22 Травня 2022

Вчені розробили технологію, яка у режимі реального часу визначає, скільки азоту потрібно рослині

Визначити кількість азоту, необхідного конкретній культурі в конкретний час, непросто. Можна контролювати обсяг внесення добрив в режимі реального часу, але на практиці це фактично неможливо.

За розв’язання непростої проблеми взялися дослідники з Університету Іллінойсу. Вчені встановили гіперспектральні датчики на літаках. Це з тим, щоб швидко і точно визначати кількість азоту в рослинах і здатність до фотосинтезу посівів кукурудзи.

«Вимірювання азоту в польових умовах вимагає дуже багато часу і праці. Але технологія гіперспектрального зондування з літака дозволяє нам сканувати поля дуже швидко, зі швидкістю кілька секунд на акр. Це також забезпечує набагато вищу спектральну та просторову роздільну здатність, ніж аналогічні дослідження з використанням супутникових знімків»,- говорить Шен Ван, доцент-дослідник центру стійкості агроекосистем (ASC) та Департаменту природних ресурсів та наук про навколишнє середовище (NRES) в університеті.

Новий підхід заповнює прогалину між польовими вимірами та забезпечує економічно ефективний і високоточний метод внесення азоту під сільськогосподарські культури в точному землеробстві.

Високотехнологічні датчики здатні виявляти довжини хвиль у видимому і ближньому інфрачервоному спектрі (400-2400 нанометрів). Літак, оснащений такими приладами, тричі пролітав над експериментальним полем в Іллінойсі протягом вегетаційного сезону 2019 року.

Завдяки зондуванню було визначено вміст азоту в листі та стеблах з точністю до 85%.

«Ми цілком можемо покладатися на бортові гіперспектральні датчики, щоб перейти від наземного збору даних без шкоди для точності дослідження. Тим часом бортові датчики дозволяють нам охоплювати набагато більші площі при низьких витратах», – говорить Кайю Гуан, співавтор дослідження, директор-засновник ASC і доцент NRES.

Дистанційне зондування вловлює енергію, відбиту від поверхонь на землі. Хімічний склад листя, включаючи вміст в них азоту і хлорофілу, непомітно змінює кількість енергії, що відбивається.

Гіперспектральні датчики виявляють відмінності всього в 3-5 нанометрів у всьому діапазоні. Це забезпечує чутливість, незрівнянну з іншими технологіями дистанційного зондування.

Нова методика визначення вмісту азоту дозволить робити корективи в режимі реального часу при внесенні добрив. Дистанційне зондування передаватиме інформацію про стан поживних речовин рослин в систему MRTN, дозволяючи дозувати внесення азоту.

Важливо відзначити, що дослідницька група розробила найкращий математичний алгоритм для визначення даних про віддзеркалення азоту з гіперспектрального датчика. Науковці очікують, що це буде використано в міру появи нових технологій.

НАСА планує запустити новий проєкт у сфері супутникових гіперспектральних технологій. Тому дослідники з Іллінойсу можуть надати вже розроблений алгоритм.

Зрештою, впровадження цієї технології є кінцевою метою, що дозволяє отримати уявлення про вміст азоту в ґрунті на кожному полі на початку вегетаційного періоду. Це удосконалення дозволить фермерам приймати більш обґрунтовані рішення про додаткове підживлення рослин.

phys.org 

Найсвіжіші матеріали читайте в журналі «Агроном». Слідкуйте за головними агрономічними новинами на нашій сторінці у Facebook та каналі в Telegram

0 Коментарі
Вбудовані Відгуки
Переглянути всі коментарі

СТАТТІ ПО ТЕМІ

«Контінентал» завершив весняну посівну

У «Контінентал Фармерз Груп» завершилася весняна посівна...

В Україні створили проєкт, де приймають заявки на розмінування полів

Після звільнення Чернігівської та Київської областей почалося...

Погода

Kyiv
хмарно
10.7 ° C
11 °
9.8 °
89 %
0.5kmh
100 %
Нд
10 °
Пн
16 °
Вт
19 °
Ср
22 °
Чт
20 °