Ученые разработали технологию по определению содержания азота в почве с воздуха

Ученые разработали технологию по определению содержания азота в почве с воздуха Азотные удобрения изменили сельское хозяйство, повысив урожайность сельскохозяйственных культур и обеспечив продовольственную безопасность. Тем не менее, существует опасность чрезмерного применения удобрений. При этом агрохимикаты загрязняют водоемы, в том числе подземные воды, и атмосферу в виде мощных парниковых газов, сообщает сайт phys.org 
Предсказать количество азота, необходимого конкретной культуре в конкретное время, непросто. Можно контролировать объем внесения удобрений в режиме реального времени, но на практике это фактически невозможно.
За решение непростой проблемы взялись  исследователи из Университета Иллинойса. Ученые установили гиперспектральные датчики на самолетах, чтобы быстро и точно определять количество азота в растениях и способность к фотосинтезу посевов кукурузы.
«Измерения азота в полевых условиях требуют очень много времени и труда, но технология гиперспектрального зондирования с самолета позволяет нам сканировать поля очень быстро, со скоростью несколько секунд на акр. Это также обеспечивает гораздо более высокое спектральное и пространственное разрешение, чем аналогичные исследования с использованием спутниковых снимков», - говорит Шен Ван, доцент-исследователь Центра устойчивости агроэкосистем (ASC) и Департамента природных ресурсов и наук об окружающей среде (NRES) в Университете.
Новый подход восполняет пробел между полевыми измерениями и обеспечивает экономически эффективный и высокоточный метод внесения азота под сельскохозяйственные культуры в устойчивом точном земледелии.
Высокотехнологичные датчики способны обнаруживать длины волн в видимом и ближнем инфракрасном спектре (400-2400 нанометров). Самолет, оснащенный такими приборами, трижды пролетал над экспериментальным полем в Иллинойсе в течение вегетационного сезона 2019 года. Исследователи также провели измерения листьев и крон деревьев в полевых условиях в качестве достоверных данных для сравнения с данными датчиков.
Благодаря зондированию было определено содержание азота в листьях и кронах растений с точностью до 85%.
«Мы вполне можем полагаться на бортовые гиперспектральные датчики, чтобы перейти от наземного сбора данных без ущерба для точности исследования. Между тем, бортовые датчики позволяют нам охватывать гораздо большие площади при низких затратах», - говорит Кайю Гуан, соавтор исследования, директор-основатель ASC и доцент NRES».
Дистанционное зондирование улавливает энергию, отраженную от поверхностей на земле. Химический состав листьев, включая содержание в них азота и хлорофилла, незаметно изменяет количество отражаемой энергии. Гиперспектральные датчики обнаруживают различия всего в 3-5 нанометров во всем диапазоне, что обеспечивает чувствительность, несравнимую с другими технологиями дистанционного зондирования.
Исследователи видят применение своим выводам в популярном калькуляторе нормы азота кукурузы с максимальной отдачей азота (MRTN).
Новая методика определения содержания азота позволит вносить коррективы в режиме реального времени при внесении удобрений. Дистанционное зондирование позволяет передавать информацию о состоянии питательных веществ растений в систему MRTN, позволяя дозировать внесение азота.
Важно отметить, что исследовательская группа разработала наилучший математический алгоритм для определения данных об отражении азота с гиперспектрального датчика. Они ожидают, что это будет использовано по мере появления новых технологий.
НАСА планирует запустить новый проект в сфере спутниковых гиперспектральных технологий. Поэтому исследователи из Иллинойса могут предоставить уже разработанный алгоритм. В конечном счете внедрение этой технологии является конечной целью, позволяющей получить представление о содержании азота в почве на каждом поле в начале вегетационного периода. Это усовершенствование позволит фермерам принимать более обоснованные решения о дополнительной подкормке растений.
Фото - pexels.com
Дата публикации: 15.01.2022
Источник: agroxxi.ru

Возможно эти новости Вам будет интересно прочитать

Луговой мотылек заселяет фермерские поля и дачные участки в Кемеровской области

Луговой мотылек заселяет фермерские поля и дачные участки в Кемеровской области

Гусеницы лугового мотылька, отраждаются сотнями и могут за считанные дни уничтожить посадки кукурузы, свеклы, салата, гороха и других огородных культур Кемеровская область благоприятный регион для множества вредителей, так как климатические условия здесь...

Почему картофель любит жидкие листовые удобрения

Почему картофель любит жидкие листовые удобрения

Ответ прост: корневая система картофеля на старте слишком слаба, чтобы дотянуться до разбросанных почвенных гранул, к тому же само растение относительно плохо усваивает почвенные питательные вещества по сравнению с другими культурами Опрыскивание картофе...

Почему кукуруза не любит жарких ночей

Почему кукуруза не любит жарких ночей

Сейчас мировые урожаи кукурузы примерно на 3,8% ниже, чем если бы тенденции к потеплению не наблюдалось, считают ученые Жара нравится далеко не всем, возможно, поэтому компаниям следует разработать системы охлаждения кукурузы ночью. Фермеры, которым нужн...

 с нулевой обработкой почвы

с нулевой обработкой почвы

Агентство по охране окружающей среды (EPA) предлагает ограничить применение атразина для защиты водных растений Об этом сообщает Стив Дэвис в своей статье на американском агропортале  Аgri-pulse.com. Агентство по охране окружающей среды предлагает огран...

нститута сильноточной электроники

нститута сильноточной электроники

Исследователи хотят расширить применение радиационных агробиотехнологий на культуре картофеля В июне 2022 года преподаватели Томского сельскохозяйственного института Юлия Чудинова и Ирина Викторова, а также представитель Института сильноточной электроник...

Пять мощных взрывов и сильный пожар на химическом заводе Deepak Nitrite в индийской Вадодаре

Пять мощных взрывов и сильный пожар на химическом заводе Deepak Nitrite в индийской Вадодаре

2 июня вечером в производственном цехе компании Deepak Nitrite Company в Nandesari GIDC в промышленной зоне Нандесари города Вадодара штата Гуджарат произошел крупный пожар. Компания выпускает в том числе агрохимикаты Об этом сообщили СМИ Индии, предпола...

Тамбовские поля обработают отечественными удобрениями почти на 150 млн рублей

Тамбовские поля обработают отечественными удобрениями почти на 150 млн рублей

Благодаря фиксированной цене на удобрения для российских сельхозпроизводителей, их стоимость в России ниже, чем за рубежом В июле агрохолдинг «Тамбовагропромхимия» закупил азотно-фосфорные удобрения «ДАФКА» российского производителя «ФосАгро» почти на 15...

едствиях брюссельского плана по пестицидам

едствиях брюссельского плана по пестицидам

Европейские политики и сельскохозяйственные организации по-разному реагируют на намерение Еврокомиссии вдвое сократить использование средств защиты растений в сельском хозяйстве. Одни приветствуют эту цель, по мнению других, многие важные детали не учитыв...

але Нина показал лучшую урожайность на полях Дзержинского района Калужской области

але Нина показал лучшую урожайность на полях Дзержинского района Калужской области

Директор института КНИПТИ АПК в выступлении на Дне поля Калужской области 2022 подробно рассказал о новых перспективных сортах основных культур российской селекции, возделываемых на полях Калужской области Так, в ООО «Швейцарское молоко» Дзержинского рай...