Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 7. С. 153-165
Возможности региональной оценки качества зерна озимой пшеницы на основе спутниковых данных дистанционного зондирования
Ф.В. Ерошенко
1 , С.А. Барталев
2 , В.В. Кулинцев
1 , И.Г. Сторчак
1 , Е.О. Шестакова
1 , Т.В. Симатин
1 1 Ставропольский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Михайловск, Ставропольский край, Россия
2 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 27.11.2017
DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-7-153-165
Разработка объективных и оперативных методов контроля хода формирования и прогноза качества будущего урожая зерновых сельскохозяйственных культур с использованием спутниковых данных дистанционного зондирования является важной научной задачей. Предположение о существовании связи между данными дистанционных измерений отражательных характеристик посевов озимой пшеницы и качеством выращиваемого зерна основаны на совокупном учете наличия связи последнего с обеспеченностью растений азотом, тесных корреляционных зависимостей между содержанием в них азота и хлорофилла, а также между концентрацией хлорофилла и значениями нормализованного разностного вегетационного индекса NDVI. Проведенный анализ данных по качеству зерна озимой пшеницы на территории Ставропольского края за период 2003–2016 гг. и регулярных спутниковых измерений NDVI посевов с использованием спектрорадиометра MODIS показал, что на различных фазах развития озимой пшеницы существует обратная связь между значениями вегетационного индекса и долей зерна высокого качества в валовом урожае. При этом наиболее тесная связь (коэффициент корреляции –0,82) наблюдается с измерениями NDVI посевов, выполненными во время фазы формирования зерновки озимой пшеницы. В условиях Ставропольского края статистически значимая корреляционная связь показателей качества зерна озимой пшеницы с величиной NDVI проявляется в период между 10-й и 22-й календарными неделями года.
Ключевые слова: данные дистанционного зондирования, нормализованный разностный вегетационный индекс NDVI, озимая пшеница, качество зерна
Полный текстСписок литературы:
- Андрианова Ю.Е., Тарчевский И.А. Хлорофилл и продуктивность растений. М.: Наука, 2000. 135 с.
- Барталев С.А., Елкина Е.С., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Толпин В.А. Дистанционная оценка озимых культур урожая 2017 года в Российской Федерации // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 4. С. 275–280. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-4-275-280.
- Гаркуша В.Ф., Уманов С.С., Петрова Л.Н., Чернов А.Я., Рындин В.М., Нешин И.В., Черкашин В.Н., Титенок Л.Н., Абалдов А.Н., Глебов А.И., Липкович Э.И., Беспамятнова Н.М., Рыков В.Б., Бондаренко А.М., Таранин В.И., Щиров В.Н., Богданович В.П., Зайцев Д.К., Бочаров И.И., Богатырев В.И., Солодкий К.В., Шевелев М.М., Удовиченко А.Д., Бурбель А.Ф. Технология возделывания зерновых колосовых культур в Ставропольском крае. Рекомендации. Ставрополь-Зерноград: Изд-во ВНИПТИМЭСХ, 2000. 84 с.
- Давидянц Э.С., Ерошенко Ф.В. Состояние, тенденции и пути оптимизации производства качественного зерна озимой пшеницы в ставропольском крае // Достижения науки и техники АПК. 2017. № 6. С. 21–26.
- Ерошенко Ф.В., Сторчак И.Г., Шестакова Е.О. Состояние посевов озимой пшеницы и NDVI как их оптико-биологическая характеристика // Бюллетень Ставропольского научно-исследовательского института сельского хозяйства. 2015. № 7. С. 102–110.
- Ерошенко Ф.В., Барталев С.А., Сторчак И.Г., Плотников Д.Е. Возможности дистанционной оценки урожайности озимой пшеницы на основе вегетационного индекса фотосинтетического потенциала // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 4. С. 99–112.
- Кулинцев В.В., Годунова Е.И., Желнакова Л.И, Удовыдченко В.И., Петрова Л.Н., Антонов С.А., Андреянов Д.Ю., Черкашин В.Н., Дридигер В.К., Дзыбов Д.С., Кравцов В.В., Ерошенко Ф.В., Куприченков М.Т., Ковтун В.И., Багринцева В.Н., Кузыченко Ю.А., Шустикова Е.П., Хрипунов А.И., Шаповалова Н.Н., Чертов В.Г., Володин А.Б., Комаров Н.М., Лапенко Н.Г., Галушко Н.А., Давидянц Э.С., Чапцев А.Н., Чапцева Т.В., Шлыкова Т.Д., Браткова Л.Г., Чумакова В.В., Ерошенко А.А., Ходжаева Н.А., Федотов А.А. Система земледелия нового поколения Ставропольского края. Ставрополь: АГРУС Ставроп. гос. аграрного ун-та, 2013. 520 с.
- Кулинцев В.В., Годунова Е.И., Нешин И.В. Дуденко Н.В., Ерошенко Ф.В., Орехова А.Н., Ерошенко А.А., Черкашин В.Н., Черкашин Г.В., Малыхина А.Н., Шаповалова Н.Н., Хрипунов А.И. Рекомендации по научному обоснованному уходу за посевами озимой пшеницы для повышения урожайности зерна и его качества. Ставрополь: АГРУС, 2014. 32 с.
- Куссуль Н.Н., Кравченко А.Н., Скакун С.В., Адаменко Т.И., Шелестов А.Ю., Колотий А.В., Грипич Ю.А. Регрессионные модели оценки урожайности сельскохозяйственных культур по данным MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 1. С. 95–107.
- Лупян Е.А., Барталев С.А., Савин И.Ю. Технологии спутникового мониторинга в сельском хозяйстве России // Аэрокосмический курьер. 2009. № 6. С. 47–49.
- Лупян Е.А., Савин И.Ю., Барталев С.А., Толпин В.А., Балашов И.В., Плотников Д.Е. Спутниковый сервис мониторинга состояния растительности («ВЕГА») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 1. С. 190–198.
- Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Балашов И.В., Барталев С.А., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Мазуров А.А., Матвеев А.М., Суднева О.А., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2015. Т. 12. № 5. С. 247–267.
- Муратова Н.Р., Терехов А.Г. Опыт пятилетнего оперативного мониторинга сельскохозяйственных угодий Северного Казахстана с помощью спутниковых данных // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2007. Т. 4. № 2. С. 277–283.
- Павлов А.Н. Накопление белка в зерне пшеницы и кукурузы. М.: Наука, 1967. 339 с.
- Плотников Д.Е., Барталев С.А., Лупян Е.А., Толпин В.А. Оценка точности выявления посевов озимых культур в весенне-летний период вегетации по данным прибора MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 4. С. 132–145. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-4-132-145.
- Савин И.Ю., Барталев С.А., Лупян Е.А., Толпин В.А., Хвостиков С.А. Прогнозирование урожайности сельскохозяйственных культур на основе спутниковых данных: возможности и перспективы // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7. № 3. С. 275–285.
- Сторчак И.Г, Ерошенко Ф.В. Использование NDVI для оценки продуктивности озимой пшеницы в Ставропольском крае // Земледелие. 2014. № 7. С. 12–15.
- Сторчак И.Г. Прогноз урожайности озимой пшеницы с использованием вегетационного индекса NDVI для условий Ставропольского края: дис. … канд. сельскохоз. наук. Ставрополь: Ставропольский гос. аграрн. ун-т, 2016, 160 с.
- Толпин В.А., Лупян Е.А., Барталев С.А., Плотников Д.Е., Матвеев А.М. Возможности анализа состояния сельскохозяйственной растительности с использованием спутникового сервиса «ВЕГА» // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27. № 7 (306). С. 581–586.