Auf der Suche nach größerer Präzision und Agilität bei der Beurteilung von Krankheiten und der Anwendung von Fungiziden zum günstigsten Zeitpunkt hat der Einsatz von Technologie in diesem Bereich zugenommen. Dies ist der Fall bei Techniken, die auf Vegetationsindizes basieren und zur Verbesserung der Forschung zur Bekämpfung von Ramularia-Flecken in Baumwollkulturen eingesetzt werden.
Blattkrankheiten können zu erheblichen Veränderungen im Blätterdach der Pflanze führen, entweder durch Blattverlust oder durch eine unterschiedliche Pigmentierung der Blätter. Ein Beispiel ist der Ramularia-Fleck (Ramularia areola), eine Krankheit, die als Hauptkrankheit des Baumwollanbaus gilt. Die Symptome treten auf beiden Seiten des Blattes auf, insbesondere auf der unteren. Sie zeichnen sich zunächst durch bläuliche Läsionen auf der Unterseite des Blattes aus, die sich zu einer weißen Farbe über das gesamte Blatt entwickeln, mit einer kantigen Form und einem baumwollartigen Aussehen, was dazu führt, dass das Blatt abfällt. Wenn der Pilzbefall früh einsetzt, wie es in den letzten Jahren der Fall war, kommt es zu einer starken Entlaubung, die die gesunde Blattfläche verringert und so dazu führt, dass die Samenkapseln, die sich an den letzten Positionen befinden, nicht die notwendigen Nährstoffe erhalten und schließlich von der Pflanze abgestoßen werden oder daraus resultieren in weniger Gewicht, was zu einer Reduzierung der Produktion führt.
Der Baumwollanbau ist aufgrund der hohen Produktionskosten und der Anfälligkeit gegenüber Schädlingen und Krankheiten äußerst technisch. Obwohl sie unter den Hauptkulturen zu den ertragreichsten zählt, ist die Anbaufläche in der Cerrado-Region in den letzten Jahren zurückgegangen, was zeigt, wie komplex die Bewirtschaftung dieser Kultur ist. Aus diesem Grund wird die Forschung in dieser Kultur von Tag zu Tag wichtiger. Eine Arbeit, die auf einer Partnerschaft zwischen der Chapadão Agricultural Research Support Foundation (Fundação Chapadão) und der Bundesuniversität Mato Grosso do Sul basiert (Campus (Chapadão do Sul) wurde durchgeführt, um verschiedene Vegetationsindizes und Behandlungen mit Fungizidanwendungen zur Bekämpfung von Ramularia-Flecken in Baumwollkulturen zu vergleichen, mit dem Ziel, neue Techniken zur Bewertung von Krankheiten in Kulturpflanzen zu entwickeln und die Forschung zu verbessern.
Seit Beginn der Forschung waren die Ergebnisse sehr zufriedenstellend, beispielsweise die Bilder, die von der Ernte im phänologischen Stadium C3, wenn die Samenkapseln der dritten Position geöffnet sind, vom Sequoia-Sensor erhalten wurden, der an ein unbemanntes Luftfahrzeug (UAV) gekoppelt war. Abbildung 1 zeigt das Versuchsfeld der Fundação Chapadão, auf dem Baumwolle angebaut wurde, wobei der Schwerpunkt auf der Erforschung der unterschiedlichen Bewirtschaftung von Ramularia-Flecken lag.
Die Farbgebung des Bildes (Abbildung 1) zeigt die höchsten Werte des Vegetationsindex (in diesem Fall des NDVI) in Grün. Diese höheren Werte spiegeln Gebiete mit größerer Blattbedeckung wider. In Gelb sind die Durchschnittswerte und in Rot die niedrigsten Werte, die die Orte mit der geringsten Vegetation anzeigen.
Die Längsmarkierungen im Bild entsprechen den Spuren des Traktors, mit dem Wartungsarbeiten in der Umgebung durchgeführt wurden. Darüber hinaus ist ein Streifen zu sehen, der die Fläche in horizontaler Richtung nahezu halbiert, leicht geneigt, wo sich eine ebene Kurve befindet.
Innerhalb dieser Parzelle wurde ein Experiment durchgeführt, bei dem die Wirksamkeit der zur Bekämpfung von Ramularia-Flecken eingesetzten Fungizide mit dem Wert des Vegetationsindex verglichen wurde und eine starke Korrelation festgestellt wurde, wie in Abbildung 2 dargestellt.
Auf der linken Seite von Abbildung 2 ist die Skala der Wirksamkeitswerte dargestellt, die durch die Krankheitsbewertungsmethode namens Area Below the Disease Progress Curve (AACPD) ermittelt werden, dargestellt durch die blauen Säulen. Auf der rechten Seite sind die Werte eines der untersuchten Vegetationsindizes aufgeführt, wobei die höchsten Werte der größten Vegetationsmenge entsprechen. Unten in der Grafik sind die Zahlen aufgeführt, die sich auf die einzelnen Pflanzenschutzbehandlungen beziehen, die zur Bekämpfung des Ramularia-Fleckens eingesetzt wurden, wobei Behandlung 1 als Kontrolle gilt (ohne jegliche Anwendung von Fungiziden). Es ist deutlich zu erkennen, dass der Vegetationsindex genau der Effizienzkurve jeder Fungizidbehandlung folgt.
Die Ergebnisse waren überraschend und einige Vegetationsindizes zeigten eine größere Korrelation mit der Effizienz der Krankheitsbekämpfung als mit der Pflanzenproduktivität selbst. Dies bedeutet, dass dies eine neue Methode zur Bewertung und Quantifizierung von Ramularia-Flecken in Baumwolle ist und damit die Durchführbarkeit dieser Technik beweist.
Es wird erwartet, dass diese Technik in einigen Jahren sowohl in der Agrarforschung als auch auf ländlichen Grundstücken als weiteres Instrument zur Bewertung von Blattkrankheiten eingesetzt werden kann und die Bewertungstechniken verbessert werden, sodass auch verschiedene Behandlungen für Blattkrankheiten in der Kultur verbessert werden können .
Eine Intensivierung der Pflanzenüberwachung kann als Zukunftsperspektive für den Baumwollanbau angesehen werden. Eine solche Überwachung ist das sicherste, praktischste und kostengünstigste Instrument, das es dem Landwirt ermöglicht, zum günstigsten Zeitpunkt Fungizide zur Bekämpfung von Krankheiten einzusetzen und dabei das gesamte verfügbare technische Wissen optimal zu nutzen und sogar andere Bekämpfungsmethoden (physikalische, kulturelle und biologische) anzuwenden.
In der globalen Landwirtschaft wurden viele Techniken auf der Grundlage von Vegetationsindizes eingesetzt, einem relativ neuen Instrument mit mehreren Verwendungsmöglichkeiten. Um die Bandbreite der Möglichkeiten zu verstehen, die dieses Tool abdeckt, ist es notwendig zu verstehen, worum es wirklich geht.
Kurz gesagt, Vegetationsindizes verwenden zwei oder mehr Reflexionsmaße, also die vom Objekt reflektierte Lichtmenge, unterteilt in Spektralbänder. Wenn diese Bänder, auch Bänder genannt, im sichtbaren Spektrumbereich liegen (Abbildung 3), stellen sie die reflektierten Farben dar.
Innerhalb jedes Bandes gibt es auch eine Variation in der Lichtmenge, die von jedem einzelnen Objekt reflektiert wird. Aus diesem Grund ist es möglich, eine Zahl zu generieren, die in spezifische mathematische Modelle, sogenannte Vegetationsindizes, eingefügt wird.
Diese Messungen können mit zahlreichen Arten von Sensoren durchgeführt werden, von manuellen Geräten bis hin zu einfacheren Geräten, die Informationen in Echtzeit übertragen. Auch an Luftfahrzeugen angebrachte Sensoren wie Drohnen und unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) sowie Orbitalsensoren, die zusammen mit Satelliten in den Weltraum geschickt werden. Alle diese Sensoren können auch aktiv sein und das vom Gerät selbst emittierte künstliche Licht erfassen, oder passiv sein und das vom Objekt reflektierte Sonnenlicht erfassen.
Neben der Vielseitigkeit, die Vegetationsindizes bieten, hat auch der Zugang zu Informationen große Fortschritte gemacht. Satelliten wie CEBERS und LANDSAT bieten ihre Informationen kostenlos und zugänglich an. Darüber hinaus gibt es Unternehmen, die sich auf Crop-Imaging spezialisiert haben.
Im Feld wurden Vegetationsindizes bereits verwendet, um beispielsweise Bodenkarten zu erstellen, die Uniformität der Kulturpflanzen zu bewerten, Schädlingsbefall bei Reboleira zu erkennen und sogar die Produktion einiger Kulturpflanzen abzuschätzen.
In den letzten Jahren hat sich dieses Tool in der Landwirtschaft als sehr nützlich erwiesen. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass diese Indizes darauf abzielen, die Variablen der Baumkronen zu verstehen und als Grundlage für viele Fernerkundungsanwendungen für den Pflanzenbau dienen, da sie mit mehreren wichtigen biophysikalischen Eigenschaften korrelieren (Ahamed et al., 2011). Vegetationsindizes können laut JENSEN (2009) mit dem Blattflächenindex (LAI) korreliert werden; der Prozentsatz der Grünabdeckung; der Chlorophyllgehalt; grüne Biomasse und (v) photosynthetisch absorbierte Strahlung (RFAA).
Außerdem kann jeder der agronomischen Parameter stärker mit einem bestimmten Band oder Vegetationsindex korrelieren. Beispielsweise korreliert das Red Edge (RE)-Spektralband stark mit dem Stickstoffgehalt der Blätter und der Chlorophyllmenge. Das Nahinfrarot-Spektralband (NIR) ist eher mit Abdeckung und grüner Biomasse verbunden.
Theoretisch können Vegetationsindizes Variationen im Pflanzendach erfassen. Und diese Variation hängt hauptsächlich von der Anzahl der Blätter und der Architektur des Blätterdachs ab (Ponzoni et al., 2012). Daher wirken sich alle Arten von Änderungen in der Anzahl der Blätter oder der Architektur auf den Reflexionsgrad und damit auf die Vegetationsindizes aus.
Artikel veröffentlicht in Ausgabe 222 von Cultivar Grandes Culturas, November 2017.
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