Возможность определения содержания азота в растениях озимой пшеницы в фазе колошения с применением данных дистанционного зондирования

DOI: 10.35595/2414-9179-2020-3-26-199-209

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

Ф.В. Ерошенко

ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр»,
ул. Никонова, д. 49, 356241, Ставропольский край, Шпаковский р-н, Михайловск, Россия,
E-mail: yer-sniish@mail.ru

И.Г. Сторчак

ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр»,
ул. Никонова, д. 49, 356241, Ставропольский край, Шпаковский р-н, Михайловск, Россия,
E-mail: sniish.storchak@gmail.com

И.В. Энговатова

ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр»,
ул. Никонова, д. 49, 356241, Ставропольский край, Шпаковский р-н, Михайловск, Россия,
E-mail: chernova_skfu@mail.ru

А.А. Лиховид

ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»,
ул. Пушкина, д. 1, 355000, Ставропольский край, Ставрополь, Россия,
E-mail: ALikhovid@mail.ru

Аннотация

Изучена возможность использования данных дистанционного зондирования Земли (RED, NIR, NDVI) для мониторинга содержания азота в растениях озимой пшеницы в условиях производственных посевов. Исследование проведено в два этапа: 1) анализ корреляционной связи показателей NDVI и содержания азота на производственных посевах ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ»; 2) сравнительный анализ корреляционной связи содержания азота и данных ДЗЗ в условиях сельхозпредприятия «Родина» Шпаковского района Ставропольского края.

Отборы растительных образцов (сноповой материал) проводили по общепринятой методике. Повторность — 4-кратная. Определение химического состава органов растений проводили по методике В.Т. Куркаева с соавторами, а содержание хлорофилла — по методу Я.И. Милаёвой и Н.П. Примак. В работе использованы данные дистанционного зондирования Земли, полученные сканирующим спектрорадиометром Modis ипредоставленные спутником Terra.

На первом этапе изучена взаимосвязь содержания азота в растениях озимой пшеницы и значений нормализованного разностного вегетационного индекса (NDVI). Доказано наличие высокой корреляции между этими показателями на ранних этапах роста и развития растений озимой пшеницы. Коэффициент корреляции в среднем по полям в 2012 г. был равен -0,89, а в 2013 и 2014 гг. — -0,82. В более поздние фазы роста и развития растений озимой пшеницы такая связь не выявлена.

На втором этапе установлена целесообразность применения показателя отражения в красной области спектра (RED) для оценки содержания азота в фазе колошения на локальном уровне (отдельное сельхозпредприятие). В этих условиях наблюдалась устойчивая обратная корреляционная связь, величина которой составила -0,71 (в среднем по трём годам исследований). При использовании в анализе других показателей ДЗЗ (NDVI и NIR) связи либо отсутствуют, либо проявляются в меньшей степени.

Ключ. слова

вегетационный индекс, динамика NDVI, озимая пшеница, содержание азота, Terra (Modis)

Список литературы

  1. Андрианова Ю.Е., Тарчевский И.А. Хлорофилл и продуктивность растений. М.: Наука, 2000. 135 с.
  2. Гамзиков Г.П. Практические рекомендации по почвенной диагностике азотного питания полевых культур и применению азотных удобрений в сибирском земледелии: производственно-практ. изд. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2018. 48 с.
  3. Голубева Е.И., Каширина Е.С., Новиков А.А., Глухова А.В. Использование индекса NDVI для геоэкологической оценки особо охраняемых природных территорий на примере города Севастополя. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. М.: Издательство Московского университета, 2019. T. 25. Ч. 1. С. 320–331. DOI: 10.35595/2414-9179-2019-1-25-320-331.
  4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований): учебник для высших сельскохозяйственных учебных заведений. М.: Альянс, 2014. 351 с.
  5. Ерошенко Ф.В. Оценка качества зерна озимой пшеницы в Ставропольском крае по данным дистанционного зондирования Земли. Бюллетень Ставропольского научно-исследовательского института сельского хозяйства, 2017. № 9. С. 118–128.
  6. Ерошенко Ф.В., Ерошенко А.А., Сторчак И.Г. Эффективность поздних некорневых азотных подкормок озимой пшеницы. Достижения науки и техники АПК, 2014. № 8. С. 32–35.
  7. Ёлкина Е.С., Барталёв С.А., Толпин В.А., Лупян Е.А. Возможности сервиса спутникового мониторинга «Вега». Современные подходы к изучению экологических проблем в физической и социально-экономической географии. X Международная молодёжная школа-конференция. М.: Институт географии РАН, 2017. С. 162–163.
  8. Завалин А.А., Соколов О.А., Шмырева Н.Я. Азот в агросистеме на чернозёмных почвах. М.: РАН, 2018. 180 с.
  9. Магомедов М.Х.-М., Маммаев А.Т., Алиева М.Ю. Влияние условий минерального питания на флуоресценцию, фотосинтетическую активность и ростовые параметры растений. Юг России: экология, развитие, 2008. № 2. С. 52–56.
  10. Малышевский В.А., Федулов Ю.П., Малышевский П.В. Создание карт-заданий для дифференцированного внесения азотной подкормки с использованием данных ДЗЗ. Энтузиасты аграрной науки: Сборник статей по материалам Международной конференции, 2018. С. 7–14.

Для цитирования: Ерошенко Ф.В., Сторчак И.Г., Энговатова И.В., Лиховид А.А. Возможность определения содержания азота в растениях озимой пшеницы в фазе колошения с применением данных дистанционного зондирования. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Издательство Московского университета, 2020. Т. 26. Ч. 3. С. 199–209 DOI: 10.35595/2414-9179-2020-3-26-199-209

For citation: Eroshenko F.V., Storchak I.G., Engovatova I.V., Likhovid A.A. Possibility of determining the nitrogen content in winter wheat plants during the earing phase using remote sensing data. InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: Moscow University Press, 2020. V. 26. Part 3. P. 199–209. DOI: 10.35595/2414-9179-2020-3-26-199-209 (in Russian)