Χρήση καινοτόμων τεχνολογιών για την αξιολόγηση συνδυασμένου συστήματος λίπανσης και εδαφοκατεργασίας σε καλλιέργεια ατρακτυλίδας (Carthamus tinctorius L.)

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία είχε ως αντικείμενο την αξιολόγηση συνδυασμένου συστήματος λίπανσης και εδαφοκατεργασίας στην καλλιέργεια της ατρακτυλίδας με τη χρήση νέων τεχνολογιών μέσω του δείκτη NDVI. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε στον πειραματικό αγρό του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών από τον Δεκέμβριο του 2020 έως τον Μάϊο του 2021. Ο πειραματικός αγρός χωρίστηκε σε 24 τμήματα όπου στα μισά είχε εφαρμοστεί συμβατική κατεργασία εδάφους πριν τη φύτευση ενώ στα άλλα μισά δεν είχε εφαρμοστεί καμία κατεργασία εδάφους. Ταυτόχρονα ακολούθησαν και τρείς επεμβάσεις με συνδυασμούς ουρίας: 1. Ουρία (42-0-0), 2. Ουρία με παρεμποδιστή νιτροποίησης και ουρεάσης (ΝΙ) και 3. Μάρτυρας (χωρίς προσθήκη λιπάσματος). Για τον προσδιορισμό του δείκτη NDVI συλλέχθηκαν δεδομένα ανάκλασης της καλλιέργειας στο κόκκινο και στο εγγύς υπέρυθρο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα με δυο μεθόδους τηλεπισκόπησης: μια πολυφασματική κάμερα (Parrot Sequoia) προσαρτημένη Μη Επανδρωμένο Αεροσκάφος (ΣμηΕα) και έναν επίγειο αισθητήρα εδάφους (Green Seeker). Στη συνέχεια, τα δεδομένα επεξεργάστηκαν στο σύστημα GIS (ΑrcMap). Για τη στατιστική ανάλυση των δεδομένων, υπολογίστηκαν τα περιγραφικά στατιστικά, εφαρμόστηκε γεωστατιστική ανάλυση και μελετήθηκε η συσχέτιση μεταξύ των δεδομένων ανάκλασης από τους δύο αισθητήρες. Ο συντελεστής γραμμικής συσχέτισης του Pearson (r) που χρησιμοποιήθηκε ήταν αρκετά υψηλός μεταξύ των δύο μεθόδων καθ’ όλη τη διάρκεια των μετρήσεων εκτός της τελευταίας όπου το φυτό βρισκόταν στο στάδιο συγκομιδής. Αυτό μας δείχνει ότι και οι δύο αισθητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη επίβλεψη καλλιεργειών. Ο υπολογισμός των μέσων τιμών κάθε τμήματος παρατήρησης βασίστηκε στον δείκτη NDVI, καθ’ όλη την καλλιεργητική περίοδο. Με βάση τις μέσες τιμές του δείκτη NDVI, παρατηρήθηκε ότι οι καλύτερες εξ αυτών σημειώθηκαν στα τμήματα που εφαρμόστηκε συνδυασμός συμβατικής κατεργασίας εδάφους με λίπανση ουρίας και παρεμποδιστή νιτροποίησης και ουρεάσης, και συνδυασμός μη κατεργασίας εδάφους με λίπανση ουρίας. Από τους παραπάνω δύο συνδυασμούς η υψηλότερη τιμή σημειώθηκε από το συνδυασμό μη κατεργασίας εδάφους και ουρίας. Περαιτέρω έρευνα πάνω στο συγκεκριμένο θέμα κρίνεται σημαντική, καθώς δεν υπάρχουν ακόμα παρόμοιες μελέτες πάνω στην καλλιέργεια της ατρακτυλίδας.

The aim of the present study was to evaluate a combined fertilization and tillage system in the cultivation of Carthamus tinctorius L. using new technologies through the NDVI index. The experiment took place in the experimental field of the Agricultural University of Athens from December 2020 to May 2021. The field was divided into 24 plots. Half of them were treated with conventional soil tillage, while the other half had no soil treatment. At the same time, three fertilization treatments were applied with the following combinations of urea: 1. Urea (42-0-0), 2. Urea with nitrification inhibitor (NI) and 3. Control (without fertilizer). To determine the NDVI index, crop reflectance data in the red and near-infrared electromagnetic spectra were collected by two remote sensing methods: a multispectral camera (Parrot Sequoia) attached to a UAV and a ground-based sensor (Green Seeker). The data were then processed in the GIS system (ArcMap). For the statistical analysis of the data, the descriptive statistics were calculated, geostatistical analysis was applied and the correlation between the reflection data from the two sensors was studied. The Pearson linear correlation coefficient (r) was quite high between the two methods throughout the measurements except for the last one where the plant was in the harvest stage. This shows us that both sensors can be used to monitor crops. The calculation of the mean values of each observation plot was based on the NDVI index, throughout the growing season. Based on the mean values of the NDVI index, it was observed that the best of them were recorded in the plots treated: 1) with conventional soil treatment with urea and nitrification inhibitor fertilization, and 2) without soil treatment and urea fertilization. From the above two combinations, the highest value was noted by the combination without soil tillage and urea. Further research on this topic is considered important, as there are no similar studies on Carthamus tinctorius L. yet.