LiDAR alapú növénymonitorozás lehetőségeinek vizsgálata talajtani és hozamadatok függvényében
Absztrakt
A technikai innovációk mindennapi életünk részét képezik, így a telekommunikáció, az adatgyűjtés, az adatfeldolgozás és az adatinterpretáción alapuló döntéstámogatás a mezőgazdaságban is jelen van. Az egyre modernebb eszközökkel és fejlett feldolgozási módszerekkel olyan többletinformációkat gyűjthetünk a vizsgált növényállományról vagy annak közvetlen környezetéről, ami korábban elképzelhetetlennek tűnt. Ezek az adatok hatékonyabbá teszik a növénytermesztést, segítenek az agrotechnológiai, műszaki, illetve gazdasági döntések meghozatalában. A mezőgazdaságban egyre terjed a vezető nélküli légijárművek (Unmanned Aerial Vehicles – UAV) használata, melyek segítségével gyorsan és nagy felbontásban tudunk adatokat gyűjteni egy adott mezőgazdasági tábláról. A drónok számos szenzorral felszerelhetők, amelyek távérzékelési úton talaj- és növényvizsgálatára egyaránt alkalmasak lehetnek. Hatalmas potenciálok vannak a lézerszkenneres (LIght Detection and Ranging – LIDAR) technológiákban, amely roppant nagy sebességgel végez pontméréseket és eredményként egy 3D-s pontfelhőt generál, amely jól leírja a vizsgált területet és a rajta elhelyezkedő növények és egyéb objektumok felszíni/strukturális tulajdonságait. Kutatásom során alacsony magasságból történő, drónalapú LiDAR felvételezést végeztünk a Balogh Farm-Tépe Kft. egyik 56,2 ha-os kukoricatábláján, melynek célja a kultúrnövény magassági jellemzőinek megismerése, valamint az eszköz használhatóságának gyakorlati célú tesztelése volt. Az adatok elemzése során egyértelműen megállapítható az öntözés pozitív hatása a növényállományra (40%-kal magasabb növények detektálhatók az öntözött területeken), de emellett az eltérő talajtani tulajadottságú táblarészeken is szignifikáns magasságkülönbségeket mértük. A növénymagasság mellett a fajlagos hozamadatokat is kiértékeltük. Hasonlóan a növénymagassághoz, szignifikáns különbséget tapasztaltunk az öntözött (14,87 t/ha) és nem öntözött (8,82 t/ha) termések között, vagyis megállapítható, hogy az öntözés hatására szignifikánsan nőtt a kukoricatermés. Mindemellett, az eltérő talajtulajdonságú területekről is statisztikailag igazolgató fajlagos hozamkülönbségek voltak mérhetők. A jobb területeken, ahol a szervesanyag kifejezett felhalmozódása figyelhető meg az ásványi feltalajban (Chernozem, Kastanozem, Phaeozem), az öntözés közel 5,9 t/ha terméstöbbletet eredményezett, addig a víznyomásra hajlamos pangóvizes réti, illetve szolonyeces réti (Gleysol) talajokon 9,3 t/ha-ral és a szikesedésre hajlamos szolonyec (Solonetz) talajokon 4,8 t/ha-ral nőtt a termésátlag. A szárazabb időszakokban, réties jellegű talajokon – ahol a talajvíz hatása jobban érvényesül – a növények számára könnyen hozzáférhető vízkészlet jelentősen kevesebb, emiatt ezeken a talajokon jobban meghálálják a növények az öntözést. Ahogy a növénymagasság és a fajlagos hozam is szignifikáns kapcsolatot mutatott a talajjellemzőkkel, ennek megfelelően a növénymagasság és a hozam is egymással. Természetesen a magasabb növényegyedek nagyobb biomasszatömeggel is rendelkeznek, emiatt nagyobb termés kialakulása lehetséges, ennek köszönhetően állt fenn a közepesen erős pozitív kapcsolat a növénymagasság és a termés között. További kísérleti beállításokra van szükség ahhoz, hogy megismerjük más növény fajok, illetve fajták, valamint hibridek tőszámra, tápanyagra és öntözővízre adott reakcióit. Ezeket a vizsgálatokat további felvételező szenzorokkal kell kiegészíteni, mindemellett viszont az erő-, illetve munkagépekből származó dokumentált adatokat szintetizálni szükséges a külső adatforrásból származó információkkal. Összességében megállapítható, hogy LiDAR technológia hatékony segítséget nyújt egy mezőgazdasági tábla felszínmodellezésére, hatékony eszköze lehet a növényállomány monitorozásának, ami tápanyaggazdálkodási és öntözésüzemeltetési, illetve öntözésirányítási oldalról is hatékony többletinformáció lehet a gazdálkodó számára. Ugyanis a jó gyakorlat fontos eleme, a növény igényének fókuszba helyezése, hiszen a kultúrnövényünk igényeit kell a helyes agrotechnológiával kielégíteni.