Εκτίμηση του αζώτου των φύλλων στην πατάτα βασισμένη σε φασματικά δεδομένα και στην προσομοίωση καναλιών του VENμS δορυφόρου.

=='''Εκτίμηση του αζώτου των φύλλων στην πατάτα βασισμένη σε φασματικά δεδομένα και στην προσομοίωση καναλιών του VENμS δορυφόρου.'''==

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Leaf nitrogen estimation in potato based on spectral data and on simulated bands of the VENlS satellite.


'''Συγγραφείς:''' MY. Cohen • V. Alchanatis • Y. Zusman • Z. Dar • D. J. Bonfil • A. Karnieli • A. Zilberman • A. Moulin • V. Ostrovsky • A.              Levi • R. Brikman • M. Shenker


'''Δημοσιεύθηκε:''' Precision Agriculture


'''Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου:''' [https://doi.org/10.1007/s11119-009-9147-8 ] 



'''Θέμα και πεδίο μελέτης'''

Στη δημοσίευση αναγνωρίζεται η μεγάλη σημασία ενός σωστού προγράμματος λίπανσης με άζωτο σε καλλιέργεια πατάτας, τόσο για τη μεγιστοποίηση της παραγωγής όσο και για την ελαχιστοποίηση της απώλειας αζώτου στα υπόγεια ύδατα. Η διαχείριση λιπασμάτων στην αρδευόμενη πατατοπαραγωγή παγκοσμίως βασίζεται επί του παρόντος σε ενιαίους ρυθμούς εφαρμογής αζώτου, χωρίς να λαμβάνει υπόψη τη χωρική διακύμανση της ζήτησης Ν από τα φυτά, η οποία οφείλεται στη μεταβλητότητα των χαρακτηριστικών του εδάφους και του περιβάλλοντος του κάθε χωραφιού. Στο πείραμα αυτό γίνεται προσπάθεια εφαρμογής των τεχνικών της τηλεπισκόπησης με σκοπό να παρέχουν πληροφορίες για την περιεκτικότητα σε άζωτο που έχει η κάθε καλλιέργεια σε κάθε στάδιο ανάπτυξης, με σκοπό το βέλτιστο προγραμματισμό της λίπανσης. Το πείραμα έγινε σε καλλιέργειες πατάτας στο Ισραήλ την άνοιξη του 2006 και 2007.[[Αρχείο:Rs_wiki_barbalias_8.1.png|200px|thumb|Right|Εικόνα 1: a φύλλο -%N και β μίσχος NO3-N ως συνάρτηση των τιμών TCARI για όλες τις ημερομηνίες δειγματοληψίας το 2007 ]] 

'''Μεθοδολογία'''

Η τηλεπισκόπιση χρησιμοποιείται για τη συλλογή της φασματικής ανάκλασης του θόλου των φυτών σε καλλιέργειες πατάτας με σκοπό την ταχεία εκτίμηση της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης η οποία παρέχει ένα μέτρο για την περιεκτικότητα των φυτών σε άζωτο. Βασίζεται στο γεγονός ότι η φασματική περιοχή μεταξύ του κόκκινου και του εγγύς υπέρυθρου ( κόκκινη άκρη) αλλάζει σχήμα και θέση όταν το φυτο παρουσιάζει έλλειψη σε άζωτο.
Τα μοντέλα πρόβλεψης των επιπέδων Ν αναπτύχθηκαν με τρείς μεθόδους:
1. Υπολογισμός του δείκτη ανάκλασης απορρόφησης μετασχηματισμένης χλωροφύλλης. 
2. Ανάλυση μερικής παλινδρόμησης ελαχίστων τετραγώνων (PLSR) ολόκληρου του φάσματος.
3. Προσομοίωση των καναλιών VENμS, ακολουθούμενη από τον υπολογισμό TCARI και της πολυμεταβλητής ανάλυσης της γραμμικής παλινδρόμησης (MLR) των προσομοιωμένων καναλιών.
[[Αρχείο:Rs_wiki_barbalias_8.2.png|200px|thumb|Right|Εικόνα 2: Μετρήση  έναντι των προβλεπόμενων: a NO3–N το 2006–2007 και β φύλλο-%N το 2007 με βάση την ανάλυση PLSR ]]

'''Συλλογή δεδομένων'''

Η ανάκλαση των φύλλων στο χωράφι μετρήθηκε με το φορητό φασματόμετρο HR2000 ( OceanOpticsInc, Dukedin, FL, USA) με φασματικό εύρος 400-900 nm και 50-lm σχισμή. Η οπτική φασματική ανάλυση του συστήματος που καθορίζεται από το πλάτος της σχισμής και το πλέγμα περίθλασης ήταν 1,8 nm ( πλήρες πλάτος στο μισό μέγιστο, FWHM). Επίσης χρησιμοποιήθηκε ο αισθητήρας του δορυφόρου VENμS που παρέχει 12 συνεχόμενα φασματικα κανάλια από 423 nm έως 908 nm με χωρική ανάλυση 5 m.

[[Αρχείο:Rs_wiki_barbalias_1.3.png|200px|thumb|Right| Εικόνα 3: Μετρήση έναντι των προβλεπόμενων: a NO3–N το 2006–2007 και β φύλλο -%N το 2007 με βάση την ανάλυση MLR των προσομοιωμένων καναλιών του  VENμS του μίσχου ]]

'''Αποτελέσματα'''

•	Ο δείκτης TCARI  για μεμονωμένα φύλλα στο χωράφι συσχετίστηκε ισχυρά με τα νιτρικά ιόντα (ΝΟ3-Ν) που περιέχει ο μίσχος της πατάτας και με το Ν  που περιέχει το φύλλο.
•	Το μοντέλο βασισμένο σε PLSR του φάσματος στην περιοχή 400-900 nm συσχετίστηκε ισχυρά με τα νιτρικά ιόντα που περιέχει ο μίσχος και το άζωτο που περιέχει το φύλλο κατά τη διάρκεια της βλάστικής περιόδου και της περιόδου αύξησης των κονδύλων.
•	Η συσχέτιση των προσομοιωμένων φασμάτων VENμS με το ποσοστό αζώτου στο φύλλο ήταν παρόμοια με αυτή των φασμάτων που λαμβάνονται από το  φασματόμετρο, αλλά ήταν ασθενέστερη σε σχέση με τα νιτρικά ιόντα που περιέχει ο μίσχος.