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

Микробные органические удобрения увеличили урожайность кукурузы на 21,5 процентов

Микробные органические удобрения увеличили урожайность кукурузы на 21,5 процентов

Китайские ученые исследуют микробные удобрения для применения в системах возделывания пшеницы и кукурузы в контексте климатически устойчивого сельского хозяйства Группа исследователей из научных организаций Китая (Хуаруи Гонг, Цзин Ли, Чжэнь Лю, Итао Чжа...

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...

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 у кукурузы бывает ананасный лист, а соя становится серебристой

Почему у кукурузы бывает ананасный лист, а соя становится серебристой

Нужны ли какие-то особые меры защиты этих двух культур от упомянутых симптомов «Если кукуруза в вашем поле начинает больше походить на растения ананаса, вы видите, как работает умная биология. Это означает, что растения кукурузы начинают реализовывать св...

Стокгольмский биочар - городам, непальский - сельскому хозяйству

Стокгольмский биочар - городам, непальский - сельскому хозяйству

Производство и применение биоуголя везде приносит пользу Некоммерческая организация Bloomberg Philanthropies недавно объявила о предоставлении грантов в размере 400 000 долларов семи крупным городам Скандинавии и США для внедрения шведской технологии био...

Канадские зерновые фермеры требуют компенсации возросших затрат на российские удобрения

Канадские зерновые фермеры требуют компенсации возросших затрат на российские удобрения

Правительство Канады ввело 35-процентную пошлину на весь импорт удобрений из России 3 марта, и к лету стали очевидны последствия для АПК страны Фермерские группы из восточной Канады требуют выплаты компенсации за увеличение пошлин на российские удобрения...

Китай стал крупнейшим в мире спонсором сельскохозяйственных исследований и разработок

Китай стал крупнейшим в мире спонсором сельскохозяйственных исследований и разработок

По инвестициям в НИОКР Китай обогнал Евросоюз, где финансирование агронауки традиционно входит в приоритеты США начинают опасаться растущего потенциала КНР на мировой агропродовольственной арене. «В то время как государственное финансирование сельскохоз...

Крупные партии индийского чая утилизируют из-за остатков пестицидов

Крупные партии индийского чая утилизируют из-за остатков пестицидов

Чайные компании отказались принимать продукцию с высоким содержанием химических веществ Индийские игроки рынка пакетированного чая отказались от большого объема чая первого сбора, закупленного на аукционах с апреля по середину мая для внутреннего рынка, ...

омит одно опрыскивание фунгицидами

омит одно опрыскивание фунгицидами

В Нидерландах искусственный интеллект со специализацией на болезнях растений интегрируется с частными метеостанциями Об этом рассказывает агропортал www.nieuweoogst.nl. «Системы поддержки принятия решений с подсказками от искусственного интеллекта уже н...