Evaluation of a NIR camera for monitoring yield and nitrogen effect in sugarcane

Evaluación de una cámara NIR para el monitoreo de productividad y efecto del nitrógeno en caña de azúcar

The main objective of the research carried out in the sugar productive sector in Colombia is to improve crop productivity of sugarcane. The rise of RPAS, together with the use of multispectral cameras, which allows for high spatial resolution images and spectral information outside the visible spectrum, has generated an alternative nondestructive technological approach to monitoring crop sugarcane that must be evaluated and adapted to the specific conditions of Colombia's sugar productive sector. In this context, this paper assesses the potential of a modified camera (NIR) to discriminate three varieties of sugarcane, as well as three doses of fertilization and estimating the sugarcane yield at an early stage, for the three varieties through multiple vegetation indices. In this study, no significant differences were found by vegetation index between fertilization doses, and only significant differences between varieties were found when the fertilization was normal or high. Likewise, multiple regressions between scores derived from vegetation indices after applying PCA and productivity produced determinations of up to 56%.

El principal objetivo de las investigaciones llevadas a cabo en el sector azucarero de Colombia es el de mejorar la productividad del cultivo de la caña de azúcar. El auge de los RPAS y el uso de cámaras multiespectrales ha generado un enfoque tecnológico alternativo para monitorear los cultivos de caña de azúcar de manera no destructiva ya que se pueden obtener imágenes de alta resolución espacial e información espectral fuera del espectro visible. Esta tecnología debe ser evaluada y adaptada a las condiciones específicas del sector azucarero del país. En este contexto, el presente artículo presenta los resultados del potencial de una cámara modificada (NIR) para discriminar tres variedades de caña de azúcar, así como tres dosis de fertilización y estimar tempranamente la productividad de tres variedades de caña de azúcar por medio de múltiples índices de vegetación. En este estudio no se encontraron diferencias significativas por índices de vegetación entre dosis de fertilización y sólo se encontraron diferencias significativas entre variedades cuando la dosis de fertilización fue normal o alta. Adicionalmente, por cada variedad evaluada, se hizo un análisis de componentes principales entre los índices de vegetación (existió una alta correlación entre los índices), y con los cinco primeros componentes se hizo una regresión múltiple para modelar las toneladas de caña por hectárea obteniéndose determinaciones de hasta el 56%.