חיזוי חנקן בשדות תפו"א באמצעות נתונים ספקטראליים וצילומים היפר-ספקטראליים

יונתן זוסמן1,2, יפית  כהן1, ויקטור אלחנתי1, ציון דר3,דויד בונפיל4, ארנון קרניאלי5, ויאצסלב אוסטרובסקי1, אשר לוי1, משה שנקר2

1 המכון להנדסה חקלאית, מינהל המחקר החקלאי, בית דגן.

2 מרכז סיגרם למדעי הקרקע והמים, האוניברסיטה העברית, רחובות.

3 שרות ההדרכה והמקצוע, משרד החקלאות, בית דגן.

4.המחלקה לגידולי שדה ומשאבי טבע, , מינהל המחקר החקלאי, מרכז גילת.

5 המעבדה לחישה מרחוק, המכון לחקר המדבר ע"ש ג'קוב בלושטיין אוניברסיטת בן גוריון בנגב, שדה בוקר.

 yonatansus@gmail.com

 

עיקרון בסיסי בתפיסה של חקלאות מדייקת הינו התאמת המשאבים לשונות המרחבית והעיתית בשדה. מרבית תפוחי-האדמה בישראל גדלים בקרקעות בעלות מרקם גס או בינוני. כתוצאה מכך יש שטיפה רבה של חנקה אל מתחת לבית השורשים דבר המפחית את יעילות הדישון ופוגע בסביבה. מחקרים מראים כי דישון דיפרנציאלי מעלה את יעילות הדישון ומפחית את הפגיעה בסביבה. אחת ממטרותיו של מחקר זה היא לפתח מודל חיזוי למצב החנקן בשדה בעזרת נתונים ספקטראליים וצילומים היפר-ספקטראליים שישמשו בסופו של דבר ליצירת מפת אזורי ממשק בשדה כאמצעי להכוונה של דישון מדויק.

חמישה טיפולי חנקן עם שתי חזרות בוצעו בשדה תפו"א בנגב בקרקע בעלת מרקם בינוני. לאורך עונת הגידול נערכו 4 ימי מדידה ב 50, 75, 90, 100 ימים מזריעה.

בכל יום מדידה נאספו נתונים ספקטראליים מ-20 עלים בכל חזרה שחולקו לחמש קבוצות של ארבעה עלים. פטוטרות העלים הללו נדגמו למדידות חנקן במעבדה. בנוסף, נלקחו צילומים היפר-ספקטראליים מגובה של 20 מטר.

הנתונים הספקטראליים של היום השני נהרסו ולכן לא נכללו בניתוח.

הנתונים הספקטראליים נותחו בשני אופנים: חישוב אינדקס TCARI, וניתוח PLSR על הנגזרת הראשונה של הספקטרום מ-500 עד 900 ננומטר.

ניתוח התוצאות כלל מבחן מובהקות סטטיסטי להפרדה בין טיפולים בהתבסס על נתוני N-NO3 ו-TCARI  ופיתוח מודל לחיזוי חנקן בפטוטרות על פי TCARI וניתוח PLSR.

ניתוח סטטיסטי של כלל המדידות הראה כי מדידות חנקן במעבדה זיהו שלוש קבוצות מובהקות מתוך חמשת הטיפולים ביום הרביעי בלבד. לעומת זאת, TCARI זיהה ארבע קבוצות מתוך החמש כבר ביום השלישי.

בהתבסס על נתוני היום הראשון, לא התגלה קשר בין TCARI ובין תכולת חנקן בפטוטרות. לעומת זאת, בימים האחרים התגלה קשר טוב ביניהם (r2=0.83 and r2=0.86 בהתאמה). לעומת זאת, ניתוח PLSR סיפק מודל חיזוי טוב של חנקן כבר ביום הראשון.

חישוב ה-TCARI בהתבסס על צילומים היפר-ספקטראליים מן היום הרביעי הראה קשר לא-ליניארי טוב עם תכולת חנקן(r2=0.89).

מחקר זה ממשיך לעונה הקרובה במטרה להמשיך ולבחון את יכולת החיזוי של חנקן באמצעות נתונים ספקטראליים.