Грибковая болезнь: скрытая угроза для производителей ячменя
Fusarium Head Blight (FHB)- болезнь, вызванная грибковыми патогенами, которая развивается в теплых влажных средах и воздействует на широкий спектр сельскохозяйственных культур, включая ячмень. FHB снижает урожайность и качество зерна, влияя на его развитие, вырабатывая сморщенные, обесцвеченные и маломощные ядра.
В Северной Дакоте это заболевание особенно сильно повлияло на ячменные культуры, что привело к потерям в производстве в пределах от 5 до 10% в год. Например, в период 2010 - 2014 гг. производственные потери государства составляли от 25 до 280 млн. $.
Будучи обеспокоены финансовыми последствиями от этого заболевания, группа исследователей из Университета штата Северная Дакота провела эксперимент летом 2016 года, чтобы изучить различные методы борьбы с этим заболеванием.
Группа провела оценку десяти методов лечения, применявшихся в разное время в течение вегетационного периода, с самой ранней заявкой, сделанной 2 июня и следующей 1 июля. Все процедуры поливали в течение всего сезона с таким же количеством воды. Кроме того, измельченная пшеничная солома была распределена по вновь появившемуся ячменю, чтобы обеспечить локализованный источник инокулята.
Изображение RGB, в котором исследователи тестировали лечение фунгицидами.
После применения лечения исследователи произвели съёмку поля 15 и 21 июля с помощью мультиспектральной камеры MicaSense Rededge. В результате в ПО Атлас были созданы две карты NDVI.
Карта NDVI от 15 июля (диапазон 0,46-0,95). Индекс NDVI определяет количество энергии растения. Низкие участки NDVI имеют мало или вообще не имеют зеленой растительной ткани.
Карта NDVI от 21 июля (диапазон 0,27-0,95). Разница между двумя картами NDVI соответствует уровням зрелости в ячмене.
На картах NDVI подробно описываются результаты лечения для каждого участка.. Зеленый цвет указывает, где лечение было более эффективным, желтый, где эффект лечения был минимальным, а красный, где болезнь процветала больше.
По мере созревания ячменя листья и стебли начинают высыхать, так как растение перемещает свои питательные вещества вверх в развивающееся зерно. Когда растение подвергается стрессам из-за болезни, оно созревает быстрее, в результат - более короткий срок роста и более низкий урожай.
Учёные обнаружили высокую корреляцию данных NDVI с уровнем заболеваемости растений в исследуемой области. Фактически, карта NDVI смогла успешно выявить различия в урожае ячменя между методами обработками. Графики с более высоким уровнем NDVI показали более низкие уровни заболеваемости и обеспечивали максимальную урожайность.
Кроме того, это исследование продемонстрировало ценность мультиспектральных данных как объективных источников информации для поддержки решений в управлении культурами. Исследователи использовали мультиспектральную визуализацию для точной оценки воздействия фунгицидных обработок на их урожаи и предпринимают шаги для сведения к минимуму неблагоприятного воздействия на производительность и качество семян в течение всего сезона.