Yn ystod cyfnodau penodol o'r tymor tyfu, rhaid i dyfwyr tatws fonitro statws nitrogen eu cnydau yn rheolaidd er mwyn gwasgaru gwrtaith yn y ffordd fwyaf effeithlon.
Arfer cyffredin yw casglu dail o blanhigion ym mhob cae ac yna eu hanfon i'r labordy i'w dadansoddi nitrad. O fewn ychydig ddyddiau, mae tyfwyr yn derbyn canlyniadau sy'n nodi a oes angen mwy o wrtaith nitrogen neu a yw'r perfformiad yn normal. Mae'r system yn gweithio, ond gellir cyflymu'r broses hon, meddai I. Wang, docent Prifysgol Wisconsin-Madison, Adran Garddwriaeth.
“Mae casglu dail yn cymryd llawer o amser ac ymdrech,” meddai Wang.
“Ac weithiau gall y canlyniadau fod yn gamarweiniol, oherwydd gall nifer o ffactorau ddylanwadu ar faint o nitrad sydd yn y dail, megis y tywydd neu amseriad y samplu. Yn ogystal, nid yw’r canlyniadau’n ystyried gwahaniaethau gofodol [gofynion nitrogen] yn y maes.”
Ariennir y prosiect Sefydliad Cenedlaethol Bwyd ac Amaethyddiaeth USDA, yn ymwneud â chasglu a phrosesu data o gamera hyperspectrol. Fe'i gosodir ar UAV (cerbyd awyr di-griw) neu awyren sy'n hedfan yn isel sy'n hedfan dros yr ardaloedd tatws a astudiwyd.
Mae tîm Wang yn datblygu modelau cyfrifiadurol i gysylltu delweddau â statws nitrogen planhigion yn y tymor, cynnyrch, ansawdd, ac enillion economaidd diwedd tymor.
“Mae fy staff a minnau’n gobeithio datblygu rhaglen ar-lein a fydd yn trosi delweddau hyperspectrol yn wybodaeth ynghylch pryd a faint i’w ffrwythloni fel y gall tyfwyr wneud yr elw mwyaf posibl heb fawr o effaith amgylcheddol,” meddai Wang.
“Mae ffactorau sy’n achosi newidiadau yng nghyflwr y canopi, megis statws maetholion, presenoldeb ac absenoldeb lleithder neu afiechyd, yn gysylltiedig ag adlewyrchiad sbectrol ac felly gellir eu delweddu mewn delweddau hyperspectral,” meddai Trevor Crosby, myfyriwr graddedig yn Wang's labordy.
Mewn hediad sengl dros faes ymchwil 70 wrth 150 metr, gellir casglu dwsinau o ddelweddau, pob un yn cynnwys cannoedd o fandiau sbectrol. Er mwyn cyflymu prosesu delweddau, llogodd Wang ddau weithiwr allweddol. Mae Phil Townsend, Athro Ecoleg Coedwig a Bywyd Gwyllt, yn arweinydd mewn technoleg synhwyro o bell. Mae Paul Mitchell, Athro ac Arbenigwr yn yr Adran Economeg Amaethyddol a Chymhwysol, yn cynnal dadansoddiad economaidd lle mae model cyfrifiadurol yn gwneud argymhellion ar gyfer taenu nitrogen.
Casglodd Crosby, gan arwain mewn mesuriadau tir, ddata o safleoedd arolwg maes ar wahanol gamau o dyfiant tatws. Mae hyn yn cynnwys y mynegai arwynebedd dail, cyfanswm y crynodiad nitrogen mewn dail a choesynnau, nifer y cloron a phwysau cloron unigol, yn ogystal â ffactorau amgylcheddol megis lleithder a thymheredd y pridd, ymbelydredd solar a chyflymder y gwynt. Ar y cynhaeaf, mae'n mesur cynnyrch cyffredinol cloron a'u maint.
Yna datblygodd Crosby fodelau gwell yn cysylltu delweddau hyperspectrol â mesuriadau ar y ddaear. Y nod yw rhagweld statws nitrogen cnydau mewn amser real a rhagweld cynnyrch cloron ar ddiwedd y tymor. Ar y pwynt hwn, mae'r gwaith maes a phrosesu delweddau wedi'u cwblhau, ac mae Crosby yn canolbwyntio ar ddatblygu model.
Mae Wang yn rhannu ei ymchwil yn eang â thyfwyr tatws a llysiau'r wladwriaeth. Mae ganddo berthynas dda gyda ffermwyr ar draws y dalaith ac mae llawer yn edrych ymlaen at weld canlyniadau ei ymchwil.