Tres estudiantes de último año de Virginia Tech investigaron cómo los drones podrían identificar la humedad del suelo para un proyecto de clase en el curso de Monitoreo y Análisis del Medio Ambiente del Profesor Kang Xia de la Facultad de Plantas y Ciencias Ambientales.
Matt Darrah, Grady Hesse y Ryan Humphry de la Facultad de Ciencias Vegetales y Ambientales se introdujeron en la agricultura de precisión como una práctica de gestión en la que se envían dispositivos de inspección autónomos para recolectar muestras de tierra y suelo para identificar de forma rutinaria las áreas que necesitan nutrientes suplementarios.
"Vimos que se había trabajado en el pasado con drones para observar las diferencias en la vegetación, pero no vimos nada sobre la predicción de los niveles de humedad del suelo y el contenido de materia orgánica del suelo", dijo Hesse, de Berryville, Virginia, graduada en ciencias ambientales. .
Se preguntaron si esto podría replicarse con un dron.
“Eso podría ser innovador”, dijo Darrah, de Las Vegas, Nevada, y graduada en ciencias ambientales. “Además de que es genial volar drones, pensamos que podríamos participar en una investigación potencialmente revolucionaria como estudiantes universitarios”.
El estudio investigó los datos del Índice de Vegetación Ajustado al Suelo (SAVI) y el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI), dos índices espectrales para el suelo, recopilados a partir de drones para determinar los niveles de humedad del suelo desnudo.
Este proyecto de aprendizaje experimental eventualmente abarcó una variedad de disciplinas en el Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida. El cuerpo docente involucrado en el proyecto estudiantil incluyó a Song Li, profesor asociado en la Facultad de Ciencias Ambientales y Vegetales que se especializa en genómica avanzada y tecnologías de sensores, Sanaz Shafian, profesor asistente en la Facultad de Ciencias Ambientales y Vegetales, Shawn Jadrnicek, el gerente de granja de Homefield Farm de Virginia Tech y Xia. Li, Shafian y Xia son profesores afiliados a la Centro de Innovación Avanzada en Agricultura.
Homefield Farm, una sociedad entre Dining Services y la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida y la única operación orgánica certificada propiedad de una universidad en Virginia, fue el sitio de la investigación de los estudiantes. La granja de seis acres dirigida por estudiantes está ubicada a ocho millas al oeste del campus de Blacksburg y proporciona alrededor de 50,000 libras de productos frescos a los comedores y al puesto de granja de Homefield en el campus. La granja es parte de Virginia Tech's Operación Granja Universitaria, que también incluye Kentland Farm.
“Con toda la ayuda de la facultad y el personal involucrado, hizo de este un proyecto de investigación significativo para nosotros”, dijo Darrah.
Los estudiantes determinaron que se necesita más trabajo en este frente, particularmente el desarrollo de índices adecuados para las propiedades del suelo, incluida la humedad del suelo. El trío encontró que la correlación entre sus conjuntos de datos NDVI y SAVI era insignificante y no lo suficientemente fuerte para un uso confiable.
Al final del semestre, el grupo, junto con los demás estudiantes del curso, compartió estos resultados y hallazgos a través de Zoom. El grupo discutió sus imágenes aéreas, cómo correlacionaron los resultados y más.
“Mi parte favorita del proyecto fue cuando vimos nuestros resultados”, dijo Humphry, de Yorktown, Virginia, también graduado en ciencias ambientales. “Vimos que podíamos tener razón en algunos aspectos y estar equivocados en otros. Pero creo que fue impresionante ver lo que pudimos lograr en solo un semestre durante una pandemia”.
– Max Esterhuizen, Universidad Tecnológica de Virginia
Matt Darrah, Grady Hesse y Ryan Humphry se preparan para volar un dron en Homefield Farm para medir la humedad del suelo. Foto: Cortesía de Darrah, Hesse y Humphry