棉花氮肥管理的扭转乾坤

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——FluroSat & MicaSense

使用了来自MicaSense RedEdge和遥感技术的先进多光谱数据,一个澳大利亚重要的棉花生产区域获得了领域中先发制人的优势,增产20%并减少了30%-35%的施肥成本

澳大利亚 Gwydir/Namoi区的棉花生产者一直在找他们可以创新的方法来保持高产量,同时减少水和营养素的成本。氮肥既是一个主要的输入成本又是一个产量的重要决定因素,很大一部分的创新注重于知道在尽可能最早的阶段需要使用的可以产生最好收成的氮肥量。

在2017/2018生长季,这个区域的主要农业家和种植者,包括Auscott(一个J.G. Boswell的部门),Landmark和McGregor Gourlay,与FluroSat(一个澳大利亚农作物健康分析创业公司)合作,在多于14000 英亩,在71个被灌溉的旱地农田上种的棉花,进行遥感农作物分析测试。

使用装备了MicaSense RedEdge的无人机,FluroSat在关键成长阶段飞过农田。选择RedEdge传感器是因为它包含了红边光带,对于植物水分不同的反应比近红外更稳定,造成更精准的探测和叶绿素测量。

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收集的数据然后通过在每个农田进行细胞采样和同时对应的RedEdge飞行进行校准。校准后的地图减少甚至去掉了接下去整个季节和随后季节中细胞采样的需要。

来自空中的图片产生的经校准氮肥地图显示了浓度(左)和足够量的范围(右)

来自空中的图片产生的经校准氮肥地图显示了浓度(左)和足够量的范围(右)

使用FluroSat分析平台,分析由显示植物在季节中不同日期的氮肥浓度和他们的足够程度以地图的方式显现出来。这些值可以用来计算整个田的平均值,或者细化到单个行来测试不同的生长策略或改变了的方式。类似的氮肥值自动分到同样的管理组区域,可以用来进行变量率(VR)应用。

测试的农业家也使用了FluroSat平台对氮肥地图和其他层做比较分析,例如NDVI和缺水程度,来了解造成现在氮肥效用的原因的更全面的信息。他们用FluroSat和RedEdge了解到的深度信息造就了更及时精确的农作物中的施肥建议,确保氮肥只有在可以对于产量造成正面影响的时候才会被使用,减少平均30%-35%的施肥成本。在季节结束时,来自许多被监控的农田的产量数据与FluroSat的分析进行对比,显示了好的相关系数在0.4-0.5的范围,并早在12月中旬就开始有此迹象。

结论

改善氮肥管理是将澳大利亚已经令人震惊的生产力更上一层楼的重要因素。在这个研究中这类目标性的氮肥分析可以比一般使用的NDVI指数更有用,比将氮肥与农作物生物量相关联走得跟进一步,因为它通过排除所有与氮肥无关的变更,它在整个季节中一直都有用,不受饱和度影响,生成精确可靠,量化的植物的氮肥“健康度”。通过使用由RedEdge和FluroSat获得的深度信息,种植者现在可以更早地着手,更精确地将他们农田的产量提升平均20%。


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