Научная статья на тему 'ВОПРОСЫ ПРИМЕНЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ИНДЕКСНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ И ОПТИМИЗАЦИИ СОДЕРЖАНИЯ АЗОТА НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УЧАСТКАХ'

ВОПРОСЫ ПРИМЕНЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ИНДЕКСНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ И ОПТИМИЗАЦИИ СОДЕРЖАНИЯ АЗОТА НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УЧАСТКАХ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
103
26
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОПТИМИЗАЦИЯ / УДОБРЕНИЕ / ИНДЕКС ДОСТАТОЧНОСТИ / ПОЧВА / НОРМАЛИЗОВАННЫЙ РАЗНОСТНЫЙ ВЕГЕТАЦИОННЫЙ ИНДЕКС / ФУНКЦИОНАЛ / РАСТИТЕЛЬНОСТЬ / ИНФОРМАЦИЯ / ПРЕЦИЗИОННОЕ СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО / КОНЦЕНТРАЦИЯ / OPTIMIZATION / FERTILIZER / SUFFICIENCY INDEX / SOIL / NORMALIZED DIFFERENCE VEGETATION INDEX / FUNCTIONAL / VEGETATION / INFORMATION / PRECISION AGRICULTURE / CONCENTRATION

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Казымова Ф. Т., Алиева Г. В.

Татья посвящена вопросам дистанционной оценки содержания азота в почве. Современная концепция высокоточного ведения основывается на детальном изучении состояния питательности почвы и оптимизации введения в нее различных удобрений. Для оперативного решения актуальной задачи определения содержания азота в настоящее время широко используются методы дистанционного зондирования. Такие дистанционные измерения, проводимые с помощью бортовой спектральной аппаратуры, осуществляются путем определения количества хлорофилла в листьях так как между этим показателем и содержания азота в почве существует сильная корреляционная связь. Количество хлорофилла в растении определяется методом отражательной спектроскопии. Известные исследования показали, что содержание азота в листьях хорошо коррелирует со значениями индексов TCARI/OCAVI, а не NDVI . Причиной тому является насыщение этого индекса при высоких значениях концентрации азота на полях. В качестве решения предлагается использование комплексных индексов, учитывающих как содержание хлорофилла, так и структуру кроны растительности. Насыщение указанного индекса также подтверждается тем, что скошенность травы значительно влияет на результат определения содержание азота. С увеличением процента скошенности травы расхождение результатов этих измерений значительно уменьшается. Вышеизложенное позволяет нам сделать следующие выводы в отношении применения индекса NDVI в целях определения содержания азота в листьях растительности. Во первых, исследования должны быть проведены в плане определения оптимальных режимных точек, исключающих влияние эффектов насыщения, появляющихся при аномальных концентрациях азота;во вторых, должны быть применены такие критерии оценки, которые учитывали бы максимальную скошенность растительности, путем моделирования полного перекрытия растительного поля. Предлагаемый метод базируется на известных результатах исследований по определению концентрации азота в почве. В качестве критерия оптимального внесения азотного удобрения в почву использован индекс достаточности, определяемый в качестве отношения измеренного значения индекса NDVI на реальных полях к значению этого индекса, в полях, где внесение удобрения осуществлено наилучшим способом. В статье проанализированы вопросы применения относительных спектральных индексных показателей для оценки наличия азота на сельскохозяйственных участках. Сформулирована задача определения оптимального порядка внесения дополнительного азотного удобрения на разноразмерные сельскохозяйственные поля. При этом учитывается ограниченность имеющегося ресурса дорогостоящего азотного удобрения путем формирования интегрального ограничения на количество дополнительно вносимого удобрения. Предложен новый критерий оптимальности, являющийся модифицированным вариантом известного индекса достаточности внесенного удобрения. Составлен целевой функционал, являющийся определенным интегралом этого критерия. Решение оптимизационной задачи позволило сформировать практическую рекомендацию по определению объема дополнительно вносимого удобрения в сельскохозяйственные участки различных размеров.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Казымова Ф. Т., Алиева Г. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

APPLICATION OF SPECTRAL INDEX FIGURES FOR EVALUATION AND OPTIMIZATION OF NITROGEN CONTENT IN AGRICULTURAL LANDS

The paper is devoted to remote evaluation of nitrogen content in soil. The contemporary concept of high accuracy agriculture is based on detailed researches of nutritional condition of soil and optimization of diverse soil fertilization. To effectively solve urgent problems of determining nitrogen content in soil remote sensing methods are widely used. Such remote measurements, carried out with on-board spectral instruments are fulfilled by way of determination of chlorophyll content of leaves due to the strong correlation between this parameter and nitrogen content in soil. The amount of chlorophyll in a plant is determined by refractory spectroscopy method. The researches have shown that nitrogen content in leaves well correlated with the values of TCARI/OCAVI indices but not with NDVI. The reason is the saturation of this index upon high values of nitrogen concentration at agricultural land. The application of complex indices accounting both the chlorophyll content and vegetation top structure is offered as a kind of solution. Saturation of this index is also confirmed by the fact that cutting the grass highly affects the results of determining nitrogen content. An increase in cut grass percent leads to a reduction in divergence of the results. The above-stated allows coming to the conclusion about NDVI index application for determining the nitrogen content in vegetation leaves. Firstly, researches should be carried out in terms of determining optimum regime points excluding the saturation effects occurring upon abnormal nitrogen concentration, and, secondly, the criteria accounting the maximum level of cut grass should be applied when modelling full coverage of vegetation area. The suggested method is based on the results on determining nitrogen concentration in soil. The sufficiency index is used as a criterion for optimum nitrogen fertilizer application in the soil, being determined as ratio of the measured NDVI value in real vegetation areas and the value of this index in the lands where the fertilization is carried out in the best way. The application of relative spectral index figures for evaluation of nitrogen content in agricultural lands is analyzed in the article. The task of determining an optimum order of additional nitrogen fertilization of different sized agricultural lands is formulated. At the same time, the limited amount of costly nitrogen fertilizer is taken into account when forming the integrated limitation of the additional application. The new criterion of optimization is suggested. It is a modified variant of the sufficiency index of the fertilizer applied. The target functional being a definite integral of this criterion is composed. Solution of the optimization task made it possible to form practical recommendations on determining the volume of additionally applied fertilizer in agricultural lands of different sizes.

Текст научной работы на тему «ВОПРОСЫ ПРИМЕНЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ИНДЕКСНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ И ОПТИМИЗАЦИИ СОДЕРЖАНИЯ АЗОТА НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УЧАСТКАХ»

A.V. Korshunov, I.A. Shilnikov, N.I. Akanova, M.M. Ovcharenko // Kartofelevodstvo Rossii: aktual-nye problemy nauki i praktiki: materialy mezhdunar. kongressa «Kartofel, Rossiya-2007». M.: FGNU«Rosinformagroteh», 2007. S. 140-147.

9. Gamzikov G.P, Barsukov P.A. Balans azota pri dlitelnom primenenii udobreniy v agrotsenozah na dernovo-podzolistoy pochve // Agrohimiya. 1989. № 9. S. 5-10.

10. Korenkov D.A. Agroekologicheskie aspekty primeneniya azotnyh udobreniy. M.: Kolos, 1999. 296 s.

11. Belous N.M. Povyshenie plodorodiya peschanyh pochv. M.: Kolos, 1997. 191 s.

12. Korshunov A.V. Upravlenie urozhaem kartofelya. M.: VNIIKH, 2001. 349 s.

13. Kartofelevodcheskie sevooboroty i udobreniya na dernovo-podzolistoy i seroy lesnoy pochvah / A.A. Molyavko, A.V. Maruhlenko, L.A. Erenkova, N.P. Borisova, N.M. Belous, V.E. Tori-kov // Vestnik Bryanskoy GSHA. 2018. № 2 (66). S. 3-12.

14. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezulta-tov issledovaniy). 5-e izd., dop. i pererab. M.: Agropromizdat, 1985. 351 s.

15. Agrohimiya: uchebnik / V.G. Mineev, V.G. SychYov, G.P. Gamzikov, A.H. Sheudzhen, E.V. Agafonov, N.M. Belous, B.C. Egorov, A.I. Podkolzin, V.A. Romanenkov, S.P. Torshin, V.V. Lapa, A.R. Tsyganov, T.F. Persikova, R.E. Eleshev, A.S. Saparov. M., 2017.

16. Opyt organizatsii ratsionalnogo ispolzovaniya zemel selskohozyaystvennogo naznacheniya v krupnyh agroholdingah Bryanskoy oblasti / V.E. Torikov, E.P. Chirkov, N.A. Sokolov, E.Ya. Lebedko, O.M. Mihaylov, T.V. Ivanyuga/podred. N.M. Belousa. Bryansk, 2014.

17. Aktualnye zadachi po razvitiyu prodovolstvennoy sfery APK Bryanskoy oblasti / S.A. Belchenko, A.V. Dronov, V.E. Torikov, I.N. Belous//Kormoproizvodstvo. 2016. № 9. S. 3-7.

18. Programmirovanie urozhaev selskohozyaystvennyh kultur: ucheb. posobie dlya studen-tov vyssh. s.-h. ucheb. zavedeniy / V.P. Kosyanchuk, V.F. Maltsev, N.M. Belous, V.E.Torikov. Bryansk, 2004.

УДК 631.816

ВОПРОСЫ ПРИМЕНЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ИНДЕКСНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ И ОПТИМИЗАЦИИ СОДЕРЖАНИЯ АЗОТА НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УЧАСТКАХ

Application of Spectral Index Figures for Evaluation and Optimization of Nitrogen Content

in Agricultural Lands

Казымова Ф.Т., аспирант Алиева Г.В.

Kazymova F.T. Aliyeva G.V.

Институт экологии Национального аэрокосмического агентства, г. Баку,

Азербайджанская Республика Ecology Institute of National Aerospace Agency, Baku, Azerbaijan Republic

Реферат. Статья посвящена вопросам дистанционной оценки содержания азота в почве. Современная концепция высокоточного ведения основывается на детальном изучении состояния питательности почвы и оптимизации введения в нее различных удобрений. Для оперативного решения актуальной задачи определения содержания азота в настоящее время широко используются методы дистанционного зондирования. Такие дистанционные измерения, проводимые с помощью бортовой спектральной аппаратуры, осуществляются путем определения количества хлорофилла в листьях так как между этим показателем и содержания азота в почве существует сильная корреляционная связь. Количество хлорофилла в растении определяется методом отражательной спектроскопии. Известные исследования показали, что содержание азота в листьях хорошо коррелирует со значениями индексов TCARI/OCAVI, а не NDVI. Причиной тому является насыщение этого индекса при высоких

значениях концентрации азота на полях. В качестве решения предлагается использование комплексных индексов, учитывающих как содержание хлорофилла, так и структуру кроны растительности. Насыщение указанного индекса также подтверждается тем, что скошенность травы значительно влияет на результат определения содержание азота. С увеличением процента скошенности травы расхождение результатов этих измерений значительно уменьшается. Вышеизложенное позволяет нам сделать следующие выводы в отношении применения индекса NDVI в целях определения содержания азота в листьях растительности. Во первых, исследования должны быть проведены в плане определения оптимальных режимных точек, исключающих влияние эффектов насыщения, появляющихся при аномальных концентрациях азота;во вторых, должны быть применены такие критерии оценки, которые учитывали бы максимальную скошенность растительности, путем моделирования полного перекрытия растительного поля. Предлагаемый метод базируется на известных результатах исследований по определению концентрации азота в почве. В качестве критерия оптимального внесения азотного удобрения в почву использован индекс достаточности, определяемый в качестве отношения измеренного значения индекса NDVI на реальных полях к значению этого индекса, в полях, где внесение удобрения осуществлено наилучшим способом. В статье проанализированы вопросы применения относительных спектральных индексных показателей для оценки наличия азота на сельскохозяйственных участках. Сформулирована задача определения оптимального порядка внесения дополнительного азотного удобрения на разноразмерные сельскохозяйственные поля. При этом учитывается ограниченность имеющегося ресурса дорогостоящего азотного удобрения путем формирования интегрального ограничения на количество дополнительно вносимого удобрения. Предложен новый критерий оптимальности, являющийся модифицированным вариантом известного индекса достаточности внесенного удобрения. Составлен целевой функционал, являющийся определенным интегралом этого критерия. Решение оптимизационной задачи позволило сформировать практическую рекомендацию по определению объема дополнительно вносимого удобрения в сельскохозяйственные участки различных размеров.

Abstract. The paper is devoted to remote evaluation of nitrogen content in soil. The contemporary concept of high accuracy agriculture is based on detailed researches of nutritional condition of soil and optimization of diverse soil fertilization. To effectively solve urgent problems of determining nitrogen content in soil remote sensing methods are widely used. Such remote measurements, carried out with on-board spectral instruments are fulfilled by way of determination of chlorophyll content of leaves due to the strong correlation between this parameter and nitrogen content in soil. The amount of chlorophyll in a plant is determined by refractory spectroscopy method. The researches have shown that nitrogen content in leaves well correlated with the values of TCARI/OCAVI indices but not with NDVI. The reason is the saturation of this index upon high values of nitrogen concentration at agricultural land. The application of complex indices accounting both the chlorophyll content and vegetation top structure is offered as a kind of solution. Saturation of this index is also confirmed by the fact that cutting the grass highly affects the results of determining nitrogen content. An increase in cut grass percent leads to a reduction in divergence of the results. The above-stated allows coming to the conclusion about NDVI index application for determining the nitrogen content in vegetation leaves. Firstly, researches should be carried out in terms of determining optimum regime points excluding the saturation effects occurring upon abnormal nitrogen concentration, and, secondly, the criteria accounting the maximum level of cut grass should be applied when modelling full coverage of vegetation area. The suggested method is based on the results on determining nitrogen concentration in soil. The sufficiency index is used as a criterion for optimum nitrogen fertilizer application in the soil, being determined as ratio of the measured NDVI value in real vegetation areas and the value of this index in the lands where the fertilization is carried out in the best way. The application of relative spectral index figures for evaluation of nitrogen content in agricultural lands is analyzed in the article. The task of determining an optimum order of additional nitrogen fertilization of different sized agricultural lands is formulated. At the same time, the limited amount of costly nitrogen fertilizer is taken into account when forming the integrated limitation of the additional application. The new criterion of optimization is suggest-

ed. It is a modified variant of the sufficiency index of the fertilizer applied. The target functional being a definite integral of this criterion is composed. Solution of the optimization task made it possible to form practical recommendations on determining the volume of additionally applied fertilizer in agricultural lands of different sizes.

Ключевые слова: оптимизация, удобрение, индекс достаточности, почва, нормализованный разностный вегетационный индекс, функционал, растительность, информация, прецизионное сельское хозяйство, концентрация.

Key words: optimization, fertilizer, sufficiency index, soil, normalized difference vegetation index, functional, vegetation, information, precision agriculture, concentration.

Как отмечается в работе [1], удобрения, содержащие азот являются дорогими и в тоже время чрезмерное использование азота приводит к загрязнению окружающей среды. Методы определения содержания азота в растениях также требуют больших трудозатрат и време-ни[2-5] В качестве альтернативы, в последнее время предлагается использование низколетящих авиа средств для определения количества хлорофилла в растениях путем проведения спектральных измерений и оценки различных вегетационных индексов.

Согласно [6], концепция высокоточного сельского хозяйства предлагает наличие пространственной изменчивости свойств почвы и на этой основе позволяет разрабатывать рекомендации по выработке наиболее подходящей стратегии управления сельским хозяйством. В частности задача определения содержания азота в растениях решается путем определения количества хлорофилла в листьях так как между этими показателями существует сильная корреляционная связь. Количество хлорофилла в листьях определяется методами дистанционного зондирования используя отражательную спектроскопию, реализуемую путем применения беспилотных летательных средств (БПЛА), на борту которых устанавливается спектрометр.

Как отмечается в работе [7], проксимальное дистанционное зондирование (т.е. зондирование с малой высоты) кукурузного поля, показало, что содержание азота в листьях хорошо коррелирует со значениями индексов TCARI/OCAVI, а не NDVI. Причиной тому является насыщение этого индекса при высоких значениях концентрации азота на полях. В качестве решения предлагается использование комплексных индексов, учитывающих как содержание хлорофилла, так и структуру кроны растительности.

Как указывается в работе [8], скошенность травы значительно влияет на результат определения содержание азота. В качестве примера на рис.1 приведена зависимость значения NDVI определенных с помощью спектрометрических измерений с применением БПЛА, при высоте полета 50 м, и наземного измерителя при разных процентах скошенность травы. Как видно из приведенных графиков с увеличением процента скошенности травы расхождение результатов этих измерений значительно уменьшается.

. i If"—'. £>? •>Г '.i. ■

v --- V

* *

.v'

г •

«1 I) 1« 11 К >)

Процент скошен нос™ травы

Рисунок 1 - Зависимость измеренных величин КОУ1 от процента скошенности травы [8]. Цифрами обозначены: 1 - результаты наземных измерений с помощью полевого спектрометра; 2 - результаты спектрометрических измерений с применением БПЛА

Вышеизложенное позволяет нам сделать две вывода в отношении применения индекса NDVI в целях определения содержания азота в листьях растительности.

1. Исследования должны быть проведены в плане определения оптимальных режимных точек, исключающих влияние эффектов насыщения, появляющихся при аномальных концентрациях азота.

2. Должны быть применены такие критерии оценки, которые учитывали бы максимальную сошенность растительности, путем моделирования полного перекрытия растительного поля.

Предлагаемый метод базируется на результатах исследований по определению концентрации азота в почве, изложенных в работе [9]. Согласно этой работе важной особенностью концепции высокоточного сельского хозяйства в земледелии является извлечение точной пространственной информации о состоянии почвы и растительности. В указанной работе в качестве критерия оптимального внесения азотного удобрения в почву был использован индекс достаточности ¿7, определяемый как

.у .....

• (1)

где ЫВ¥7изм - измеренное значение этого индекса на реальных полях; ЫВУ70 - значение этого индекса, в полях, где внесение удобрения осуществлено наилучшим способом.

В общем случае индекс SI и концентрация азотистого удобрения на полях для разных растений связаны следующим соотношением

SI = a + a2N - a3N (2)

где ai, a2, a3 - постоянные, зависящие от вида растения.

Предлагаемый нами метод, в отличие от вышеизложенного метода рассматривает случай, когда следует достичь экстремума интегральной величины SIi„t, вычисляемой по

множеству разноразмерных сельскохозяйственных полей с площадью Di, i = 1, n;

D = + AD; AD = const; D = 0.

Таким образом, требуется вычислить сумму

n

SIinti =£ SI, (3)

i=1

По всем имеющимся участкам. Следуя выводам, изложенным в конце введения предлагается новый критерий SIHi, определяемый как

SIH, = SIi • D, (4)

Также исследуется сумма

n

SIh.inti =£ SIi • Dt (5)

i=1

С учетом (1) выражение (5) запишем как

о, ^ndvi измз

H .inti = E--D

1=1 NDVIo.i

Введем на рассмотрение функциональную зависимость

№У1ол = /(В,) (7)

Считает, что ограниченность имеющего ресурса удобрений приводит к ограничению

n n

ENDVIoi = £fD) = C; C

const

(8)

i=1

i=1

С учетом (7) выражение (6) перепишем как

о, _ ^ NDVIU3M.i • D, NDVIи3м.i • Dt SlHint1 =E NDVIOJ(Di)=E f(Д.)

(9)

Условно переходя к непрерывной записи дискретного выражения (8) получим

Втах

| /(В)® = С (10)

Аналогичным образом, выражение (9) перепишем как

Dm

SI

H. int1

NDVIизм D . dD

f (D )

(11)

С учетом выражений (10) и (11) можно сформировать следующую оптимизационную задачу: следует вычислить такую оптимальную функцию ^(П)ор( при которой нижеприведенный целевой функционал достиг бы экстремальной величины:

^ma: 1 =i

NDVIU■D . dD + Л

f (D)

Dm

\ f (D)dD - C

(12)

где X - множитель Лагранжа.

При этом считаем, что ^ВУ7изм=еот1, т.е. исходно измеренная величина ЫВУ7 или исходная концентрация азота во всех полях одинакова и следует вычислить необходимую добавку удобрения в разноразмерные поля. Приведем модельное решение сформулированной оптимизационной задачи.

Согласно [10], решение АР)ор{ задачи безусловной вариационной оптимизации типа (12) удовлетворяет следующему условию

д-

NDVIи- ■D +Л. f (D)

f (D ).

opt

df (D )

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(13)

0

0

0

0

0

Из (13) имеем

NDVI ■ D

- (14)

f (D )0

'opû

Из выражения (14) находим

f (D),

opt

V

л

С учетом (15) и (10) получим

D ■ NDVI„,„

- (15)

у[л 0

Из выражения (16) находим

-, Dmax

1 = JV D ■ NDVI изм dD = C (16)

л

jV D ■ NDVI и

0

9 з/

■ D32 ■ NDVI (17)

max изм y* ' S

С2 4С

С учетом (14) и (17) окончательно имеем

NDVIol = f(D)opi = (18)

3 ■V D±

Проверим тип экстремума, т.е. определим, является ли экстремум целевого функционала (12), получаемый при решении (18) минимумом или максимумом. Для этого определим знак второй производной интегранта целевого функционала по fD). Результат вычисления показывает, что этот знак положительный, т.е. целевой функционал (18) при решении (18) достигает минимума. Следовательно, на основании вышеизложенного можно заключить, что решение (18) является неэкономичным и неоптимальным, и при заданном имеющемся ресурсе С решения (18) следует максимально избегать.

Таким образом, сформулирована оптимизационная задача определения порядка внесения дополнительного азотного удобрения а разно размерные сельскохозяйственные поля. Учтено ограниченность ресурса удобрения для внесения на посевные участки. Предложен новый критерий оптимальности, являющийся модифицированным вариантом известного индекса достаточности внесенного удобрения. Составлен целевой функционал, являющийся определенным интегралом этого критерия. Решение оптимизационной задачи позволило сформировать практическую рекомендацию по определению объема дополнительно вносимого удобрения в сельскохозяйственные участки различных размеров.

Библиографический список

1. Saberioon M.M., Gholizadeh A. Novel approach for estimating nitrogen content in paddy fields using low altitude remote sensing system// The International Archives of the Photogram-metry. Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 12-19 July 2016. Prague. Czech Republic. Vol. XLI-B1. 2016. XXIII ISPRS Congress.

2. Бельский В.И. Методика определения потребности в минеральных удобрениях под планируемую урожайность сельскохозяйственных культур на уровне района и области /

2

Ин-т экономики НАН. Минск, 2006. C. 44.

3. Михайлова Л.А. Агрохимия: курс лекций. В 3 ч. Ч. 1. Удобрения: виды, свойства, химический состав. Пермь, 2015. С. 426.

4. Макаров В.И., Красильников В.В. Эффективность локального удобрения при возделывании яровой пшеницы // Адаптивные технологии в растениеводстве. Ижевск: РИО ИжГСХА, 2005. С. 115-121.

5. Сычев В.Г., Соколов О.А., Шмыряева Н.Я. Роль азота в интенсификации продукционного процесса сельскохозяйственных культур. М. ВНИИА, 2009. Т. 1. C. 424.

6. Aguera F., Carvajal F., Perez M. Measuring sunflower nitrogen status from an unmanned aerial vehicle-based system and an on the ground device // The International Archives of the Photogrammetry. Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 14-16 September 2011. Zurich, Switzerland. Vol. XXXVIII-1/C22. 2011. ISPRS Zurich 2011 Workshop.

7. Jose L. Gabriels, Pablo J. Zarco-Tejeda, P. Juan Lopez-Herrera, Enrique Perez-Martin, Maria Alonso-Ayuso, Miguel Quemada. Airborne and ground level sensors for monitoring nitrogen status in a maize crop// Biosystems Engineering. 2017. Vol. 160. P. 124-133.

8. Caturegli L., Corniglue M., Gaetani M., Grossi N., Magni S., Migliazzi M. Unmanned aerial vehicle to estimate nitrogen status of turfgrasses. PLOS ONE 11(6):e0158268. D0I:10.1371/journal.pone.0158268.

9. Papadopoulos A., Papadopoulos F., Tziachiris P., Metaxa I., Iatrou M. Site specific agricultural soil management with the use of new technologies (UAV) // Soil Science Institute of Thessaloniki 570 01 Thessaloniki. Greece. Global NEST Journal. 2014. Vol. 16. № 1. P. 59-67.

10. Эльсгольц Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. М.: Наука, 1974. С. 432.

References

1. Saberioon M.M., Gholizadeh A. Novel approach for estimating nitrogen content i„ paddy fields using low altitude remote sensing system// The International Archives of the Photogrammetry. Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 12-19 July 2016. Prague. Czech Republic. Vol. XLI-Bi. 2016. XXIIIISPRS Congress.

2. Belskiy V.I. Metodika opredeleniya potrebnosti v mineralnyh udobreniyah pod planiruemuyu urozhaynost selskohozyaystvennyh kultur na urovne rayona i oblasti / In-t ekonomiki NAN. Minsk, 2006. C. 44.

3. Mihaylova L.A. Agrohimiya: kurs lektsiy. V 3 ch. Ch. 1. Udobreniya: vidy, svoystva, himicheskiy sostav. Perm, 2015. S. 426.

4. Makarov V.I., Krasilnikov V. V. Effektivnost lokalnogo udobreniya pri vozdelyvanii yarovoy pshenitsy //Adaptivnye tehnologii v rastenievodstve. Izhevsk: RIO IzhGSHA, 2005. S. 115-121.

5. Sychev V.G., Sokolov O.A., ShmyryaevaN.Ya. Rolazota v intensifikatsiiproduktsionnogo protsessa selskohozyaystvennyh kultur. M. VNIIA, 2009. T. 1. C. 424.

6. Aguera F., Carvajal F., Perez M. Measuring sunflower nitrogen status from an unmanned aerial vehicle-based system and an on the ground device // The International Archives of the Photogrammetry. Remote Sensing and Spatial Information Sciences. i4-i6 September 20ii. Zurich, Switzerland. Vol. XXXVIII-1/C22. 2011. ISPRS Zurich 2011 Workshop.

7. Jose L. Gabriels, Pablo J. Zarco-Tejeda, P. Juan Lopez-Herrera, Enrique Perez-Martin, Maria Alonso-Ayuso, Miguel Quemada. Airborne and ground level sensors for monitoring nitrogen status in a maize crop//Biosystems Engineering. 2017. Vol. 160. P. 124-133.

8. Caturegli L., Corniglue M., Gaetani M., Grossi N., Magni S., Migliazzi M. Unmanned aerial vehicle to estimate nitrogen status of turfgrasses. PLOS ONE ii(6):e0l58268. DOI:l0.l37l/jour„al.po„e.0l58268.

9. Papadopoulos A., Papadopoulos F., Tziachiris P., Metaxa I., Iatrou M. Site specific agricultural soil management with the use of new technologies (UAV) // Soil Science Institute of Thessaloniki 570 01 Thessaloniki. Greece. Global NEST Journal. 2014. Vol. 16. № 1. P. 59-67.

10. Elsgolts L.E. Differentsialnye uravneniya i variatsionnoe ischislenie. M.: Nauka, 1974.

S. 432.

УДК 631.527:634.723.1

САМОПЛОДНОСТЬ И УРОЖАЙНОСТЬ ГИБРИДНЫХ ФОРМ СМОРОДИНЫ ЧЁРНОЙ В УСЛОВИЯХ НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ

Self-Fertility and Productivity of Hybrid Lines of Black Currants in the Non-Chernozem Zone

Юхачёва Е.Я., канд.с.-х. наук, науч. сотрудник, lupin_mail@mail.ru Мисникова Н.В., канд. с-х. наук, lupin_nvmisnikova@mail.ru E. Ya. Yukhatcheva, N. V. Misnikova

ВНИИ люпина - филиал Федерального научного центра кормопроизводства и агроэкологии им. В.Р. Вильямса, Брянск All-Russian Lupin Scientific Research Institute Branch of the Federal Williams Research Center of Forage Production and Agroecology, Bryansk

Реферат. В статье представлены 3-летние данные по самоплодности, урожайности и средней массе ягод отборных гибридных форм смородины чёрной посадки 2011 года. В изучении находилось 245 гибридов из 6 семей. Из этого селекционного материала было выделено 13 отборных гибридов, полученных путем сложных межвидовых скрещиваний с участием европейского, сибирского, скандинавского подвидов смородины чёрной, а также донора высокой самоплодности смородины дикуша (Ribes dikuscha Fisch). Размах варьирования самоплодности у представленных гибридов от 30 до 66,3%. Выделено 8 генотипов с высокой (более 50%) самоплодностью - 7-18-42 (66,3%), 7-18-60 (65%), 7-18-54 (64,6%), 7-18-155 (54,5%), 7-18-46 (51,3%), 7-18-64 (51,3%), 7-18-138 (51,3%), 7-18-250 (50,6%). Из них самыми продуктивными были номера 7-18-60 (1,9 кг/куст), 7-18-54 (1,4 кг/куст), 7-18-138 (1,4 кг/куст). У этих форм был выявлен низкий уровень изменчивости завязываемости ягод (CV) от 4,50 до 10,06%. В группу с хорошей самоплодностью (31-50%) вошли гибриды 7-18-258, 7-17-176, 7-18-31, 8-20-26; гибрид 7-18-31 оказался самым продуктивным (2,5 кг/куст). Средняя масса ягод изучаемых гибридных форм колебалась от 1,6 до 2,8 г. Наиболее крупноплодные гибриды со средней массой более 2 г - 7-18-54 (2,8 г), 7-18-250 (2,3 г), 7-18-42 (2,1 г), 7-18-138 (2,1 г), 7-18-31 (2,1 г). Низкий уровень изменчивости завязываемости ягод (CV = 1,30-10,06%) характерен для гибридов: 7-18-155 (1,30%), 7-18-138 (4,50%), 7-18-60 (7,05%), 7-18-64 (8,78%), 7-18-54 (10,06%). Полученные высоко самоплодные и крупноплодные формы будут использованы в селекции как источники полезных признаков, а на участке сорто-изучения как наиболее эффективные опылители.

Abstract. The article presents three-year data on self-fertility, yield and average weight of the berries of the selected hybrid lines of black currants planted in 2011. The study included 245 hybrids of 6 families. From this selection material, 13 selected hybrids were isolated; they had been obtained by complex interspecific crosses with the participation of European, Siberian, and Scandinavian subspecies of black currant, as well as the donor of high self-fertility of the dikusha currant (Ribes dikuscha Fisch). The range in self-fertility in the presented hybrids is from 30 to 66.3%. Eight genotypes with high self-fertility (more than 50%) were identified (7-18-42 (66.3%), 7-18-60 (65%), 7-18-54 (64.6%), 7-18-155 (54.5%), 7-18-46 (51.3%), 7-18-64 (51.3%), 7-18-138 (51.3%), 7-18-250 (50.6%)). The most productive of them were 7-18-60 (1.9 kg/bush), 7-18-54 (1.4 kg/bush), and 7-18-138 (1.4 kg/bush). The forms showed a low level of variability in berry setting (CV) from 4.50 to 10.06%. The group with good self-fertility (31-50%) included hybrids 7-18-258, 7-17-176, 7-18-31, 8-20-26. The hybrid 7-18-31 was the most productive (2.5 kg/bush). The average berry weight of the studied hybrid forms ranged from 1.6 to 2.8 g. The largest fruit hybrids with an average weight of more than 2 g were 7-18-54 (2.8 g), 7-18-250 (2.3 g), 7-18-42 (2.1 g), 7-18-138 (2.1 g), 7-18-31 (2.1 g). A low level of variability in berry setting (CV = 1.30-10.06%) was typical of hybrids: 7-18-155 (1.30%), 7-18-138 (4.50%), 7-18-60 (7.05%), 7-18-64 (8.78%), 7-18-54

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.