Мультиспектральное исследование томатов с различным уровнем содержания калия, как элемента минерального питания

Применение оптических систем для дистанционного мониторинга растений, актуально, ввиду отсутствия в нашей стране неинвазивных методов диагностики. Оптические приборы способны с больших расстояний фиксировать состояние растений на больших площадях полей, что обеспечивает своевременное обнаружение проблем в развитии сельскохозяйственных культур. С появлением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и небольших по размеру мультиспектральных камер стало возможно фиксировать изображения растений с большой высоты в промышленных масштабах, обрабатывать их и на основе вегетационных индексов делать выводы о качестве растений на посевных площадях. Исследование проводилось на базе Агробиотехнологической лаборатории в Российском университете дружбы народов в 2019-2021 гг. Обработка результатов проводилась с помощью специалистов из Московского государственного технического университета имени Н. Э. Баумана. Во введении обращается внимание на актуальность исследованияв современном высокотехнологичном мире, а также приводится обоснование данного метода. Пункт материалы и методы раскрывает подробности выполнения эксперимента, агрохимические расчёты, которые были необходимы при внесении удобрений, а также оптический метод диагностики, который является главной темой данной статьи. Результаты эксперимента представлены в виде графиков и таблиц. Было выявлено, что мультиспектральное исследование позволяет определить вегетационные индексы растений с разным уровнем обеспечения элементами минерального питания. Так, при внесении 100% от нормы калийного удобрения Нормализованный разностный вегетационный индекс (NDVI) составлял0,8 у.е., при внесении 50% от нормы - 0,6 у.е., при внесении 150% от нормы - 0,69 у.е., а при внесении 200% от нормы - 0,55 у.е. Полученные результаты иллюстрируют результативность данного метода. Мультиспектральные исследования сельскохозяйственных культур позволят снизить потери урожайности, благодаря своевременному обнаружению проблем, а также снизить влияние на экологическую обстановку, благодаря снижению объёма внесения удобрений.

This article describes a novel method of remote sensing of plants. This research is very actual, because of lack of non#invasive diagnostic methods in our country. Instruments for optical monitoring have the ability to get the data about plant condition from the large distances and height. This method could help to find problemsin the development of crops timely. Appearing of drones and lightweight snapshot cameras made this process real for fermers and big companies. Now they can get the foto in every pixel of leaf surface on the big areas in industrial scales, process these fotos, and, basing on the vegetation indices, making conclusions about health of plantsin the fields. The research was based in Agrobiotechnical laboratory in Russian University of People’s Friendship in 2019#2021 years. Processing of results was made with help of the specialists from Bauman Moscow State Technical University. It was discovered, that multispectral research can help to determine vegetation indicesof plants with different levels of providing of nutrient mineral elements. This way, when we put 100% potassum fertilizer of normal, Normalised difference indice (NDVI) was 0.80; when we put 50% potassum fertilizerof normal, it was 0.60. When we use 150% potassum fertilizer of normal, NDVI was 0.69. When we use the 200% potassum fertilizer of normal, vegetation indice was 0.55. These results showed the effectiveness of this optical method. Multispectral remote sensing of crops could help to decrease the harvest loss, because of the opportunity of timely discovering the problems. It could also help to decrease the influence on the ecologybecause of decline of using fertilisers.