تنش های محصولات زراعی در زمین های کشاورزی – از دیدگاه علم و تکنولوژی سنجش از دور

مقاله تنش های محصولات زراعی در زمین های کشاورزی از دیدگاه علم و تکنولوژی سنجش از دور منتشر شد! تنش محصولات زراعی عبارت است از واکنش محصولات نسبت به تغییراتی که در محیط زیست اتفاق می افتد. این  پدیده از این جهت به عنوان یک تنش شناخته می شود که باعث ایجاد تغییراتی بر روی میزان بهره‌وری محصول در زمین های زراعی می گردد. در این مقاله شما با کارکرد سنجش از دور در زمینه آشکارسازی تنش های محصولات زراعی آشنا می شوید. 

مقدمه

همانطور که پیشتر به آن اشاره شد، تنش محصولات زراعی در حقیقت یک واکنش نسبت به تغییراتی است که در محیط زیست رخ داده و بر روی میزان بهره وری محصولات زراعی اثر منفی می گذارد. این اثرات محیطی شامل عوامل مختلفی است مانند تغییرات غذایی، رطوبتی، آفت ها و غیره. با وجود اینکه این عوامل اثرات منفی به همراه دارند اما به خوبی با روش‌های مختلف مدیریت زمین های زراعی قابل جلوگیری هستند.

در حقیقت، هدف کشاورزان آن است که بگونه ای زمین های زراعی را مدیریت کنند اثر این تنش ها به حداقل کاهش پیدا کرده و در نهایت محصولی با کیفیت تولید شود. بنابراین مدیریت زمین های زراعی عبارت است از تولید محصولات زراعی با کیفیت بالاتر و تنش کمتر. با این حال نباید فراموش شود که مدیریت زمین های زراعی و جلوگیری از تنش ها و مدیریت آن ها نیازمند استفاده از داده ها و اطلاعات کافی از قسمتهای مختلف زمین های زراعی است. 

به عبارت دیگر در صورتی که کشاورزان اطلاعات لازم و کافی در ارتباط با وضعیت محصولات به صورت پیوسته در طول سال در اختیار داشته باشند می توانند به شکل مطلوبی نسبت به مدیریت اراضی زراعی اقدام کنند و از این طریق میزان بهره وری را به شکل قابل توجهی ارتقا دهند.

نقش سنجش از دور در مدیریت زمین های زراعی آن است که با استفاده از محدوده های طیفی مختلف، امکان شناسایی انواع تنش های محصولات زراعی را برای کاربران فراهم می کند.  حال اگر شما از کاربران سنجش از دور هستید و قصد دارید تا از این علم برای شناسایی تنش های محصولات زراعی استفاده کنید ابتدا بایستی اطلاعات لازم در ارتباط با ویژگی های فیزیکی محصولات و پوشش های گیاهی رو داشته باشید متناسب آن بتوانید تغییراتی که در محدوده های طیفی متفاوت ایجاد می شود را تحلیل و ارزیابی نمایید.

تنش های اراضی کشاورزی

به منظور شناسایی تنش های محصولات زراعی از نشانه های متفاوتی استفاده می شود.  به عنوان مثال به منظور شناسایی تنش آبی از نشانه‌های تغییرات تبخیر و تعرق و غذاسازی گیاه یا فتوسنتز استفاده می‌شود. تغییرات دمایی که در داخل گیاهان اتفاق می‌افتد مانند افزایش ناگهانی آنها یا همان تنش حرارتی به خوبی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و باند های حرارتی قابل شناسایی است.

یکی دیگر از نشانه های تنش گیاهی کاهش برگ محصولات و پیری آنهاست.  امروز شاخص سطح برگ در تصاویر ماهواره‌ای امکانی فراهم شده تا به خوبی نسبت به جداسازی پوشش های گیاهی دچار تنش شده و پوشش های گیاهی سالم اقدام شود. در همین راستا محدوده مرئی و مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی و نقش بسیار مهمی در این رابطه ایفا خواهد کرد. نکته قابل توجه در این رابطه آن است که وجود رطوبت کافی در پوشش های گیاهی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است تا آنجا که تنش های آبی در این محصولات به شکل قابل توجهی بر روی حجم و تراکم پوشش های گیاهی تاثیرگذار است و این تأثیر بسیار بیشتر از آن چیزی است که در ارتباط با فتوسنتز و تبخیر و تعرق دیده می شود.

علاوه بر تنش رطوبتی و حرارتی، تنش نیتروژن در محصولات زراعی  اثرات بسیار مهمی بر روی رشد و توسعه محصولات زراعی دارد. بطوریکه که گیاه کاشته شده میزان نیتروژن قابل توجهی در خود دارد که از خاک استخراج شده است.  در صورتی که خاک از نیتروژن کافی برخوردار نباشد منجر به ایجاد تنش نیتروژن در محصول زراعی شده و در نتیجه میزان بازتاب امواج مرئی به شکل قابل توجهی در آن افزایش پیدا می‌کند چرا که وجود نیتروژن در محصولات زراعی باعث کاهش بازتاب و جذب آن توسط گیاه می شود.

لازم به ذکر است که بین کلروفیل و نیتروژن موجود در گیاه یک رابطه مستقیم برقرار است به طوری که کاهش نیتروژن گیاه بر روی میزان کلروفیل نیز تاثیر گذار است. عموماً گیاهانی که از نیتروژن کافی برخوردار نیستند دارای بازتاب بیشتری در محدوده سبز طیف الکترومغناطیسی بوده و در نتیجه گیاه به رنگ سبز بسیار روشن یا سبز مایل به زرد در این شرایط دیده می‌شود.

از سوی دیگر افزایش تنش نیتروژن در محصولات زراعی کاهش بازتاب قابل توجهی را در محدوده مادون قرمز نزدیک و مادون قرمز طول موج کوتاه به همراه دارد. تحقیقات نشان داده است که تنش نیتروژن در محصولات زراعی باعث کاهش حجم تاج پوشش محصولات زراعی نیز می گردد. محدوده لبه قرمز در رفتار طیفی پوشش گیاهی یعنی در طول موج ۰/۷۲ میکرومتر به عنوان باند کلیدی برای ارزیابی و پایش تغییرات وضعیت نیتروژن در برگ و تاج پوشش گیاه است.

یکی دیگر از تنش های محصولات زراعی در زمین های کشاورزی در ارتباط با علف های هرز و توزیع و پراکنش آنهاست که به شکل قابل توجهی بر روی عملکرد محصولات تاثیر گذار است.  به عبارت دیگر چگونگی توزیع علف های هرز بر روی وضعیت آبرسانی توپوگرافی منطقه نوع خاک و همچنین میکرو اقلیم منطقه به شکل قابل توجهی اثرگذار خواهد بود.

تغییرات الگوی بازتابی و حرارتی تاج پوشش محصولات در طول زمان و مکان می تواند نشان‌دهنده تنش هایی باشد که ناشی از تغییرات خاک و وضعیت توپوگرافی است. امروزه با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و باندهای طیفی به خوبی امکان پایش این تغییرات بازتابی و حرارتی در مقیاس های گوناگون از لحاظ مکانی و زمانی فراهم است.

یکی از تنش هایی که اثرات جدی را بر روی محصولات زراعی وارد می کند در ارتباط با حشرات و آفت ها هستند. حملات حشرات مانند ملخ ها آسیب های جدی را در سال های اخیر به زمین های زراعی در سراسر جهان وارد ساخته است.  با این حال با استفاده از سنجش از دور امکان شناسایی ملخ ها و حمله آنها به زمین های زراعی میسر نیست اما می‌توانیم با استفاده از این تکنولوژی نسبت به اندازه گیری میزان خسارت وارد شده بر زمین های زراعی اقدام کنیم.

عموماً حمله جانوران و حشرات به زمین های زراعی به شکل قابل توجهی بر روی تراکم محصولات و همچنین تراکم تاج پوشش کشت های مختلف اثرگذار است که در تصاویر ماهواره‌ای قابل شناسایی و پایش است. فراموش نکنید که برخی از خسارت های ناشی از آفت ها لزوماً به صورت فیزیکی قابل مشاهده و آشکار سازی نیست. به عبارت دیگر گاهی خسارت ها تنها از طریق تغییرات بازتابی محصولات و پوشش ها قابل شناسایی و اندازه‌گیری است که در حقیقت باندهای طیفی سنجنده های سنجش از دوری امکان ثبت چنین اطلاعاتی را به شکل مطلوبی فراهم آوردند. 

نقش سنجش از دور 

در سال‌های اخیر تحقیقات بسیاری در ارتباط با کارکرد سنجش از دور در زمینه آشکارسازی تنش های مرتبط با آب زن و همچنین آفت ها و حشرات در زمین های زراعی صورت گرفته است.  با این حال بیشترین پیشرفت ها در زمینه آشکارسازی تنش های آبی افتاده است. امروزه شما می توانید با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای نسبت به جدا سازی زمین های آبیاری شده در بازه های زمانی متفاوت است اقدام کنید همچنین امکان آشکارسازی تنش های آبی نیز در این زمینه فراهم است.

در سال‌های اخیر شاخص های طیفی متنوعی برای شناسایی تنش های آبی و آشکار سازی زمین های آبیاری شده ارائه شده است. در همین راستا تصاویر ماهواره‌ای چند طیفی نقش موثری را در این زمینه ایفا می کنند این درحالی است که به منظور مطالعه هر چه به طرح تغییرات نیتروژن گیاه و هم چنین اثراتی که آفت ها داشتند عموما از تصاویر ماهواره‌ای ابرطیفی و باندهای باریک و متعدد آن ها استفاده می شود. با این حال استفاده از تصاویر و داده های ماهواره های متنوع مانند داده های راداری و مدل های رقومی زمین امکان انجام محاسبات دقیق تر در ارتباط با آشکارسازی تنش‌ها را فراهم آورده است.

دانلود فایل PDF

به منظور دانلود رایگان نسخه PDF این مقاله بر روی گزینه زیر کلیک کنید. برای دانلود فایل PDF مقالات حتما باید در سایت girs عضو باشید. 

لینک های مفید

• آشکارسازی تنش های زراعی در تصاویر ابرطیفی