У одређеним периодима вегетације узгајивачи кромпира морају редовно да прате статус азота својих усева како би најефикасније применили ђубриво.
Уобичајена пракса је сакупљање листова са биљака на сваком пољу, а затим њихово слање у лабораторију на анализу нитрата. У року од неколико дана, узгајивачи добијају резултате који показују да ли је потребно више азотног ђубрива или је учинак нормалан. Систем функционише, али овај процес се може убрзати, каже И. Ванг, доцент Универзитет Висконсин-Медисон, Катедра за хортикултуру.
„Скупљање лишћа захтева много времена и труда“, каже Ванг.
„И понекад резултати могу бити погрешни, јер на количину нитрата у листовима могу утицати многи фактори, као што су временски услови или време узимања узорка. Поред тога, резултати не узимају у обзир просторне разлике [захтеве за азотом] унутар поља.”
Пројекат финансиран Национални институт за храну и пољопривреду УСДА, подразумева прикупљање и обраду података са хиперспектралне камере. Инсталира се на УАВ (беспилотну летелицу) или ниско летећу летелицу која лети изнад проучаваних подручја кромпира.
Вангов тим развија компјутерске моделе за повезивање слика са статусом азота биљака током сезоне, приносом, квалитетом и економским приносима на крају сезоне.
„Моје особље и ја се надамо да ћемо развити онлајн програм који ће претворити хиперспектралне слике у информације о томе када и колико треба гнојити, тако да узгајивачи могу максимизирати профит уз минималан утицај на животну средину“, каже Ванг.
„Фактори који изазивају промене у стању крошње, као што су статус хранљивих материја, присуство и одсуство влаге или болести, повезани су са спектралном рефлексијом и стога се могу визуелизовати на хиперспектралним сликама“, каже Тревор Цросби, дипломирани студент у Ванг'с лаб.
У једном лету преко истраживачког поља од 70 пута 150 метара, може се прикупити на десетине слика, од којих свака садржи стотине спектралних трака. Да би убрзао обраду слика, Ванг је ангажовао двоје кључних људи. Фил Таунсенд, професор екологије шума и дивљих животиња, лидер је у технологији даљинске детекције. Пол Мичел, професор и специјалиста на Катедри за пољопривреду и примењену економију, спроводи економску анализу, на основу које компјутерски модел даје препоруке за примену азота.
Цросби је, преузимајући водећу улогу у мерењима на тлу, прикупљао податке са теренских истраживања у различитим фазама раста кромпира. Ово укључује индекс лисне површине, укупну концентрацију азота у листовима и стабљикама, број кртола и тежину појединачних кртола и факторе животне средине као што су влага и температура земљишта, сунчево зрачење и брзина ветра. Приликом бербе мери укупан принос кртола и њихову величину.
Цросби је затим развио побољшане моделе који повезују хиперспектралне слике са мерењима на земљи. Циљ је предвиђање азотног статуса усева у реалном времену и предвиђање приноса кртола на крају сезоне. У овом тренутку, теренски рад и обрада слике су завршени, а Кросби се фокусира на развој модела.
Ванг широко дели своја истраживања са државним узгајивачима кромпира и поврћа. Има добре односе са пољопривредницима широм државе и многи се радују резултатима његовог истраживања.