LÉGI TÁVÉRZÉKELÉS ALKALMAZÁSA SZŐLŐ MŰVELÉSMÓDOK ÖSSZEHASONLÍTÁSÁRA
2. Földközeli és a légi felvételezési módszerek
A 2016. évi vizsgálatokat a Hajós-Bajai borvidéken, a Koch Borászatnál, Borotán található szőlő ültetvényekben végeztük. A Vitis vinifera L. Cserszegi fűszeres fajtán, különböző sorirányú táblákban 2 féle művelésmódon nevelt szőlő lombozatának megvilágítottságát hasonlítottuk össze. A 3m x 1m sor- és tőtávolságú, közelítőleg észak-déli, valamint a kelet-nyugati tájolású sorokban Sylvoz-kordon és Módosított Sylvoz-kordon művelésmód (1. kép) került kialakításra, háromszoros ismétlésben. A Módosított Sylvoz kordon művelésnél a tulajdonos a lombozatot a hajtásnövekedés során nem huzalpárok közé fűzte be, hanem a hajtások függőlegesen a 3 szinten elhelyezett egyes huzalokon kapaszkodtak felfelé, ill. a térben szabadon nőttek.
1. kép: Módosított Sylvoz-kordon (bal oldali sor) és Sylvoz-kordon (jobb oldali sor) művelésmód Cserszegi fűszeres fajtánál
Forrás: Saját kép
115
A földközeli mérések során (2016. szeptember 2.) a lombozatnak a talajfelszínére vetülő árnyék mértékét Sunfleck ceptometer (AccuPAR 80, Decagon Devices, Pullman WA 99163 U.S.A.) típusú fénymérő készülékkel (2. kép) vizsgáltuk a nap folyamán 2 óránként (8-16 óra között) a kiválasztott tőkék esetében a szőlőtőkéktől 50, 100, 150 cm-re mindkét irányba a sorban, valamint, közvetlenül a szőlőtőkék alatt (0 cm) [5.]. A lombozat belsejében a fény minőségét, ill. spektrális összetételét hordozható spektrométerrel (Q mini, RGB Photonics GmbH, Németország) mértük [4.] (3. kép). A lombozat mikroklimatikus méréseihez (hőmérséklet, páratartalom, harmatpont) EasyLog EL USB-2 (Lascar Electronics, UK) típusú érzékelők kerültek felhelyezésre négy ismétlésben, a szőlő fürtzónájában (4. kép). A műszerek adatgyűjtése 5 perces időintervallumban történt a vegetációs időszakban.
2. kép: Sunfleck ceptometer (AccuPAR 80, Decagon Devices, Pullman WA 99163 U.S.A.) típusú fénymérő készülék (bal oldal) és a talaj felszínén történő mérés
(jobb oldal)
Forrás: http://www.decagon.com/en/canopy/canopy-measurements/accupar-lp-80/
3. kép: Hordozható spektrométer (Q mini, Pembroke Instrument, SanFransisco, U.S.A)
Forrás: http://www.rgb-photonics.com/products/
A légi felvételezésekre 2016. szeptember 4-én került sor UAV technikával (5. kép), melyek során két különböző kamera segítségével készültek a felvételek két felszállás alkalmával. Az első repülésnél Parrot Sequoia multispektrális kamera (6. kép) került rögzítésre a pilóta nélküli merevszárnyú repülőgépen, amely 4 különböző hullámhossz tartományban (Green, Red, RedEdge, NIR) készített felvételeket. A mérés során 10 cm/pixel felbontású képek (1.2 MP) készültek 100 méteres magasságban. A második felszállás alkalmával Sony ILCE-QX1 kamerával történt a berepülés, 200 méteres magasságban 5 cm/pixel felbontásban kerültek rögzítésre a felvételek látható színtartományában. A Parrot Sequoia multispektrális kamerával készült felvételek adatai kerültek feldolgozásra Pix4D szoftverrel. Az így elkészült NDVI térképek reprezentálják a különböző tőke művelésmódok vegetációs felületét.
Cikkünkben, a földközeli mérések közül a lombozatnak a talajra vetülő árnyék értékeit, a drónos felvételezések közül az NDVI képet mutatjuk be. Továbbiakban, közöljük még az egyes művelésmódon nevelt tőkék termés eredményét a kétféle sorirány estében.
Felvételezéseink alapján következtetéseket vontunk le a vizsgálati területen található szőlőültetvény állapotáról, a lombozat sűrűségéről és megvilágítottsági viszonyairól.
Adatainkat továbbiakban összevetjük majd a termés mennyiségi és minőségi mutatóival is (1.
táblázat). Több éves adatsor birtokában javaslatot tudunk tenni a vizsgált területen a fenntartható szőlőtermesztés feltételeire.
4. kép: EasyLog EL USB-2 (Lascar Electronics, UK) szenzor (bal oldal) és a fürt zónában való elhelyezése (jobb oldal)
Forrás: https://www.lascarelectronics.com/easylog-data-logger-el-usb-2/
5. kép: Merevszárnyú repülőgép (UAV) alkalmazása légi felvételezéshez Fotó: Saját kép
117 3. Eredmények
3.1. A földközeli felvételezések eredményei
A földközeli vizsgálatok eredményeképpen a különböző sorirányú, valamint művelésmódú Cserszegi fűszeres tőkék mellett a lombozat által megszűrt, talajfelszínre vetülő fényintenzitás értékek kerülnek bemutatásra. Az adatok matematikai statisztikai módszerrel kerültek kiértékelésre, melynek során a fényintenzitás értékeket hasonlítottuk össze a két művelésmód valamint a sorirányok esetében egyaránt. A kiemelt példán (7. kép) szemléltetjük, hogy a délelőtt 10 órakor történt mérési időpontban a Módosított Sylvoz művelésű tőkék a talaj felületére nagyobb árnyékot vetnek, több levélréteg, nagyobb lombfelület jellemzi őket, lombszerkezetük viszont lazább.
6. kép: Parrot Sequoia multispektrális kamera
Forrás: https://www.parrot.com/us/Business-solutions/parrot-sequoia#parrot-sequoia-details
7. kép: A Módosított Sylvoz művelésű tőkék a talaj felületére nagyobb árnyékot vetnek, azonban a lombozat láthatóan lazább szerkezetű
(2016. szept. 2. 10 óra) Forrás: Saját kép
É-D Sylvoz 10:00 É-D módosított Sylvoz 10:00
K-Ny Sylvoz 10:00 K-Ny módosított Sylvoz 10:00
Ennél a művelésmódnál az ültetvény felületére beeső nap sugárzásából a növények többet hasznosítanak, mint a hagyományos Sylvoz művelésű tőkék (8. kép). Az 1. ábrán a Sylvoz valamint a Módosított Sylvoz művelésmódú sorok esetében ábrázoltuk a délelőtt 10 órakor történt mérés során a napsugárzásnak a talajfelszínre eső fényintenzitását, vagyis az árnyékhatást a sor aljától mért távolságok megjelölésével. A különböző betűk szignifikánsan különböző csoportokat jelölnek (Tukey, p<0,05). A nagybetűk a művelésmódok hatásának összehasonlítását, a kisbetűk a távolságok hatásának összehasonlítását fejezik ki a vizsgált sorok esetében (rögzített művelésmód mellett). Az észak-déli sorirány vizsgálata során azt figyeltük meg, hogy a két művelésmód között szignifikáns különbség nincs, de a sor közepétől távolodva mindkét művelésmódú sorok szignifikánsan nagyobb árnyékot vetnek a talajra. A kelet-nyugati sorokat tekintve igazoltuk, hogy szignifikáns különbség van a művelésmódok között (1. ábra). A 10 órás mérési eredményeknél látható, hogy a sor közepétől távolodva a Sylvoz művelésmódú sorokban szignifikánsan kisebb a talajra vetülő árnyék, mint a Módosított Sylvoz művelésűeknél.
Cserszegi fűszeres K-Ny Sylvoz (8:00)
Cserszegi fűszeres K-Ny Sylvoz (10:00)
Cserszegi fűszeres K-Ny Sylvoz (12:00)
Cserszegi fűszeres K-Ny Sylvoz (14:00)
Cserszegi fűszeres K-Ny Sylvoz (16:00)
Cserszegi fűszeres K-Ny Módosított Sylvoz (8:00)
Cserszegi fűszeres K-Ny Módosított Sylvoz (10:00)
Cserszegi fűszeres K-Ny Módosított Sylvoz (12:00)
Cserszegi fűszeres K-Ny Módosított Sylvoz (14:00)
Cserszegi fűszeres K-Ny Módosított Sylvoz (16:00)
8. kép: A fényméréseknél készült felvételek a Sylvoz és a Módosított Sylvoz
119 3.2. A légi felvételek kiértékelése
A légi felvételezések UAV technikával, merevszárnyú repülőgépek alkalmazásával valósultak meg. A 11. képen a Cserszegi fűszeres ültetvény 2 különböző sorirányú Sylvoz és Módosított Sylvoz művelésmódú kezelésének NDVI képe látható.
Az NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) érték egy olyan dimenziómentes mérőszám, amely az adott terület vegetációs felületének nagyságát, növekedési erélyét fejezi ki (9. kép). Ezt az értéket a növényzet által, a közeli infravörös (NIR) és a látható vörös (RED) sugárzási tartományokban visszavert intenzitások különbségének hányadosa adja. Az NDVI index korrelál a vizsgálati területet takaró növényzet fajlagos klorofill tartalmával is, így a különböző fenofázisokban lévő növényzet állapotát is fel tudjuk térképezni, akár több hektáros területen (10. kép).
1. ábra: A talaj felületére eső fény az észak-déli (bal oldali ábra) és a kelet-nyugati (jobb oldali ábra) sorirányú művelésmódok esetében (2016. 09. 02. 10:00)
9. kép: A Koch borászatnál végzett légi felvételezések eredményei a Google earth programon megjelenített NDVI felvétel Sylvoz, ill. Módosított Sylvoz művelésmódok
estében. Borota, 2016. 09.04
A vizsgálati területen található eltérő művelésmódú sorok az általunk készített NDVI térképen is jól elkülöníthetők. Mind a kelet-nyugati, illetve az észak-déli irányú soroknál láthatjuk két-két soronként az eltérő színű csíkokat (vörös és sárga), mely a Módosított Sylvoz esetében a vastagabb vörös csíkkal több levélrétegre, nagyobb lombfelületre utal (11. kép). A nagyobb vegetációs felület a talajra eső napfény nagyobb %-át tudja a fotoszintézise során hasznosítani. Ez a szénhidrát többlet a termés, ill. a fás részekben elraktározott tápanyagok mennyiségének növekedésében realizálódhat.
10. kép: Növények reflektanciája különböző tartományok esetében (bal oldali kép) és a különböző állapotban lévő levelek reflektanciája (jobb oldali kép)
Forrás: http://www.droneworks.org.nz/ndvi-mapping.html nyomán
Cserszegi fűszeres K-NY sorirány
Cserszegi fűszeres É-D sorirány
11. kép: A Cserszegi fűszeres szőlőfajta 2 különböző sorirányú és 3 ismétlésben alkalmazott Sylvoz, ill. Módosított Sylvoz ültetvényének NDVI felvétele. Borota, 2016.
121
1. táblázat: A Cserszegi fűszeres szőlőfajta 2 különböző sorirányú Sylvoz, ill. Módosított Sylvoz ültetvényének termés eredményei.
4. Következtetések
A lombozat fény-árnyék mérései és az NDVI értékek arra utalnak, hogy a Módosított Sylvoz művelésmódú tőkék nagyobb vegetációs felülettel és lazább lombszerkezettel rendelkeznek, így az egységnyi területre eső fény nagyobb részét képesek megkötni, mint a Sylvoz művelésű tőkék. E nagyobb lombfelület asszimilációs többlete a termés mennyiség növekedésében is realizálódott 2016-ban (1. táblázat).
A két művelésmód közötti különbségek további, részletes vizsgálatokat igényelnek a vegetációs időszakon belüli eltérő hajtásnövekedésüket, lombszerkezetüket, a fürtzónában uralkodó fényviszonyok minőségének, mennyiségének szezonális változását, a termés minőségét, ill. a borok összetételét illetően. Mindemellett gazdasági számítások is szükségesek ahhoz, hogy megállapítsuk melyik művelésmód, mennyi anyagi és kézimunka erő ráfordítással alkalmas a termőhely legmegfelelőbb kihasználására. Ezek az elemzések segítik elő, hogy a szőlőtermelő megalapozott döntést tudjon hozni, milyen művelésmódot és sorirányt válasszon az adott termőhelyen az elérni kívánt bor mennyisége és minősége szempontjából
Irodalomjegyzék
[1] Bálo, B., Olasz, A., Tóth, E., Katona, Z., Deák, T., Bodor, P., Burai, P., Bisztray, Gy. D.:
Arccal a terroir felé. Térinformatika az Egri borvidéken. Bor és Piac, 3-4., 2014. 22-25.
[2] Bálo, B., Katona, Z., Olasz, A., Tóth, E., Deák, T., Bodor, P., Burai, P., Majer, P., Váradi, Gy., Nagy, R., Bisztray, Gy. D.: Focus on terroir studies in the Eger wine region of Hungary. Proc. of the Xth International Terroir Congress (Ed. Bálo et al. by PALATIA Ltd.) 2014. (1), 46-52.
[3] Lukácsy,Gy., Tombor, A., Goreczky,G., Nagy, L., Szabó, J., LászlóP., Burai, P., Bekő, L., Jung, A., Kristóf,D., Bisztray,Gy. D., Bálo, B.: Evaluation of state of vineyards and characterization of vineyard sites of the integrated area of Tokaj Kereskedőház Ltd. in Tokaj region. Proc. of the Xth International Terroir Congress (Ed. Bálo et al. by PALATIA Ltd.) 2014. (1), 22-28.
[4] Bareth, G., Aasen, H., Bendig, J., Gnyp ML., Bolten A., Jung A., Michels, R., Soukkamäki J.: Low-weight and UAV-based Hyperspectral Full-frame Cameras for Monitoring Crops: Spectral Comparison with Portable Spectroradiometer Measurements.
Photogrammetrie-Fernerkundung-Geoinformation 2015. (1), 69-79.
[5] Dokoozlian NL.; Kliewer WM. (1995): The Light Environment Within Grapevine Canopies. I. Description and Seasonal Changes During Fruit Development. Am. J. Enol.
Vitic. 1995. (46), 209-218.
Termésmennyiség
(kg/tőke) Termésmennyiség
(t/ ha) Termésmennyiség %-ban Fajta Szüret
időpont Sylvoz
művelésmód Módosított
Sylvoz Sylvoz
művelésmód Módosított
Sylvoz Sylvoz
művelésmód Módosított Sylvoz
Cserszegi-fűszeres
É-D 2016.09.06. 4,35 5,05 14,5 16,8 100 % 114 %
Cserszegi-fűszeres
K-Ny 2016.09.03. 4,41 4,87 14,7 16,2 100 % 110 %
[6] https://uavsystemsinternational.com/product/3d-robotics-aero-m/
[7] http://ventustech.hu/uj-generacios-repulogepeink-berepulese/
[8]
http://uav-rpas.blog.hu/2015/03/04/adatfeldolgozas_dronok_mezogazdasagi_alkalmazasahoz [9] http://agrielectronics.blogspot.hu/2013/10/portable-crop-health-sensor.html?m=1 [10]
http://crops.extension.iastate.edu/cropnews/2016/05/choosing-right-imagery-best-management-practices-color-nir-and-ndvi-imagery [11] http://www.micasense.com/
[12] http://www.c-astral.com/media/uploads/file/c-astral_2016_catalogue_ok_s.pdf [13] https://www.parrot.com/us/Business-solutions/parrot-sequoia#technicals [14] http://teo.elte.hu/minosites/ertekezes2011/kern_a.pdf
Lektorálta: Dr. Deák Tamás, adjunktus, Szent István Egyetem
123