Postopki so zamudni in dragi, hkrati pa je učinkovitost zatiranja povezana z izkušenostjo preglednika in pravočasnostjo prepoznavanja prvih znakov pojava. Metode daljinskega zaznavanja omogočajo zaznavo prisotnosti bolezni ali škodljivcev na večjih površinah in v različnih fazah pojava. Nekateri senzorji omogočajo zaznavo bolezni ali škodljivca tudi pred vidnimi znaki. Pri daljinskem  zaznavanju uporabljamo različne senzorje, ki so nameščeni na različnih nosilcih in omogočajo pravočasno in prostorsko natančno ukrepanje.

Glede na heterogeno prostorsko porazdelitev rastlinskih škodljivcev in povzročiteljev bolezni je daljinsko zaznavanje z optičnimi senzorji najprimernejša tehnologija, ki za­gotavlja informacije o žariščih ter obsegu okužb. Na­predne metode za analizo podatkov so ključne za učin­kovito uporabo podatkov daljinskega zaznavanja za odkrivanje rastlinskih škodljivcev in bolezni (Slika 2). Za analizo podatkov in določanje zdravstvenega stanja rastlin, uporabljamo metode strojnega učenja, kot so umetne nevronske mreže.

Daljinsko zaznavanje je znanost o pridobivanju in­formacij o predmetih ali območju na daljavo, brez fi­zičnega stika med senzorjem in predmetom, ki ga pro­učujemo. Optični senzorji izkoriščajo svetlobni spek­ter, tako naravnega kot umetnega, od ultravijoličnega (valovne dolžine od 100 do 400 nm) do dolgovalovne infrardeče svetlobe (15 * 103 nm do 350 * 103 nm). Lju­dje zaznavamo svetlobo v tako imenovanem vidnem razponu, od 400 do 700 nm. Bližnje-infrardeča svetlo­ba (NIR) sega od 700 do 1000 nm in kratkovalovna infrardeča svetloba od 1000 do 2500 nm (SWIR). Čisti infrardeči oziroma toplotni senzorji zajemajo elektro­magnetno sevanje pri večjih valovnih dolžinah kot so valovne dolžine v območju SWIR-a. Med predmeti in svetlobo so možne tri interakcije: odboj, presevanje in absorpcija. Optični senzorji merijo skupni učinek glavnih treh in­terakcij (t.i. spektralni odboj, ki se pogosto imenuje tudi odbojnost), njihova razmerja na različnih valov­nih dolžinah pa so značilna za objekte (npr. rastline, tla in vodo) in omogočajo njihovo identifikacijo. Tej edinstveni in značilni odbojnosti pravimo spektralni podpis, t.j. spektralna odbojnost kot funkcija valovne dolžine. Spektralni podpisi so odvisni od optičnih la­stnosti nadzemnih delov rastlin, biofizikalnih in bio­kemičnih lastnosti, osvetlitve, ozadja in geometrije med senzorjem in objektom.

Optične senzorje delimo na pet skupin: RGB, multispektralni, hiperspektralni, termalni in fluorescenčni senzorji (Slika 4). Čeprav je zaznavanje bolezni in škodljivcev možno s senzorji vseh petih skupin, je izbira senzorja odvisna od platforme (npr. v rastlinjaku, brezpilotni letalnik, letalo, satelit) in željene natančnosti. Na primer, RGB senzorji omogočajo določanje prisotnosti povzročiteljev bolezni, ki povzročajo spremembe na listih, njihova uporabnost za določanje okužb pred razvojem vidnih simptomov pa je omejena. Slednje omogočajo multi- in hiperspektralni ter toplotni senzorji (Slika 5). Te štiri skupine senzorjev lahko tudi uporabljamo na večjih razdaljah (na primer na letalu), z naravno osvetlitvijo. Senzorji fluorescence omogočajo natančno določanje bolezni, vendar zahtevajo natančno pripravo vzorcev in ustrezno umetno osvetlitev. Zato so primerni za uporabo na omejenih površinah, na primer v rastlinjakih in laboratorijih.

Vidni znaki biotskih in abiotskih stresov so pogosto podobni, če ne celo povsem enaki, vizualna identifika­cija posameznih rastlin pa pogosto ne daje zadovoljivih rezultatov. Metode daljinskega zaznavanja so dobra alternativa in jih je mogoče prilagoditi uporabi na različnih nosilcih. Poleg tega omogočajo določanje stresorjev pred razvojem vidnih znakov, kar olajša natančno kmetovanje in integrirane varstvo rastlin (Slika 6). Čeprav lahko posamezni senzorji dosežejo zadovoljive rezulta­te, lahko z združevanjem različnih senzorjev in napre­dnih analiznih metod rezultate izboljšamo.

Pripravila: Uroš Žibrat in Matej Knapič

Fotografije: arhiv KIS