Penerapan teknologi penginderaan jauh dalam memantau proses pematangan gandum.

Proses pematangan gandum dibagi menjadi tahap susu, tahap lilin, dan tahap kematangan penuh. Standar panen akhir untuk gandum ditentukan oleh tingkat kematangan biji. Secara umum, standar panen untuk gandum adalah kadar air biji, dan standar penyimpanan aman secara umum adalah 12,5%, meskipun indikator ini dapat sedikit berbeda tergantung pada varietasnya. Dalam praktiknya, gandum sering dipanen ketika mencapai kematangan sekitar 90%.

Namun, dalam produksi sebenarnya, sulit untuk terus menerus mendapatkan kadar air biji-bijian yang akurat, sehingga memerlukan pengambilan sampel lapangan secara manual, dan sulit untuk mendapatkan data di area yang luas. Lebih lanjut, karena heterogenitas tanah dalam suatu petak, distribusi kadar air bervariasi, sehingga tidak mungkin untuk secara objektif dan akurat mencerminkan kadar air dan kemajuan kematangan seluruh petak saat memilih titik pengambilan sampel. Umumnya, gandum di tanah dengan retensi air yang lebih baik matang sedikit lebih lambat, dan pengaruh angin panas dan kering regional menyebabkan perubahan kadar air yang cepat, dengan tingkat penurunan kadar air yang berbeda di petak yang berbeda. Oleh karena itu, diperlukan metode yang dapat secara simultan memperoleh kadar air tanaman/biji-bijian di seluruh petak di area yang luas.

Pemantauan kematangan gandum menggunakan penginderaan jarak jauh.

Berdasarkan hubungan linier antara kadar air tanaman dan kadar air biji, penginderaan jauh satelit dapat digunakan untuk memantau kadar air tajuk tanaman dan mendapatkan kadar air biji, sehingga membantu pengguna untuk menentukan tingkat kematangan tanaman.

Penginderaan jauh satelit hiperspektral dapat memenuhi kebutuhan pemantauan kualitatif dan inversi kuantitatif, serta dapat menentukan kematangan tanaman di lahan luas dengan lebih akurat dari perubahan parameter fisiologis tanaman yang semakin halus (seperti antosianin, karotenoid, dll.). Berdasarkan kondisi meteorologi, kadar air tanaman dipantau secara terus menerus dan dinamis sebelum panen untuk memprediksi tanggal ketika kadar air di setiap wilayah mencapai standar panen.

Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics CAS Aerospace Science and Technology Group Co.,LTD - Inversi Kematangan Gandum

Gambar di bawah ini menunjukkan distribusi petak dan perubahan kandungan kelembaban di dalam petak dari waktu ke waktu untuk sebuah perusahaan manajemen penanaman di Kota Taiping, Kabupaten Jingyang, Kota Xianyang pada tahun 2022. Seluruh area menggunakan varietas gandum yang sama, tetapi kondisi tanah bervariasi di berbagai area. Tim Zhongke Xiguang menilai kematangan berdasarkan indeks kelembaban vegetasi dan melakukan inversi kualitatif, menyajikan hasilnya melalui pemantauan multi-periode yang dimulai pada awal Mei. Mereka juga menggunakan metode ambang batas adaptif dan klasifikasi biner untuk menentukan kematangan keseluruhan petak, menampilkan hasilnya sebagai vektor petak.Seperti yang terlihat, kecepatan pematangan lahan di berbagai wilayah tidak sama. Wilayah timur laut matang lebih lambat daripada wilayah lain, sekitar 7-10 hari. 

△Diagram skematis perubahan kematangan gandum di Kota Taiping, Kabupaten Jingyang, Kota Xianyang pada tahun 2022

△Diagram skematis kematangan gandum di Kota Taiping, Kabupaten Jingyang, Kota Xianyang, 2022

Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics CAS Aerospace Science and Technology Group Co.,LTD - Inversi Kematangan Gandum

Sementara itu, tim CAS Xiguang melakukan pemantauan kematangan pada lahan penanaman gandum di Kabupaten Chunhua, sedikit di utara Kota Taiping. Karena adanya jagung musim semi yang bercampur di beberapa petak gandum musim dingin, pemantauan kematangan agak terganggu, tetapi tren keseluruhannya masih dapat diamati.Secara keseluruhan, waktu pematangannya sekitar dua minggu lebih lambat daripada di Kota Taiping.  

△Diagram skematis perubahan kematangan gandum di Kabupaten Chunhua, Kota Xianyang pada tahun 2022

△Diagram skematis kematangan gandum di Kabupaten Chunhua, Kota Xianyang, pada tahun 2022

Metode pemantauan kematangan otomatis berskala besar ini dapat membantu kelompok desa dan kecamatan, petani skala besar, atau tim panen profesional untuk merencanakan rute panen secara rasional, mengurangi biaya mesin, bahan bakar, dan tenaga kerja sekaligus meningkatkan efisiensi keseluruhan proses panen biji-bijian, memperpendek waktu panen, dan mengurangi risiko terjadinya hujan selama panen.