Wykorzystanie wielospektralnych zdjęć lotniczych do oceny stanu odżywienia roślin I określenia potrzeb nawożenia azotem (loton)



Pobieranie 407.08 Kb.
Strona1/7
Data18.06.2016
Rozmiar407.08 Kb.
  1   2   3   4   5   6   7


Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy

w Puławach


RAPORT KOŃCOWY

Z realizacji projektu badawczego nr 2 P06R 04 127
Pt. : Wykorzystanie wielospektralnych zdjęć lotniczych do oceny stanu odżywienia roślin i określenia potrzeb nawożenia azotem (LOTON)

Kierownik projektu:

Doc. dr hab. Janusz Igras
Główni wykonawcy:

Dr Krzysztof Kubsik

Dr Rafał Pudełko

Nazwa jednostki, w której był realizowany projekt:



Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy

w Puławach

PUŁAWY 2007

SPIS TREŚCI



I. WPROWADZENIE 4

1.1.Zakres sprawozdania 5

6

1.3. Metodyka badań 7



1.4. Warunki meteorologiczne 10

II. OCENA METOD ZDALNYCH I DANYCH ANALITYCZNYCH, WYKORZYSTANYCH DO ROZPOZNANIA


STANU UPRAWY PSZENICY OZIMEJ 12

2.1 Ocena platform lotniczych 12

2.3 Ocena metod pozycjonowania GPS 21

2.4 System informacji geograficznej dla SD Baborówko 22

2.5 Uaktualnienie mapy glebowo-rolniczej – EM38 24

2.6 Albedo spektralne pszenicy ozimej w cyklu rocznym 26

III. KALIBRACJA MODELU LOTON 27

Sezon 2004/2005 29

Sezon 2005/2006 45

IV. WALIDACJA MODELU LOTON 59

V. PODSUMOWANIE 71

VI. EFEKTY UZYSKANE W TRAKCIE REALIZACJI PROJEKTU 72

6.1 Wykaz publikacji, których źródłem był projekt badawczy 72

6.3 Program LOTON K, G – komputerowy model wspomagania


nawożenia pszenicy azotem 74

6.4 Serwis Internetowy 75

75

I. WPROWADZENIE


Azot jest podstawowym czynnikiem plonotwórczym, niezbędnym dla uzyskania wysokich plonów o dobrej jakości. Dotychczasowe systemy doradztwa nawozowego w zakresie nawożenia azotem opierają się o metody bilansowe, niekiedy z wykorzystaniem krzywych reakcji lub analizy gleby i roślin. Metody te bywają zawodne ze względu na trudności w dokonaniu oceny aktualnego stanu łanu (odżywienia roślin azotem) w trakcie wegetacji, co powoduje że rośliny są niedożywione (niebezpieczeństwo spadku plonu) lub przenawożone (możliwość zanieczyszczenie wód gruntowych, emisja tlenków azotu do atmosfery).

Współczesne narzędzia agrotechniczne i pomiarowe dostarczają możliwości lepszego wykorzystania azotu, poprzez zróżnicowanie jego dystrybucji w obrębie pola produkcyjnego. Metody te stosowane są obecnie szeroko w produkcji rolniczej w Stanach Zjednoczonych i spotykają się z coraz większym zainteresowaniem w rolnictwie europejskim. Z tego względu podjęto badania nad wprowadzeniem niektórych metod wykorzystywanych w rolnictwie precyzyjnym w warunkach Polskich. W projekcie założono następujące cele:



  1. opracowanie podstaw metody oceny stanu odżywienia roślin azotem na podstawie informacji uzyskanych metodami technik zdalnych -wielospektralnych zdjęć lotniczych i naziemnych,

  2. wyznaczenie optymalnych dawek azotu pod pszenicę ozimą w zależności od aktualnej wartości wskaźników (indeksów) stanu wegetacji.

Metody zdalne opierają się na przyżyciowym, bezinwazyjnym pomiarze stanu łanu za pomocą metod teledetekcyjnych. W ocenie stanu odżywienia wykorzystuje się indeksy obliczone na podstawie pomiaru zróżnicowania odbicia światła od roślin w różnych przedziałach spektralnych. Analiza zdjęć wielospektralnych pozwala na wykonanie mapy stanu łanu i zróżnicowania wegetacji w obrębie pola. Na podstawie mapy indeksu wegetacji roślin określa się dawki azotu w oparciu o funkcję: indeks wegetacji - dawka.

W pierwszym etapie badań skalibrowano zdalne metody pomiaru stanu łanu w stosunku do stanu odżywienia roślin azotem na zróżnicowanych obiektach nawozowych wyznaczonych a priori. Określono funkcje zależności wielkości indeksu wegetacji od wielkości dawki azotu. W drugim etapie wykonano walidację modelu.



Uzasadnieniem podjęcia powyższego problemu badawczego były zmiany struktury agrarnej polskiego rolnictwa. Stoi ono niewątpliwie przed koniecznością restrukturyzacji, która polegać będzie na zwiększeniu powierzchni gospodarstw i pól uprawnych, a w konsekwencji na zmniejszeniu zatrudnienia w rolnictwie i ograniczeniu kosztów pracy.

W tej sytuacji konieczne jest poszukiwanie szybkich i stosunkowo tanich metod oceny stanu zasiewów, do których należą m.in. metody teledetekcji. Zdjęcia lotnicze umożliwiają analizę dużych powierzchni pól produkcyjnych w sposób ciągły (w odróżnieniu od innych pomiarów biometrycznych, np. test SPAD, wykonywanych punktowo).


    1. Zakres sprawozdania


Realizacja zadania badawczego zakładała rozwiązanie dwu problemów. Pierwszym, kluczowym dla projektu, było określenie sposobu zmiennego nawożenia pszenicy azotem w zależności od jej stanu odżywienia za pomocą metod zdalnych. Drugi problem badawczy dotyczył nowatorskich, współcześnie opracowywanych w światowej nauce, sposobów zdalnego monitoringu upraw wielkoobszarowych.

Wstęp do podjętej problematyki opisano w rozdziale „Ocena metod zdalnych, pomiarowych i możliwości analitycznych danych, wykorzystanych do rozpoznania kondycji uprawy”.

Cześć zasadniczą odnoszącą się do głównego problemu badawczego, opisano w rozdziałach „Kalibracja modelu LOTON” i rozdziale „Walidacja modelu LOTON”. Kalibracja modelu LOTON, dotyczy pierwszych dwu lat badań, a jej rezultaty opisano w rozdziale, mówiącym o walidacji modelu.

Wymierne efekty podjętego problemu, którymi są publikacje i prezentacje oraz serwis WWW i aplikacja komputerowa opisano w ostatnim rozdziale raportu.
1.2 Charakterystyka obiektu badań

Badania prowadzono w Stacji Doświadczalnej IUNG w Baborówku (N 52,585O E 16,640O) obok Poznania na istniejącym od 15 lat polu doświadczalnym. Powierzchnia pola wynosi 53,6 ha. Na wydzielonych częściach w obrębie pola uprawia się w zmianowaniu pszenice ozimą, jęczmień jary i rzepak ozimy. Zmianowanie odzwierciedla obraz rolnictwa wielkopolskiego, w którym w strukturze zasiewów dominują zboża. Zmianowanie takie wybrano także ze względu na technologiczne uproszczenia uprawy i zbioru roślin jedną maszyną, a mianowicie kombajnem zbożowym. Rośliną, która „łamie” to zmianowanie jest rzepak ozimy. Uprawa rzepaku oprócz aspektu agrotechnicznego jest uwarunkowana lokalizacją Wielkopolskich Zakładów Tłuszczowych w pobliżu Stacji Doświadczalnej Baborówko.

W zmianowaniu stosowana jest optymalna agrotechnika z uwzględnieniem zaleceń IUNG-PIB dla technologii przyjętych w rolnictwie integrowanym. Pole doświadczalne jest regularnie monitorowane pod względem właściwości agrochemicznych. Okresowo (co 3 lata) pobierane są próby glebowe na zawartość P, K, Mg i pH z wyznaczonych stałych punktów kontrolnych w siatce o rozstawie 36 x 36 m. Pole charakteryzuje się dużym zakresem zmienności glebowej (występują na nim cztery kompleksy glebowe II, IV, V i VI). Od roku 1994 jest to jedyne w Polsce pole doświadczalne, na którym prowadzi się badania w systemie rolnictwa precyzyjnego.



  1   2   3   4   5   6   7


©snauka.pl 2019
wyślij wiadomość

    Strona główna
Komunikat prasowy
przedmiotu zamówienia
najkorzystniejszej oferty
Informacja prasowa
wyborze najkorzystniejszej
warunków zamówienia
istotnych warunków
sprawie powołania
Regulamin konkursu
udzielenie zamówienia
przetargu nieograniczonego
zamówienia publicznego
Nazwa przedmiotu
Specyfikacja istotnych
modułu kształcenia
Rozporządzenie komisji
studia stacjonarne
wyborze oferty
Zapytanie ofertowe
Szkolny zestaw
Ochrony rodowiska
ramach projektu
prasowy posiedzenie
trybie przetargu
obwodowych komisji
zagospodarowania przestrzennego
komisji wyborczych
komisji wyborczej
Program konferencji
Wymagania edukacyjne
Lista kandydatów
szkoły podstawowej
która odbyła
Województwa ląskiego
Decyzja komisji
przedmiotu modułu
poszczególne oceny
Sylabus przedmiotu
szkół podstawowych
semestr letni
Postanowienia ogólne
przedsi biorców
produktu leczniczego
Karta przedmiotu
Scenariusz lekcji
Lista uczestników
Program nauczania
Projekt współfinansowany
Informacje ogólne
biblioteka wojewódzka
semestr zimowy