Ανοιχτές καλλιέργειες

H δορυφορική παρακολούθηση καλλιεργειών (ή παρακολούθηση ανάπτυξης καλλιέργειας) βοηθάει στον έλεγχο της βλάστησης των καλλιεργειών σε πραγματικό χρόνο.

Γιατί όμως η παρακολούθηση της ανάπτυξης είναι τόσο σημαντική;

Η διαρκής ανανέωση της πληροφορίας με εικόνες υψηλής ανάλυσης επιτρέπει τον απομακρυσμένο έλεγχο των διαφορετικών χωραφιών. Με αυτόν φαίνεται άμεσα η θετική ή αρνητική δυναμική στην ανάπτυξη της καλλιέργειας. Στη δεύτερη περίπτωση, οι διαφοροποιήσεις που παρατηρούνται και οι δυσαναλογίες στην ανάπτυξη, βοηθούν να γίνει μια έγκαιρη διαπίστωση για την αναγκαιότητα πρόσθετων γεωργικών εργασιών σε συγκεκριμένα σημεία του αγρού.

Τρόποι

Οι δορυφόροι λαμβάνουν χιλιάδες εικόνες από χωράφια, περιστρεφόμενοι σε τροχιά γύρω από τη γη, σε μια απόσταση εκατοντάδων χιλιομέτρων. Οι εικόνες αυτές δεν αποτυπώνονται ρεαλιστικά, όπως μια φωτογραφία από το κινητό, αλλά «ερμηνεύονται» πάνω σε ένα χάρτη και η αποτύπωση τους γίνεται με «Δείκτες Bλάστησης».

Οι δείκτες είναι ένας συνδυασμός εικόνων και αγρονομικών μοντέλων. Με βάση αυτούς δημιουργούνται οι χάρτες πυκνότητας της βλάστησης, οι οποίοι προσδιορίζουν τις περιοχές όπου υπάρχει θετική ή αρνητική ανάπτυξη (λόγω έλλειψης νερού, ασθενειών ή ωρίμανσης).

Οι διαφοροποιήσεις που παρατηρούνται στο χωράφι είναι η παραλλακτικότητα της γονιμότητας του εδάφους. Η διαφοροποίηση αυτή μεταφράζεται σε ζώνες όμοιας ή παρόμοιας διαχείρισης για στοχευμένες εργασίες στον αγρό.

Προβλήματα

Η συχνότητα διέλευσης του δορυφόρου πάνω από το χωράφι είναι περίπου 5 ημέρες, αλλά η διαθεσιμότητα των εικόνων εξαρτάται από την νεφοκάλυψη.

Αν για παράδειγμα υπάρχουν σύννεφα την ημέρα και ώρα που θα περάσει ο δορυφόρος, η εικόνα δεν μπορεί να αποτυπώσει την κατάσταση της βλάστησης. Για τον λόγο αυτό οι εικόνες αυτές απορρίπτονται, καθώς μπορεί να επηρεάσουν αρνητικά τα αποτελέσματα των υπηρεσιών. Κατά μέσο όρο στην διάρκεια μιας καλλιεργητικής περιόδου οι εικόνες που είναι χρήσιμες φτάνουν περίπου τις 30 για κάθε χωράφι.

CropApp

Οι εικόνες που συλλέγονται και αναλύονται κατά τη διάρκεια κάθε καλλιεργητικής περιόδου είναι διαθέσιμες στο CropApp μέσα από την υπηρεσία «Ανάπτυξη Καλλιέργειας». Η συλλογή τους από την σπορά μέχρι και την συγκομιδή επιτρέπει την αναδρομή σε όλες τις εικόνες που είναι διαθέσιμες μέσα σε μια ή περισσότερες καλλιεργητικές περιόδους.

Με την συνεχή ανανέωση της πληροφορίας και την δυνατότητα σύγκρισης των διαφορετικών εικόνων που έχει κάποιος στη διάθεσή του μπορεί να αναδειχθούν θέματα στον αγρό που δεν είναι προφανή με γυμνό μάτι ή την εμπειρική γνώση που έχουν συνήθως οι καλλιεργητές. Τέτοια παραδείγματα είναι μια διαρροή σε ένα σωλήνα άρδευσης, μια περιοχή όπου δεν έγινε καλή εφαρμογή λιπάσματος ή φυτοπροστατευτικού σκευάσματος, ή ακόμη και η έναρξη μιας ασθένειας.

Η υπηρεσία της «Ανάπτυξης Καλλιέργειας» βοηθά πιθανά προβλήματα να εντοπιστούν έγκαιρα, από την τελευταία εικόνα, αλλά και μακροπρόθεσμα, από την σύγκριση περισσότερων εικόνων. Με αυτόν τον τρόπο μπορούν να ληφθούν τα κατάλληλα μέτρα για την αντιμετώπισή τους.

Συνήθως στο περίγραμμα του χωραφιού οι «Δείκτες Βλάστησης» είναι διαφορετικοί, σε σχέση με το εσωτερικό του. Ο λόγος είναι ότι η εικόνα στα σημεία εκείνα αποτυπώνει ζιζάνια, αραιή βλάστηση ή ακόμη και κάποιον αγροτικό δρόμο. Ποιοι είναι όμως οι δείκτες βλάστησης για τις διαφορετικές καλλιέργειες;

Υπάρχουν πολλοί δείκτες βλάστησης, και οι περισσότεροι από αυτούς είναι παρόμοιοι μεταξύ τους. Ο NDVI είναι ένας αρκετά διαδεδομένος και δημοφιλής «Δείκτης Βλάστησης», ο οποίος μετράει τη σφριγηλότητα ή αλλιώς το πόσο υγιής είναι η καλλιέργεια. Ο δείκτης αυτός μπορεί να κυμανθεί από το 0, που είναι χαμηλότερη τιμή, μέχρι και το 1, που είναι η υψηλότερη. Το 0, που αποτυπώνεται χρωματικά με καφέ χρώμα για να δείξει το γυμνό έδαφος, συνήθως σημαίνει ότι δεν υπάρχει βλάστηση και πράσινα φύλλα, όπως για παράδειγμα στην έναρξη μιας καλλιεργητικής περιόδου. Μπορεί όμως αυτό να συμβαίνει και όταν το φυτό είναι άρρωστο ή όταν μπει στο καλλιεργητικό στάδιο της «ωρίμανσης». Αντίστροφα τιμές κοντά στο 1 αποτυπώνεται με βαθύ πράσινο χρώμα και αποτυπώνουν την υψηλή πυκνότητα πράσινων φύλλων και υγιών φυτών με πολύ χλωροφύλλη και καλή κυτταρική δομή.

Ο NDVI δεν μπορεί να μας πει τα αίτια που επηρεάζουν αρνητικά την καλλιέργειά μας, αλλά μας δίνει μια πολύ καλή ένδειξη για την κατάσταση του χωραφιού. Στην υπηρεσία «Ανάπτυξη Καλλιέργειας» του CropApp μπορούμε να δούμε τη μέση τιμή του NDVI για όλο το χωράφι ή να επιλέξουμε να δούμε τις επιμέρους τιμές του σε κάθε σημείο αν το επιλέξουμε. Κάθε τιμή του δείκτη μας δείχνει και κάτι διαφορετικό:

Όταν οι τιμές του δείκτη είναι κάτω από 0,2 αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει βλάστηση πάνω στο χωράφι. Οι τιμές αυτές μαρτυρούν ότι δεν υπάρχει καλλιέργεια, υπολείμματα καλλιέργειας, αλλά ούτε και ζιζάνια. Σε αυτή την κατάσταση είναι συνήθως το χωράφι μας μετά από ένα φθινοπωρινό όργωμα ή/και κατά τη διάρκεια του χειμώνα για παράδειγμα.
Όταν οι τιμές του δείκτη είναι μεταξύ 0,2 και 0,3 αυτό σημαίνει ότι έχουμε βλάστηση της καλλιέργειας, ειδικότερα όταν είμαστε στην αρχή μιας καλλιεργητικής περιόδου. Σε αυτή τη φάση, οι εικόνες που είναι διαθέσιμες μπορεί να αναδείξουν τυχόν ανομοιομορφίες φυτρώματος ή περιοχές με έντονη ανάπτυξη ζιζανίων που χρειάζονται καταπολέμηση. Αντίστοιχα οι ίδιες τιμές προς το τέλος της καλλιεργητικής περιόδου σημαίνουν αλλαγή του χρώματος των φύλλων λόγω μείωσης της χλωροφύλλης και ωρίμανση της καλλιέργειας ή ακόμη και αποφύλλωση.
Όταν οι τιμές του δείκτη είναι μεταξύ 0,3 και 0,5 αυτό σημαίνει ότι έχουμε ικανοποιητική βλάστηση και ανάπτυξη της καλλιέργειας στα αρχικά στάδια. Μεγάλη παραλλαγή στο χρώμα του δείκτη δείχνει περιοχές στο χωράφι που μπορεί να είναι περισσότερο ή/και λιγότερο γόνιμες και να χρειάζονται περαιτέρω προσοχή. Επίσης, μπορεί να είναι και ένδειξη εμφάνισης ζιζανίων μέσα στην καλλιέργεια.
Όταν οι τιμές του δείκτη είναι πάνω από 0,5 αυτό σημαίνει ότι η βλαστική ανάπτυξη της καλλιέργειας συνεχίζει και είναι σε στάδιο έντονης ανάπτυξης.

Η εξέλιξη της μέσης τιμής του δείκτη NDVI στη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου είναι επίσης διαθέσιμη σε μορφή γραφήματος. Η μέση τιμή προκύπτει από τη μεσοποίηση πολλαπλών σημείων του χωραφιού τα οποία έχουν διαφορετικές τιμές και θεωρείται αντιπροσωπευτική της κατάστασης της ανάπτυξης. Στο γράφημα πέρα από την εξέλιξη μέσα στην ίδια καλλιεργητική περίοδο, υπάρχει και η σύγκριση με προηγούμενες. Αυτό βοηθάει σε συμπεράσματα σχετικά με την πρωιμότητα ή την οψιμότητα στο φύτρωμα και στην ανάπτυξη, αλλά και στο χρόνο ωρίμανσης μεταξύ της τρέχουσας και προηγούμενων περιόδων.

Άλλοι δείκτες που είναι διαθέσιμοι στην υπηρεσία «Ανάπτυξη Καλλιέργειας» είναι η Χλωροφύλλη, η Βιομάζα και ο Δείκτης Φυλλικής Επιφάνειας (Δ.Φ.Ε.), οι οποίοι επίσης υπολογίζονται από τις δορυφορικές εικόνες σε συνδυασμό με αγρονομικά μοντέλα.

Η χλωροφύλλη είναι η χημική ουσία που επηρεάζει την απορρόφηση του φωτός στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Η περιεκτικότητα των φυτών σε χλωροφύλλη σχετίζεται με τη φωτοσυνθετική τους ικανότητα, το στάδιο ανάπτυξης, την υγεία του φυλλώματος, αλλά και την απόδοση. Πληροφορίες σχετικές με το περιεχόμενο άζωτο ή την περιεχόμενη χλωροφύλλη, σε συνδυασμό με τον Δ.Φ.Ε., τη βιομάζα και το ποσοστό της απορρόφησης της ακτινοβολίας, βοηθούν στην κατανόηση της κατάστασης και της υγείας των φυτών.

Ο Δ.Φ.Ε. είναι μια διαγνωστική παράμετρος της κατάστασης των καλλιεργειών και ορίζεται ως ο λόγος του εμβαδού της επιφάνειας των φύλλων ανά εδαφική επιφάνεια. O Δ.Φ.E. αρχίζει να αυξάνεται από το φύτρωμα και συνεχίζει μέχρι ένα σημείο της ωρίμανσης του φυτού. H ταχεία ανάπτυξη του Δ.Φ.E. έχει μεγάλη σημασία για το φυτό. Επιτρέπει να συμπληρώσει γρήγορα τη βλαστική του ανάπτυξη, ώστε να έχει δυναμικότητα κατά το αναπαραγωγικό στάδιο για να εκμεταλλευτεί τις άριστες συνθήκες της άνοιξης και του καλοκαιριού για φωτοσύνθεση και να «ανταγωνιστεί» τα ζιζάνια με την ταχεία φυτοκάλυψη. Οποιαδήποτε αλλαγή στον Δ.Φ.Ε. μπορεί να συσχετιστεί σε πολλές περιπτώσεις με αλλαγές που παρατηρούνται στην παραγωγικότητα της καλλιέργειας. Αυτές είναι αποτέλεσμα των πρακτικών θρέψης που ακολουθούνται ή και προσβολών από εχθρούς και ασθένειες.

Η βιομάζα αποτελεί μια από τις κυριότερες βιοφυσικές παραμέτρους και ένδειξη της ανάπτυξης των καλλιεργειών. Εκφράζει το βάρος του τμήματος του φυτού που βρίσκεται πάνω από το έδαφος ανά μονάδα επιφάνειας, και είναι ποσοτικό χαρακτηριστικό μιας καλλιέργειας. Υπολογίζεται από δορυφορικές εικόνες, αποτελεί ένδειξη της αναμενόμενης απόδοσης της καλλιέργειας και αυξάνει προοδευτικά, όσο πλησιάζουμε στη συγκομιδή.