uprawa kukurydzy
fot. Krzysztof Przepióra

Dla rolników uprawiających kukurydzę, decyzja kiedy i ile nawozu azotowego zastosować, jest odwiecznym dylematem.

Naukowcy z University of Illinois w Stanach Zjednoczonych wykazali, że nanosatelity znane jako CubeSats mogą wykrywać stres azotowy u roślin na początku sezonu, dając rolnikom szansę zaplanowania stosowania nawozów azotowych i złagodzenia stresu pokarmowego u roślin.

– Dzięki zastosowanej technologii możemy zaobserwować stres azotowy w uprawie kukurydzy na wczesnym etapie. Oznacza to, że rolnicy nie będą musieli czekać do końca sezonu, aby zobaczyć wpływ swoich decyzji dotyczących stosowania azotu – uważa Kaiyu Guan, adiunkt w Departamencie Zasobów Naturalnych i Nauk o Środowisku na Uniwersytecie Illinois oraz Blue Waters profesor w Narodowym Centrum Zastosowań Superkomputerowych.

Zdaniem naukowców istniejąca technologia satelitarna nie jest w stanie osiągnąć zarówno wysokiej rozdzielczości przestrzennej, jak i wysokiej częstotliwości odwiedzin (jak często dany satelita wraca w to samo miejsce nad Ziemią). Alternatywnie, drony mogą wykrywać stan składników odżywczych w czasie rzeczywistym, ale zwykle mogą obejmować tylko obszary lokalne; dlatego ich użyteczność także ma ograniczoną skalę.

Technologia CubeSats wypełnia lukę między istniejącą technologią satelitarną, a dronami. Mając ponad 100 stosunkowo niewielkich satelitów na orbicie, CubeSats z osiąga rozdzielczość 3 metrów i co kilka dni odwiedzają tę samą lokalizację. Sprawia to, że monitorowanie stanu azotu w uprawach w czasie rzeczywistym jest możliwe na znacznie większym obszarze niż drony.

Guan i jego współpracownicy przetestowali możliwości zarówno dronów, jak i technologi CubeSats w celu wykrycia zmian w zawartości chlorofilu kukurydzy, który stanowi wskaźnik stanu azotu w roślinie. Badacze skupili się na polu eksperymentalnym w środkowym Illinois w sezonie 2017, gdzie znajdowała się kukurydza w różnym stopniu zasilana azotem ze względu na wiele dawek i wiele terminów stosowania azotu.

Naukowcy porównali zdjęcia z dronów i CubeSats, a ich sygnały dobrze pasowały do ​​pomiarów azotu tkankowego pobranych z liści na polu co tydzień. Obie technologie były w stanie wykryć zmiany w zawartości chlorofilu z podobnym stopniem dokładności i w tym samym momencie sezonu. Technologia CubeSats posiadała jednak o wiele większy zasięg.

– Ta informacja generuje aktualne i przydatne informacje związane ze stresem azotowym, a zatem może dostarczyć wskazówek dotyczących dodatkowego zastosowania azotu tam, gdzie jest to potrzebne – stwierdził Kaiyu Guan.

– Niski koszt nawozu azotowego i wysoki potencjał plonów kukurydzy motywuje rolników do stosowania dodatkowego azotu jako dodatkowego ubezpieczenia przed niedoborem azotu obniżającym plony. Jednak stosowanie większej ilości azotu niż wymaga tego uprawa, stanowi zarówno ryzyko finansowe, jak i środowiskowe – uważa Yaping Cai, doktorant w grupie badawczej Guana.

– Lepsze narzędzie do monitorowania stanu zapotrzebowania w azot, udostępnione dzięki nowej technologii satelitarnej i modelowaniu ekosystemów, może ostatecznie pomóc rolnikom w obniżeniu kosztów, zwiększeniu plonów, a tym samym w zmniejszeniu śladu środowiskowego dla zrównoważonego krajobrazu rolniczego – dodaje Cai.

Źródło: www.futurefarming.com