Новый метод оценки водного статуса нута повышает эффективность орошения и урожайность

Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме (HUJI) представили неинвазивный метод для оценки водного статуса растений нута. Эта технология позволяет фермерам точно настраивать графики полива, что может повысить устойчивость выращивания этой культуры.

Метод, описанный в журнале Precision Agriculture, способен трансформировать управление посевами нута, увеличивая урожайность и эффективность использования воды. Его значение выходит за рамки сельского хозяйства, влияя на глобальную продовольственную безопасность и решение экологических проблем.

Ключевые аспекты исследования:

  • Дистанционное зондирование под руководством доктора Итаи Херрманна. Кандидат наук Рой Садех (HUJI) обучал и тестировал спектральные модели для быстрой неинвазивной оценки водного статуса по потенциалу воды в листьях с использованием данных с земли и из космоса.
  • Агрономическая часть выполнена аспирантом Асафом Авнери под руководством доктора Рана Лати (ARO) и профессора Шахаля Аббо (HUJI) при участии доктора Давида Бонфила (ARO).

Методология и результаты

Исследование проводилось в двух полевых экспериментах и на двух коммерческих полях. Использовались:

  • Наземная гиперспектральная съемка.
  • Спутниковые снимки программы VENµS (Vegetation and Environment monitoring on New Micro-Satellite).

Целью было дистанционное измерение потенциала воды в листьях нута при разных режимах орошения. Исследование также выявило ограниченное влияние индекса листовой поверхности на точность дистанционной оценки.

Рой Садех разработал спектральные модели оценки с использованием вегетационных индексов и машинного обучения на основе всех спектральных полос. Было показано, что:

  • Нормированный разностный спектральный индекс (1600 и 1730 нм) обеспечил наиболее точную оценку потенциала воды в листьях среди вегетационных индексов.
  • Модели на основе искусственных нейронных сетей повысили точность оценки и показали схожую эффективность для наземных и космических данных.

Значение и перспективы

Нут (турецкий горох) — важная зернобобовая культура, ключевой источник белка на Ближнем Востоке, в Южной Азии и Средиземноморье. Новый метод предлагает:

  1. Фермерам: Быстрый неразрушающий инструмент для оптимизации графиков орошения и управления поливом с переменной нормой.
  2. Физиологам и селекционерам: Инструмент для скрининга генотипов нута, устойчивых к засухе.

Следующий шаг проекта — комбинирование космических спектральных данных для улучшения оценки потенциала воды в листьях. Предварительные результаты уже представлены на конференции ECPA 2023, и готовится новая публикация.