مؤشر الغطاء النباتي: كيف تُستخدم في الزراعة الدقيقة؟

الآن، لإجراء محادثة كاملة حول الزراعة الدقيقة، يجب عليك التحدث عن مؤشر الغطاء النباتي، وخاصة عند مناقشة دور الاستشعار عن بعد في هذا النوع من الزراعة.

ترتبط النباتات ارتباطًا وثيقًا بكل جانب تقريبًا من جوانب الوجود البشري، بما في ذلك عملية التنفس، وتوفير الملابس والمأوى، وإنتاج الغذاء، وما إلى ذلك. ويمكن لأي تغيير في تكوين الغطاء النباتي أن يؤثر بشكل كبير على البيئة والاقتصاد.

لقد كانت التطورات التكنولوجية الحديثة (نظم المعلومات الجغرافية، وأنظمة تحديد المواقع العالمية، والاستشعار عن بعد، والزراعة الدقيقة) المحرك الرئيسي لتحسين إدارة المحاصيل. فعلى سبيل المثال، توفر الزراعة الدقيقة تحليلاً محسّناً واكتشافاً وتحكماً في التغيرات الزمنية والجغرافية في إنتاج المحاصيل داخل الحقل.

يُحدث رواد التكنولوجيا الزراعية ثورة في الزراعة الدقيقة من خلال مؤشرات الغطاء النباتي. ويُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية في تحقيق هدف هذا النوع من الزراعة، ألا وهو زيادة الإنتاج إلى أقصى حد مع تقليل استخدام الموارد إلى أدنى حد.

يُوفر الاستخدام الحديث لمؤشرات الغطاء النباتي في الزراعة الدقيقة العديد من المزايا، منها: الرصد الفيزيائي والكيميائي، والبيانات الآنية، وتخطيط الأنشطة الزراعية. كما يُمكن الاستفادة بكفاءة من خرائط مؤشرات الغطاء النباتي كمرجع مستقبلي لتحديد التغيرات الدورية.

ما هي مؤشرات الغطاء النباتي وأنواعها؟

منذ عام 1974، انتشر استخدام مؤشرات الغطاء النباتي على نطاق واسع، مما يساعد في إجراء مسوحات دورية بعيدة المدى للغطاء النباتي. ويعتمد هذا النموذج الإحصائي، الذي يستخدم نطاقين طيفيين أو أكثر، على تحويل طيفي يمكن استخدامه للكشف عن الغطاء النباتي بمعناه العام.

باستخدام هذه الطريقة، يستطيع العلماء وغيرهم من المهتمين مراقبة السلوكيات الضوئية بكفاءة ورصد الاختلافات في الغطاء النباتي. وإذا لزم الأمر، يمكنهم أيضًا إجراء مقارنات موثوقة باستخدام هذه المعلومات. تتضمن هذه الطريقة تقييم مجموعة متنوعة من المتغيرات، مثل نمو المحصول، وقوته، وكتلته الحيوية، ومحتواه من الكلوروفيل. إليكم قائمة مؤشرات الغطاء النباتي:

• مؤشر NDVI (مؤشر اختلاف الغطاء النباتي المعياري)
• مؤشر VARI (مؤشر مقاومة الغلاف الجوي المرئي)
• ReCl (مؤشرات الغطاء النباتي للكلوروفيل عند الحافة الحمراء)
• مؤشر الغطاء النباتي المحسن ثنائي النطاق (EVI2)
• مؤشر مساحة الغطاء النباتي (LAI)
• مؤشر الغطاء النباتي ذو النطاق الديناميكي الواسع (WDRVI)
• مؤشر GNDVI (مؤشرات اختلاف الغطاء النباتي الأخضر المعياري)
• مؤشر الغطاء النباتي الأخضر (GCI)
• مؤشر RCI (مؤشر الغطاء النباتي للكلوروفيل الأحمر)
• مؤشر NDWI (مؤشر الفرق الطبيعي للمياه)

ما هي استخدامات مؤشر الغطاء النباتي؟

عند فحص أنماط صحة النبات، قد يستفيد المتخصصون الزراعيون مثل المزارعين والمهندسين الزراعيين وشركات التأمين على المحاصيل والباحثين وغيرهم من استخدام مؤشر نباتي مثل NDVI أو VARI.

يستطيع مستخدمو أداة رسم الخرائط والتحليل الزراعي تطبيق المؤشر بنقرة زر، مما يُنتج بقعة خضراء أو حمراء على صورهم الجوية، بناءً على نتائج المؤشر. المناطق المُشار إليها باللون الأخضر تتميز بنباتات تتمتع بصحة جيدة. أما الألوان الأخرى كالبرتقالي والأصفر والأحمر فتدل على فقدان الطاقة والحيوية.

على سبيل المثال، يمكن لمزارع الذرة استخدام البرنامج لإرسال صور متعددة الأطياف لحقول الذرة الخاصة به في أي وقت بين ظهور النباتات وحصاد المحصول. ثم يقوم التطبيق بتطبيق مؤشر الغطاء النباتي المفضل.

قد يلفت هذا اللون الزاهي انتباههم إلى أن جزءًا من الحقل قد اكتسب لونًا برتقاليًا وأحمر في بعض الأماكن. وهذا مؤشر على أن النباتات بدأت تتحول إلى اللون البني أو الأصفر، أو أنها تعاني من بقع. وقد تكون نباتات هذه المنطقة متأثرة بفترة طويلة من الجفاف، أو الفيضانات، أو نقص أو زيادة التسميد، أو مصابة بمرض ما.

كما كان الحال سابقًا، كان التحقق الميداني الطريقة الأكثر فعالية لتشخيص مشكلة محددة. ومع ذلك، يُشير مؤشر الغطاء النباتي للمزارع إلى ضرورة تركيز جهوده على جزء معين من أرضه. وبذلك، يُمكنه البحث عن أسباب المشكلة ودراسة الحلول الممكنة.

لماذا تعتبر مؤشرات الغطاء النباتي فائقة الطيف مهمة للغاية؟

إن دمج طيف الانعكاس في قيمة عددية واحدة، والمعروفة باسم مؤشر الغطاء النباتي، هي طريقة قياسية لتحديد خصائص الغطاء النباتي. مؤشرات الغطاء النباتي الطيفية الفائقة, تحتوي هذه المؤشرات، والمعروفة أيضًا باسم مؤشرات الغطاء النباتي ذات النطاق الضيق، على خصائص أو أطوال موجية لا يمكن للمعدات فائقة الطيف التقاطها إلا بسبب نطاقاتها الأقصر.

تعتبر البنية والكيمياء الحيوية وعلم وظائف الأعضاء النباتية أو الإجهاد الفئات الرئيسية الثلاث التي يمكن استخدامها لتصنيف سمات الغطاء النباتي التي يمكن تقييمها باستخدام مؤشرات الغطاء النباتي.

• تُعدّ نسبة الغطاء النباتي، ومؤشر مساحة الورقة (LAI)، وكتلة الأوراق الخضراء، وكتلة الأوراق المتساقطة، ونسبة الإشعاع النشط ضوئيًا الممتص، أمثلةً على السمات البنيوية التي يمكن قياسها. وقد صُممت معظم مؤشرات التحليل البنيوي لأنظمة النطاق الكامل، ولها نظائر ضيقة النطاق وفائقة الطيف.
• تشمل الأمثلة على الخصائص البيوكيميائية الماء، والأصباغ (مثل الكلوروفيل، والأنثوسيانين، والكاروتينات)، وغيرها من المنتجات الغنية بالنيتروجين (مثل البروتينات). كما تندرج المكونات الهيكلية للنباتات ضمن هذه الفئة (اللجنين والسليلوز).
• إن التحول الناجم عن الإجهاد في حالة الزانثوفيل، والاختلافات في محتوى الكلوروفيل، والتغيرات في رطوبة الأوراق، والفلورة هي بعض التغيرات التي يمكن قياسها باستخدام المؤشرات الفسيولوجية ومؤشرات الإجهاد.

بشكل عام، طُوّرت المؤشرات البيوكيميائية والفسيولوجية أو مؤشرات الإجهاد باستخدام معدات مخبرية أو ميدانية (أخذ عينات طيفية أقل من 10 نانومتر). وهي تستهدف خصائص طيفية دقيقة للغاية، ونتيجة لذلك، فهي مؤشرات طيفية فائقة الدقة. وتُعدّ المؤشرات المُطوّرة للمياه الاستثناء الوحيد لهذه القاعدة.

مؤشر الغطاء النباتي وتقنية الاستشعار عن بعد

توفر الأقمار الصناعية لمراقبة الأرض لعلماء الاستشعار عن بعد بيانات جديدة لتغذية دراستهم وتحسين التحليل الذي تم إجراؤه بالفعل مع تقدم أجهزة الاستشعار.

يمكن للشركات التي تمتلك بالفعل تقنيات تعتمد على المؤشرات، وتلك التي تستعد لإطلاق تقنيات جديدة، أن تخلق سوقًا واسعة لمنتجاتها الزراعية من خلال تبني أحدث الابتكارات في تطبيقات مؤشرات الغطاء النباتي الطيفية. وينطبق هذا على الشركات التي تمتلك بالفعل برامج تعتمد على المؤشرات، وتلك التي تخطط لإطلاق برامج جديدة.

تُحسّن مؤشرات الغطاء النباتي في الاستشعار عن بُعد جودة تجربة العملاء بشكل عام. وتُمكّن مقارنة صور الأقمار الصناعية بأنواع مختلفة من البيانات الجوية مما يلي:

• انخفاض تكاليف التشغيل والمعالجة وتفسير البيانات التي تجمعها الطائرات بدون طيار.
• بالمقارنة مع الصور الجوية، قد تغطي صور الأقمار الصناعية مساحة أوسع.
• خفض تكاليف إجراء عمليات التفتيش الميدانية: عمليات المراقبة الإضافية بواسطة الطائرات بدون طيار (المركبات الجوية غير المأهولة) أكثر تكلفة من عمليات إعادة الزيارة القياسية عبر الأقمار الصناعية.
• الحصول على تحليلات للبيانات بتنسيق مناسب في وقت أقصر.
• مراقبة الحقول بغض النظر عن قوة الرياح.

يُمكّن استخدام صور الأقمار الصناعية شركات البرمجيات الزراعية من زيادة كمية البيانات الجوية التي لديها بالفعل بشكل كبير، مع توفير الوقت والمال، والسماح للمستخدمين النهائيين بالحصول على المزيد من البيانات في وقت أقصر.

لذلك، فإن مؤشر الغطاء النباتي في الاستشعار عن بعد ومراقبة المحاصيل تساعد هذه التقنية في إجراء فحص شامل ودقيق لحالة المحصول. في حال وجود مشكلة، قد يختار المزارعون فحص المناطق التي تم رصدها بدلاً من الحقل بأكمله.

تواصل مع GeoPard للحصول على حل في مجال تخصصك

يجب تضمين الغالبية العظمى من مؤشرات الغطاء النباتي الأكثر أهمية، والتي يبلغ عددها المئات، في البرامج الزراعية في شكل قائمة طويلة يمكن الوصول إليها واستخدامها في مكان واحد. جيبارد يوفر التحليلات الأساسية التي يمكن دمجها في برامج الزراعة المتوفرة حاليًا والبرامج المخطط لها.

سنرشدك إلى الخيار الأمثل الذي يلبي متطلباتك أو متطلبات عملائك. بغض النظر عن طريقة استخدامك لمنتجنا - سواءً عبر واجهة برمجة التطبيقات (API)، أو العلامة التجارية الخاصة، أو حلول مصممة خصيصًا - يمكنك الاطمئنان إلى دقة وموثوقية البيانات التي تتلقاها، نظرًا لجمعها باستخدام تقنيات الاستشعار عن بُعد وأحدث تقنيات الأقمار الصناعية.

تُقدّم GeoPard تحليلات دقيقة قائمة على البيانات على مستوى العالم، ما أكسبها رضا العديد من العملاء. تواصلوا معنا لمناقشة تفاصيل استخدام خدماتنا وإمكانياتها. الاستشعار عن بعد في مجال تخصصك أو صناعتك.