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

 черепашка

черепашка

В Ставропольском крае отмечается ранний выход клопа черепашки (на 10-14 дней от среднемноголетних) из мест зимовки и повреждения озимых зерновых культур И это неудивительно, ведь весной клопы появляются на поверхности при температуре подстилки + 16 °C – ...

лрд долларов США

лрд долларов США

Намечается тенденция к конкуренции между жидкими и сухими составами с микроорганизмами Прогнозируется, что рынок микробных продуктов вырастет с 6 млрд долларов США в 2022 году до 13,71 млрд долларов США к 2029 году, демонстрируя среднегодовой темп роста ...

Теплицы в теплом и холодном климате нуждаются в разной облицовке

Теплицы в теплом и холодном климате нуждаются в разной облицовке

В чем преимущество поликарбонатной оболочки двух типов при выращивании сельхозкультур закрытого грунта, объяснили эксперты Краткое руководство по выбору покрытия для современной теплицы предоставили специалисты компании Growspan на портале www.hortidaily...

Предлагаемое ограничение атразина в США негативно скажется на фермерах с нулевой обработкой почвы

Предлагаемое ограничение атразина в США негативно скажется на фермерах 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...

Жидкая мульча появится на мировом рынке в ближайшей перспективе

Жидкая мульча появится на мировом рынке в ближайшей перспективе

Разработкой инновации, в которой мульчу не укладывают, а распыляют, занимаются ученые в разных странах мира Подробнее про интересную новинку рассказывает Дэвид Эппенбергер в статье на швейцарском агропортале lid.ch. «Мульчирующие пленки являются частью ...

Российский сорт озимой тритикале Нина показал лучшую урожайность на полях Дзержинского района Калужской области

Российский сорт озимой тритикале 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...

той помогло защитить урожай пшеницы от жары

той помогло защитить урожай пшеницы от жары

Высокотемпературный стресс при наливе зерна существенно снижает продуктивность пшеницы, таким образом, для обеспечения продовольственной безопасности необходимо развивать теплоустойчивость культуры. Китайские ученые выяснили, может ли недорогая экзогенная...

Собаки способны мгновенно учуять опасный некрогенный картофельный вирус

Собаки способны мгновенно учуять опасный некрогенный картофельный вирус

На Дне картофельного поля Университета штата Вашингтон эксперты подчеркнули важность здорового семенного материала и диагностики болезней картофеля Вирус Y картофеля встречается во всем мире и имеет большое экономическое значение. Симптомы варьируют от л...

Как глифосат влияет на уход за расплодом у шмелей

Как глифосат влияет на уход за расплодом у шмелей

Исследование немецких ученых показало явное влияние глифосата на коллективную терморегуляторную способность колоний шмелей Исчезновение насекомых, и в особенности насекомых-опылителей, угрожает экосистемам и экономике во всем мире. Например, в Германии в...