p Para produtores de milho, a decisão de quando e quanto fertilizante de nitrogênio aplicar é um desafio perene. Cientistas da Universidade de Illinois mostraram que os nanossatélites conhecidos como CubeSats podem detectar o estresse de nitrogênio no início da temporada, potencialmente dando aos agricultores a chance de planejar aplicações de fertilizantes de nitrogênio na estação e aliviar o estresse de nutrientes para as plantações. p "Usando esta tecnologia, podemos ver o estresse de nitrogênio logo no início, antes de pendurar. Isso significa que os agricultores não precisarão esperar até o final da temporada para ver o impacto de suas decisões de aplicação de nitrogênio, "diz Kaiyu Guan, professor assistente do Departamento de Recursos Naturais e Ciências Ambientais da Universidade de Illinois, e professor da Blue Waters no National Center for Supercomputing Applications. Ele também é o principal investigador de um novo estudo publicado em IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing .

p Ser capaz de detectar e lidar com as mudanças no status dos nutrientes da cultura em tempo real é de vital importância para evitar danos em períodos críticos e otimizar o rendimento. Em geral, a tecnologia de satélite existente não pode alcançar alta resolução espacial e alta frequência de revisitação (a frequência com que um determinado satélite volta ao mesmo ponto acima da Terra). Alternativamente, drones podem detectar o estado de nutrientes em tempo real, mas geralmente só podem cobrir áreas locais; portanto, sua utilidade é limitada em escala.

p Os CubeSats preenchem a lacuna entre a tecnologia de satélite existente e os drones. Com mais de 100 dos satélites relativamente pequenos atualmente em órbita, Guan diz, "CubeSats from Planet baixe para uma resolução de 3 metros e revisite o mesmo local a cada poucos dias. Então, agora podemos monitorar o status do nitrogênio da cultura em tempo real para uma área muito mais ampla do que os drones. "

p Guan e seus colaboradores testaram as capacidades de drones e CubeSats para detectar mudanças no conteúdo de clorofila do milho, um proxy para o status de nitrogênio da planta. Os pesquisadores se concentraram em um campo experimental em Central Illinois durante a temporada de campo de 2017. O milho no campo sofreu estresse de nitrogênio em vários graus devido a várias taxas e tempos de aplicação de nitrogênio, incluindo todo o nitrogênio aplicado no plantio, e dividir aplicativos em vários estágios de desenvolvimento.

p O campo analisado foi um dos vários em um estudo maior que analisou as taxas e tempo de nitrogênio, criado por Emerson Nafziger, professor emérito do Department of Crop Sciences em Illinois e co-autor do estudo.

p "A ideia era ver quanto efeito o tempo e a forma do fertilizante de nitrogênio teriam no rendimento. Este estudo permite uma avaliação de quão bem a imagem pode capturar as respostas do rendimento ao nitrogênio aplicado em diferentes taxas e tempos, "Nafziger diz.

p Os cientistas compararam imagens de drones e CubeSats, e seus sinais combinaram bem com as medições de nitrogênio do tecido tiradas das folhas no campo em uma base semanal. Ambas as tecnologias foram capazes de detectar mudanças no conteúdo de clorofila com um grau semelhante de precisão e no mesmo ponto da estação.

p "Essas informações geram percepções oportunas e acionáveis ​​relacionadas ao estresse de nitrogênio, e assim poderia fornecer orientação para a aplicação adicional de nitrogênio onde for necessário, "Guan diz.

p As implicações vão além da otimização do rendimento.

p “O baixo custo do fertilizante de nitrogênio e o alto potencial de rendimento do milho motivam os agricultores a aplicar nitrogênio extra como 'seguro' contra a deficiência de nitrogênio que reduz a produtividade. Mas aplicar mais nitrogênio do que a cultura exige é um risco financeiro e ambiental, "diz Yaping Cai, estudante de pós-graduação no grupo de pesquisa de Guan e principal autor do estudo.

p Guan acrescenta, "Uma ferramenta melhor para o uso de fertilizantes, habilitado por meio de nova tecnologia de satélite e modelagem de ecossistema, poderia, em última análise, ajudar os agricultores a reduzir custos, aumentar o rendimento, e, entretanto, reduzir a pegada ambiental para uma paisagem agrícola sustentável. "

p O artigo, "Detecção de estresse de nitrogênio na safra de milho para testes de campo usando detecção multiespectral baseada em UAV e CubeSat, "é publicado em IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing.