Бул изилдөө күрүчтө азоттук үстүңкү жер семирткичти өсүмдүк жамынтысынан өлчөнгөн нормалдаштырылган айырма вегетация индекси (Normalized Difference Vegetation Index, NDVI) аркылуу баскычтуу өзгөрмө нормаларда берүүгө мүмкүндүк берген арзан айыл чарба машиналык системасын чыныгы талаа шартында баалайт. Бир гана жерде жана бир гана өндүрүш мезгилинде жүргүзүлгөн алты тилкелүү салыштырууда NDVI башкарган толук бөлүнгөн жер семирткич берүү стратегиясынын болжолдуу сезондук карбамид киргизүүсү 213,42 kg ha−1, uniform стратегиянын пландалган киргизүүсү болсо 225,00 kg ha−1 болгон; айырма сезондук карбамид киргизүүсүнүн %5,1 азайышына туура келет. Түшүм жыйноодо %14 дан нымдуулугуна оңдолгон орточо түшүмдүүлүк uniform башкарууда 7,35 t ha−1, NDVI башкарууда 8,02 t ha−1; колдонулган азоттун жарым-жартылай фактордук өндүрүмдүүлүгү болсо тиешелүүлүгүнө жараша 71,0 жана 81,7 kg дан kg−1 N деп эсептелген. Бирок алгачкы эки жер семирткич дозасы да эки башкаруунун ортосунда айырмалангандыктан, түшүмдүүлүк жана азот натыйжалуулугундагы айырмаларды NDVI сенсоруна, өзгөрмө нормадагы колдонууга же машинанын өзүнө гана себептик түрдө таандык кылууга болбойт.
Изилдөөнүн инженердик фокусу өсүмдүктүн азот муктаждыгын сезүү менен гана чектелбейт. Изилдөөчүлөр сенсор чыгарган NDVI маанисин реалдуу айыл чарба машинасында жер семирткич өлчөмүнө айланткан сенсор–микроконтроллер–PWM актуатору–гидравликалык кыймылдаткыч–оюктуу вал чынжырын талаа колдонмосунда пайдаланган. Система үзгүлтүксүз өзгөргөн чексиз сандагы дозалардын ордуна алдын ала аныкталган баскычтуу дозалоо setpointтеринин ортосунда өтөт.
Эң маанилүү чечмелөө чеги мындай: NDVI башкарган топтун 45-күндөгү сенсор көзөмөлдөгөн үчүнчү жер семирткич берүүсү uniform топтун үчүнчү берүүсүнөн төмөн эмес, жогору. Үчүнчү колдонууда NDVI башкарган топ үчүн жалпы талаа жыйноо баасы 100,92 kg карбамид ha−1, uniform топ үчүн болсо 75,00 kg карбамид ha−1. Сезондун аягында пайда болгон жалпы %5,1 төмөндөө NDVI тобундагы биринчи эки кол менен берилген дозанын ар бири 56,25 kg карбамид ha−1 деңгээлинде төмөн кармалганынан келип чыккан толук бөлүнгөн жер семирткич берүү стратегиясынын натыйжасы.
| Жыйынтык өлчөмү | Uniform башкаруу | NDVI башкаруу | Илимий чечмелөө |
|---|---|---|---|
| Сезондук карбамид киргизүүсү | 225,00 kg ha−1 | 213,42 kg ha−1 | NDVI башкарууда 11,58 kg ha−1 төмөн; айырма толук жер семирткич программасына тиешелүү. |
| Элементтик N эквиваленти | 103,50 kg N ha−1 | 98,17 kg N ha−1 | 5,33 kg N ha−1 төмөн болжолдуу сезондук киргизүү. |
| Орточо дан түшүмдүүлүгү | 7,35 t ha−1 | 8,02 t ha−1 | Сүрөттөөчү жыйынтык; себептик артыкчылык тести эмес. |
| PFPN | 71,0 kg дан kg−1 N | 81,7 kg дан kg−1 N | Дарылоо орточолорунан эсептелген дарылоо деңгээлиндеги катыш; көз карандысыз кайталоо эмес. |
Изилдөөнүн негизги суроосу эмне?
Күрүч талаасында өсүмдүктөрдүн азот муктаждыгы аянт боюнча бирдей болбошу мүмкүн. Изилдөөнүн инженердик көйгөйү өсүмдүк жамынтысынан сезилген айырма жөн гана сенсор маалыматы болуп калбастан, талаада колдонула турган жер семирткич дозасына айландырылышы. Бул үчүн сенсор өлчөгөн NDVI мааниси башкаруу алгоритмине, андан актуаторго жана акырында чыныгы гранул карбамид агымына жеткирилиши керек.
Изилдөөдө колдонулган платформа мурда иштелип чыккан жана ар кандай иштерде техникалык жактан мүнөздөлгөн система. Учурдагы изилдөөнүн салымы жаңы машина иштеп чыгуу же машинанын жооп тактыгын кайра текшерүү эмес. Салым — өзүнчө алты тилкелүү күрүч маалымат топтомунда бөлүнгөн жер семирткич киргизүүлөрүн, NDVI өзгөрмөлүүлүгүн, түшүм жыйноо түшүмдүүлүгүн жана колдонулган азоттун жарым-жартылай фактордук өндүрүмдүүлүгүн бирге баалоо.
Колдонгуч кантип иштейт?
Тракторго орнотулган система 11 катарлуу себүү–жер семирткич берүү машинасынын өзгөрмө нормада колдонууга ылайыкташтырылган формасы. Машинада бир активдүү оптикалык өсүмдүк жамынтыгы сенсору, микроконтроллерге негизделген башкаруу, импульс кеңдигин модуляциялоо (pulse-width modulation, PWM), гидравликалык мотор кыймылдаткычы жана оюктуу вал жер семирткич дозалоо механизми бар. Он бир жер семирткич чыгышы 0,20 m аралыкта жайгашып, жалпы натыйжалуу иш кеңдиги 2,2 m деп билдирилген.
Булак изилдөөдөгү 1-сүрөт трактордогу физикалык системаны; 2-сүрөт болсо буйрук чынжырын көрсөтөт. Өсүмдүк жамынтыгынын кызыл жана жакын инфракызыл чагылуусу сенсордо NDVIга айландырылат. NDVI мааниси алдын ала аныкталган башкаруу диапазонуна чектелип, максаттуу карбамид нормасы эсептелет, эң жакын дозалоо валынын setpointи тандалат жана PWM башкарган гидравликалык кыймылдаткыч оюктуу валдын ылдамдыгын өзгөртөт. Ошол эле буйрук 11 жер семирткич чыгышынын баарына колдонулат.
Verianla Live: NDVI өлчөөсүнөн карбамид колдонууга чейинки буйрук чынжыры
Бул процесс булак изилдөөнүн 2-сүрөтүндө берилген чыныгы башкаруу архитектурасынын кыргызча түшүндүрмөсү. Схема реалдуу убакыттагы жүрүү ылдамдыгынын feedbackи, жабык цикл жер семирткич агымын өлчөө же тажрыйбага мүнөздүү телеметрия бар дегенди билдирбейт.
| Этап | Түшүндүрмө | Булак |
|---|---|---|
| 1. Өсүмдүк жамынтыгын сезүү | Активдүү оптикалык GreenSeeker сенсору кызыл жана жакын инфракызыл чагылууну колдонуп NDVI чыгарат. | 2-сүрөт; Ыкма 2.1 жана 2.4 |
| 2. NDVI башкаруу диапазону | NDVI мааниси 0,35–0,75 башкаруу диапазонуна ылайык чектелет. | Ыкма 2.3; 4-сүрөт |
| 3. Максаттуу карбамид нормасы | Детерминисттик NDVI–норма эрежеси максаттуу карбамид өлчөмүн эсептейт. | Ыкма 2.3 |
| 4. Setpoint тандоо | Максаттуу норма жеткиликтүү дозалоо валы ылдамдыктарынын сандык жактан эң жакын setpointине дайындалат. | Таблица 3 |
| 5. PWM жана гидравликалык кыймылдаткыч | Микроконтроллер PWM буйругу менен гидравликалык моторду жана дозалоо валынын ылдамдыгын башкарат. | 2-сүрөт |
| 6. Оюктуу вал менен дозалоо | Дозалоо валынын айланышы оюктуу вал механизми аркылуу гранул карбамид чыгышын башкарат. | 2-сүрөт |
| 7. Жер семирткич берүү | Тандалган бир setpoint бир убакта 11 чыгыштын баарына колдонулат. | 2-сүрөт; Ыкма 2.1 |
Verianla Live: Визуалдаштыруу жогорудагы көрүнгөн илимий маалымат таблицасынан браузерде түзүлөт. Таблица илимий source-of-truth катары сакталат.
NDVI жер семирткич өлчөмүнө кантип айландырылды?
NDVI жакын инфракызыл (NIR) жана кызыл (Red) чагылуу тилкелеринен эсептелген:
\[ NDVI=\frac{NIR-Red}{NIR+Red} \]
Үчүнчү жер семирткич колдонууда башкаруу системасы 0,35 менен 0,75 ортосундагы NDVI диапазонун колдонгон. Максаттуу карбамид продукт нормасы \(R_{u,target}\) үчүн колдонулган детерминисттик байланыш төмөнкүдөй:
\[ R_{u,target}= \begin{cases} 112.50, & NDVI \leq 0.35\\ 112.50\times\frac{0.75-NDVI}{0.75-0.35}, & 0.35<NDVI<0.75\\ 0, & NDVI \geq 0.75 \end{cases} \]
Бул жерде \(R_{u,target}\) kg карбамид ha−1 түрүндөгү максаттуу продукт өлчөмү. NDVI 0,35 же андан төмөн болсо система эң жогорку алдын ала белгиленген норма 112,50 kg карбамид ha−1 ни; NDVI 0,75 же андан жогору болсо нөл колдонууну максат кылган. Эки чек ортосунда норма сызыктуу эсептелген. Элементтик азот эквиваленти:
\[ R_N=0.46R_{u,target} \]
байланышы менен аныкталган; анткени колдонулган коммерциялык гранул карбамид %46 жалпы N камтыган.
Бул чектер изилдөөдө талаа колдонуу үчүн туруктуу инженердик параметрлер. Изилдөөчүлөр аларды ар башка күрүч сорттору, талаалар же сезондор үчүн жалпы азот сунуш эрежеси катары колдонбоо керектигин өзгөчө белгилешет.
Талаа эксперименти кантип уюштурулду?
Талаа эксперименти 2020-жылкы күрүч өстүрүү сезонунда, июнь–октябрь мезгилинде Punjab Agricultural University изилдөө фермасында, Ludhiana, Индияда жүргүзүлгөн. PR-122 күрүч сорту колдонулган. Талаа болжол менен 30,91° Т жана 75,81° Ч координаттарында, болжол менен 244 m бийиктикте. Көчөт отургузууга чейинки 0–15 cm топурак үлгүлөрүндө топурак чополуу кумдуу, pH 7,3, органикалык C 3,2 g kg−1, NaHCO3 менен экстракциялануучу P 6,4 mg kg−1 жана NH4OAc менен экстракциялануучу K 58 mg kg−1 деп билдирилген. Баштапкы минералдык N жана жалпы N өлчөөлөрүнүн жоктугу тилкелер арасындагы баштапкы азот камсыздоосун салыштырууга тоскоол болгон маанилүү чектөө.
Эксперимент үч жанаша тилке жуптары түрүндө жалпы алты тилкеден турган. Ар бир тилке болжол менен 72 m узундукта жана 7,1 m кеңдикте. Тилкелер NDVI башкарган жана uniform башкаруу болуп кезектешип жайгаштырылган; бирок ирет randomize кылынган эмес. Ошондуктан дизайн толук randomize кылынган кичине участок эксперименти эмес, үч кайталоолуу туруктуу кезектешкен тилке талаа изилдөөсү катары бааланышы керек.
Колдонгучтун натыйжалуу кеңдиги 2,2 m болгондуктан 7,1 m кеңдиктеги ар бир тилкеде бир нече параллелдүү өтүү талап кылынган. Өтүүлөрдүн саны, борбордон борборго аралык, кабатташуу же боштук көлөмү, чек ара аралыктары жана кайсы бир өтүү дарылоо чегинен ашкан-ашпаганы боюнча деталдуу жазуулар сакталган эмес. Ошондуктан толук колдонуу геометриясын кийин кайра түзүү мүмкүн эмес.
Бир сенсор бүт иш кеңдигин өкүлчүлүк кылдыбы?
GreenSeeker активдүү оптикалык сенсору өсүмдүк жамынтысынан болжол менен 750 mm жогору колдонулган. Булак изилдөөдө бул сенсор сунушталган орнотуу бийиктигинде болжол менен 0,25–0,50 m кеңдиктеги аймакты сезери, машинанын жалпы натыйжалуу колдонуу кеңдиги болсо 2,2 m экени айтылат. Демек, бир сенсор колдонгучтун бүт кеңдигин түз өлчөөнүн ордуна иш тилкесинин бир бөлүгүн гана үлгүлөйт. Сенсор чыгарган бир норма буйругу болсо 11 жер семирткич чыгышынын баарына колдонулат.
Изилдөөдө иш кеңдиги боюнча көз карандысыз каптал NDVI transectтери чогултулбагандыктан, бир сенсор 2,2 m бүт тилкени канчалык деңгээлде өкүлчүлүк кылары текшерилген эмес. Бул арзан архитектуранын маанилүү инженердик компромисси.
Изилдөө колдогон жыйынтыктар
- Мурда иштелип чыккан NDVI башкарган баскычтуу өзгөрмө нормадагы колдонгуч бул экспериментте үчүнчү карбамид колдонуу учурунда реалдуу талаа шартында пайдаланылган.
- NDVI башкарган толук бөлүнгөн башкаруунун болжолдуу сезондук карбамид киргизүүсү uniform программага салыштырмалуу 11,58 kg ha−1, башкача айтканда %5,1 төмөн.
- NDVI башкарууда өлчөнгөн орточо дан түшүмдүүлүгү ушул бир экспериментте жогору болгон.
- Дарылоо деңгээлинде эсептелген PFPN NDVI башкарууда жогору.
- Эки башкарууда тең NDVIнын салыштырмалуу өзгөрмөлүүлүгү өсүү мезгили өткөн сайын азайган.
- Детерминисттик NDVI–норма эрежесин чектелген sensing жана башкаруу жабдуусу менен айыл чарба колдонгучуна өткөрүүгө болору көрсөтүлгөн.
Изилдөө далилдебеген жыйынтыктар
- Түшүмдүүлүк өсүшү NDVI сенсорунан гана келип чыкканы көрсөтүлгөн эмес.
- Өзгөрмө нормадагы актуатордун өз алдынча агрономиялык артыкчылыгы далилденген эмес.
- Алгачкы эки жер семирткич дозасы ар башка болгондуктан, үчүнчү сенсор башкарган колдонуунун себептик таасири өзүнчө бөлүнгөн эмес.
- 100,92 kg карбамид ha−1 мааниси мейкиндик боюнча колдонулган-доза картасы эмес, жалпы талаа жыйноо баасы.
- Контроллер кайсы доза классын талаа боюнча канча жолу тандаганы жана бул класстар кайда колдонулганы текшерилген эмес.
- Изилдөө көп жердүү же көп сезондуу жалпы агрономиялык артыкчылык далили эмес.
- Экологиялык азот жоготуулары өлчөнбөгөндүктөн volatilization, жууп кетүү, беттик агым же башка экологиялык жоготуулар азайганы далилденген эмес.
Түркия жагынан эмнени билдирет?
Бул изилдөө Түркияда жүргүзүлгөн эмес жана колдонулган NDVI чектери же карбамид нормалары Түркиядагы күрүч өндүрүшүнө түздөн-түз өткөрүлбөшү керек. Изилдөөнүн негизги көчүрүлө турган баалуулугу арзан сенсор–башкаруу–дозалоо архитектурасын талаа машинасына кантип интеграциялоого болорун көрсөтүшүндө. Түркия шартында окшош система бааланса, жергиликтүү күрүч сорту, талаа шарты, топурак фону, өстүрүү ыкмасы жана сезондук шарттар үчүн NDVI чектери менен жер семирткич нормалары өзүнчө калибрлениши керек. Бул адаптация изилдөөдө сыналган туруктуу чектер жергиликтүү азот сунушу деген божомол менен жасалбашы керек.
Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары
Колдонгуч платформасынын негизги техникалык өзгөчөлүктөрү
| Техникалык элемент | Изилдөөдө билдирилген түзүлүш | Чечмелөө чеги |
|---|---|---|
| Колдонгуч | Тракторго орнотулган, 11 чыгыштуу гранул карбамид колдонгучу | Мурда иштелип чыккан платформа колдонулган. |
| Чыгыш аралыгы | 0,20 m | 11 чыгыш бирдей setpoint буйругун алат. |
| Натыйжалуу иш кеңдиги | 2,2 m | Бир сенсор бүт кеңдикти түз үлгүлөбөйт. |
| Сенсор | Активдүү оптикалык GreenSeeker | Өсүмдүк жамынтысынан болжол менен 750 mm жогору колдонулган. |
| Башкаруу | Микроконтроллер + PWM | Реалдуу убакыт жабык цикл жер семирткич агымы өлчөөсү жок. |
| Кыймылдаткыч | Гидравликалык мотор | Дозалоо валынын ылдамдыгын кыймылга келтирет. |
| Дозалоо механизми | Оюктуу вал | Гранул карбамид үчүн колдонулган. |
| Номиналдык жүрүү ылдамдыгы | Болжол менен 3 km h−1 (0,83 m s−1) | Жүрүү ылдамдыгы контроллердин реалдуу убакыт feedback кириши эмес. |
| Буйрук жаңыртуу аралыгы | 1 s | Номиналдык ылдамдыкта болжол менен 0,8 m жүрүүгө туура келет. |
Платформанын мурда билдирилген курулуш чыгымы болжол менен 700 АКШ доллары. Макаладагы “арзан” аныктамасы ушул тарыхый адаптация чыгымына таянат; сан учурдагы сатып алуу чыгымы, ээлик кылуу чыгымы, трактор, эмгек же жаңылоо чыгымынын анализи эмес.
Башкаруу setpointтери
| Дозалоо валынын ылдамдыгы (rpm) | Максаттуу карбамид нормасы (kg карбамид ha−1) | Элементтик N эквиваленти (kg N ha−1) |
|---|---|---|
| 0 | 0,00 | 0,00 |
| 10 | 28,13 | 12,94 |
| 20 | 56,25 | 25,88 |
| 30 | 84,38 | 38,81 |
| 40 | 112,50 | 51,75 |
Башкаруу алгоритми үзгүлтүксүз эсептеген максаттуу маани жогорудагы беш дозалоо валы setpointинин сандык жактан эң жакынына дайындалган. Демек колдонуу “баскычтуу өзгөрмө нормадагы”; талаа боюнча бардык мүмкүн болгон маанилерди үзгүлтүксүз чыгарган дозалоо системасы эмес.
Башкаруу кечигүүсү жана жүрүү ылдамдыгынын мааниси
Контроллер жаңы колдонуу нормасы буйругун 1 секунддук аралыктар менен эсептеген. Ошол эле платформанын мурдагы мүнөздөмөсүндө сенсордон дозалоо валына жооп убактысы болжол менен 3,53–4,93 s деп билдирилген. Болжол менен 3 km h−1 жүрүү ылдамдыгында бул убакыт болжол менен 2,9–4,1 m жүрүү аралыгына туура келет. Бирок учурдагы талаа экспериментинин жазууларында сенсор–чыгыш физикалык офсети, колдонулган алдын ала кароо убактысы жана талаа башындагы өтүүлөрдү башкаруу жок болгондуктан, сезилген өсүмдүк позициясы менен чыныгы жер семирткич чыгышынын экспериментке мүнөздүү мейкиндик дал келүүсү өлчөнгөн эмес.
Жүрүү ылдамдыгы болжол менен 3 km h−1 деңгээлинде кармалган, бирок реалдуу убакыт башкаруу кириши катары колдонулган эмес. Изилдөөнүн эсептөөсүнө ылайык номиналдык ылдамдыктан %10 төмөн жүрүү болжол менен +%11,1, %10 жогору жүрүү болсо болжол менен −%9,1 норма четтөөсүнө алып келиши мүмкүн. Бул жыйынтык системанын талаа иштөөсүндө туруктуу жүрүү ылдамдыгы эмне үчүн маанилүү экенин көрсөтөт.
Үч бөлүнгөн жер семирткич программасы кантип айырмаланды?
Uniform башкарууда көчөт отургузуудан кийинки 7., 21. жана 45-күндөрдө (days after transplanting, DAT) үч жолу 75,00 kg карбамид ha−1 колдонуу пландалган. NDVI башкарууда биринчи эки колдонуу сенсордон көз карандысыз кол менен 56,25 kg карбамид ha−1 берилген; 45 DATтагы үчүнчү колдонуу гана NDVI сенсору менен башкарылган.
Жалпы NDVI башкаруу үчүн 56,25 + 56,25 + 100,92 = 213,42 kg карбамид ha−1, башкача айтканда 98,17 kg N ha−1 деп бааланган. Uniform башкаруунун пландалган жалпысы 225,00 kg карбамид ha−1, башкача айтканда 103,50 kg N ha−1.
Талаа жыйноо баасы кантип эсептелди?
45 DAT колдонууда 11 чыгыштан түшкөн жер семирткич көзөмөлдөнгөн өтүүлөрдө убактылуу баштыктарга чогултулуп, таразага тартылып, тиешелүү дарылоо аянтына кайра колдонулган. Жалпы массалык агымдан аянтка негизделген карбамид нормасы төмөнкү байланыш менен эсептелген:
\[ R_u=\frac{M/t}{wv}\times10000 \]
Бул жерде \(R_u\) kg карбамид ha−1 түрүндөгү колдонуу нормасын, \(M\) көзөмөлдөнгөн чыгыштардан чогултулган жалпы карбамид массасын (kg), \(t\) жалпы чогултуу убактысын (s), \(w\) натыйжалуу колдонуу кеңдигин (m) жана \(v\) жүрүү ылдамдыгын (m s−1) билдирет.
Бул ыкма үчүнчү бөлүнгөн колдонуу үчүн 100,92 kg карбамид ha−1, башкача айтканда 46,42 kg N ha−1 жалпы баа берген. Маани үч өзүнчө тилке кайталоосу үчүн алынган норма эмес жана түшүм жыйноо кичи аянттары менен мейкиндик боюнча дал келтирилген эмес.
NDVI үлгүлөө жана өсүмдүк жамынтыгынын өзгөрмөлүүлүгү
Талаа боюнча өзүнчө NDVI чекит өлчөөлөрү 21, 35 жана 59 DATта жүргүзүлгөн. Ар бир этапта ар бир дарылоонун ар бир кайталоосунда алты жерде бештен NDVI окуусу алынган жана ар бир үлгүлөө этабында дарылоо башына жалпы 90 NDVI өлчөөсү алынган. Бул жеке өлчөөлөр түшүмдүүлүк анализинде көз карандысыз эксперимент кайталоосу катары каралган эмес.
Verianla Live: Өсүү мезгилине жараша NDVI вариация коэффициенти
Маанилер орточо NDVIны эмес, дарылоонун ичиндеги салыштырмалуу өзгөрмөлүүлүктү көрсөткөн вариация коэффициентин (CV) билдирет. Орточо NDVI жана кайталоо негизиндеги SD/SE жазуулары жок болгондуктан, бул график эки топтун орточо азот абалы теңелгенин көрсөтпөйт.
| Көчөт отургузуудан кийинки күн (DAT) | NDVI башкарган CV (%) | Uniform CV (%) | Булак |
|---|---|---|---|
| 21 | 16 | 14 | 5-сүрөт; Жыйынтык 3.2 |
| 35 | 7 | 6 | 5-сүрөт; Жыйынтык 3.2 |
| 59 | 4 | 3 | 5-сүрөт; Жыйынтык 3.2 |
Сызыктар өлчөнгөн үч этаптагы чекиттерди гана бириктирген визуалдык көрсөтүү; аралык күндөрдө өлчөө жүргүзүлгөн же сызыктуу биологиялык өзгөрүү болгон дегенди билдирбейт.
Эки топто тең CV өсүү мезгили өткөн сайын азайган. Бирок NDVI башкаруу үч өлчөө датасынын эч биринде uniform башкаруудан төмөн CV көрсөткөн эмес; маанилер тиешелүүлүгүнө жараша 16га каршы 14, 7ге каршы 6 жана 4кө каршы %3 болгон. Демек изилдөө дарылоонун ичиндеги салыштырмалуу NDVI өзгөрмөлүүлүгү убакыт менен азайганын гана колдойт.
Түшүм кантип өлчөндү?
Ар бир дарылоо тилкесинде четтерден жана талаа башынан алыс жайгашкан төрт борбордук 8,0 m2 кичи аянт жыйналган. Ар бир кичи аянт 4,0 × 2,0 m өлчөмүндө. Бир тилкеде жалпы үлгүлөнгөн аянт 32,0 m2 болуп, болжол менен 511,2 m2 тилке аянтынын %6,3үн түзгөн. Дандар бастырылып, тазаланып, таразага тартылып, түшүмдүүлүк %14 стандарттык дан нымдуулугуна оңдолгон.
Төрт кичи аянт адегенде өз тилке кайталоосу ичинде орточолонуп, ошентип ар бир дарылоо үчүн R1, R2 жана R3 болуп үч тилке деңгээлиндеги маани алынган. Эксперимент бирдиги кичи аянт эмес, кайталанган тилке.
| Башкаруу | R1 (t ha−1) | R2 (t ha−1) | R3 (t ha−1) | Орточо ± SD (t ha−1) | CV (%) | PFPN (kg дан kg−1 N) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Uniform | 7,23 | 7,41 | 7,42 | 7,35 ± 0,11 | 1,5 | 71,0 |
| NDVI башкарган | 7,94 | 7,97 | 8,15 | 8,02 ± 0,11 | 1,4 | 81,7 |
Үч жанаша тилке жуптарында NDVI башкарган минус uniform түшүмдүүлүк айырмалары тиешелүүлүгүнө жараша 0,71, 0,56 жана 0,72 t ha−1 болгон. Бул үч айырманын арифметикалык орточосу 0,67 t ha−1, стандарттык четтөөсү 0,09 t ha−1. Авторлор бул ырааттуулукту статистикалык агрономиялык артыкчылык далили катары эмес, учурдагы туруктуу тилке түзүлүшүндөгү сүрөттөөчү жыйынтык катары беришет.
Verianla Live: Орточо дан түшүмдүүлүгүн салыштыруу
Көрсөтүлгөн маанилер %14 дан нымдуулугуна оңдолгон үч тилке орточосу. Эксперимент randomize кылынбагандыктан жана болгону үч жанаша тилке жуптан тургандыктан, график себептик артыкчылык далили катары чечмеленбеши керек.
| Башкаруу стратегиясы | Орточо дан түшүмдүүлүгү (t ha−1) | Өлчөм | Булак |
|---|---|---|---|
| Uniform | 7,35 | %14 дан нымдуулугуна оңдолгон үч тилке орточосу | Таблица 5 |
| NDVI башкарган | 8,02 | %14 дан нымдуулугуна оңдолгон үч тилке орточосу | Таблица 5 |
Колдонулган азоттун жарым-жартылай фактордук өндүрүмдүүлүгү кантип эсептелди?
Колдонулган азоттун жарым-жартылай фактордук өндүрүмдүүлүгү (partial factor productivity of applied nitrogen, PFPN) дарылоонун орточо дан түшүмдүүлүгүн болжолдуу сезондук элементтик N киргизүүсүнө бөлүү менен эсептелген:
\[ PFP_N=\frac{\text{tedavi ortalama tane verimi (kg ha}^{-1}\text{)}}{\text{mevsimlik N girdisi (kg N ha}^{-1}\text{)}} \]
Uniform башкарууда PFPN 71,0 kg дан kg−1 N, NDVI башкарууда 81,7 kg дан kg−1 N деп эсептелген. Бирок бул маанилер ар бир тилке үчүн көз карандысыз эсептелген үч кайталоо эмес; дарылоонун орточо түшүмдүүлүгү жана дарылоо деңгээлиндеги сезондук N киргизүүсүнөн бир жолу эсептелген сүрөттөөчү катыштар.
Статистикалык чечмелөө эмне үчүн чектелүү?
Изилдөөдө дарылоону салыштыруу үчүн эксперимент бирдиги кайталанган тилке. Төрт түшүм жыйноо кичи аянты көз карандысыз эксперимент кайталоосу катары колдонулган эмес. Түзүлүш болгону үч туруктуу жанаша тилке жуптан тургандыктан жана дарылоо ирети randomize кылынбагандыктан, авторлор ишеним аралыгы же гипотеза тестин колдонушкан эмес. Бул ыкма кичинекей субүлгүлөрдү көз карандысыз кайталоо катары кароодон пайда боло турган жасалма үлгү көлөмүнөн качат; бирок ошол эле учурда жыйынтыктардын статистикалык жалпылануу мүмкүнчүлүгүн чектейт.
Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү
| Толук оригинал изилдөө аталышы | Field Demonstration of a Low-Cost NDVI-Guided Stepwise Variable-Rate Nitrogen Topdressing Applicator for Rice |
|---|---|
| Авторлор | Hasan Mirzakhaninafchi; Manjeet Singh; Apoorv Prakash; Santosh Kumar; Aseem Verma; Shikha Sharda; Jugminder Kaur; Parmar Raghuvirsinh; Ali Pirhadi Tavandashti; Ali Mirzakhani Nafchi; Glen Rains; Wesley Porter |
| Тең салым / тең биринчи автор | Булак изилдөөдө тең биринчи/тең салым билдирүүсү көрсөтүлгөн эмес. |
| Жооптуу автор | Hasan Mirzakhaninafchi |
| Мекемелер | College of Engineering, University of Georgia, Tifton, АКШ; Department of Farm Machinery and Power Engineering, Punjab Agricultural University, Ludhiana, Индия; Department of Agricultural and Biosystems Engineering, South Dakota State University, Brookings, АКШ; Department of Entomology, University of Georgia, Tifton, АКШ; Department of Crop and Soil Sciences, University of Georgia, Tifton, АКШ. |
| Булак түрү | Рецензияланган изилдөө макаласы; бир жердүү, бир сезондуу, кайталанган тилке талаа көрсөтмөсү жана инженердик колдонмо. |
| Рецензия статусу | Рецензияланган журналда жарыяланган макала; preprint эмес. |
| Журнал | AgriEngineering |
| Басмакана | MDPI, Basel, Switzerland |
| Том / сан / макала | 2026, 8(8), 325 |
| DOI | 10.3390/agriengineering8080325 |
| Кабыл алуу / ревизия / кабылдануу / жарыя | 1 июль 2026 / 26 июль 2026 / 31 июль 2026 / 5 август 2026 |
| Расмий шилтеме | https://doi.org/10.3390/agriengineering8080325 |
| Лицензия | Creative Commons Attribution (CC BY) ачык жеткиликтүүлүк лицензиясы. |
Каржылоо, маалымат жана кызыкчылыктардын кагылышы
Изилдөө Punjab Agricultural Universityде жүргүзүлгөн талаа эксперименти жана колдонгуч ресурстарына таянат. Тиешелүү колдонгучту өнүктүрүү изилдөөсү Индия Өкмөтүнүн Department of Science and Technology тарабынан Punjab Agricultural Universityде аткарылган CSS-42 программасынын алкагында колдоого алынган.
Макалада билдирилген жыйынтыктарды колдогон маалыматтар макаланын жана кошумча материалдардын ичинде бар экени; кичи аянт деңгээлиндеги дан түшүмдүүлүгү Supplementary Table S1де берилгени көрсөтүлөт. Калган негизги эксперимент жазуулары ретроспективдүү бөлүшүү үчүн жеткиликтүү эместиги ачык айтылган.
Авторлор кызыкчылыктардын кагылышы жок экенин билдирип, каржылоочу изилдөө дизайнында, маалымат чогултууда, анализде, чечмелөөдө, макала жазууда же жарыя чечиминде роль ойнобогонун белгилешкен.
Автордук салымдар
Концептуалдаштыруу: Hasan Mirzakhaninafchi, Manjeet Singh, Apoorv Prakash жана Ali Mirzakhani Nafchi. Методология: Hasan Mirzakhaninafchi, Manjeet Singh, Apoorv Prakash, Santosh Kumar жана Aseem Verma. Изилдөө: Hasan Mirzakhaninafchi. Маалымат курациясы: Hasan Mirzakhaninafchi, Shikha Sharda жана Jugminder Kaur. Формалдык анализ: Hasan Mirzakhaninafchi. Алгачкы долбоорду жазуу: Hasan Mirzakhaninafchi. Валидация: Hasan Mirzakhaninafchi, Manjeet Singh, Ali Mirzakhani Nafchi, Glen Rains жана Wesley Porter. Карап чыгуу жана редакциялоо: Hasan Mirzakhaninafchi, Manjeet Singh, Aseem Verma, Santosh Kumar, Apoorv Prakash, Shikha Sharda, Jugminder Kaur, Parmar Raghuvirsinh, Ali Pirhadi Tavandashti, Ali Mirzakhani Nafchi, Glen Rains жана Wesley Porter. Ресурстар, долбоорду башкаруу, каржылоону алуу жана көзөмөл: Manjeet Singh.
Негизги методологиялык чектөөлөр
Изилдөө жыйынтыктары төмөнкү чектерде бааланышы керек: эксперимент бир гана жерде жана бир өндүрүш сезонунда жүргүзүлгөн; тилке ирети randomize кылынган эмес; эки башкаруунун биринчи эки карбамид дозасы ар башка; бирдей эрте доза, бирдей жалпы N, туруктуу нормадагы машина жана кол–машина контролдук дарылоолору жок. Ошондуктан сенсор таасири, азот берүү убактысы, жалпы азот көлөмү жана колдонуу ыкмасынын таасирлерин бири-биринен ажыратууга болбойт.
45 DATтагы үчүнчү колдонуу үчүн пайдаланылган 100,92 kg карбамид ha−1 мааниси тилке негизинде көбөйтүлгөн өлчөө же мейкиндик боюнча колдонулган-доза картасы эмес. Өтүү геометриясы, контроллер/GPS телеметриясы, сенсор–чыгыш офсети, алдын ала кароо колдонмосу, талаа башы өтүүлөрү жана норма класстарынын талаа ичиндеги жыштыктары сакталган эмес. Ошондуктан өзгөрмө нормадагы колдонуунун толук мейкиндик бөлүштүрүлүшүн кийин текшерүүгө болбойт.
Баштапкы минералдык N, иш кеңдиги боюнча каптал NDVI валидациясы, кол менен жер семирткич чачуунун uniformдуулугу, жалбырак N концентрациясы, хлорофилл, биомасса, өсүмдүктүн N сиңирүүсү, түшүм компоненттери, дан сапатынын өзгөчөлүктөрү, түшүм жыйноодон кийинки топурак N жана экологиялык азот жоготуулары өлчөнгөн эмес же учурдагы анализ үчүн жеткиликтүү эмес.
NDVI башкарууда жогорку түшүмдүүлүк жана PFPN көрүнүшү маанилүү; бирок бул байкоо өзүнчө NDVI сенсорунун, баскычтуу өзгөрмө нормадагы башкаруунун же колдонгучтун агрономиялык артыкчылыгын далилдебейт. Булак изилдөөнүн негизги салымы мурда иштелип чыккан системанын өзүнчө талаа салыштыруусунда колдонулушу жана эки толук бөлүнгөн жер семирткич программасы үчүн жер семирткич киргизүүсү менен түшүм жыйынтыктарынын бирге документтештирилиши.
Бул Verianla текстиндеги илимий ыкма, сандык маанилер, теңдемелер, жыйынтыктар жана чектөөлөр жүктөлгөн оригинал изилдөөгө негизделген. Библиографиялык идентификация жана жарыя статусунан башка тышкы булактардан жаңы илимий эксперимент, механизм же табылга негизги макалага кошулган эмес.
Пикир калтырыңыз
E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген