Överanvändning av gödselmedel är ett av de många stora problem som det moderna jordbruket står inför. Grödor, särskilt monogrödor av majs och vete, behöver mycket gödsel, men det är väldigt svårt att gödsla exakt rätt mängd. Det föranleder den utbredda överanvändningen av gödselmedel, som sedan rinner ut i vattendrag, vilket bidrar till frigörandet av stora mängder växthusgaser.
Forskare och forskare har arbetat på alla möjliga sätt att minimera användningen av gödselmedel till precis vad som behövs, och en av de främsta utsprången av dessa försök är att mer exakt mäta nivåerna av gödningsmedel på fält. När vi väl vet exakt hur mycket som finns är det lättare att inte överdriva. Ett lovande framsteg tillkännagavs just av forskare vid University of Illinois Urbana-Champaign, och det förlitar sig på sensorer kopplade till flygplan.
Det nya systemet använder hyperspektrala avbildningsspektroskopisensorer i form av ASD FieldSpec 4, en enhet i handflatan som kan samla in bilddata på en otroligt exakt, granulär basis. Dessa enheter tar upp bilddata som är mycket mer detaljerade än vad det mänskliga ögat kan se. Det inkluderar tydligen kvävenivåer i växtblad.
Forskarna använde de hyperspektrala sensorerna för att mäta växtblad vid olika nivåer av fotosyntes, vilket är korrelerat med hur välbefruktade växterna är. De skapade sedan en algoritm som kan ta dessa hyperspektrala data och ta fram resultat av kvävenivåer.
Det här systemet är tillräckligt känsligt för att forskarna faktiskt fäste sensorerna på flygplan som flög 500 meter över majsfält i Illinois, och genom att flyga fram och tillbaka bara tre gånger fann de att de kunde fånga upp en häpnadsväckande mängd data. Forskarna gick ut på fältet för att göra kvävetester på marken för att jämföra med och fann att plansystemet gav cirka 85 procents noggrannhet, vilket är tillräckligt nära tester på marken att forskarna säger att planen skulle kunna ersätta det . Och naturligtvis är det mycket effektivare att flyga ett plan över ett fält än att gå ut och ta hundratals jordprover för kväveanalys.
Nästa steg för forskarna är att försöka få sin algoritm att användas med satelliter utrustade med hyperspektrala sensorer; både USA och Indien arbetar med den här sortens saker.
