植物が干ばつに苦しんでいるという事実は、肉眼で見ることができます。葉が垂れ下がり、植物がしおれたように見えます。干ばつストレスはすでに進行段階にあります。肉眼では見えないのは、そのプロセスがいつ始まるかです。熱赤外線カメラを搭載したドローンはこれを確認できます。博士課程の候補者 Quanxing Wan は、測定の信頼性を高めるために技術を改良しました。
植物は水ストレス（渇き）を受けると気孔を閉じます、とワン氏は説明します。このようにして、蒸発を防ぎ、さらなる水分の損失を防ぎます。その結果、植物の温度が上昇します。結局のところ、植物は効果的に「汗をかく」ことができなくなります。植物が暖かいほど、より多くの熱放射が発生します。そしてそれを測定することができます。熱赤外線カメラは、植物が水分ストレスの目に見える兆候を示すずっと前に、喉の渇きを検出します。
それが理論です。実際には、それははるかに困難です。上空を飛行するドローンから植物の温度を測定するのはそれほど簡単ではありません。 「センサーの測定値とプラントの実際の温度との関係は複雑です」とワン氏は言います。 「現場では多くの環境要因を考慮する必要があります。風などの暖かい土壌の影響、日射量の変動、大気条件などです。」
研究により、植物の実際の温度に近づけようとしました
Quanxing Wan、博士課程候補者
正確な測定には、工場でのカメラ自体の校正以上のものが必要だとワン氏は言います。熱データを正しく校正および修正しないと、測定値が数度ずれる可能性があります。特にオランダのような国では、気象条件が急速に変化するため、現場での測定は困難な場合があります。研究により、植物の実際の温度に近づけようと努めました。」
ワン氏は、ネルゲナ近郊の試験圃場にあるトウモロコシ畑で圃場試験を行った。結果として得られる温度マップは、トウモロコシのストリップ間に大きな違いがあることを示しています。 「温度の相対的な違いを含むこのようなマップは最初のステップです。これらの温度を適切な基準条件と比較することで、植物が受ける干ばつストレスの度合いを示す指標を導き出すことができます。
プロセスの合理化を進めています
Quanxing Wan、博士課程候補者
この作戦の最終目標は、正確な灌漑をサポートし、水の使用量を節約することです。むやみやたらにスプレーせず、必要なときに必要な場所に具体的に散布してください。農家が意思決定を行う際にリアルタイムで情報を提供できる結果が望ましい。それはまだ起こっていない、とワン氏は言う。 「私たちはそのプロセスの合理化を進めているところです。」
農家は毎日「空へ飛ぶ」必要はありません。 「オランダでは、成長期はおよそ 4 月から 9 月まで続きます。気象条件や作物の成長段階にもよりますが、20 週間の間に 7 ～ 8 回の飛行で十分です。水ストレスは季節のさまざまな時期に発生する可能性があります。しかし、その影響は植物の生理機能と成長段階によって異なります。」
