БИОИНДИКАЦИОННАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ АГРОЭКОСИСТЕМЫ СВЕКОЛЬНОГО ПОЛЯ В ОРГАНИЧЕСКОМ СЕВООБОРОТЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МУЛЬТИСПЕКТРАЛЬНОЙ СЪЕМКИ

Autor: E.A. Мурзаев
Rok vydání: 2022
Předmět:
DOI: 10.24412/2713-2641-2022-4113-19-36
Popis: Использование мультиспектральной камеры при аэросъемке с беспилотного летающего судна открывает широкие перспективы для оценки состояния агроэкосистемы. Получаемые изображения требуют обработки при помощи специализированного программного обеспечения. В данном исследовании мы оценили возможность анализа результатов мультиспектральной съемки с помощью распространенной программы ImageJ на примере свекольного поля в органическом севообороте. Эксперимент проводили в сезон 2022 г. на опытном поле ИАЭП. Варианты опыта заключались в различных дозах органического удобрения «БИАГУМ» (0, 80 и 160 кг.гаˉ¹), внесенных перед посевом. Все биометрические параметры растений свеклы определяли на 104-й день после посева. Снимки поля получали с помощью квадрокоптера DJI Phantom IV Multispectral RTK. Снимки преобразовывали в отдельных спектральных диапазонах в стек и по интенсивности серого выделяемых групп пикселей определяли коэффициенты отражения листьев свеклы в этих диапазонах. По полученным значениям рассчитывали стандартные вегетационные индексы NDVI, NDRE, GNDVI, RVI и GRVI. Было найдено, что при увеличении дозы азота от нуля до 160 кг.гаˉ¹ симбатно изменяется масса растения свеклы в целом на 58%, масса корнеплода – на 49%, его средний диаметр – на 17% и длина – на 15%, масса листьев – на 77%, длина наибольшего листа – на 24%, а содержание хлорофилла в листьях – на 9%. Соотношение массы надземных и подземных органов остается на уровне 0,65-0,71 отн. ед., что свидетельствует о стабильности развития растения независимо от применяемой в эксперименте дозы азота. Увеличение урожайности при этом оценено величиной 20%. Влияние дозы вносимого азота на величины вегетационных индексов не выявлено. Разработанная методика является удобным средством обработки результатов мультиспектральной съемки при биоиндикации агроэкосистемы.
The use of a multispectral camera for aerial photography from an unmanned aerial vehicle opens up broad prospects for assessing the state of the agroecosystem. The obtained images require processing with special software. In this study, we evaluated the possibility of analyzing the results of a multispectral photography with the common program ImageJ on the example of a table beet field in an organic crop rotation. The experiment was carried out in the growing season of 2022 on the IEEP experimental field. The experiment variants differed in the doses of organic fertilizer "BIAGUM" (0. 80 and 160 kg.haˉ¹) applied before seeding. All biometric parameters of beet plants were measured on the 104th day after seeding. Field images were taken with DJI Phantom IV Multispectral RTK drone. The images in separate spectral bands were converted into a stack, and the reflection coefficients of beet leaves in these bands were determined using the gray intensity of the selected pixel groups. The obtained values were used to calculate the standard vegetation indices NDVI, NDRE, GNDVI, RVI, and GRVI. It was found that with an increase in the nitrogen dose from zero to 160 kg.haˉ¹, the overall mass of the beet plant changed symbatically by 58%, the root mass – by 49%, its mean diameter – by 17% and length – by 15%, the leaf mass – by 77%, the length of the largest leaf – by 24%, and the chlorophyll content of the leaves – by 9%. The shoot-root ratio remained at the level of 0.65 to 0.71 relative units. This indicated the plant developmental stability regardless of the nitrogen dose applied in the experiment. The increase in yield in this case was estimated at 20%. The effect of the applied nitrogen dose on the values of vegetation indices was not revealed. The developed technique is a convenient tool for processing the results of multispectral photography for bioindication of an agroecosystem.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: