Determination of nitrogen and chlorophyll content in two varieties of winter wheat plants means of ground and airborne spectrometry
Nitrogen in plants is part of the green pigment chlorophyll, as well as proteins, nucleic acids, phytohormones and alkaloids that indicates the key role of this element in plant life. Chlorophyll is the most important pigment of the photosynthetic process determining the life of all heterotrophic or...
Збережено в:
| Дата: | 2020 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
2020
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/178 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth| id |
uajuacgovua-article-178 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
vegetation indices total nitrogen content chlorophyll content UAV ground spectrometric survey winter wheat crops вегетационные индексы содержание общего азота содержание хлорофилла БПЛА наземная спектрометрическая съемка посевы озимой пшеницы вегетаційні індекси вміст загального азоту вміст хлорофілу БПЛА наземна спектрометрична зйомка посіви озимої пшениці |
| spellingShingle |
vegetation indices total nitrogen content chlorophyll content UAV ground spectrometric survey winter wheat crops вегетационные индексы содержание общего азота содержание хлорофилла БПЛА наземная спектрометрическая съемка посевы озимой пшеницы вегетаційні індекси вміст загального азоту вміст хлорофілу БПЛА наземна спектрометрична зйомка посіви озимої пшениці Zholobak, Galyna Dugin, Stanislav Sybirtseva, Oksana Kazantsev, Taras Romanciuc, Inna Determination of nitrogen and chlorophyll content in two varieties of winter wheat plants means of ground and airborne spectrometry |
| topic_facet |
vegetation indices total nitrogen content chlorophyll content UAV ground spectrometric survey winter wheat crops вегетационные индексы содержание общего азота содержание хлорофилла БПЛА наземная спектрометрическая съемка посевы озимой пшеницы вегетаційні індекси вміст загального азоту вміст хлорофілу БПЛА наземна спектрометрична зйомка посіви озимої пшениці |
| format |
Article |
| author |
Zholobak, Galyna Dugin, Stanislav Sybirtseva, Oksana Kazantsev, Taras Romanciuc, Inna |
| author_facet |
Zholobak, Galyna Dugin, Stanislav Sybirtseva, Oksana Kazantsev, Taras Romanciuc, Inna |
| author_sort |
Zholobak, Galyna |
| title |
Determination of nitrogen and chlorophyll content in two varieties of winter wheat plants means of ground and airborne spectrometry |
| title_short |
Determination of nitrogen and chlorophyll content in two varieties of winter wheat plants means of ground and airborne spectrometry |
| title_full |
Determination of nitrogen and chlorophyll content in two varieties of winter wheat plants means of ground and airborne spectrometry |
| title_fullStr |
Determination of nitrogen and chlorophyll content in two varieties of winter wheat plants means of ground and airborne spectrometry |
| title_full_unstemmed |
Determination of nitrogen and chlorophyll content in two varieties of winter wheat plants means of ground and airborne spectrometry |
| title_sort |
determination of nitrogen and chlorophyll content in two varieties of winter wheat plants means of ground and airborne spectrometry |
| title_alt |
Определение содержания азота и хлорофилла в растениях озимой пшеницы двух сортов по данным наземного и воздушного спектрометрирования Визначення вмісту азоту і хлорофілу в рослинах озимої пшениці двох сортів за даними наземного і повітряного спектрометрування» |
| description |
Nitrogen in plants is part of the green pigment chlorophyll, as well as proteins, nucleic acids, phytohormones and alkaloids that indicates the key role of this element in plant life. Chlorophyll is the most important pigment of the photosynthetic process determining the life of all heterotrophic organisms on the planet. The facts mentioned above presuppose close relationships between nitrogen and chlorophyll in plants. The nitrogen content in plants serves as a basis for adjusting their nitrogen nutrition and calculating fertilization rates for high yields. This causes comstant importance of studying the content of nitrogen and chlorophyll in plants, especially by means of novel techniques with involving remote sensing. This study was focused on relationship between 19 vegetation indices (VI) and biochemical characteristics of vegetation, in particular nitrogen and chlorophyll content. Study areas were located within production fields of two varieties of winter wheat grown for harvest in 2016 by the grain company Baryshivska. The test plots varied by phytopathological situation in the phase of milk ripeness. Fungal infection of Bogdana variety caused significant varietal differences in biochemical parameters that were calculated by Kjeldahl makro-method for total nitrogen and by aerial survey with UAV (drone) for chlorophyll content. Among 19 VIs calculated by ground spectrometry the major part (16 VIs) were consistent with changes in nitrogen and chlorophyll content in the cultivars. In particular, CI rededge , CI green , MTCI, RVI, D731 / D700 and D735 / D700 were more than doubled, and NDRE1 and D718 / D700 were almost 1.5 times higher in the Skagen variety compared to the Bogdan variety. Only 3 indices: NDVI, Green NDVI and NI had limits of fluctuations of the values within the same limits, as varietal differences of biochemical indicators. |
| publisher |
Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine |
| publishDate |
2020 |
| url |
https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/178 |
| work_keys_str_mv |
AT zholobakgalyna determinationofnitrogenandchlorophyllcontentintwovarietiesofwinterwheatplantsmeansofgroundandairbornespectrometry AT duginstanislav determinationofnitrogenandchlorophyllcontentintwovarietiesofwinterwheatplantsmeansofgroundandairbornespectrometry AT sybirtsevaoksana determinationofnitrogenandchlorophyllcontentintwovarietiesofwinterwheatplantsmeansofgroundandairbornespectrometry AT kazantsevtaras determinationofnitrogenandchlorophyllcontentintwovarietiesofwinterwheatplantsmeansofgroundandairbornespectrometry AT romanciucinna determinationofnitrogenandchlorophyllcontentintwovarietiesofwinterwheatplantsmeansofgroundandairbornespectrometry AT zholobakgalyna opredeleniesoderžaniâazotaihlorofillavrasteniâhozimojpšenicydvuhsortovpodannymnazemnogoivozdušnogospektrometrirovaniâ AT duginstanislav opredeleniesoderžaniâazotaihlorofillavrasteniâhozimojpšenicydvuhsortovpodannymnazemnogoivozdušnogospektrometrirovaniâ AT sybirtsevaoksana opredeleniesoderžaniâazotaihlorofillavrasteniâhozimojpšenicydvuhsortovpodannymnazemnogoivozdušnogospektrometrirovaniâ AT kazantsevtaras opredeleniesoderžaniâazotaihlorofillavrasteniâhozimojpšenicydvuhsortovpodannymnazemnogoivozdušnogospektrometrirovaniâ AT romanciucinna opredeleniesoderžaniâazotaihlorofillavrasteniâhozimojpšenicydvuhsortovpodannymnazemnogoivozdušnogospektrometrirovaniâ AT zholobakgalyna viznačennâvmístuazotuíhlorofíluvroslinahozimoípšenicídvohsortívzadaniminazemnogoípovítrânogospektrometruvannâ AT duginstanislav viznačennâvmístuazotuíhlorofíluvroslinahozimoípšenicídvohsortívzadaniminazemnogoípovítrânogospektrometruvannâ AT sybirtsevaoksana viznačennâvmístuazotuíhlorofíluvroslinahozimoípšenicídvohsortívzadaniminazemnogoípovítrânogospektrometruvannâ AT kazantsevtaras viznačennâvmístuazotuíhlorofíluvroslinahozimoípšenicídvohsortívzadaniminazemnogoípovítrânogospektrometruvannâ AT romanciucinna viznačennâvmístuazotuíhlorofíluvroslinahozimoípšenicídvohsortívzadaniminazemnogoípovítrânogospektrometruvannâ |
| first_indexed |
2024-04-21T19:48:08Z |
| last_indexed |
2024-04-21T19:48:08Z |
| _version_ |
1796974983634747392 |
| spelling |
uajuacgovua-article-1782020-10-27T21:09:34Z Determination of nitrogen and chlorophyll content in two varieties of winter wheat plants means of ground and airborne spectrometry Определение содержания азота и хлорофилла в растениях озимой пшеницы двух сортов по данным наземного и воздушного спектрометрирования Визначення вмісту азоту і хлорофілу в рослинах озимої пшениці двох сортів за даними наземного і повітряного спектрометрування» Zholobak, Galyna Dugin, Stanislav Sybirtseva, Oksana Kazantsev, Taras Romanciuc, Inna vegetation indices total nitrogen content chlorophyll content UAV ground spectrometric survey winter wheat crops вегетационные индексы содержание общего азота содержание хлорофилла БПЛА наземная спектрометрическая съемка посевы озимой пшеницы вегетаційні індекси вміст загального азоту вміст хлорофілу БПЛА наземна спектрометрична зйомка посіви озимої пшениці Nitrogen in plants is part of the green pigment chlorophyll, as well as proteins, nucleic acids, phytohormones and alkaloids that indicates the key role of this element in plant life. Chlorophyll is the most important pigment of the photosynthetic process determining the life of all heterotrophic organisms on the planet. The facts mentioned above presuppose close relationships between nitrogen and chlorophyll in plants. The nitrogen content in plants serves as a basis for adjusting their nitrogen nutrition and calculating fertilization rates for high yields. This causes comstant importance of studying the content of nitrogen and chlorophyll in plants, especially by means of novel techniques with involving remote sensing. This study was focused on relationship between 19 vegetation indices (VI) and biochemical characteristics of vegetation, in particular nitrogen and chlorophyll content. Study areas were located within production fields of two varieties of winter wheat grown for harvest in 2016 by the grain company Baryshivska. The test plots varied by phytopathological situation in the phase of milk ripeness. Fungal infection of Bogdana variety caused significant varietal differences in biochemical parameters that were calculated by Kjeldahl makro-method for total nitrogen and by aerial survey with UAV (drone) for chlorophyll content. Among 19 VIs calculated by ground spectrometry the major part (16 VIs) were consistent with changes in nitrogen and chlorophyll content in the cultivars. In particular, CI rededge , CI green , MTCI, RVI, D731 / D700 and D735 / D700 were more than doubled, and NDRE1 and D718 / D700 were almost 1.5 times higher in the Skagen variety compared to the Bogdan variety. Only 3 indices: NDVI, Green NDVI and NI had limits of fluctuations of the values within the same limits, as varietal differences of biochemical indicators. Азот в растительном организме входит в состав зеленого пигмента хлорофилла, а также белков, нуклеиновых кислот, фитогормонов и алкалоидов, что указывает на приоритетную роль этого элемента в жизни растений. Хлорофилл является важнейшим пигментом фотосинтетического процесса, определяющего жизнедеятельность всех гетеротрофных организмов планеты. Вышесказанное обуславливает наличие тесной связи между содержанием в растительном организме азота и хлорофилла. Содержание азота в растениях служит основой для корректировки их азотного питания и расчета доз внесения азотных удобрений с целью формирования высоких урожаев. Следовательно, изучение содержания азота и хлорофилла в растениях является весьма актуальным, особенно с помощью новейших средств и методов с привлечением данных дистанционного зондирования. Предметом исследования является связь между отражательными параметрами растительности в виде 19 вегетационных индексов (ВИ) и ее биохимическими характеристиками, в частности, содержанием азота и хлорофилла. Тест-участки на производственных посевах двух сортов озимой пшеницы, различных по фитопатологической ситуации в фазу молочной спелости, выращенных на угодьях Барышевской зерновой компании под урожай 2016 года, служили объектом исследований. Инфицирование посева сорта Богдана возбудителями грибных заболеваний вызвало достоверные межсортовые различия биохимических показателей, полученных для общего азота макрометодом Кьельдаля, а для количества хлорофилла - по данным сканирования с БПЛА. С девятнадцати ВИ, рассчитанных по данным дистанционного спектрометрирования прибором ASD FieldSpec® 3FR большинство (16 ВИ) изменялись согласованно с изменениями содержания азота и хлорофилла в сортах. Из них CI rededge, CI green, MTCI, RVI, D731/D700 и D735/D700 более чем вдвое, а NDRE1 и D718/D700 практически в полтора раза были выше у сорта Скаген, чем у сорта Богдана. Только три индекса: NDVI, Green NDVI и NI имели пределы флуктуаций своих значений в тех же рамках, что и сортовые различия биохимических показателей. Азот в рослинному організмі входить до складу зеленого пігменту хлорофілу, а також білків, нуклеїнових кислот, фітогормонів та алкалоїдів, що вказує на пріоритетну роль цього елементу в житті рослин. Хлорофіл є найважливішим пігментом фотосинтетичного процесу, визначального для життєдіяльності всіх гетеротрофних організмів планети. Вищесказане зумовлює наявність тісного зв’язку між вмістом в рослинному організмі азоту і хлорофілу. Вміст азоту в рослинах слугує підґрунтям щодо коригування їх азотного живлення та розрахунку доз внесення азотних добрив для формування високих врожаїв. Це зумовлює сталу актуальність вивчення вмісту азоту та хлорофілу в рослинах, особливо за допомогою новітніх засобів та методів із залученням даних дистанційного зондування. Предметом дослідження є зв'язок між відбивними параметрами рослинності у вигляді 19 вегетаційних індексів (ВІ) та її біохімічними характеристиками, зокрема, вмістом азоту та хлорофілу. Тест-ділянки на виробничих посівах двох сортів озимої пшениці, відмінних за фітопатологічною ситуацією у фазу молочної стиглості, вирощених на угіддях Баришівської зернової компанії під урожай 2016 р., слугували об’єктом досліджень. Інфікування збудниками грибних захворювань посіву сорту Богдана спричинило достовірні міжсортові відмінності біохімічних показників, одержаних для загального азоту макрометодом К'єльдаля, а для кількості хлорофілу – за даними сканування з БПЛА. З дев’ятнадцяти ВІ, розрахованих за даними дистанційного спектрометрування приладом ASD FieldSpec® 3FR більшість (16 ВІ) змінювались узгоджено зі змінами вмісту азоту та хлорофілу в сортах. З них CI rededge, CI green, MTCI, RVI, D731/D700 та D735/D700 більш, ніж удвічі, а NDRE1 та D718/D700 практично в півтора рази були вищі у сорту Скаген, ніж у сорту Богдана. Лише три індекси: NDVI, Green NDVI та NI мали межі флуктуацій своїх значень у тих же рамках, що й сортові відмінності біохімічних показників. Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine 2020-09-19 Article Article application/pdf https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/178 10.36023/ujrs.2020.26.178 Ukrainian journal of remote sensing; No. 26 (2020); 4-13 Украинский журнал дистанционного зондирования Земли; № 26 (2020); 4-13 Український журнал дистанційного зондування Землі; № 26 (2020); 4-13 2313-2132 uk https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/178/193 Copyright (c) 2020 Ukrainian journal of remote sensing |