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CubeSats aiuta i coltivatori di mais a ottimizzare l'uso di fertilizzanti

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CubeSats è in grado di rilevare lo stress da azoto all'inizio della stagione di crescita del mais, un anticipo che potrebbe far sapere agli agricoltori quando e quanto fertilizzante azotato applicare alle colture.

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Questa è la conclusione degli scienziati dell'Università dell'Illinois che hanno dimostrato che CubeSats è in grado di rilevare lo stress da azoto, il che potenzialmente dà agli agricoltori l'opportunità di pianificare applicazioni di fertilizzanti azotati in stagione e di alleviare lo stress da nutrienti.

"Usando questa tecnologia, possiamo forse vedere lo stress dell'azoto all'inizio, prima della nappatura. Ciò significa che gli agricoltori non dovranno aspettare la fine della stagione per vedere l'impatto delle loro decisioni di applicazione dell'azoto", ha detto Kaiyu Guan, professore assistente presso il Dipartimento di Risorse Naturali e Scienze Ambientali dell'Università dell'Illinois e ricercatore principale su un nuovo studio pubblicato su IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing.

L'individuazione e la gestione in tempo reale dei cambiamenti nello stato dei nutrienti delle colture aiuta ad evitare danni alle colture nei periodi critici e ottimizza la resa. In generale, la tecnologia satellitare esistente non è in grado di raggiungere un'alta risoluzione spaziale e un'alta frequenza di rivisitazione. Secondo l'Università, i droni sono in grado di rilevare lo stato dei nutrienti in tempo reale, ma di solito si limitano a coprire le aree locali, il che limita la loro utilità.

"CubeSats del Planet scende a 3 metri di risoluzione e rivisita la stessa posizione ogni pochi giorni", ha detto Guan in un comunicato. "Quindi, in questo momento possiamo monitorare lo stato dell'azoto delle colture in tempo reale per un'area molto più ampia rispetto ai droni"

Guan e i suoi collaboratori hanno testato le capacità dei droni e dei CubeSats di rilevare i cambiamenti nel contenuto di clorofilla del mais, che è un proxy dello stato di azoto della pianta. I ricercatori si sono concentrati su un campo sperimentale nel Central Illinois durante la stagione 2017. Il mais in campo è stato sottoposto a sollecitazioni di azoto in varia misura a causa di molteplici tassi di applicazione e tempi di applicazione dell'azoto, compreso tutto l'azoto applicato all'impianto, e di applicazioni frazionate in diverse fasi di sviluppo.

Il campo analizzato è stato uno dei tanti di uno studio più ampio che ha esaminato i tassi di azoto e la tempistica, istituito da Emerson Nafziger, professore emerito del Dipartimento di Scienze delle colture dell'Illinois e co-autore dello studio.

"L'idea era quella di vedere quanti effetti avrebbe avuto il tempo e la forma del fertilizzante azotato sulla resa. Questo studio permette una valutazione di quanto bene l'imaging potrebbe catturare le risposte di resa all'azoto applicato a ritmi e tempi diversi", ha detto Nafziger.

Gli scienziati hanno confrontato le immagini di rilevamento multispettrale provenienti da droni e CubeSats, e i loro segnali sono stati dichiarati ben combinati con le misurazioni dell'azoto dei tessuti prelevato dalle foglie sul campo su base settimanale. Entrambe le tecnologie sono state in grado di rilevare le variazioni del contenuto di clorofilla con un grado di precisione simile e nello stesso punto della stagione.

"Queste informazioni generano informazioni tempestive e utilizzabili in relazione allo stress da azoto, e quindi potrebbero fornire una guida per l'applicazione di azoto aggiuntivo dove è necessario", ha detto Guan.