Grödreflektans och bildanalys för bestämning av biomassa i fältförsök

Abstract: I traditionella fältförsök har den vanligaste metoden för att bestämma biomassa ochkvävemängd varit att klippa prover i den växande grödan. Denna bestämning blirtidskrävande och på så sätt dyr, vilket gör den svår att utföra flera gånger under enväxtsäsong. Efterfrågan har därför vuxit efter en tillförlitlig metod som är effektiv och somdärmed gör det möjligt att mäta med tätare intervaller, men som ändå inte är oskäligt dyr.Detta examensarbete har inriktat sig till att undersöka om grödors reflektans som mäts meden hyperspektral sensor kan vara användbar för att bestämma biomassa, kvävemängd ochkvävehalt och på så vis vara användbar i försöksverksamheten. Dessutom har metodenbildanalys jämförts med sensormätningar.Försöket startade 2010-04-16 och pågick med löpande mätningar till 2010-06-30 i sjujordbearbetningsförsök. För att mäta reflektansen har Yara’s handburna sensor använts,vilken mäter grödreflektansen mellan 400 och 1000 nm. Fyra mätningar gjordes i varje rutavid flera tillfällen under våren och försommaren. Fram till och med att grödan slöt sigfotograferades även varje ruta vid samma tillfälle som reflektansmätningarna. Detta utfördesgenom att fyra fotografier togs i varje försöksruta med en digitalkamera på stativ, vilket gaven yta på 0,22 m2/foto. Bilderna analyserades sedan digitalt för att ge den andel som grödantäckte av marken. Vid varje tillfälle bestämdes även biomassan genom att klippa enkvadratmeter och sedan väga denna efter torkning. För att korrelera reflektansen tillbiomassa, kvävemängd och kvävehalt användes följande vegetationsindex; NDVI, OSAVI,GNDVI, NIR/Red, NIR/Green, REIP, TrVI, TCARI och TC/OS. Dessutom testadesparametrarnas samband med reflektansen för våglängderna, 780 nm, 850 nm och 780-670nm.Resultaten visade på goda korrelationer mellan biomassan och flera av indexen. Ävenkvävemängden visade god korrelation till indexen. Mellan kvävehalten och indexen var detdäremot svårt att hitta någon hög korrelation. De fyra indexen som generellt sett gav högstkorrelation var NDVI, NIR/Green, 780 nm och 780-670 nm. NIR/Green var det index somvisade allra högst korrelation till parametrarna och kom därför att användas vid bestämningav ledskillnader i försöken. Bildanalysen gav god korrelation till både NDVI och NIR/Green.Problem som kunde ses med biomassabestämning genom grödreflektans var att skörderesterkunde ge upphov till en högre reflektans vid tidiga mätningar. En annan brist var att det varsvårt att finna en god korrelation med kvävehalten. För övrigt fungerade metoden myckettillfredställande och kan definitivt vara ett hjälpmedel för biomassabestämning, men kanskeframförallt bidra med en förklaring till utvecklingen mellan leden i fältförsök.