Космический Мониторинг Зеленых Плантанов В Сезон Дождей
Площадь, засеянная зеленым плантаном в Никарагуа, оценивается приблизительно в 40 000 гектаров в 2022 году, что создало новые рабочие места по всей цепочке поставок вплоть до регионального экспорта. Такой масштаб производства внес вклад в национальную экономику в размере 18,2 млн долларов, продемонстрировав рост на 21,8% в стоимости и на 6,6% в объеме по сравнению с предыдущим годом .
Поэтому для новой компании FINCATECH было целесообразным начать свою деятельность со входа на такой высокодоходный сельскохозяйственный рынок, как выращивание плантана. Целью было сотрудничество с местными фермерами, а точнее помощь им во внедрении и использовании возможностей устойчивого сельского хозяйства. У одного из клиентов они обнаружили широко распространенную проблему, связанную с влиянием проливных дождей на посевы в середине года.
Неспособность справиться с подобным природным вызовом может существенно повлиять на местные сельскохозяйственные операции, поэтому команда FINCATECH искала решения, которые помогли бы им быстро и экономично проконсультировать по вопросам максимизации эффективности производства. Внедрив EOSDA Crop Monitoring, они открыли для себя новую и перспективную нишу точного земледелия, что, помимо прочих преимуществ, помогло им выделиться на фоне конкурентов, предпочитающих старые подходы.
В данном материале мы рассмотрим, как использование дистанционного зондирования и аналитики данных способствовало более эффективному развитию сельскохозяйственных консультаций FINCATECH с одним из клиентов в Никарагуа.
Обзор: Про FINCATECH
FINCATECH — это развивающееся социальное предприятие тройного воздействия, которое способствует внедрению инклюзивного цифрового сельского хозяйства в Никарагуа с целью дать возможность мелким и средним производителям повысить урожайность плантаций и подготовиться к последствиям изменения климата, одновременно снижая воздействие на окружающую среду и принося пользу местному населению.
Эта сельскохозяйственная компания известна тем, что способствует развитию ассоциативности и коллективному росту местных производителей с целью улучшения доступа к рынкам и сельскохозяйственным технологиям. FINCATECH состоит из команды экспертов по изменению климата и устойчивости, а также группы агрономов, которые выступают в качестве консультантов в области цифровых сельскохозяйственных услуг. Компания начала свою деятельность в рамках проекта “Продвижение инклюзивного цифрового сельского хозяйства в Никарагуа” от Centro Empresarial Pellas (CEP) в сотрудничестве с Открытой цифровой сельскохозяйственной платформой для эффективности и устойчивости (ODAPES) в 2021 году.
Они начали использовать платформу EOSDA Crop Monitoring, чтобы помочь мелкому сельскохозяйственному производителю в Никарагуа снизить негативное воздействие проливных дождей на свои плантации и более эффективно управлять урожаем, максимально используя преимущества точного земледелия.
Проблема: Сильные Дожди, Новая Плантация, Недостаток Данных
В 2022 году небольшой сельскохозяйственный производитель обратился в компанию FINCATECH с просьбой помочь ему с новым участком, который представлял собой зеленую плантацию плантана, который в том сезоне выращивался впервые. Полив осуществлялся с помощью системы микро-спринклерного орошения. Как вы можете видеть на фотографиях, растения довольно молодые (поскольку плантан является многолетним растением, в зрелом возрасте он может достигать 5 метров в высоту).
Плантация расположена в регионе Тисма, в хозяйствах Санта-Элиса и Сан-Херонимо, которые являются частью сельскохозяйственной компании, занимающейся посадкой и продажей бананов и кофе. В этом регионе за последние пять лет значительно вырос интерес к выращиванию плантана, и в настоящее время он является одной из самых важных местных культур, наряду с рисом, арахисом и сахарным тростником.
Зеленый плантан — тропический фрукт родом из Юго-Восточной Азии, относящийся к семейству банановых (это триплоидный гибрид Банана заостренного и Банана Бальбиса). Это многолетнее травянистое растение большого размера (3,5 – 5 метров в высоту). Плантан считается травянистым, поскольку его верхние части отмирают по окончании вегетационного периода, и многолетним, поскольку от основания растения (корневища) отходит побег, называемый сыном, который заменяет материнское растение. Время между посадкой и сбором плодов составляет от 9 до 12 месяцев.
В 2022 году основной проблемой стало то, что сезон дождей в Никарагуа проходил под влиянием такого климатического явления как “Ла-Нинья”. Начиная с августа, количество осадков увеличилось примерно на 77% от средних исторических значений, что было вызвано влиянием ураганов Ян, Джулия и тропического шторма Карл. В августе и сентябре выпало 40% от общего сезонного количества осадков, что вызвало перенасыщение почвы влагой и особенно сильно сказалось на возделываемых территориях расположенных в низинах. Растения на плантациях испытали стресс из-за смыва почвы и отсутствия аэрации в корневой системе, что снизило их способность поглощать питательные вещества, о чем свидетельствует снижение скорости появления новых листьев.
FINCATECH хотел помочь производителю получить лучший контроль над урожайностью, чтобы быть уверенным, что неблагоприятные погодные условия не повлияют на бизнес-цели. В то же время необходимо было оценить продуктивность почвы на данном поле с помощью исторических спутниковых данных, чтобы определить наилучшую долгосрочную стратегию.
EOSDA Crop Monitoring
Платформа для мониторинга полей, которая использует спутниковые снимки с высоким разрешением – выявляйте изменения и принимайте меры дистанционно!
Решение: Мониторинг Значений Вегетационных Индексов, Картирование Продуктивности
Для данного клиента FINCATECH использовали несколько функций платформы EOSDA Crop Monitoring:
- Мониторинг с помощью индексов NDVI (Нормализованный Разностный Вегетационный Индекс) и NDMI (Нормализованный Разностный Индекс Влажности);
- Зонирование для анализа потребностей конкретных участков плантации;
- Скаутинг для валидации спутниковых данных;
- Карты продуктивности для анализа исторических данных.
Платформой пользовались два специалиста-координатора работы команды и пять агрономов, которые отвечали за скаутинг, интерпретацию данных и консультирование. Команда FINCATECH также использовала мобильные оповещения, доступные в приложении EOSDA Crop Monitoring.
С помощью функции Мониторинг, 1 августа 2022 года был выявлен стресс растительности на 36% обрабатываемых площадей со значениями NDVI от 0,3 до 0,6.
Эксперты могли наблюдать, что на других полях не было таких низких значений NDVI, что указывает на высокую вероятность повышенной влажности почвы на первом поле.
После верификации плантации нужно было оценить, как на нее повлияло чрезмерное количество осадков. Для этого использовалась функция Зонирование в EOSDA Crop Monitoring, которая показала, что пострадало более 50% посевов.
Были проведены дренажные работы с углублением дренажных каналов для осушения выявленных заболоченных участков. Гуминовая и фульвокислота были внесены в почву для стимулирования роста корней и метаболизма, а также улучшения функции поглощения питательных веществ.
На изображении, полученном в результате зонирования 10 сентября 2022 года, видно позитивный результат в зонах, где значения NDVI были низкими ранее. Зоны с высокими значениями NDVI увеличились с 45,51% до 51,93%, зоны со средними значениями — с 32,99% до 35,69%, а зоны с низкими показателями наоборот уменьшились с 21,50% до 12,38%.
Спелые зеленые растения поглощают большую часть видимого света и используют его для фотосинтеза, отражая больше невидимого ближнего инфракрасного света. И наоборот, вода отражает все длины волн видимого света и невидимого ближнего инфракрасного почти одинаково. Показатели NDVI растут, когда видимого света меньше, а невидимого больше. Поэтому на полях зеленых плантанов вы можете наблюдать высокие значения NDVI до дождя и их резкое падение, когда участок заливается водой (потому что вода отражает видимый свет, сравнимый с отражением невидимого ближнего инфракрасного, тем самым снижая значения NDVI). Однако, если вы хотите точно измерить эффективность растительности в конкретный момент времени, вам нужно различать растения и воду, потому что растения зеленые, они все еще есть, но из-за высокого уровня воды NDVI неточен. Попробуйте использовать NDWI с NDVI или NDWI с MSAVI в вашем исследовании, чтобы увидеть растения зелеными, а воду — пурпурного/фиолетового цвета. Это поможет справиться с экстремальными наводнениями и одновременно получить точные статистические данные о продуктивности.
После этого была создана Карта продуктивности на период с 2016 по 2021 год. Данные за слишком дождливый 2022 год не были взяты в расчет, чтобы не исказить общую статистику. Данная выборка также показала значительную концентрацию осадков в данном поле в одни и те же сезоны за предыдущие годы. Удалось установить, что 69,9% почв в нашей области интереса имеют низкую продуктивность, поэтому эксперты рекомендовали отвести это поле под другую деятельность.
Такой вывод был сделан после тщательного анализа затрат и результатов. Теоретически, производитель мог установить дренажные системы и провести выравнивание, чтобы поле не затапливалось в будущем. Но стоимость таких инвестиций была неоправданно высокой для такого относительно небольшого поля и тех объемов урожая, которые оно потенциально может производить. Карта продуктивности помогла экспертам FINCATECH провести детальную оценку и предложить обоснованные решения.
Соотнесение карт продуктивности с типами культур поможет вам принять правильные решения (например, то, что хорошо для риса, не подходит для плантана). Попробуйте включить в исследование наземные данные или Классификацию культур от EOSDA для больших территорий. Определите диапазон NDVI “плохо-средне-хорошо” для каждого типа культур и проведите статистические тесты с учетом этих значений.
Результат: Устойчивость Сельскохозяйственных Культур, Эффективная Оценка Продуктивности, Новаторство В Области Точных Агротехнологий
В таких регионах, как Никарагуа, очевидно, что изменение климата вызывает значительную изменчивость в поведении осадков. Сложно предсказать короткие периоды, когда дождевая вода будет концентрироваться на полях, вызывая сильные потоки и наводнения, которые влияют на урожай в течение вегетационного периода.
EOSDA Crop Monitoring оказался ценным источником информации для детальной оценки состояния плантаций. Агрономы FINCATECH смогли сделать практические выводы для местных производителей, помогая им справиться с экстремальными осадками в сезон 2022 года и советуя дальнейшие стратегии развития.
Производителям пришлось немного поучиться, поскольку до сотрудничества с нами они никогда не работали с аналитикой спутниковых снимков. Плантация управлялась традиционным способом, поэтому у нас была возможность продемонстрировать, что цифровое сельское хозяйство может быть эффективно использовано в интересах малых и средних производителей плантана.
Компания FINCATECH смогла продемонстрировать свою приверженность развитию навыков команды местных агрономов, чтобы они выступали в качестве “Агрономов-консультантов по цифровому сельскому хозяйству” и внедряли использование возможностей EOSDA Crop Monitoring производителями по всей стране, с целью улучшения устойчивой работы плантаций при сокращении потребления сельскохозяйственных ресурсов.
Об авторе:
Петр Когут – доктор физико-математических наук и автор многочисленных научных публикаций. Он является Ассоциированным профессором Сороса, а также заведующим кафедрой дифференциальных уравнений в Днепровском национальном университете им. Олеся Гончара и обладателем ряда грантов, премий, почетных знаков, медалей и других наград. Профессор, доктор Петр Когут является научным консультантом компании EOSDA.
Последние cтатьи
Выращивание Винограда: Как Сажать, Ухаживать И Собирать Урожай
Традиции сочетаются с современными технологиями посадки и выращивания винограда. Вековая мудрость гарантирует правильную обрезку винограда, а спутники отслеживают стресс лозы и управляют удобрениями.
Выращивание Свеклы: От Посадки Семян до Хранения Урожая
Выбор сорта свеклы и места выращивания – это лишь первый шаг на пути к хорошему урожаю свеклы. На всех этапах выращивания культуры точное земледелие станет незаменимым помощником.
Выращивание Салата: Как Сажать, Ухаживать И Собирать
Выращивание салата привлекло внимание фермеров благодаря возможности собирать несколько урожаев в год. Чтобы разнообразить план посевов, салат можно выращивать чередуя с другими культурами.