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

пуск новых гербицидов

пуск новых гербицидов

Три новых общепринятых названия пестицидов от китайских производителей недавно были предварительно одобрены ISO Об этом сообщает портал news.agropages.com. Флухлораминопир В июне 2022 года предварительно утверждено новое общепринятое название ISO для г...

Применение имидаклоприда в определенных дозах улучшило разведение паразитоида трихограммы

Применение имидаклоприда в определенных дозах улучшило разведение паразитоида трихограммы

Имидаклоприд-индуцированный стресс (гормезис), стимулирующий развитие Т. chilonis, может быть полезен для массового выращивания естественного врага чешуекрылых вредителей Trichogramma chilonis является олигофагом, паразитирующим на яйцеклетках, который, ...

Ставрополье поделилось опытом с коллегами из Татарстана в защите разных сельхозкультур

Ставрополье поделилось опытом с коллегами из Татарстана в защите разных сельхозкультур

От пшеницы до черешни везде встречаются инновации В Ставропольском Россельхозцентре прошла встреча с руководителем филиала ФГБУ «Россельхозцентр» по Республике Татарстан Виталием Леонидовичем Новичковым С работой учреждения гостя ознакомил руководитель ...

В конце августа 2022 китайская компания Gansu Xinyu приступит к выпуску селективных гербицидов с низкой токсичностью

В конце августа 2022 китайская компания Gansu Xinyu приступит к выпуску селективных гербицидов с низкой токсичностью

Проект по производству пестицидов Gansu Xinyu вскоре будет запущен в пробное производство для 12 продуктов Издание AgroPages недавно узнало от китайской агрохимической компании Gansu Xinyu, что ее проект по производству пестицидов с годовой мощностью 15 ...

Гречиха умеет заманивать проволочника для уничтожения

Гречиха умеет заманивать проволочника для уничтожения

Биофумигационные свойства гречихи исследуют канадские ученые Химический контроль достиг вредителей точки, когда «больше одного и того же» может не сработать, поэтому поиск новых или альтернативных методов продолжается. Для органического контроля проволоч...

ми на полях

ми на полях

Специалисты Россельхозцентра Татарстана определили фитосанитарное состояние сельскохозяйственных культур на 5 мая 2022 Влагозапасы метрового слоя почвы на полях оцениваются как достаточные – 150 мм и более продуктивной влаги.   По оперативным данным на ...

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...

Теплица на овсяных отходах и дровах успешно работает в Финляндии

Теплица на овсяных отходах и дровах успешно работает в Финляндии

Хотя сложно выращивать зеленные и овощные культуры в холодной стране круглогодично, малый бизнес справляется с этой задачей. Ведь финны предпочитают покупать только местные продукты и не поймут польских помидоров или испанского салата на полках Об особен...

атает важного гербицида для защиты гибрида рапса от сорняков

атает важного гербицида для защиты гибрида рапса от сорняков

Высокоурожайный гибриды канолы, устойчивый к гербицидам, выращивают многие аграрии Канады, но этот сезон обещает быть крайне сложным в борьбе с сорняками Роберт Арансон в статье на портале www.producer.com объясняет, почему. «У BASF Canada не хватает по...