Miten Isaria eroaa muista sensoreista?

NDVI ja IBI (katkoviivat) perustuvat lähi-infrapunan ja punaisen valon heijastumien erotukseen. Erotus on sitä suurempi, mitä terveempiä kasveja ja enemmän biomassaa sensori havaitsee. REIP ja IRMI (nuolet) perustuvat heijastuskäyrän käännepisteen siirtymään. Terveellä kasvilla käännepiste siirtyy oikealle verrattuna stressaantuneeseen kasviin. 

Yksinkertaistettuna sensorit siis tutkivat lehtien eri värisävyjen määriä. Heijastumisen määrään, ja siitä tehdyn käyrän muotoon vaikuttavat esimerkiksi latvuston lehtipinta-ala ja biomassa, ravinteet, vesipitoisuus sekä kasvuvaihe. Toisin sanoen siis merkittävä osa niistä tekijöistä, jotka vaikuttavat kasvin sadonmuodostukseen.

Merkittävin ero eri sensorien ja menetelmien välillä on tapa, jolla tämän käyrän muotoa tutkitaan, eli millä kaavalla siitä saadaan johdettua yksinkertaisempia numeerisia arvoja, nimeltään indeksejä. Kasvustoindeksejä on kehitetty vähintäänkin kymmeniä, mutta niistä tähän mennessä laajimmin käytetty on normalisoitu kasvillisuusindeksi, NDVI. Sen yksinkertaisempi versio on DVI, joka on kasvuston heijastaman lähi-infrapunan määrä prosentteina, vähennettynä heijastuneen punaisen valon määrällä. NDVI on DVI:n normalisoitu versio, eli DVI on jaettu molempien aallonpituuksien heijastumien summalla, joka poistaa häiriötekijöitä, kuten auringonvalon muutokset, ja tekee indeksistä yleispätevämmän. NDVI:tä on avattu tarkemmin Koneviestin numerossa 5/2014.

Isariassa sen sijaan käytetään kahta Fritzmeierin patentoimaa indeksiä. Biomassaa kuvaa Isaria biomass index, lyhyemmin IBI, joka on hyvin samantyyppinen kuin NDVI. Sen rinnalla käytetään Isaria reflection measuring indexiä, eli IRMI:ä, joka keskittyy kasvin lehtivihreän määrään. Indeksi on samantyyppinen, kuin red edge inflection point, eli REIP. Inflection point on suomeksi käännepiste, eli se kohta kuvaajassa, jossa sen muoto muuttuu kuperasta koveraksi tai toisinpäin. REIP:n ja IRMI:n tapauksessa seurataan punaisen valon ja lähi-infrapunan rajalla olevaa käännepistettä. Kun kasvi yhteyttää tehokkaasti eli lehtivihreää on paljon, siirtyy käännepiste oikealle, joka kertoo siitä, että kasvi pystyy absorboimaan laajemman alueen näkyvän valon spektristä, eli hyödyntämään enemmän valoa. Kun kasvi on stressaantunut, siirtyy käännepiste vasemmalle, ja suurempi osa valosta heijastuu takaisin.

Nämä kaksi indeksiä yhdistämällä saadaan tieto, jota ei pelkän NDVI:n avulla saataisi, eli tarkempi arvio kasvuston tarvitseman typen määrästä. Kun tähän tietoon yhdistetään kasvin kasvuaste, on typpilannoitus kohtalaisen varmalla pohjalla.

Esimerkiksi Briteissä vuosina 2015 ja 2016 rapsin kasvunsääteen käyttöä ja lisälannoitusta varten tehdyssä tutkimuksessa Isarialla saatiin erittäin lupaavia tuloksia. NDVI:tä ja IBI:ä verrattiin lehtialaindeksiin, ja IBI:n selitysasteeksi saatiin 0,6418, eli lehtialaindeksi selittyy 64,2-prosenttisesti IBI:n avulla. NDVI:llä vastaavat luvut olivat hieman alemmat: 0,607 eli 60,7 %. IRMI:n ja IBI:n tulon ja kasvuston todellisen typpipitoisuuden selitysaste oli 0,6052, eli 60,5 %, eli samaa luokkaa kuin NDVI:n selitysaste biomassalle. Näin ollen Isarian keräämän tiedon pitäisi olla yhtä luotettavaa kuin NDVI:n perustuvilla mittareilla.

Tuomas Anttila