Á ákveðnum tímabilum ræktunartímabilsins verða kartöfluræktendur að fylgjast reglulega með köfnunarefnisstöðu ræktunar sinna til að beita áburði á sem hagkvæmastan hátt.
Algeng venja er að safna laufum úr plöntum á hverju sviði og senda þau síðan á rannsóknarstofu til nítratgreiningar. Innan nokkurra daga fá ræktendur niðurstöður sem gefa til kynna hvort þörf sé á meiri köfnunarefnisáburði eða hvort afkoman sé eðlileg. Kerfið virkar, en þetta ferli er hægt að flýta fyrir, segir I. Wang, dósent Háskólinn í Wisconsin-Madison, Garðyrkjudeild.
„Að safna laufum tekur mikinn tíma og fyrirhöfn,“ segir Wang.
„Og stundum geta niðurstöðurnar verið villandi, því magn nítrats í laufblöðunum getur verið undir áhrifum frá mörgum þáttum, eins og veðurskilyrðum eða tímasetningu sýnatöku. Þar að auki taka niðurstöðurnar ekki tillit til staðbundins munar [niturþörf] innan sviðsins.“
Verkefni styrkt USDA National Institute of Food and Agriculture, felur í sér söfnun og úrvinnslu gagna úr ofurlitrófsmyndavél. Það er sett upp á UAV (ómönnuð flugvél) eða lágflugu flugvél sem flýgur yfir rannsakað kartöflusvæði.
Teymi Wang er að þróa tölvulíkön til að tengja myndir við köfnunarefnisstöðu plantna á vertíðinni, ávöxtun, gæði og efnahagslega ávöxtun loka árstíðar.
„Ég og starfsfólkið mitt vonumst til að þróa netforrit sem mun breyta ofurlitrófsmyndum í upplýsingar um hvenær og hversu mikið á að frjóvga svo ræktendur geti hámarkað hagnað með lágmarks umhverfisáhrifum,“ segir Wang.
„Þættir sem valda breytingum á ástandi tjaldhimnunnar, eins og næringarefnaástand, nærvera og fjarveru raka eða sjúkdóms, tengjast litrófsendurkasti og því er hægt að sjá það í ofurlitrófsmyndum,“ segir Trevor Crosby, framhaldsnemi í Wang's. rannsóknarstofu.
Í einu flugi yfir 70 sinnum 150 metra rannsóknarsviði er hægt að safna tugum mynda, sem hver inniheldur hundruð litrófsbanda. Til að flýta fyrir myndvinnslu réði Wang tvo lykilstarfsmenn. Phil Townsend, prófessor í vistfræði skóga og dýra, er leiðandi í fjarkönnunartækni. Paul Mitchell, prófessor og sérfræðingur í landbúnaðar- og hagnýtri hagfræðideild, framkvæmir hagfræðilega greiningu þar sem tölvulíkan gerir ráðleggingar um notkun köfnunarefnis.
Crosby, sem tók forystuna í jarðmælingum, safnaði gögnum frá vettvangskönnunarstöðum á ýmsum stigum kartöfluvaxtar. Þar á meðal eru blaðflatarmálsvísitala, heildarstyrkur köfnunarefnis í laufum og stönglum, fjölda hnýða og þyngd einstakra hnýða, auk umhverfisþátta eins og raka og hita jarðvegs, sólargeislunar og vindhraða. Við uppskeru mælir það heildaruppskeru hnýði og stærð þeirra.
Crosby þróaði síðan endurbætt líkön sem tengdu oflitrófsmyndir við mælingar á jörðu niðri. Markmiðið er að spá fyrir um köfnunarefnisstöðu ræktunar í rauntíma og spá fyrir um uppskeru hnýði í lok tímabilsins. Á þessum tímapunkti er vettvangsvinnu og myndvinnslu lokið og Crosby einbeitir sér að gerð líkana.
Wang deilir rannsóknum sínum víða með kartöflu- og grænmetisræktendum ríkisins. Hann hefur gott samband við bændur víðs vegar um ríkið og margir bíða spenntir eftir niðurstöðum rannsókna hans.