doi: 10.24412/0044-3913-2023-2-24-31

УДК 528.715:631.559.2

Н. М. НЕВЕНЧАННАЯ, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Ю. В. АКСЕНОВА, кандидат биологических наук, доцент

Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, ул. Институтская лощадь, 1, Омск, 644008, Российская Федерация

Исследования проводили с целью определения взаимосвязи между состоянием стеблестоя пшеницы яровой и показателями почвенного плодородия через вегетационный индекс (NDVI) в разные фазы вегетации для прогнозирования и корректировки размеров урожайности. Работу осуществляли в условиях Омской области в посевах яровой пшеницы: в лесостепной зоне – сорта Омская 36, в степной зоне – Дуэт и ОмГАУ 100. Высокая вариабельность почвенного плодородия в пределах каждого поля, связанная с наличием карбонатных и солонцеватых почвенных разностей, неоднородностью по содержанию гумуса (2,97…5,94 %), очень высокой обеспеченностью почв калием (425…870 мг/ кг) на фоне недостатка азота (1,7…15,9 мг/кг) и фосфора (32…85 мг/кг), оказала значительное влияние на состояние посевов. По результатам сопоставления размеров фитомассы растений пшеницы в фазе всходов и кущения с показателями почвенного плодородия установлены зависимости в системе «содержание N-NO3 в почве – фитомасса растений – индекс NDVI». На их основе адаптирована шкала оценки густоты и состояния стеблестоя пшеницы яровой по величине индекса NDVI для лесостепной и степной зоны Омской области, которая позволяет корректировать азотное питание растений и прогнозировать урожайность. При величине индекса NDVI в фазе кущения 0,4...0,5 можно прогнозировать максимальную урожайность зерна, которая вероятна с учетом сложившихся метеоусловий. Для сортов Дуэт и ОмГАУ 100 урожайность спрогнозирована на уровне 17,5 и 17,4 ц/га, для сорта Омская 36 – 15,8 ц/га, фактический сбор зерна был ниже на 0,5, 0,9 и 0,6 ц/га соответственно. Достоверность прогноза по данным БПЛА и дистанционного зондирования составила 92…96 %.

Ключевые слова: плодородие, прогнозирование урожайности, яровая пшеница, вегетационный индекс (NDVI), азотное питание, БПЛА.

Для цитирования: Невенчанная Н. М., Аксенова Ю. В. Исследование продуктивности и прогнозирование урожайности яровой пшеницы с использованием технологий дистанционного зондирования земли // Земледелие. 2023. №2. С. 24–31. doi: 10.24412/0044-3913-2023-2-24-31.

Productivity research and yield forecasting of spring wheat using earth remote sensing technologies

N. M. Nevenchannaya, Yu. V. Aksenova

Omsk State Agrarian University, Institutskaya pl., 1, Omsk, 644008, Russian Federation

Abstract. Research aimed to determine the relationship between the state of the stem of spring wheat and indicators of soil fertility through the vegetation index (NDVI) in different phases of the growing season to predict and adjust the size of the yield. The work was carried out under the conditions of the Omsk region on spring wheat crops: in the forest-steppe zone – varieties Omskaya 36, in the steppe zone – Duet and OmGAU 100. High variability of soil fertility within each field, associated with the presence of carbonate and alkaline soil varieties, heterogeneity in humus content (2.97-5.94%), very high availability of soils with potassium (425- 870 mg/kg) against the background of a lack of nitrogen (1.7-15.9 mg/kg) and phosphorus (32-85 mg/kg), had a significant impact on the state of crops. Based on the results of comparing the size of the phytomass of wheat plants in the germination and tillering phases with indicators of soil fertility, dependences were established in the system "N-NO3 content in the soil – plant phytomass – NDVI index". On their basis, a scale for assessing the density and condition of the spring wheat stalk by the value of the NDVI index for the forest-steppe and steppe zones of the Omsk region was adapted, which allows to adjust the nitrogen nutrition of plants and predict yields. With the value of the NDVI index in the tillering phase of 0.4-0.5, it is possible to predict the maximum grain yield, which is possible, considering the prevailing weather conditions. For varieties Duet and OmGAU 100, the yield was predicted at the level of 17.5 and 17.4 c/ha, for variety Omskaya 36 – 15.8 c/ ha, the actual grain harvest was lower by 0.5, 0.9 and 0.6 c/ha, respectively. The reliability of the forecast based on UAV and remote sensing data was 92-96%. To reduce its error, it is necessary to consider the varietal characteristics of the crop, the infestation of crops and the moisture supply of plants in the main phases of development.

Keywords: fertility; yield forecasting; spring wheat; vegetation index (NDVI); nitrogen nutrition; UAV.

Author details: N. M. Nevenchannaya, Cand. Sc. (Agr.), assoc. prof. (e-mail: yuv. Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.); Yu. V. Aksenova, Cand. Sc. (Biol.), assoc. prof.

For citation: Nevenchannaya NM, Aksenov a YuV [Productivity research and yield forecasting of spring wheat using earth remote sensing technologies]. Zemledelie. 2023;(2):24-31. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2023-2-24-31.