การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการสำรวจระยะไกลในการติดตามกระบวนการสุกของข้าวสาลี

กระบวนการสุกของข้าวสาลีแบ่งออกเป็นระยะน้ำนม ระยะขี้ผึ้ง และระยะสุกเต็มที่ มาตรฐานการเก็บเกี่ยวขั้นสุดท้ายของข้าวสาลีจะพิจารณาจากระดับความสุกของเมล็ด โดยทั่วไป มาตรฐานการเก็บเกี่ยวข้าวสาลีคือปริมาณความชื้นในเมล็ด และมาตรฐานการเก็บรักษาที่ปลอดภัยโดยทั่วไปคือ 12.5% ​​แม้ว่าค่านี้อาจแตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ ในทางปฏิบัติ ข้าวสาลีมักจะเก็บเกี่ยวเมื่อสุกประมาณ 90%

อย่างไรก็ตาม ในการผลิตจริง เป็นเรื่องยากที่จะได้ค่าความชื้นของเมล็ดพืชที่แม่นยำอย่างต่อเนื่อง ต้องอาศัยการเก็บตัวอย่างในแปลงด้วยมือ และการเก็บข้อมูลในพื้นที่ขนาดใหญ่ก็ทำได้ยาก นอกจากนี้ เนื่องจากความไม่สม่ำเสมอของดินภายในแปลง การกระจายตัวของความชื้นจึงแตกต่างกัน ทำให้ไม่สามารถสะท้อนความชื้นและความคืบหน้าของการสุกแก่ของทั้งแปลงได้อย่างเป็นกลางและแม่นยำเมื่อเลือกจุดเก็บตัวอย่าง โดยทั่วไป ข้าวสาลีในดินที่มีการกักเก็บความชื้นได้ดีจะสุกแก่ช้ากว่าเล็กน้อย และอิทธิพลของลมร้อนและแห้งในภูมิภาคทำให้ความชื้นเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว โดยมีอัตราการลดลงของความชื้นที่แตกต่างกันในแต่ละแปลง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีวิธีการที่สามารถวัดความชื้นของพืช/เมล็ดพืชทั้งแปลงในพื้นที่ขนาดใหญ่ได้พร้อมกัน

การตรวจสอบความสุกของข้าวสาลีด้วยระบบตรวจวัดระยะไกล

จากความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างปริมาณความชื้นในต้นพืชและปริมาณความชื้นในเมล็ดพืช การสำรวจระยะไกลด้วยดาวเทียมสามารถนำมาใช้ตรวจสอบปริมาณความชื้นในทรงพุ่มของพืชและดึงข้อมูลปริมาณความชื้นในเมล็ดพืช ซึ่งจะช่วยให้ผู้ใช้สามารถกำหนดความคืบหน้าของการเจริญเติบโตได้

การสำรวจระยะไกลด้วยดาวเทียมไฮเปอร์สเปกตรัมสามารถตอบสนองความต้องการในการตรวจสอบเชิงคุณภาพและการวิเคราะห์เชิงปริมาณ และสามารถกำหนดความสมบูรณ์ของพืชผลในพื้นที่ขนาดใหญ่ได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นจากความเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ทางสรีรวิทยาของพืชที่ละเอียดอ่อนยิ่งขึ้น (เช่น แอนโทไซยานิน แคโรทีนอยด์ เป็นต้น) โดยอาศัยข้อมูลทางอุตุนิยมวิทยา ปริมาณความชื้นในพืชผลจะถูกตรวจสอบอย่างต่อเนื่องและเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลาก่อนการเก็บเกี่ยว เพื่อคาดการณ์วันที่ปริมาณความชื้นในแต่ละพื้นที่ถึงเกณฑ์มาตรฐานสำหรับการเก็บเกี่ยว

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

ภาพด้านล่างแสดงการกระจายตัวของแปลงทดลองและการเปลี่ยนแปลงปริมาณความชื้นภายในแปลงทดลองเมื่อเวลาผ่านไป สำหรับบริษัทจัดการการปลูกพืชแห่งหนึ่งในเมืองไท่ผิง อำเภอจิงหยาง เมืองเซียนหยาง ในปี 2022 พื้นที่ทั้งหมดใช้ข้าวสาลีพันธุ์เดียวกัน แต่สภาพดินแตกต่างกันไปในแต่ละพื้นที่ ทีมงาน Zhongke Xiguang ประเมินความสมบูรณ์ของพืชโดยใช้ดัชนีความชื้นของพืช และทำการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ โดยนำเสนอผลลัพธ์ผ่านการตรวจสอบหลายช่วงเวลา เริ่มตั้งแต่ต้นเดือนพฤษภาคม นอกจากนี้ยังใช้วิธีการกำหนดค่าเกณฑ์แบบปรับได้และการจำแนกแบบไบนารีเพื่อกำหนดความสมบูรณ์โดยรวมของแปลงทดลอง และแสดงผลลัพธ์เป็นเวกเตอร์ของแปลงทดลองดังที่เห็นได้ การเจริญเติบโตของพันธุ์พืชในภูมิภาคต่างๆ มีอัตราเร็วไม่เท่ากัน ภูมิภาคตะวันออกเฉียงเหนือเจริญเติบโตช้ากว่าภูมิภาคอื่นๆ ประมาณ 7-10 วัน 

△แผนภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงระยะการสุกแก่ของข้าวสาลีในตำบลไท่ผิง อำเภอจิงหยาง เมืองเซียนหยาง ปี 2022

△แผนภาพแสดงลำดับความสุกแก่ของข้าวสาลีในเมืองไท่ผิง อำเภอจิงหยาง เมืองเซียนหยาง ปี 2022

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

ในขณะเดียวกัน ทีมงาน CAS Xiguang ได้ทำการตรวจสอบความสุกแก่ของข้าวสาลีในพื้นที่เพาะปลูกในอำเภอชุนฮวา ซึ่งอยู่ทางเหนือของเมืองไท่ผิงเล็กน้อย เนื่องจากมีข้าวโพดฤดูใบไม้ผลิปะปนอยู่ในแปลงข้าวสาลีฤดูหนาวบางแปลง ทำให้การตรวจสอบความสุกแก่ได้รับผลกระทบอยู่บ้าง แต่ก็ยังสามารถสังเกตแนวโน้มโดยรวมได้โดยรวมแล้ว ระยะเวลาการสุกงอมจะช้ากว่าในเมืองไท่ผิงประมาณสองสัปดาห์  

△แผนภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงระยะการสุกแก่ของข้าวสาลีในอำเภอชุนฮวา เมืองเซียนหยาง ปี 2022

△แผนภาพแสดงระดับความสุกแก่ของข้าวสาลีในอำเภอชุนฮวา เมืองเซียนหยาง ปี 2022

วิธีการตรวจสอบความสุกแก่แบบอัตโนมัติขนาดใหญ่เช่นนี้ สามารถช่วยกลุ่มชุมชนในหมู่บ้านและตำบล เกษตรกรรายใหญ่ หรือทีมเก็บเกี่ยวระดับมืออาชีพ ในการวางแผนเส้นทางการเก็บเกี่ยวอย่างมีเหตุผล ลดต้นทุนเครื่องจักร เชื้อเพลิง และแรงงาน ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของกระบวนการเก็บเกี่ยวธัญพืช ลดระยะเวลาการเก็บเกี่ยว และลดความเสี่ยงจากการเจอฝนตกในระหว่างการเก็บเกี่ยว