Ökologen der RUDN-Universität haben in Satellitenbildern einen Parameter gefunden, der eine genaue Berechnung und Steigerung des Weizenertrags ermöglicht. Eine solche Technologie hilft Agronomen, Pflanzen zu überwachen und Entscheidungen zu treffen. Diese Ergebnisse wurden veröffentlicht in Das ägyptische Journal für Fernerkundung und Weltraumwissenschaft.
Geringe Ernteerträge sind in der Regel mit Störungen der agrarklimatischen Bedingungen, unsachgemäßer oder verspäteter Bodenbearbeitung, Krankheiten und Schädlingen verbunden. Laboranalysen erfordern viel Zeit und Ausrüstung und können kein vollständiges räumliches Bild liefern. Um das Problem der Ertragsinstabilität zu lösen, brauchen wir neue Ansätze. Eine davon ist die Satellitenüberwachung.
Von Satelliten gewonnene Bilder ermöglichen es, die Wachstumsraten von Pflanzen auf einer großen Fläche auf einmal zu beurteilen und rechtzeitig Maßnahmen zu ergreifen, um einen Ertragsrückgang zu verhindern. Ökologen der RUDN-Universität und Kollegen aus Algerien, Ägypten und Russland haben einen Indikator ermittelt, der dabei hilft, den Ertrag mit nahezu 100-prozentiger Genauigkeit zu berechnen. Sie führten ein Experiment am Beispiel verschiedener Winterweizensorten durch.
„Es ist notwendig, die Anbautechnologien unter Berücksichtigung der Sortenmerkmale sowie der Boden- und Klimabedingungen zu verbessern. Wir müssen das Potenzial neuer Winterweizensorten erhöhen und Probleme der Pflanzeninstabilität lösen. Deshalb sind moderne Pflanzenmanagementtechnologien für die Landwirtschaft wichtig. “ sagte Dmitry Kucher, Ph.D., Leiter des Wissenschaftlichen Zentrums für Forschung, integrierte Gestaltung und Entwicklung von Stadt und Landwirtschaft an der RUDN-Universität.
Über ein Jahr hinweg beobachteten Ökologen das Wachstum von Weizen, der unter drei verschiedenen Boden-, Saatgut- und Pflanzenbehandlungssystemen angebaut wurde, von Standard bis hin zu hoher Intensität. Dazu nutzten die Autoren Sentinel-2-Satellitenbilder mit einer Auflösung von 10 bis 60 Metern. Gleichzeitig überwachten Ökologen der RUDN-Universität die „Bodenindikatoren“ von Weizen: den Ernteertrag und die Kornqualität. Mithilfe von Satellitenbildern in verschiedenen Bereichen ermittelten sie die Weizenwachstumsindikatoren – Vegetationsindizes, die die Vegetationsdichte, die Photosyntheseaktivität, den Chlorophyllgehalt und andere widerspiegeln.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Behandlungsmethode alle Vegetationsindizes erheblich beeinflusst. Die Indizes selbst korrelieren gut (um nicht weniger als 83 %) mit dem endgültigen Indikator – dem Ernteertrag. Der grüne Chlorophyll-Index (CGI) erwies sich als der effektivste für die Vorhersage des Erntevolumens – seine Korrelation mit dem Ertrag betrug 98 %.
„Wir haben das Potenzial des Pflanzenmanagements mithilfe von Fernvegetationsindizes aufgedeckt. Die Ergebnisse zeigen die Vorteile der Fernerkundung im Hinblick auf Kosten und Überwachungsfläche im Vergleich zu herkömmlichen Methoden. Die Fernerkundung deckt räumliche Variationen im Wachstum auf. Dies wird den Anbau verbessern und dazu beitragen, optimale Ergebnisse zu erzielen.“ Produktion in Bezug auf Quantität und Qualität“, sagte Dmitry Kucher, Ph.D., Leiter des Wissenschaftlichen Zentrums für Forschung, integriertes Design und Entwicklung von Stadt und Landwirtschaft an der RUDN-Universität.
Mehr Informationen:
NY Rebouh et al., Auf dem Weg zur Verbesserung des präzisen landwirtschaftlichen Managements der Weizenernte mithilfe von Fernerkundung: Eine Fallstudie in der zentralen Nicht-Schwarzerde-Region Russlands, Das ägyptische Journal für Fernerkundung und Weltraumwissenschaft (2023). DOI: 10.1016/j.ejrs.2023.06.007
Zur Verfügung gestellt von der Russischen Stiftung für Grundlagenforschung