Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 3. С. 149-161

Исследования изменения спектральных характеристик сортов озимой пшеницы в зависимости от степени инфицирования возбудителями болезней

О.Ю. Кремнева 1 , О.В. Тутубалина 2 , И.И. Середа 3 , Р.Ю. Данилов 1 , М.В. Зимин 2 , А.А. Курилов 1 
1 Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений, Краснодар, Россия
2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
3 Аналитический центр Минсельхоза России, Москва, Россия
Одобрена к печати: 13.05.2020
DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-3-149-161
Исследования проводились в 2018–2019 гг. на опытном поле Всероссийского научно-исследовательского института биологической защиты растений в Краснодаре и были направлены на выявление информационных признаков распознавания экономически значимых возбудителей болезней озимой пшеницы на ранних стадиях их развития. Объектами исследований стали посевы четырёх сортов озимой пшеницы, которые характеризуются разной степенью устойчивости к листостебельным болезням. На участках с посевами пшеницы были созданы искусственный и естественный инфекционные фоны развития основных патогенов. Начиная с момента прохождения патогенами прогнозируемого периода инкубации выполнялись серии ежедневных спектрометрических измерений посевов озимой пшеницы в диапазоне электромагнитного излучения от 350 до 2500 нм со спектральным разрешением 3–10 нм с помощью спектрорадиометра ASD FieldSpec 3 Hi-Res. Первые видимые изменения спектральных характеристик исследуемых растительных фонов, которые проявились в виде снижения показателей коэффициента спектральной яркости в ближнем инфракрасном диапазоне спектра, были отмечены по результатам анализа данных на момент проявления первых признаков болезней. Установлено, что по многовременным данным наземного спектрометрирования возможно детектировать изменения состояния посевов озимой пшеницы на ранних стадиях развития патогенов. Предложено использование временных рядов значений коэффициента спектральной яркости на длине волны 800 нм как репрезентативной и часто используемой воздушными и космическими съёмочными аппаратами.
Ключевые слова: наземное спектрометрирование, пшеница озимая, болезни пшеницы, спектральные характеристики
Полный текст

Список литературы:

  1. Анпилогова Л. К., Волкова Г. В. Методы создания искусственных инфекционных фонов и оценки сортообразцов пшеницы на устойчивость к вредоносным болезням (фузариозу колоса, ржавчинам, мучнистой росе). Краснодар: ВНИИБЗР РАСХН, 2000. 28 с.
  2. Бекмухамедов Н. Э., Карабкина Н. Н. Изменение спектральных характеристик растений яровой пшеницы, зараженных грибковыми болезнями // Сельское, лесное и водное хоз-во. 2013. № 10. URL: http://agro.snauka.ru/2013/10/1169 (дата обращения 21.01.2014).
  3. Волкова Г. В., Ваганова О. Ф., Долбилова Т. А. Характеристика устойчивости к бурой ржавчине сортов мягкой озимой пшеницы // Зерновое хозяйство России. 2016. № 4. С. 62–67.
  4. Волкова Г. В., Шуляковская Л. Н., Кудинова О. А., Матвеева И. П. Желтая ржавчина пшеницы на Кубани // Защита и карантин растений. 2018. № 4. С. 22.
  5. Гурова Т. А., Клименко Д. Н., Луговская О. С., Елкин О. В., Козик В. И. Спектральные характеристики сортов пшеницы при биотическом стрессе // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 10. С. 71–75.
  6. Данилов Р. Ю., Исмаилов В. Я., Третьяков В. А., Кремнева О. Ю., Шумилов Ю. В., Ризванов А. А., Кривошеин В. В., Костенко И. А. Разработка прецизионных технологий фитосанитарного мониторинга агроэкосистем на основе использования данных дистанционного гиперспектрального зондирования Земли // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 10. С. 82–86.
  7. Жуковский А. Г., Ильюк А. Г., Буга С. Ф., Склименок Н. А., Кремнева О. Ю., Волкова Г. В., Гудошникова Е. С. Поражаемость сортов озимой пшеницы септориозом (Septoria spp.) и желтой пятнистостью (Pyrenophora tritici-repentis) в условиях Республики Беларусь и Северо-Кавказского региона России // Политемат. сетевой электрон. науч. журн. Кубанского гос. аграр. ун-та. 2012. № 80. С. 252–263. URL: http://ej.kubagro.ru/a/viewaut.asp?id=973 (дата обращения 11.08.2019).
  8. Исмаилов Э. Я., Надыкта В. Д., Исмаилов В. Я., Костенко И. А., Швец А. А. Гиперспектральные исследования поражения сельскохозяйственных культур фитопатогенами // Космонавтика и ракетостроение. 2012. № 3(68). С. 98–103.
  9. Кравцов С. Л., Голубцов Д. В., Лисова Е. Н. Анализ спектральных каналов для дистанционного мониторинга состояния растительности (по зарубежным публикациям) // Исслед. Земли из космоса. 2013. № 1. С. 79–91.
  10. Кремнева О. Ю., Волкова Г. В., Коваленко Н. М. Динамика расового состава Pyrenophora tritici-repentis в Северо-Кавказском регионе // Микология и фитопатология. 2019. Т. 53. № 4. С. 246–253.
  11. Малахов Д. В., Цычуева Н. Ю., Витковская И. С. Моделирование экологической ниши септориоза пшеницы с применением данных дистанционного зондирования Земли // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 1. С. 113–124.
  12. Митрофанов Е. В., Шашнев И. В., Бубненков Д. И. О применении узкоспектральных вегетационных индексов для оценки состояния лесной растительности // Вестн. Московского гос. обл. ун-та. Сер. «Естественные науки». 2012. № 4. С. 118–122.
  13. Санин С. С., Соколова Е. А., Черкашин В. И., Назарова Л. Н., Стрижекозин Ю. А., Ибрагимов Т. З., Неклеса Н. П. Болезни зерновых колосовых культур: М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2010. 139 с.
  14. Соколов Ю. Г., Садковский В. Т., Кремнева О. Ю., Данилов Р. Ю., Пачкин А. А., Зеленский Р. А., Курилов А. А. Разработка технологии обнаружения очагов ржавчинных болезней пшеницы // Международ. научно-исслед. журн. 2018. № 12-2(78). С. 29–33.
  15. Федин М. А. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М.: Министерство сельского хоз-ва СССР, 1985. 285 с.
  16. Федоренко В. Ф., Мишуров Н. П., Неменущая Л. А. Перспективные технологии диагностики патогенов сельскохозяйственных растений: науч. аналит. обзор. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2018. 68 с.
  17. Ченкин А. Ф. Методика по организации и учету вредных организмов: М.: Центр научно-техн. информации, 1993. 66 с.
  18. Шумилов Ю. В., Ермоленко С. А., Савва А. П., Данилов Р. Ю., Мкртчян А. Г. Изучение возможности использования беспилотных летательных аппаратов для дистанционного мониторинга засоренности посевов сельскохозяйственных культур // Наука Кубани. 2018. № 1. С. 62–69.
  19. FieldSpec 3 User Manual. ASD Document No. 600540. ASD. 2010. 110 p.
  20. Kokhmetova A., Atishova M., Sapakhova Z., Kremneva O. Yu., Volkova G. V. Evaluation of wheat cultivars growing in Kazakhstan and Russia for resistance to tan spot // J. Plant Pathology. 2017. V. 99. No. 1. P. 161–167.
  21. Kolmer J. A. Hughes M. E. Physiologic specialization of Puccinia triticina on wheat in the United States in 2012 // Plant Disease. 2014. V. 98. P. 1145–1150.
  22. Peterson R. F., Cempbell A. B., Hannah A. E. Diagrammatic scale for stimating rust intensity on leaves and stems of cereals // Canadian J. Research. Section A. 1948. No. 26. P. 495–500.