ДЗЗ Помогает Расчитать Биомассу Земли В Бразилии
Наука призвана не только заниматься темной материей. Некоторые исследователи смотрят на реальные жизненные проблемы и решают их, используя современные инструменты и инновационные методы. Одной из таких проблем является расчет того, сколько биомассы может производить один участок, чтобы обеспечить достаточное количество корма для скота. Алиссон Роша да Силва из Федерального института Рондонии, передового кампуса Сан-Мигел-ду-Гуапоре в Бразилии, решил исследовать этот вопрос и постарался сделать это максимально инновационно.
Расчет уровней биомассы включает в себя такие трудоемкие методы, как ручной подсчет растений в поле. Алиссону нужен был инструмент дистанционного зондирования, который мог бы помочь быстро и эффективно оценить требуемые данные, не выходя из офиса. Он подал заявку на участие в программе EOS Data Analytics Academic Outreach и использовал EOSDA Crop Monitoring, онлайн-платформу точного земледелия на основе спутников для мониторинга полей. Алиссон смог использовать данные о растительности, влажности и температуре для расчета биомассы и обеспечения достаточности внесенных удобрений для урожая следующего сезона. Читайте дальше, чтобы узнать больше о его исследовании.
| Вызов | Алиссону Роша да Силва нужно было рассчитать биомассу пастбищ около университета, чтобы животные получали необходимую пищу. Для этого ему нужно было знать почвенно-климатические условия для конкретных культур в области интереса (AOI). |
| Решение | Алиссон подал заявку на участие в программе EOSDA Academic Outreach и получил доступ к EOSDA Crop Monitoring для оценки биомассы. Он и его команда использовали индексы растительности, уровни влажности и дневные температуры, объединили их с алгоритмом из доступной литературы и определили биомассу. |
| Результат | Теперь Алиссон может определить, сколько удобрений использовать для следующего посевного периода и, следовательно, сколько скота может прокормить эта земля. |
Местный Контекст: Недоиспользование Земли И Низкая Производительность
Алиссон Роша да Силва — профессор агрономии в Федеральном институте Рондонии, Передовом кампусе Сан-Мигел-ду-Гуапоре. Его исследования проводятся на полях вблизи территории учреждения. Хотя регион важен для сельскохозяйственного сектора, Алиссон и его команда поняли, что у него все еще есть структурные проблемы, а именно недоиспользование земли и низкая производительность. Методы использования пастбищ включали произвольное размещение животных на единицу площади, следуя традициям, передаваемым от отца к сыну между животноводами, или даже указаниям без агрономических критериев, распространяемым коммерческими представителями средств производства.
Низкая производительность земли напрямую коррелировала с количеством скота, которое организация могла прокормить. Алиссон взял на себя и свою команду задачу выяснить, как рассчитать уровни биомассы, чтобы узнать, сколько корма для скота производится. Целью исследователя было выяснить, как повысить производительность сельского хозяйства в контексте точного земледелия и дистанционного зондирования. Для этого начинания потребовались спутниковые снимки высокого разрешения и алгоритмы машинного обучения .
Фокус: Эдафоклиматические Ограничения Для Сельскохозяйственных Культур
Команда Алиссона в Продвинутом кампусе Сан-Мигел-ду-Гуапоре Федерального института Рондонии имеет несколько краткосрочных, среднесрочных и долгосрочных стратегических целей. Среди них — устойчивое развитие, обучение граждан, способных преобразовывать социальную реальность, а также продвижение и обучение использованию и разработке инновационных решений для общественного развития. Таким образом, было важно изучить проблему кормления скота не только для целей учреждения, но и для более широкого населения.
В этом случае исследовательская группа хотела определить параметры, необходимые для расчета биомассы и сделать выводы. Некоторые показатели сельскохозяйственной производительности требуют дополнительных инструментов, таких как измерения осадков или температуры, в то время как другие требуют большого количества вычислений. Например, оценка уровней растительности на одном поле может быть сложной, если выполнять ее вручную, даже если поле относительно небольшое.
Для расчета биомассы необходимо несколько наборов данных, включая данные о корнях растений, стеблях, листьях, генеративных и репродуктивных органах. Биомассу можно измерить вручную с помощью формул или с помощью дополнительных инструментов, таких как алгоритмы машинного обучения. Алиссон выбрал второй вариант, используя EOSDA Crop Monitoring в качестве основного источника данных.
Было сложной задачей определить, с какими ограничениями сталкивается конкретная культура с точки зрения эдафоклимата.
Эдафоклиматические факторы напрямую влияют на развитие растений, поскольку они отражают воздействие окружающей среды или, точнее, экосистемы на рост сельскохозяйственных культур.
Исследование: Спутниковая Аналитика Помогает В Исследовании
С конца 2023 года исследователи использовали несколько функций EOSDA Crop Monitoring для расчета биомассы и оценки почвенно-климатических условий.
В контексте вашего продукта мы разработали методы повышения производительности путем мониторинга характеристик почвы и климата, которым подвергается сельскохозяйственная культура, таких как влажность, количество светового дня, баланс питательных веществ и т. д.
Давайте рассмотрим этот процесс подробнее.
Методология: Индексы Вегетации, Влажность Почвы И Суточная Температура
На изображении ниже показана молочная ферма, где практикуется ротационный выпас. Ранее было неясно, сколько биомассы было произведено и сколько животных она могла бы прокормить. Это одна из AOI, который наблюдали Алиссон и его коллеги.
Это поле представляет собой пастбище, на котором выращивают Panicum maximum cv. Miyagi, вид, широко используемый в регионе. Команда использовала индексы вегетации для оценки зеленой массы. Благодаря этому они смогут рационально использовать территорию, рассчитав то, что они называют нормой поголовья животных, которая в конечном итоге сообщает им, сколько животных может содержаться на этой территории в течение определенного периода.
Первым шагом процесса был сбор данных. Различные функции EOSDA Crop Monitoring очень помогли команде в этом. Они использовали индексы вегетации для мониторинга развития урожая. Эти индексы показывают зеленость растения, поэтому изменения цвета могут указывать на факторы стресса, такие как недостача удобрений или болезнь.
Содержание влаги в почве было еще одним полезным показателем. Его расчет помогает обеспечить достаточный уровень орошения. Данные позволили команде проверить, получили ли культуры достаточный полив.
Третья функция, которую использовала команда, — ежедневный мониторинг температуры. Эта функция предоставляет данные о погоде ежедневно, а также прогноз на следующие 14 дней. Она полезна для оценки климатических условий и обеспечения достаточного полива в засушливые дни.
Затем команда проанализировала данные и вывела формулу для расчета биомассы.
С помощью приложения мы сопоставили индексы вегетации с алгоритмами из существующей научной литературы, посвященной биомассе и удобрению.
Результаты: Расчет Биомассы
Результатами стала рассчитаная биомасса на основе данных платформы и эдафоклиматических условий.
После внедрения EOSDA Crop Monitoring Алиссон и его команда точно определили параметры производительности. Они успешно спланировали нормы поголовья животных на пастбищах, спрогнозировали производительность сельскохозяйственных культур и установили дозы азотных удобрений для летних культур, таких как кукуруза, пастбищные культуры и сахарный тростник.
Команда подчеркивает, что они перешли от полного неиспользования инструментов производительности к более широкому использованию решений дистанционного зондирования в своем учреждении.
Влияние: Что Дальше?
В Продвинутом кампусе Сан-Мигел-ду-Гуапоре академического сообщества Федерального института Рондонии к концу 2024 года будет проведено как минимум одно исследование, направленное на применение индексов вегетации для прогнозирования продуктивности пастбищ. Другие инициативы, запланированные на период со второго семестра 2024 года по конец 2026 года, включают мониторинг посевов сои на основе индексов вегетации, управление ротационным выпасом с использованием данных о биомассе, полученных с помощью индексов растительности, и сравнение индексов NDVI, полученных со спутников и RPA.
Алиссон считает, что это исследование также может стать основой для работы с сообществами и обеспечения того, чтобы местное население знало, как заботиться о своей земле устойчиво. Это поможет избежать недоиспользования и низкой производительности земли в будущем, помогая обеспечить благосостояние сообществ.
Команда EOSDA восхищается такими исследователями, как Алиссон Роча де Силва, которые выполняют важную работу по продвижению устойчивого сельского хозяйства в Бразилии и за ее пределами. Их научная работа расширяет понимание фермерами инструментов дистанционного зондирования и других инновационных решений для устойчивого земледелия. Научные публикации обычно доступны более широким слоям населения, поэтому любой желающий повторить исследование может это сделать. А программа EOSDA Academic Outreach открыта для любых ученых, которые хотят окунуться в будущее.
Об авторе:
Ксения Кунах имеет более 6 лет опыта написания текстов, работая в различных сферах, включая бизнес, образование и медиа-тексты. Предыдущий опыт Ксении как менеджера по развитию в украинской эко-НПО и менеджера по подбору персонала в ІТ-компании делает ее идеальным сочетанием человека, который увлекается эко-технологическими инновациями и умеет легко о них рассказывать.
Последние cтатьи
Ложная Мучнистая Роса: Определение И Борьба С Болезнью
Ложная мучнистая роса - болезнь, требующая ранней диагностики и быстрого принятия мер. Профилактика проведенная вовремя, поможет сохранить культуру и благоприятно скажется на показателях урожая.
Дифференцированное Внесение Удобрений: Использование и Преимущества
Технология внесения удобрений с переменной нормой — лучшее решение для полей и фермеров. Узнайте больше о точном земледелии и особенностях дифференцированного внесения удобрений.
Фузариоз: Как Предотвратить И Победить Патоген
Споры фузариоза могут сохраняться в почве и заражать основные культуры, что делает его одним из самых стойких патогенов в сельском хозяйстве. Узнайте, как защитить свои посевы от этого возбудителя.