Վանգը վարձեց երկու հիմնական աշխատակցի: Անտառների և վայրի բնության էկոլոգիայի պրոֆեսոր Ֆիլ Թաունսենդը հեռահար զոնդավորման տեխնոլոգիայի առաջատարն է: Գյուղատնտեսական և կիրառական տնտեսագիտության ամբիոնի պրոֆեսոր և մասնագետ Փոլ Միտչելը տնտեսական վերլուծություն է անցկացնում, որի հիման վրա համակարգչային մոդելը տալիս է ազոտի կիրառման առաջարկություններ:
Քրոսբին, ստանձնելով առաջատար դիրքը հողային չափումների մեջ, հավաքել է տվյալներ դաշտային հետազոտության վայրերից կարտոֆիլի աճի տարբեր փուլերում: Սա ներառում է տերևի մակերեսի ինդեքսը, տերևներում և ցողուններում ազոտի ընդհանուր կոնցենտրացիան, պալարների քանակը և առանձին պալարների քաշը և շրջակա միջավայրի գործոնները, ինչպիսիք են հողի խոնավությունը և ջերմաստիճանը, արևի ճառագայթումը և քամու արագությունը: Բերքահավաքի ժամանակ այն չափում է պալարների ընդհանուր բերքատվությունը և դրանց չափերը:
Այնուհետև Քրոսբին մշակեց բարելավված մոդելներ, որոնք կապում էին հիպերսպեկտրային պատկերները գետնի վրա հիմնված չափումների հետ: Նպատակն է կանխատեսել մշակաբույսերի ազոտային կարգավիճակը իրական ժամանակում և կանխատեսել պալարների բերքատվությունը սեզոնի վերջում: Այս պահին դաշտային աշխատանքները և պատկերների մշակումն ավարտված են, և Քրոսբին կենտրոնանում է մոդելի մշակման վրա:
Վանգը լայնորեն կիսվում է իր հետազոտություններով նահանգի կարտոֆիլի և բանջարեղենի արտադրողների հետ: Նա լավ հարաբերություններ ունի նահանգի ֆերմերների հետ, և շատերն անհամբեր սպասում են նրա հետազոտության արդյունքներին: