Отправить статью по E-mail Исследование внутриполевых неоднородностей развития посевов сои по данным ДЗЗ и свойствам пахотного горизонта (на примере юга Дальнего Востока)
- Авторы: Степанов А.С.1, Харитонова Г.В.2, Асеева Т.А.1, Верхотуров А.Л.3, Дубровин К.Н.3, Фролов А.Н.1
-
Учреждения:
- Дальневосточный научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Хабаровский Федеральный исследовательский центр ДВО РАН
- Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, Хабаровский Федеральный исследовательский центр ДВО РАН
- Вычислительный центр ДВО РАН, Хабаровский Федеральный исследовательский центр ДВО РАН
- Выпуск: № 4 (2024)
- Страницы: 8-13
- Раздел: Земледелие и мелиорация
- URL: https://journals.rcsi.science/2500-2627/article/view/267101
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2500262724040021
- EDN: https://elibrary.ru/FLOVUI
- ID: 267101
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Оценка неоднородностей развития посевов сельскохозяйственных культур – одно из ключевых условий прогнозирования урожайности и повышения экономической эффективности земледелия. Цель исследования – разработка методов оценки внутриполевых неоднородностей посевов сои на основе данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и определение взаимосвязи между показателями продуктивности сои и характеристиками почвы. Работу проводили на лугово-бурой тяжелосуглинистой почве, для отбора образцов в мае и августе 2023 г. было выбрано 10 участков поля, занятого соей, общей площадью 36,9 га (Хабаровский край). Исследования базировались на результатах обработки данных ДЗЗ (спутник Sentinel-2, квадрокоптер DJI Mavic3M), оценке показателей продуктивности сои, агрохимических, физико-химических характеристик почв и микро- и макроэлементного состава. Пространственное распределение NDVI, смоделированное по данным Sentinel-2 (начало августа) соответствовало распределению NDVI по данным DJI Mavic3M. Установлена достоверная корреляция значений индекса NDVI в августе 2023 г. с высотой сои (R = 0,64) и числом бобов (R = 0,64). Влажность почвы имеет положительную корреляционную связь с NDVI (R = 0,87) и высотой сои (R = 0,68) для всего периода вегетации культуры. Установлена положительная корреляции NDVI с Hг (R = 0,79) и отрицательная – c pH (R = –0,79). Содержание N-NO3 находилось в диапазоне от 2,51 до 6,84 мг/кг (V = 35,12 %), подвижных форм Р2О5 – от 2,47 до 6,07 мг/100 г (V = 33,13 %), К2О – от 4,98 до 9,37 мг/100 г (V = 20,07 %). Вариабельность содержания N-NO3 и Р2О5 снизилась к августу до 11,61 % и 21,99 %. Между первым и вторым отборами проб не отмечали значимых изменений валового состава почвы. Варьирование содержания редкоземельных элементов (Sc, Y, лантаноиды) по выделенным участкам не превышало 5 %. К дате второго отбора отмечали достоверное снижение их содержания в почве на 4…10,5 % (p < 0,05).
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
А. С. Степанов
Дальневосточный научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Хабаровский Федеральный исследовательский центр ДВО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: stepanfx@mail.ru
доктор фармацевтических наук
Россия, 680521, Хабаровский край, с. Восточное, ул. Клубная, 13Г. В. Харитонова
Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, Хабаровский Федеральный исследовательский центр ДВО РАН
Email: stepanfx@mail.ru
доктор биологических наук
Россия, 680000, Хабаровск, ул. Дикопольцева, 56Т. А. Асеева
Дальневосточный научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Хабаровский Федеральный исследовательский центр ДВО РАН
Email: stepanfx@mail.ru
доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент РАН
Россия, 680521, Хабаровский край, с. Восточное, ул. Клубная, 13А. Л. Верхотуров
Вычислительный центр ДВО РАН, Хабаровский Федеральный исследовательский центр ДВО РАН
Email: stepanfx@mail.ru
Россия, 680000, Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 65
К. Н. Дубровин
Вычислительный центр ДВО РАН, Хабаровский Федеральный исследовательский центр ДВО РАН
Email: stepanfx@mail.ru
Россия, 680000, Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 65
А. Н. Фролов
Дальневосточный научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Хабаровский Федеральный исследовательский центр ДВО РАН
Email: stepanfx@mail.ru
Россия, 680521, Хабаровский край, с. Восточное, ул. Клубная, 13
Список литературы
- Теоретические основы дистанционной и наземной количественной оценки внутриполевой изменчивости для точного земледелия / В. П. Якушев, Ю. И. Блохин, С. Ю. Блохина и др. Санкт-Петербург: АФИ, 2023. 75 с.
- Научно-обоснованный прогноз развития точного земледелия в России / Е. В. Рудой, М. С. Петухова, С. В. Рюмкин, Е.В. и др. Новосибирск: ИЦ НГАУ «Золотой колос», 2021. 138 с.
- Новые возможности автоматизации процесса обнаружения внутриполевой неоднородности по гиперспектральным снимкам и оптическим критериям / B. П. Якушев, Е. В. Канаш, В. В. Якушев и др. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 24–32.
- Якушев В. П., Канаш Е. В., Русаков Д. В. Корреляционные зависимости между вегетационными индексами, урожаем зерна и оптическими характеристиками листьев пшеницы при разном содержании в почве азота и густоте посева // Сельскохозяйственная биология. 2022. Т. 57. № 1. С. 98–112.
- Прудникова Е. Ю., Савин И. Ю., Грубина П. Г. Спутниковая оценка агрономически важных свойств пахотных почв с учетом состояния их поверхности // Бюллетень Почвенного института имени В. В. Докучаева. 2023. Вып. 115. С. 129–159.
- Технологии составления и обновления почвенных карт / И. Ю. Савин, В. С. Столбовой, А. Л. Иванов и др. М.: Перо, 2019. 328 с.
- Виндекер Г. В., Прудникова Е. Ю., Савин И. Ю. Трансформация открытой поверхности почв под воздействием осадков в модельном эксперименте // Бюллетень Почвенного института им. В. В. Докучаева. 2018. Вып. 95. С. 23–40.
- Leroux C., Tisseyre B. How to measure and report within-field variability: a review of common indicators and their sensitivity // Precision Agriculture. 2019. Vol. 20. P. 562–590.
- Comparison of PlanetScope, Sentinel-2, and Landsat 8 data in soybean yield estimation within-field variability with random forest regression / K. Amankulova, N. Farmonov, P. Akramova, et al. // Heliyon. 2023. Vol. 9. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844023046406?via%3Dihub (дата обращения: 12.03.2024).
- Maes W. H., Steppe K. Perspectives for Remote Sensing with Unmanned Aerial Vehicles in Precision Agriculture Trends // Plant Science. 2019. Vol. 24. No. 2. P. 152–164.
- The potential of UAV-borne spectral and textural information for predicting aboveground biomass and N fixation in legume-grass mixtures / E. Grüner, M. Wachendorf, T. Astor, et al. // PLoS One. 2020. Vol. 15. No. 6. URL: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0234703 (дата обращения: 12.02.2024).
- Nitrogen variability assessment of pasture fields under an integrated crop-livestock system using UAV, PlanetScope, and Sentinel-2 data / F. Pereira, J. P. de Lima, R. G. Freitas, et al. // Computers and Electronics in Agriculture. 2022. Vol. 193. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168169921006621?via%3 Dihub (дата обращения: 15.03.2024).
- An overview of crop nitrogen status assessment using hyperspectral remote sensing: current status and perspectives / Y. Fu, G. Yang. R. Pu, et al. // European Journal of Agronomy. 2021. Vol. 12. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1161030121000137 (дата обращения: 14.01.2024).
- Наумченко Е. Т., Банецкая Е. В. Влияние длительного применения удобрений на плодородие луговой черноземовидной почвы и урожайность сои // Агрохимия. 2022. № 2. С. 28–33.
- Изменение химических и микробиологических свойств почвы при антропогенном воздействии в полевом севообороте / Н. А. Селезнева, А. Г. Тишкова, Т. Н. Федорова и др. // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 6. С. 5–10.
- Шерстобитов С. В., Абрамов Н. В. Влияние почвенной неоднородности и внесения усредненной нормы азотных удобрений на урожайность яровой пшеницы // Вестник КрасГАУ. 2020. № 5. С. 93–99.
- Тимофеева Я. О., Голов В. И. Железо-марганцевые конкреции как накопители тяжелых металлов в некоторых почвах Приморья / Я. О. Тимофеева, В. И. Голов // Почвоведение. 2007. № 12. С. 1463–1471.
- Тимофеева Я. О. Микроэлементы в различных типах почв агрохимических стационаров // Вестник КрасГА У. 2011. № 2. С. 37–41.
- Review of Rare Earth Elements as Fertilizers and Feed Additives: A Knowledge Gap Analysis / F. Tommasi, P. J. Thomas, G. Pagano, et al. // Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 2021. Vol. 81. No. 4. P. 531–540.
- Использование вегетативного индекса NDVI для прогноза урожайности зерновых культур / С. А. Родимцев, Н. Е. Павловская, С. В. Вершинин и др. // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2022. № 4(65). С. 56–67.
- Гопп Н. В., Савенков О. А. Связь показателя NDVI и урожайности яровой пшеницы со свойствами пахотного горизонта черноземов глинисто-иллювиальных элювиированных и темно-серых почв // Почвоведение. 2019. № 3. С. 377–386.
- Использование NDVI в цифровом картографировании содержания фосфора в почвах и оценка обеспеченности им растений / Н. В. Гопп, О. А. Савенков, Т. В. Нечаева и др. // Исследование Земли из космоса. 2019. № 2. С. 65–73.
Дополнительные файлы
