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

В Татарстане активно применяются биопрепараты и энтомофаги для защиты растений и увеличения урожая

В Татарстане активно применяются биопрепараты и энтомофаги для защиты растений и увеличения урожая

В настоящее время специалисты Заинского отдела филиала ФГБУ «Россельхозцентр» по Республике Татарстан проводят в районе фитомониторинг посевов сельскохозяйственных культур на выявление сорняков, вредителей, болезней. За летний период фитомониторинг провод...

Контроль прорастания клубней начинается в поле

Контроль прорастания клубней начинается в поле

Внесение малеинового гидразида в вегетацию станет эффективным союзником для облегчения контроля всхожести клубней при хранении при соблюдении определенных правил применения Об этом напоминают Мишель Мартен и Морган Флэш из французского Института защиты р...

В пшенице обнаружена новая молекула элларинацин

В пшенице обнаружена новая молекула элларинацин

Открытие может помочь в борьбе с болезнями важнейшей продовольственной культуры Новые молекулы, бактерии и организмы обычно называют в честь института или людей, открывшие их. Научный сотрудник Центра Джона Иннеса Гай Полтурак, который вместе с коллегами...

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, ...

Интенсивное земледелие может привести к появлению нового супервредителя в Бразилии

Интенсивное земледелие может привести к появлению нового супервредителя в Бразилии

Исследователи продолжают отслеживать гибридизацию инвазивного вида хлопковой совки с местной бразильской разновидностью Об этом сообщает Бразильский комитет действий по устойчивости к инсектицидам IRAC-BR. Гибридизация заключается в скрещивании двух раз...

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...

ждают к заботе о здоровье почвы

ждают к заботе о здоровье почвы

Некоторые индийские компании решили не продавать фермерам обычные синтетические удобрения, если они отказываются приобрести вместе с ними компост и продукцию с микроэлементами Уполномоченный комиссар по сельскому хозяйству штата Махараштра Дирадж Кумар з...

Слизни и соя

Слизни и соя

Как опрыскивание азотом может помочь в борьбе с прожорливыми моллюсками «Поля без вспашки - отличная среда обитания для слизней. В прошлом году многие американские фермеры, практикующие No-Till, сообщили, что им пришлось пересаживать один раз, а некоторы...

3 топовых направления на рынке технологий точного земледелия

3 топовых направления на рынке технологий точного земледелия

К 2027 мировой рынок технологий точного земледелия достигнет стоимости 16,06 млрд долларов США Точное земледелие быстро набирает популярность среди фермеров из-за растущей потребности в оптимальном производстве с заданными ресурсами. Кроме того, изменени...