Космічний Моніторинг Зелених Плантанів У Сезон Дощів
За оцінками, у 2022 році у Нікарагуа посівна площа зелених плантанів склала 40 000 гектарів, що створило джерела зайнятості в усьому ланцюжку постачання аж до регіонального експорту. Такий масштаб виробництва приніс національній економіці 18,2 мільйона доларів США, продемонструвавши зростання на 21,8% у вартості та 6,6% в обсязі порівняно з попереднім роком .
Тож цілком логічно, що нова компанія FINCATECH розпочала свою діяльність на високоприбуткових сільськогосподарських ринках, таких як вирощування плантанів. Вони мали на меті співпрацювати з місцевими виробниками й допомагати їм впроваджувати більш стійкі сільськогосподарські практики. Під час роботи з одним із клієнтів вони виявили досить поширену проблему, пов’язану з впливом рясних дощів у середині року.
Неспроможність подолати такий виклик може суттєво вплинути на місцеві агрооперації, тому команда FINCATECH почала шукати рішення, які допомогли б їм консультувати з питань підвищення ефективності виробництва у швидкий та економічно вигідний спосіб. Впровадивши EOSDA Crop Monitoring, вони стали першими в новій перспективній ніші точного землеробства, що, серед інших переваг, допомогло їм виділитися серед конкурентів, які віддавали перевагу застарілим підходам.
У цьому матеріалі ми розглянемо, як використання дистанційного зондування та аналізу даних сприяло наданню більш ефективного сільськогосподарського консалтингу FINCATECH для одного з клієнтів у Нікарагуа.
Огляд: Про FINCATECH
FINCATECH – це нове соціальне підприємство з потрійним впливом, яке сприяє впровадженню інклюзивного цифрового сільського господарства в Нікарагуа, аби допомогти малим та середнім виробникам підвищити врожайність плантацій та підготуватися до наслідків зміни клімату з меншим впливом на навколишнє середовище та користю для місцевого населення.
Ця сільськогосподарська компанія відома тим, що сприяє співпраці та колективному зростанню місцевих виробників з метою покращення доступу до ринків та сільськогосподарських технологій. FINCATECH заснована командою експертів з питань зміни клімату та сталого розвитку, а також агрономів, які консультують в галузі цифрового сільського господарства. Компанія виникла у 2021 році як продовження проєкту “Сприяння інклюзивному цифровому сільському господарству в Нікарагуа”, ініційованого Centro Empresarial Pellas (CEP) у співпраці з Відкритою платформою цифрового сільського господарства для ефективності та сталого розвитку (ODAPES).
Вони почали користуватися платформою EOSDA Crop Monitoring, аби допомогти невеликому сільгоспвиробнику в Нікарагуа знизити негативний вплив зливових дощів на плантації та більш ефективно управляти врожайністю, отримуючи максимальну користь від точного землеробства.
Проблема: Рясні Дощі, Нова Плантація І Брак Даних
У 2022 році невеликий сільськогосподарський виробник звернувся до FINCATECH за допомогою з приводу нових посівних площ. Йшлося про нову плантацію, яку вперше засіяли зеленими плантанами та вперше обробили в тому сезоні за допомогою системи мікродощувального зрошення. На фотографіях можна побачити, що рослини досить молоді (оскільки плантан є багаторічною рослиною, він може досягати 5 метрів у висоту у зрілості).
Плантація розташована в регіоні Тісма, на фермах Санта-Еліза та Сан-Херонімо, які входять до складу сільськогосподарської компанії, що займається вирощуванням та збутом бананів і кави. У цьому регіоні вирощування плантана значно зросло за останні п’ять років, і зараз він є однією з найважливіших сільськогосподарських культур поряд з рисом, арахісом і цукровою тростиною.
Зелений плантан є тропічним фруктом родом з Південно-Східної Азії, що належить до родини Бананових (це триплоїдний гібрид Musa acuminata і Musa balbisiana). Це багаторічна трав’яниста рослина великих розмірів (3,5-5 метрів заввишки). Плантани вважають трав’янистими, оскільки їх надземна частина відмирає після закінчення вегетаційного періоду, і багаторічними, оскільки основа рослини (кореневище) виникає з пагона, який називається дочірнім, що замінює материнську рослину. Час між посадкою і збором врожаю становить від 9 до 12 місяців.
Протягом 2022 року головною проблемою стало те, що сезон дощів у Нікарагуа проходив під впливом кліматичного явища Ла-Нінья. Починаючи з серпня, кількість опадів збільшилася приблизно на 77% від середніх історичних показників внаслідок ураганів Ян, Джулія та тропічного шторму Карл. У серпні та вересні випало 40% від загальної кількості сезонних опадів, що спричинило надмірне зволоження ґрунтів і вплинуло на посіви в низинних ділянках посівних площ. Рослини отримали стрес через розмив ґрунту і відсутність аерації в кореневій системі, що знизило їх здатність до поглинання поживних речовин – про це свідчить уповільнене формування нових листків.
Команда FINCATECH хотіла допомогти виробнику краще контролювати врожайність сільськогосподарських культур і отримати впевненість в тому, що несприятливі погодні умови не вплинуть на поставлені бізнес-цілі. Водночас необхідно було оцінити продуктивність ґрунту на даному полі на основі історичних супутникових даних, щоб обрати найкращу довгострокову стратегію.
EOSDA Crop Monitoring
Платформа для моніторингу полів, яка використовує супутникові знімки з високою роздільною здатністю – виявляйте зміни та вживайте заходів дистанційно!
Рішення: Моніторинг Значень Вегетаційних Індексів, Картування Продуктивності
Для цього клієнта працівники FINCATECH використали декілька функцій платформи EOSDA Crop Monitoring:
- Моніторинг на базі індексів NDVI (Нормалізований Диференційний Вегетаційний Індекс) та NDMI (Нормалізований Різницевий Індекс Вологості);
- Зонування для аналізу потреб конкретних ділянок плантацій;
- Скаутинг для валідації супутникових даних;
- Карти продуктивності для аналізу історичних даних.
Платформою користувались два фахівці, які координували роботу команди, а також п’ять агрономів, які відповідали за скаутинг, інтерпретацію даних та консультування. Команда FINCATECH також використовувала мобільні сповіщення, доступні в додатку EOSDA Crop Monitoring.
За допомогою функції Моніторинг 1 серпня 2022 року вони виявили стрес рослинності на 36% посівних площ зі значеннями NDVI від 0,3 до 0,6.
Експерти помітили, що на інших полях не було таких низьких значень NDVI. Це свідчило про високу ймовірність того, що на першому полі проблеми викликані перенасиченням ґрунту.
Після верифікації поля команда скористалася функцією Зонування в EOSDA Crop Monitoring і з’ясувала, що від сильних дощів постраждала більш ніж половина поля.
Були проведені дренажні роботи з поглибленням дренажних каналів для зменшення перезволоження у визначених ділянках. Гумінові та фульвокислоти були внесені біля основи рослин, щоб стимулювати ріст коренів, поліпшити метаболізм та поглинання поживних речовин.
На зображенні за 10 вересня 2022 року, отриманому завдяки застосуванню функції Зонування, добре видно, що на ділянках з нижчими значеннями NDVI є позитивна динаміка. Так, площа зон з високими показниками індексу збільшилися з 45,51% до 51,93%, зон з середніми показниками – з 32,99% до 35,69%, а площа зон з низькими показниками навпаки зменшилася з 21,50% до 12,38%.
Стиглі зелені рослини поглинають більшу частину видимого світла і використовують його для фотосинтезу, відбиваючи більше невидимого ближнього інфрачервоного світла. Вода, навпаки, відбиває всі довжини хвиль видимого світла і невидимого ближнього інфрачервоного майже однаково. Показники NDVI зростають, коли видимого світла стає менше, а невидимого – більше. Так, на полях, засіяних зеленими плантанами, можна побачити високі значення NDVI перед дощем і їхнє раптове падіння, коли ділянка залита водою (оскільки вода відбиває видиме світло, яке можна порівняти з відбиттям невидимого ближнього інфрачервоного, знижуючи таким чином значення NDVI). Однак, якщо ви хочете точно виміряти продуктивність рослинності в цей конкретний час, вам потрібно розрізняти рослини та воду, тому що рослини зелені й вони все ще там, але через високий рівень води NDVI є непоказовим. Спробуйте поєднати NDWI з NDVI або NDWI з MSAVI у своїх дослідженнях, щоб побачити рослини зеленими, а воду – пурпурною/фіолетовою. Це допоможе отримати точну статистику продуктивності попри надмірне затоплення.
Після цього була створена Карта продуктивності на період з 2016 по 2021 рік. Надзвичайно дощовий 2022 рік виключили з досліджень, щоб не викривляти статистику. Ця вибірка також продемонструвала значну концентрацію опадів на цьому полі в ті ж сезони за попередні роки. Було виявлено, що 69,9% ґрунтів на досліджуваній ділянці мають низьку продуктивність, тому експерти рекомендували виділити її під іншу виробничу діяльність.
Такого висновку дійшли після ретельного аналізу витрат і вигод. Теоретично, виробник міг би встановити дренажні системи та провести вирівнювання, щоб поле не підтоплювалося в майбутньому. Але вартість цих інвестицій була б невиправдано високою для такого відносно невеликого поля та обсягів врожаю, який воно потенційно може дати. Карта продуктивності допомогла експертам FINCATECH провести детальну оцінку та прийняти обґрунтоване рішення.
Співвіднесення карт продуктивності з типами культур збагатить ваші аналітичні висновки (наприклад, те, що добре для рису, не підходить для плантана). Спробуйте додати до свого дослідження наземні дані або Класифікацію сільськогосподарських культур EOSDA для більших територій. Визначте діапазон поганих-середніх-хороших значень NDVI для кожного типу культур окремо і проведіть статистичні тести з урахуванням цих значень.
Результат: Стійкість Культур, Ефективна Оцінка Продуктивності, Новаторство В Галузі Точних Агротехнологій
У таких регіонах, як Нікарагуа, очевидно, що зміна клімату спричиняє значну мінливість у поведінці опадів. Складно передбачити короткі проміжки часу, коли дощова вода буде накопичуватись на полях, спричиняючи сильні течії та повені, які впливають на посіви під час вегетації.
Платформа EOSDA Crop Monitoring виявилася цінним джерелом інформації для детальної оцінки стану плантацій. Агрономи FINCATECH змогли зробити практичні висновки для місцевих виробників, допомагаючи їм впоратися з екстремальними опадами в сезоні 2022 року та консультуючи щодо подальших стратегій розвитку.
Виробникам довелося пройти певне навчання, оскільки до співпраці з нами вони ніколи не працювали з аналітикою супутникових знімків. Плантація управляється традиційним способом, тому нам випала нагода продемонструвати, що цифрове сільське господарство можна ефективно використовувати на користь малих і середніх виробників плантана.
Fincatech успішно продемонструвала свою прихильність до розвитку навичок місцевої команди агрономів, що дозволило їм стати “Агрономами-консультантами в цифровому сільському господарстві”. Їх роль полягає у впровадженні інструментів EOSDA Crop Monitoring у співпраці з іншими виробниками по всій країні з метою підвищення стійкої врожайності плантацій при одночасному зниженні споживання сільськогосподарських засобів виробництва.
Про автора:
Петро Когут має ступінь кандидата фізико-математичних наук та є автором численних наукових публікацій. Він також є асоційованим Соросівським професором, завідувачем кафедри диференціальних рівнянь у Дніпровському національному університеті імені Олеся Гончара та володарем низки грантів, премій, почесних відзнак, медалей та інших нагород. Професор, доктор Петро Когут є науковим консультантом EOSDA.
Oстанні статті
Вирощування Тютюну: Від Посадки До Збирання І Сушіння
Промислове вирощування тютюну непросте, адже культура вибаглива до клімату, ґрунту і поживних речовин. Але сучасні ресурси, практики й інструменти точного землеробства полегшують цей процес.
Антракноз: Як Розпізнати І Лікувати Захворювання
Антракноз швидко поширюється і може пошкодити посіви багатьох товарних культур. Дізнайтеся про способи раннього виявлення і лікування, щоб захистити ваші культури від цієї грибкової загрози.
Сергій Клімов Виміряв Зневоднення Ґрунту На Херсонщині
Сергій Клімов і його колега за допомогою EOSDA Crop Monitoring підрахували, скільки води Каховське водосховище постачало південним Херсонським полям за рік до його руйнування у 2023 році.