Ευφυής φυτοπροστασία με χρήση τηλεπισκόπησης έναντι της ψύλλας της ελιάς, Euphyllura spp. (Hemiptera: Psyllidae)

Abstract

Η ελιά (Olea europaea L.) αποτελεί μια από τις πιο σημαντικές καλλιέργειες παγκοσμίως, ειδικά για την περιοχή της Μεσογείου και φυσικά και για την Ελλάδα, με τις καλλιεργούμενες εκτάσεις ολοένα να αυξάνονται λόγο της σημαντικότητας του ελαιολάδου, κατατάσσοντάς τη στις πιο οικονομικά σημαντικές καλλιέργειες δέντρων. Όσον αφορά τους εντομολογικούς εχθρούς, το 25% απώλειας της παραγωγής προέρχεται από αυτούς. Η ψύλλα της ελιάς, παρότι ένας δευτερευόντως σημαντικότητας εχθρός, όταν παρουσιάζει πυκνό πληθυσμό μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές απώλειες για την παραγωγή, κρίνοντας σε ανάλογες περιπτώσεις σημαντική την παρακολούθηση του πληθυσμού. Για την ευκολότερη και πιο αποτελεσματική παρακολούθηση των καλλιεργειών, ώστε να ληφθούν οι κατάλληλες αποφάσεις από τους γεωργούς για τις ενέργειες που πρέπει να ακολουθήσουν στις καλλιέργειες, τις τελευταίες δεκαετίες ο Γεωπόνος ως σύμβουλος έχει στα χέρια του το χρήσιμο εργαλείο της τηλεπισκόπησης (remote sensing), στα πλαίσια της «Ευφυούς Γεωργίας». Η τηλεπισκόπηση έχει αλλάξει τον τρόπο προβολής και διαχείρισης των χερσαίων πόρων. Μια από τις βασικές προϋποθέσεις για την εφαρμογή της είναι η κατανόηση της αλληλεπίδρασης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με τη χλωροφύλλη των φυτών. Σε περίπτωση καταπόνησης ενός φυτού, από βιοτικούς ή και αβιοτικούς παράγοντες, συμβαίνουν βιοχημικές αλλαγές, πριν ακόμα από την εμφάνιση ορατών συμπτωμάτων. Αξιοποιώντας τις τηλεπισκοπικές μεθόδους με προσαρτημένους αισθητήρες διαφόρων ειδών (οπτικούς, θερμικούς, πολυφασματικούς, υπερφασματικούς) στα Μη Επανδρωμένα Αεροσκάφη (ΣμηΕΑ) αλλά και σε Δορυφόρους επιτυγχάνεται απεικόνιση του αγρού σε υψηλή ανάλυση μέσω χαρτογράφησης, και ανίχνευση τυχόν καταπόνησης της βλάστησης με τη χρήση δεικτών βλάστησης. Ο πιο δημοφιλής δείκτης φυτοϋγείας είναι ο δείκτης NDVI, από τα πρώτα αναλυτικά εργαλεία της τηλεπισκόπησης για τη μελέτη των πολυφασματικών εικόνων, που συσχετίζεται με την κατάσταση της βλάστησης. Στόχος της μεταπτυχιακής εργασίας ήταν η συσχέτιση του δείκτη φυτοϋγείας NDVI, με τον αριθμό ατόμων ψύλλας της ελιάς, Euphyllura spp., που καταμετρήθηκαν σε ελαιώνα, στο Κιάτο Κορινθίας. Για το σκοπό αυτό, έγινε λήψη δεδομένων με πολυφασματικό και οπτικό αισθητήρα προσαρτημένο επί ΣμηΕΑ, αλλά και λήψη δορυφορικών εικόνων από το δορυφόρο PlanetScope. Τα δεδομένα αυτά χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία χαρτών για την περιοχή ενδιαφέροντος, και για τον υπολογισμό του δείκτη NDVI, και τελικά της μέσης τιμής του, για κάθε ημερομηνία δειγματοληψίας, μέσω προγραμμάτων φωτογραμμετρίας και GIS. Σκοπός ήταν η διάγνωση της προσβολής των ελαιόδεντρων από την ψύλλα της ελιάς. Η στατιστική μελέτη έδειξε στατιστικώς σημαντικά αποτελέσματα, με συσχέτιση της μέσης τιμής NDVI με τον αριθμό των ατόμων ψύλλας της ελιάς, και συγκεκριμένα αρνητική συσχέτιση, όπου για περισσότερα άτομα ψύλλας ο δείκτης NDVI κατέγραψε μικρότερες τιμές, και αντίστροφα. Ανεπιφύλακτα η εφαρμογή της τηλεπισκόπησης στον τομέα της Γεωργίας, είναι πολύτιμο εργαλείο. Συνδυαστικά με την έρευνα του Γεωπόνου είναι δυνατή η ανίχνευση της καταπόνησης που έχουν υποστεί τα φυτά και το αίτιο που την προκάλεσε, όπως και η πρόβλεψη μελλοντικών σημείων προσβολής για μια στοχευμένη διαχείριση, μειώνοντας τις περισσότερες φορές το κόστος αλλά και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις στα πλαίσια της φυτοπροστασίας, επιτυγχάνοντας μεγαλύτερη ακρίβεια, και ταχύτητα στη διάγνωσης.

The olive tree (Olea europaea L.) belongs to the family of Oleaceae and is one of the most important crops globally, especially in the Mediterranean, and of course for Greece, with the cultivated land increasing more and more, because of the importance of olive oil, placing it in the most economically important crops. Regarding the pests of olive trees, 25% of production loss is caused by the most common ones. Though, the olive psyllid’s (Euphyllura spp.) is a secondary pest, when its population density is high, it can lead to major loss for the production, making crucial the population’s observation. For the easiest and effective observation of the crops as well as making the right decision, on which steps the farmers must follow in agriculture, the last decade, the agronomist, as a consultant, has in his hands the useful tool of remote sensing, in the scope of “Smart Farming”. Remote sensing has changed the way of screening and handling the terrestrial resources. One of the main conditions for its application is the understanding of the interaction between electromagnetic radiation and the plant’s chlorophyll. In case of plant stress from biotic or abiotic factors there can be biochemical changes, even before the appearance of visible symptoms. By utilizing the remote sensing methods with different types of attached sensors (optical, thermal, multispectral, hyperspectral) in the Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) and on satellites, the generation of high-resolution maps and the detection of possible vegetation stress through the vegetation index are achieved. The NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) is the most popular plant health indicator and one of the first analytic tools of remote sensing for the study of multispectral images, which is correlated with the condition of the vegetation. The objective of this thesis was the correlation of the vegetation index NDVI with the number of adults of the insect that was accounted in an olive grove, in Kiato, Corinth. For this purpose, the data acquisition was achieved through a multispectral and optical sensor attached to a UAS, but also through satellite images from the satellite PlanetScope. The data was used for the mapping of the area of interest and the calculation of the NDVI index and finally to calculate the mean NDVI, for every date of sampling, through photogrammetry and GIS (Geographic Information System) programs. The purpose was the diagnosis of the olive tree’s infestation from οlive psyllid or even its prediction. In this study, there were statistically significant differences, which showed the correlation of mean NDVI and the number of adults of Euphyllura spp., and specifically a negative correlation, where for more olive psyllid individuals the NDVI index recorded lower values, and vice versa. Without reservation, in the field of agriculture the application of remote sensing is a valuable tool. Combined with the agronomist, the detection of plant stress and its cause are possible, as well as the prediction of future infestation lowering the cost, bu2t also reducing the environmental impact in the scope of plant protection, increasing the precision and speed of the diagnosis.