Avancerad avkänningsteknik för övervakning av grödor inom jordbruksindustrin

Exakt och realtidsövervakning av grödans hälsa, tillväxt och miljöförhållanden

 

Datadrivna beslut för optimerad odlingshantering för växtforskning och jordbruksmetoder

Varför är övervakning av skörden viktig? Grödövervakning spelar en avgörande roll i modernt jordbruk eftersom det ger växtforskare och jordbruksproducenter de kritiska insikter som är nödvändiga för en produktiv och hållbar produktion. Det underlättar proaktiva och riktade insatser, vilket leder till förbättrade förhållanden, optimerat resursutnyttjande, ökad växtodling och förbättrad gårdslönsamhet.

Konventionella tekniker för övervakning av grödor involverar manuella observationer och mätningar av jordbruksexperter, vanligtvis genom visuell inspektion, fältprovtagning, jordprovtagning, skadedjurs- och sjukdomsspaning, väderövervakning och skördeuppskattning. Även om de används i stor utsträckning, kan de vara tidskrävande, arbetsintensiva, subjektiva, benägna för fel och destruktiva för den provtagna vegetationen. De kanske inte tillhandahåller realtidsinformation eller heltäckande information om sammansättning och tillväxt, vilket leder till suboptimalt beslutsfattande och potentiella avkastningsförluster. Det är därför det finns ett växande intresse för att använda avancerad teknik och precisionsjordbruksmetoder som satellitteknik, fjärranalystekniker och hyperspektral avbildning (HSI) för mer exakta och effektiva rapporter.

Hur kan smarta jordbrukslösningar hjälpa till med analys av grödans tillstånd i realtid?

Med konventionella skördeövervakningssystem kan jordbruksexperter möta följande problem:
  • Subjektiv visuell inspektion som bedömer växternas konstitution, tillväxt, näringsbrister och förekomsten av skadedjur eller sjukdomar som blir synliga när sjukdomen har spridit sig. Med precisionsövervakning av grödor kan tidig upptäckt av spänningar implementeras. Att identifiera dem i ett tidigt skede möjliggör snabba ingrepp och behandling, vilket minimerar den potentiella skadan på vegetationen.
     
  • Invasiv fält- och jordprovtagning, som kan förhindras tack vare en oförstörande mätning av växt. Åker- och jordprovtagning är också tidskrävande eftersom proverna måste skickas till laboratorier. En oförstörande mätlösning ger realtidsdata som är synliga på plats för identifiering av olika material och definiera egenskaper.
 
Övervakningssystem för grödor med hög precision med hyperspektral avbildning (HSI) kan hjälpa jordbruksexperter med noggrann klassificering och kartläggning, avancerad rapportering av grödans kemiska fotavtryck, mycket noggrann upptäckt av sjukdomar och skadedjur och därför fatta rätt beslut i riskzonen förvaltning.

HSI kommer att fånga det spektrala mönstret "spektrala signaturen" av absorption och reflektion som är utmärkande för grödor som vete, ris, majs, bomull, etc. Det kommer att tillhandahålla snabb spektral och rumslig information från ett brett spektrum av elektromagnetiskt spektrum på ett icke-invasivt sätt.
  • Spektral signatur avslöjar information som sammansättning, kemiska egenskaper, färg, etc.
  • Frisk växt VS. sjukdomsinfekterade växter kommer att ha olika spektrala signaturer på grund av deras fysiologiska egenskaper.
Med innovativ kamera som Specim IQ blev HSI mer prisvärd och enklare att använda (som en digitalkamera) med sin egen datahanteringsprogramvara.

Fördelar

  • Datadrivna beslut för optimerade grödor
  • Förstå och förbättra växtutvecklingen
  • Övervaka växtodlingen i kvantitet och med högre kvalitet
  • Förhindra utbredda sjukdomar och mildra påverkan på produktionen
  • Tillgodose växande efterfrågan på mat av god kvalitet

Exempel applikationer

  • Grödahälsoundersökning och näringsämnesanalys genom deras spektrala egenskaper. Genom att upptäcka subtila förändringar i växtfysiologi kan bönder ta itu med potentiella konsekvenser tidigt, optimera skörden, justera gödslingsstrategier och därför minska behovet av bredspektrumbekämpningsmedel för att minimera jordbrukets påverkan på miljön.
  • Tidig sjukdomsdetektering genom att analysera de unika spektrala signaturerna hos sjuka växter. Jordbrukare kan identifiera och rikta in sig på specifika områden som drabbats av sjukdomar, vilket möjliggör riktade behandlingar och minskar spridningen av infektioner.
  • Precisionsjordbruk som spridning av gödningsmedel eller bekämpningsmedel med variabel mängd, med detaljerad information om rumsliga variationer inom ett fält. Detta tillvägagångssätt optimerar resursallokeringen, minskar insatskostnaderna och förbättrar hållbarheten.

Ansökningar

Ansökningar

Skördefält, precisionsjordbruk och kemometri

Akademisk uppsats: Hyperspektrala bildtillämpningar för precisionsjordbruk - en systemisk undersökning

Källa: Google Scholar, Sethy et a. (2021)

Läs mer

Lösningar för digitala jordbruksaktiviteter i laboratorier och fält

Fenotypning

Tillgång till djupgående rapporter med HSI med korrekta data om fysiologiska och observerbara egenskaper som bladarea, blomningstid, sjukdomsresistens etc. som bidrar till växternas totala prestanda.

Växtanalys, sjukdoms- och stressdetektering

Kartlägg näringsstatus (t.ex. kväve, fosfor, kalium) och sammansättning av växter med HSI genom att upptäcka kemisk sammansättning, toxicitet och stress orsakad av faktorer som sjukdomar, näringsbrist, skadedjur, övergödsling, etc.

Markbedömning och övervakning

Samla in realtidsinsikter om sammansättningen av jordar i egenskaper som markfuktighet, organiskt kol och kväveinnehåll för att övervaka produktionen och implementera miljövänliga strategier.

Vertikal jordbruk

Kontrollera belysningseffektiviteten och aktivitetsprestanda för inomhusjordbruk med ljusmätare och HSI för att maximera effekten. Justera den nödvändiga energin noggrant för att stödja tillväxten av vegetationen.

Kvalitetsrapporter för skördade grödor

Identifiera problem som blåmärken, röta, insektsskador etc. för att uppfylla livsmedelssäkerheten och maximera produktiviteten med HSI-klassificering och kartläggning. Skördens kvalitet och mognad kan enkelt utvärderas och hanteras.

Relaterade lösningar