Utafiti wa kitaaluma, lugha inayoeleweka

Verianla | Akademik Araştırmalardan Türkçe Ekonomi ve Bilim İçerikleri

27 Septemba 2026, Jumapili
VERİANLAUchapishaji huru wa sayansi
Fungua au funga menyu
...
Home / Sayansi Tumizi / Sayansi ya Kilimo / Onyesho la Shambani la Kifaa cha Gharama Nafuu, Kinachoongozwa na NDVI, cha Uwekaji wa Mbolea ya Juu ya Nitrojeni kwa Kiwango Tofauti cha Hatua katika Mpunga
Sayansi ya Kilimo

Onyesho la Shambani la Kifaa cha Gharama Nafuu, Kinachoongozwa na NDVI, cha Uwekaji wa Mbolea ya Juu ya Nitrojeni kwa Kiwango Tofauti cha Hatua katika Mpunga

Utafiti huu unatathmini katika hali halisi za shambani mfumo wa mashine ya kilimo wa gharama nafuu unaowezesha uwekaji wa mbolea ya juu ya nitrojeni katika mpunga kwa viwango tofauti vya hatua kwa kutumia Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) inayopimwa kutoka kwenye uoto.

18/08/2026  Veri Anla Imetazamwa mara 55
Onyesho la Shambani la Kifaa cha Gharama Nafuu, Kinachoongozwa na NDVI, cha Uwekaji wa Mbolea ya Juu ya Nitrojeni kwa Kiwango Tofauti cha Hatua katika Mpunga

Utafiti huu unatathmini katika hali halisi za shambani mfumo wa mashine ya kilimo wa gharama nafuu unaowezesha uwekaji wa mbolea ya juu ya nitrojeni katika mpunga kwa viwango tofauti vya hatua kwa kutumia Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) inayopimwa kutoka kwenye uoto. Katika ulinganisho wa mistari sita uliofanywa katika eneo moja na msimu mmoja wa uzalishaji, makadirio ya pembejeo ya msimu ya urea kwa mkakati wa uwekaji mbolea uliogawanywa kikamilifu unaoongozwa na NDVI yalikuwa 213,42 kg ha−1, huku pembejeo iliyopangwa ya mkakati uniform ikiwa 225,00 kg ha−1; tofauti hiyo ni sawa na punguzo la %5,1 la pembejeo ya urea ya msimu. Wakati wa mavuno, wastani wa mavuno ya nafaka uliorekebishwa kwa unyevu wa nafaka wa %14 ulikuwa 7,35 t ha−1 katika usimamizi uniform na 8,02 t ha−1 katika usimamizi unaoongozwa na NDVI; partial factor productivity ya nitrojeni iliyowekwa ilikokotolewa kuwa 71,0 na 81,7 kg nafaka kg−1 N mtawalia. Hata hivyo, kwa kuwa dozi mbili za kwanza za mbolea pia zilikuwa tofauti kati ya usimamizi huo miwili, tofauti za mavuno na ufanisi wa nitrojeni haziwezi kuhusishwa kisababishi na sensa ya NDVI pekee, uwekaji wa kiwango tofauti au mashine yenyewe.

Lengo la kihandisi la utafiti si kuhisi tu mahitaji ya nitrojeni ya mmea. Watafiti walitumia shambani mnyororo wa sensa–microcontroller–PWM actuation–hydraulic drive–fluted roller unaobadilisha thamani ya NDVI inayotolewa na sensa kuwa kiasi cha mbolea katika mashine halisi ya kilimo. Mfumo hubadilisha kati ya setpoint za hatua zilizofafanuliwa mapema badala ya kuzalisha idadi isiyo na kikomo ya dozi zinazobadilika kwa mwendelezo.

Kikomo muhimu zaidi cha tafsiri ni hiki: uwekaji wa tatu wa mbolea uliodhibitiwa na sensa katika siku ya 45 kwa kundi linaloongozwa na NDVI si mdogo kuliko ule wa kundi uniform, bali ni mkubwa zaidi. Katika uwekaji wa tatu, makadirio ya ukusanyaji wa jumla wa shambani kwa kundi la NDVI ni 100,92 kg urea ha−1, huku kwa kundi uniform ni 75,00 kg urea ha−1. Punguzo la jumla la %5,1 mwishoni mwa msimu linatokana na uwekaji miwili ya kwanza kwa mkono katika kundi la NDVI kuwekwa chini zaidi, kila mmoja ukiwa 56,25 kg urea ha−1; hivyo ni matokeo ya mkakati wa uwekaji mbolea uliogawanywa kikamilifu.

Kipimo cha matokeoUsimamizi uniformUsimamizi unaoongozwa na NDVITafsiri ya kisayansi
Pembejeo ya urea ya msimu225,00 kg ha−1213,42 kg ha−1Chini kwa 11,58 kg ha−1 katika usimamizi wa NDVI; tofauti ni ya programu kamili ya mbolea.
Equivalent ya element N103,50 kg N ha−198,17 kg N ha−1Makadirio ya pembejeo ya msimu chini kwa 5,33 kg N ha−1.
Wastani wa mavuno ya nafaka7,35 t ha−18,02 t ha−1Ni matokeo ya maelezo; si mtihani wa ubora wa kisababishi.
PFPN71,0 kg nafaka kg−1 N81,7 kg nafaka kg−1 NUwiano wa kiwango cha treatment uliokokotolewa kutoka wastani wa treatment; si replicate huru.

Swali kuu la utafiti ni lipi?

Katika shamba la mpunga, mahitaji ya nitrojeni ya mimea yanaweza kutofautiana katika eneo lote. Tatizo la kihandisi la utafiti ni kwamba tofauti inayohisiwa kutoka kwenye uoto isiishie kuwa data ya sensa tu, bali ibadilishwe kuwa dozi ya mbolea inayoweza kutumika shambani. Kwa hili, thamani ya NDVI inayopimwa na sensa lazima iweze kupelekwa kwenye algorithm ya udhibiti, kutoka hapo kwenda actuator na hatimaye kwenye mtiririko halisi wa urea ya granule.

Jukwaa lililotumiwa katika utafiti ni mfumo uliotengenezwa hapo awali na kutambulishwa kitaalamu katika tafiti mbalimbali. Mchango wa utafiti wa sasa si kutengeneza mashine mpya au kuthibitisha tena usahihi wa mwitikio wa mashine. Mchango ni kutathmini pamoja pembejeo za mbolea zilizogawanywa, utofauti wa NDVI, mavuno na partial factor productivity ya nitrojeni iliyowekwa katika seti tofauti ya data ya mistari sita ya mpunga.

Kifaa cha uwekaji kinafanyaje kazi?

Mfumo uliowekwa kwenye trekta ni toleo la mashine ya kupanda–kuweka mbolea ya mistari 11 iliyobadilishwa kwa uwekaji wa kiwango tofauti. Mashine ina sensa moja hai ya macho ya uoto, udhibiti unaotegemea microcontroller, pulse-width modulation (PWM), hydraulic motor drive na mekanizimu ya kupima mbolea ya fluted roller. Matundu kumi na moja ya mbolea yamewekwa kwa nafasi ya 0,20 m na upana wa jumla wa kazi unaofanya kazi umeripotiwa kuwa 2,2 m.

Kielelezo 1 katika utafiti chanzi kinaonyesha mfumo wa kimwili kwenye trekta; Kielelezo 2 kinaonyesha mnyororo wa amri. Reflectance nyekundu na near-infrared ya uoto hubadilishwa kuwa NDVI katika sensa. Thamani ya NDVI huzuiliwa katika range ya udhibiti iliyofafanuliwa mapema, kiwango lengwa cha urea hukokotolewa, setpoint ya karibu zaidi ya shaft ya kupimia huchaguliwa, na hydraulic drive inayodhibitiwa kwa PWM hubadilisha kasi ya fluted roller. Amri ileile hutumika kwa matundu yote 11 ya mbolea.

Verianla Live: Mnyororo wa amri kutoka kipimo cha NDVI hadi uwekaji wa urea

Mchakato huu ni maelezo ya Kiswahili ya usanifu halisi wa udhibiti uliotolewa katika Kielelezo 2 cha utafiti chanzi. Mchoro haumaanishi kwamba kulikuwa na feedback ya kasi ya mwendo ya wakati halisi, kipimo cha closed-loop cha mtiririko wa mbolea au telemetria maalum ya jaribio.

HatuaMaelezoChanzo
1. Kuhisi uotoSensa hai ya macho ya GreenSeeker hutumia reflectance nyekundu na near-infrared kutengeneza NDVI.Kielelezo 2; Mbinu 2.1 na 2.4
2. Range ya udhibiti wa NDVIThamani ya NDVI huzuiliwa kulingana na range ya udhibiti ya 0,35–0,75.Mbinu 2.3; Kielelezo 4
3. Kiwango lengwa cha ureaKanuni ya deterministiki ya NDVI–kiwango hukokotoa kiasi lengwa cha urea.Mbinu 2.3
4. Uchaguzi wa setpointKiwango lengwa hupewa setpoint iliyo karibu zaidi kwa nambari kati ya kasi zilizopo za shaft ya kupimia.Jedwali 3
5. PWM na hydraulic driveMicrocontroller hudhibiti hydraulic motor na kasi ya shaft ya kupimia kwa amri ya PWM.Kielelezo 2
6. Kupima kwa fluted rollerMzunguko wa shaft ya kupimia hudhibiti utoaji wa urea ya granule kupitia mekanizimu ya fluted roller.Kielelezo 2
7. Utoaji wa mboleaSetpoint moja iliyochaguliwa hutumika kwa matundu yote 11 kwa wakati mmoja.Kielelezo 2; Mbinu 2.1
 

Verianla Live: Uwasilishaji huundwa kwenye browser kutoka jedwali la data ya kisayansi linaloonekana hapo juu. Jedwali huhifadhiwa kama source-of-truth ya kisayansi.

NDVI ilibadilishwaje kuwa kiasi cha mbolea?

NDVI ilikokotolewa kutoka kwenye bendi za reflectance za near-infrared (NIR) na red (Red):

\[ NDVI=\frac{NIR-Red}{NIR+Red} \]

Katika uwekaji wa tatu wa mbolea, mfumo wa udhibiti ulitumia range ya NDVI kati ya 0,35 na 0,75. Uhusiano wa deterministiki uliotumika kwa kiwango lengwa cha bidhaa ya urea \(R_{u,target}\) ni huu:

\[ R_{u,target}= \begin{cases} 112.50, & NDVI \leq 0.35\\ 112.50\times\frac{0.75-NDVI}{0.75-0.35}, & 0.35<NDVI<0.75\\ 0, & NDVI \geq 0.75 \end{cases} \]

Hapa \(R_{u,target}\) ni kiasi lengwa cha bidhaa katika kg urea ha−1. NDVI ikiwa 0,35 au chini, mfumo ulilenga kiwango cha juu kilichowekwa mapema cha 112,50 kg urea ha−1; NDVI ikiwa 0,75 au zaidi, ulilenga uwekaji sifuri. Kati ya thresholds mbili, kiwango kilikokotolewa kwa mstari. Equivalent ya element nitrojeni:

\[ R_N=0.46R_{u,target} \]

iliamuliwa kwa uhusiano huu; kwa sababu urea ya granule ya kibiashara iliyotumika ilikuwa na %46 total N.

Thresholds hizi ni vigezo thabiti vya kihandisi kwa matumizi ya shambani katika utafiti. Watafiti wanasisitiza kwamba hazipaswi kutumika kama kanuni ya jumla ya mapendekezo ya nitrojeni kwa aina tofauti za mpunga, mashamba au misimu.

Jaribio la shambani liliandaliwaje?

Jaribio la shambani lilifanywa katika msimu wa kilimo cha mpunga wa 2020, kati ya Juni–Oktoba, katika shamba la utafiti la Punjab Agricultural University, Ludhiana, India. Aina ya mpunga PR-122 ilitumika. Shamba liko takriban kwenye koordinati 30,91° N na 75,81° E, kwa mwinuko wa takriban 244 m. Katika sampuli za udongo za 0–15 cm kabla ya kupandikiza, udongo uliripotiwa kuwa loam, pH 7,3, organic C 3,2 g kg−1, P inayoweza kutolewa kwa NaHCO3 6,4 mg kg−1 na K inayoweza kutolewa kwa NH4OAc 58 mg kg−1. Kutokuwepo kwa vipimo vya awali vya mineral N na total N ni kikomo muhimu kinachozuia ulinganisho wa usambazaji wa awali wa nitrojeni kati ya mistari.

Jaribio lilikuwa na jumla ya mistari sita katika jozi tatu za mistari inayopakana. Kila mstari ulikuwa na urefu wa takriban 72 m na upana wa 7,1 m. Mistari iliwekwa kwa kupishana kama usimamizi unaoongozwa na NDVI na uniform; hata hivyo mpangilio haukuwa randomized. Kwa hiyo, muundo unapaswa kutathminiwa si kama jaribio dogo la plot lililorandomishwa kikamilifu, bali kama utafiti wa shambani wa mistari mbadala thabiti wenye replicates tatu.

Kwa kuwa upana wa kazi wa kifaa ulikuwa 2,2 m, kila mstari wenye upana wa 7,1 m ulihitaji passes kadhaa sambamba. Rekodi za kina kuhusu idadi ya passes, spacing ya center-to-center, kiasi cha overlap au gap, umbali wa mipaka na kama pass yoyote ilivuka mpaka wa treatment hazikuhifadhiwa. Kwa hiyo, jiometri kamili ya uwekaji haiwezi kujengwa upya kwa retrospective.

Je, sensa moja iliwakilisha upana wote wa kazi?

Sensa hai ya macho ya GreenSeeker ilitumika takriban 750 mm juu ya uoto. Utafiti chanzi unaeleza kwamba katika urefu uliopendekezwa wa ufungaji sensa hii huhisi eneo lenye upana wa takriban 0,25–0,50 m, huku upana wa jumla wa uwekaji wa mashine ukiwa 2,2 m. Kwa hiyo, badala ya kupima moja kwa moja upana wote wa kifaa, sensa moja husampuli sehemu ndogo ya mstari wa kazi. Amri moja ya kiwango inayotolewa na sensa hutumika kwa matundu yote 11 ya mbolea.

Kwa kuwa hakuna lateral NDVI transects huru zilizokusanywa katika upana wote wa kazi, haijathibitishwa ni kwa kiwango gani sensa moja inawakilisha mstari mzima wa 2,2 m. Hili ni trade-off muhimu la kihandisi la usanifu wa gharama nafuu.

Matokeo yanayoungwa mkono na utafiti

  • Kifaa cha hatua cha kiwango tofauti kinachoongozwa na NDVI kilichotengenezwa hapo awali kilitumika katika jaribio hili wakati wa uwekaji wa tatu wa urea katika hali halisi za shambani.
  • Makadirio ya pembejeo ya urea ya msimu katika usimamizi uliogawanywa kikamilifu wa NDVI ni 11,58 kg ha−1, yaani %5,1 chini kuliko programu uniform.
  • Wastani wa mavuno ya nafaka uliopimwa katika usimamizi wa NDVI ulikuwa juu zaidi katika jaribio hili moja.
  • PFPN iliyokokotolewa katika kiwango cha treatment ilikuwa juu zaidi katika usimamizi wa NDVI.
  • Katika usimamizi wote miwili, utofauti wa jamaa wa NDVI ulipungua kadiri kipindi cha ukuaji kilivyoendelea.
  • Imeonyeshwa kwamba kanuni deterministiki ya NDVI–kiwango inaweza kuhamishwa kwenda kwa kifaa cha kilimo kwa kutumia vifaa vichache vya sensing na control.

Matokeo ambayo utafiti hauthibitishi

  • Haijaonyeshwa kwamba ongezeko la mavuno lilitokana na sensa ya NDVI pekee.
  • Ubora wa agronomia wa variable-rate actuation pekee haujathibitishwa.
  • Kwa kuwa dozi mbili za kwanza za mbolea zilikuwa tofauti, athari ya kisababishi ya uwekaji wa tatu unaoongozwa na sensa pekee haijatengwa.
  • Thamani ya 100,92 kg urea ha−1 si spatial applied-dose map, bali ni makadirio ya ukusanyaji wa jumla wa shambani.
  • Haijathibitishwa ni mara ngapi controller ilichagua kila darasa la dozi katika shamba na wapi madarasa hayo yalitumika.
  • Utafiti si ushahidi wa jumla wa ubora wa agronomia katika maeneo mengi au misimu mingi.
  • Kwa kuwa upotevu wa nitrojeni wa mazingira haukupimwa, kupungua kwa volatilization, leaching, surface runoff au upotevu mwingine wa mazingira hakujathibitishwa.

Ina maana gani kwa Uturuki?

Utafiti huu haukufanywa nchini Uturuki na thresholds za NDVI au viwango vya urea vilivyotumika havipaswi kuhamishwa moja kwa moja kwenye uzalishaji wa mpunga nchini Uturuki. Thamani kuu inayoweza kuhamishwa ya utafiti ni kuonyesha jinsi usanifu wa gharama nafuu wa sensa–udhibiti–dozaj unaweza kuunganishwa katika mashine ya shambani. Ikiwa mfumo kama huo utatathminiwa katika hali za Uturuki, thresholds za NDVI na viwango vya mbolea vinahitaji kukalibishwa kando kwa aina ya mpunga ya eneo, hali za shamba, background ya udongo, njia ya uzalishaji na hali za msimu. Urekebishaji huu haupaswi kufanywa kwa kudhani kwamba thresholds thabiti zilizojaribiwa katika utafiti ni mapendekezo ya nitrojeni ya eneo.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Sifa kuu za kiufundi za jukwaa la kifaa

Kipengele cha kiufundiMuundo ulioripotiwa katika utafitiKikomo cha tafsiri
Kifaa cha uwekajiKifaa cha granule urea chenye matundu 11, kilichowekwa kwenye trektaJukwaa lililotengenezwa hapo awali lilitumika.
Nafasi ya matundu0,20 mMatundu 11 hupokea amri ileile ya setpoint.
Upana wa kazi unaofanya kazi2,2 mSensa moja haisampuli moja kwa moja upana wote.
SensaGreenSeeker hai ya machoIlitumika takriban 750 mm juu ya uoto.
UdhibitiMicrocontroller + PWMHakuna kipimo cha real-time closed-loop cha mtiririko wa mbolea.
DriveHydraulic motorHuendesha kasi ya shaft ya kupimia.
Mekanizimu ya kupimiaFluted rollerIlitumika kwa granule urea.
Kasi ya kawaida ya kusongaTakriban 3 km h−1 (0,83 m s−1)Kasi ya kusonga si input ya real-time feedback ya controller.
Muda wa kusasisha amri1 sKwa kasi ya kawaida ni sawa na kusonga takriban 0,8 m.

Gharama ya awali iliyoripotiwa ya kujenga jukwaa ilikuwa takriban dola 700 za Marekani. Maelezo ya “gharama nafuu” katika makala yanategemea gharama hii ya kihistoria ya ubadilishaji; nambari hii si uchambuzi wa gharama ya sasa ya ununuzi, umiliki, trekta, kazi au uboreshaji.

Setpoint za udhibiti

Kasi ya shaft ya kupimia (rpm)Kiwango lengwa cha urea (kg urea ha−1)Equivalent ya element N (kg N ha−1)
00,000,00
1028,1312,94
2056,2525,88
3084,3838,81
40112,5051,75

Thamani lengwa inayokokotolewa kwa mwendelezo na algorithm ya udhibiti ilipewa setpoint iliyo karibu zaidi kwa nambari kati ya setpoint tano za shaft ya kupimia hapo juu. Kwa hiyo, uwekaji ni “wa kiwango tofauti cha hatua”; si mfumo wa kupimia unaozalisha kila thamani inayowezekana kwa mwendelezo shambani.

Umuhimu wa kuchelewa kwa udhibiti na kasi ya kusonga

Controller ilikokotoa amri mpya ya kiwango cha uwekaji kwa vipindi vya sekunde 1. Katika characterization ya awali ya jukwaa hilohilo, muda wa mwitikio kutoka sensa hadi shaft ya kupimia uliripotiwa kuwa takriban 3,53–4,93 s. Kwa kasi ya kusonga ya takriban 3 km h−1, muda huu ni sawa na umbali wa kusafiri wa takriban 2,9–4,1 m. Hata hivyo, kwa kuwa rekodi za jaribio la sasa la shambani hazina physical offset ya sensa–output, muda wa look-ahead uliotumika wala usimamizi wa headland passes, spatial matching maalum ya jaribio kati ya nafasi ya mmea iliyohisiwa na utoaji halisi wa mbolea haikupimwa.

Kasi ya kusonga ilidumishwa karibu 3 km h−1 lakini haikutumiwa kama input ya real-time control. Kulingana na hesabu ya utafiti, kasi ya kusonga iliyo chini kwa %10 kuliko nominal inaweza kusababisha takriban +%11,1 deviation ya kiwango, na kasi iliyo juu kwa %10 inaweza kusababisha takriban −%9,1. Matokeo haya yanaonyesha kwa nini kasi thabiti ya kusonga ni muhimu katika utendaji wa shambani wa mfumo.

Programu tatu za uwekaji mbolea uliogawanywa zilitofautianaje?

Katika usimamizi uniform, ilipangwa kuweka 75,00 kg urea ha−1 mara tatu katika siku ya 7, 21 na 45 baada ya kupandikiza (days after transplanting, DAT). Katika usimamizi unaoongozwa na NDVI, uwekaji miwili ya kwanza ulifanywa kwa mkono, bila kutegemea sensa, kwa 56,25 kg urea ha−1; uwekaji wa tatu tu katika 45 DAT ndio ulidhibitiwa na sensa ya NDVI.

Verianla Live: Ulinganisho wa pembejeo ya urea kwa uwekaji uliogawanywa

Thamani ya NDVI katika 45 DAT si ramani ya spatial applied-dose, bali makadirio ya ukusanyaji wa jumla wa shambani. Grafu inalinganisha programu mbili kamili za mbolea; haionyeshi athari ya sensa pekee.

Wakati wa uwekajiNDVI-guided (kg urea ha−1)Uniform (kg urea ha−1)MaelezoChanzo
7 DAT56,2575,00Uwekaji wote miwili ni wa mkono; chini kwa 18,75 kg ha−1 katika kundi la NDVI.Jedwali 2 na Jedwali 4
21 DAT56,2575,00Uwekaji wote miwili ni wa mkono; chini kwa 18,75 kg ha−1 katika kundi la NDVI.Jedwali 2 na Jedwali 4
45 DAT100,9275,00Thamani ya NDVI ni makadirio ya ukusanyaji wa jumla wa shambani; juu kwa 25,92 kg ha−1 kuliko dozi ya tatu uniform.Jedwali 2 na Jedwali 4
 

Verianla Live: Uwasilishaji huundwa kutoka jedwali hili la data ya kisayansi linaloonekana; hakuna thamani ya kati isiyokuwapo kwenye chanzo inayozalishwa.

Kwa jumla, kwa usimamizi wa NDVI ilikadiriwa 56,25 + 56,25 + 100,92 = 213,42 kg urea ha−1, yaani 98,17 kg N ha−1. Jumla iliyopangwa ya usimamizi uniform ni 225,00 kg urea ha−1, yaani 103,50 kg N ha−1.

Makadirio ya ukusanyaji wa shambani yalikokotolewaje?

Katika uwekaji wa 45 DAT, mbolea iliyotoka kwenye matundu 11 ilikusanywa kwa muda katika mifuko wakati wa passes zilizofuatiliwa, ikapimwa uzito na kutumika tena katika eneo husika la treatment. Kutoka kwenye total mass flow, kiwango cha urea kwa msingi wa eneo kilikokotolewa kwa uhusiano huu:

\[ R_u=\frac{M/t}{wv}\times10000 \]

Hapa \(R_u\) inawakilisha kiwango cha uwekaji katika kg urea ha−1, \(M\) jumla ya mass ya urea iliyokusanywa kutoka matundu yaliyofuatiliwa (kg), \(t\) jumla ya muda wa ukusanyaji (s), \(w\) upana wa uwekaji unaofanya kazi (m) na \(v\) kasi ya kusonga (m s−1).

Mbinu hii ilitoa makadirio ya jumla ya 100,92 kg urea ha−1, yaani 46,42 kg N ha−1 kwa uwekaji wa tatu uliogawanywa. Thamani hii si kiwango kilichopatikana kando kwa replicates tatu za mistari na haikulinganishwa spatially na harvest subplots.

Sampling ya NDVI na utofauti wa uoto

Vipimo tofauti vya pointi za NDVI shambani vilifanywa katika 21, 35 na 59 DAT. Katika kila hatua, readings tano za NDVI zilichukuliwa katika maeneo sita kwa kila replicate ya kila treatment, na jumla ya vipimo 90 vya NDVI kwa treatment ilipatikana katika kila hatua ya sampling. Vipimo hivi vya mtu mmoja mmoja havikuchukuliwa kama independent experimental replicates katika uchambuzi wa mavuno.

Verianla Live: Coefficient of variation ya NDVI kulingana na kipindi cha ukuaji

Thamani zinawakilisha coefficient of variation (CV) inayoonyesha utofauti wa jamaa ndani ya treatment, si wastani wa NDVI. Kwa kuwa hakuna rekodi za mean NDVI na replicate-based SD/SE, grafu hii haionyeshi kwamba hali ya wastani ya nitrojeni ya makundi mawili ililingana.

Siku baada ya kupandikiza (DAT)CV ya NDVI-guided (%)CV ya Uniform (%)Chanzo
211614Kielelezo 5; Matokeo 3.2
3576Kielelezo 5; Matokeo 3.2
5943Kielelezo 5; Matokeo 3.2
 

Mistari ni uwasilishaji wa kuona unaounganisha pointi katika hatua tatu zilizopimwa tu; haimaanishi kwamba vipimo vilifanywa katika siku za kati au kwamba mabadiliko ya kibaolojia yalikuwa ya mstari.

Katika makundi yote mawili, CV ilipungua kadiri kipindi cha ukuaji kilivyoendelea. Hata hivyo, usimamizi wa NDVI haukuonyesha CV ya chini kuliko usimamizi uniform katika tarehe yoyote kati ya tatu za kipimo; thamani zilikuwa 16 dhidi ya 14, 7 dhidi ya 6 na 4 dhidi ya %3 mtawalia. Kwa hiyo utafiti unaunga mkono tu kwamba utofauti wa jamaa wa NDVI ndani ya treatment ulipungua kadiri muda ulivyopita.

Mavuno yalipimwaje?

Katika kila mstari wa treatment, subplots nne za kati za 8,0 m2 zilizo mbali na kingo na headlands zilivunwa. Kila subplot ilikuwa 4,0 × 2,0 m. Eneo la jumla lililosampuliwa katika mstari mmoja lilikuwa 32,0 m2, sawa na %6,3 ya eneo la mstari la takriban 511,2 m2. Nafaka zilipigwa, kusafishwa, kupimwa na mavuno kurekebishwa kwa unyevu wa kawaida wa nafaka wa %14.

Subplots nne kwanza zilifanyiwa wastani ndani ya replicate yao ya mstari, hivyo kupata thamani tatu za kiwango cha mstari—R1, R2 na R3—kwa kila treatment. Experimental unit si subplot, bali mstari uliorudiwa.

UsimamiziR1 (t ha−1)R2 (t ha−1)R3 (t ha−1)Wastani ± SD (t ha−1)CV (%)PFPN (kg nafaka kg−1 N)
Uniform7,237,417,427,35 ± 0,111,571,0
NDVI-guided7,947,978,158,02 ± 0,111,481,7

Katika jozi tatu za mistari inayopakana, tofauti za mavuno za NDVI-guided minus uniform zilikuwa 0,71, 0,56 na 0,72 t ha−1 mtawalia. Wastani wa arithmetic wa tofauti hizi tatu ulikuwa 0,67 t ha−1, na standard deviation 0,09 t ha−1. Waandishi wanawasilisha uthabiti huu si kama ushahidi wa ubora wa agronomia wa takwimu, bali kama matokeo ya maelezo katika mpangilio wa sasa wa mistari thabiti.

Verianla Live: Ulinganisho wa wastani wa mavuno ya nafaka

Thamani zinazoonyeshwa ni wastani wa mistari mitatu uliorekebishwa kwa unyevu wa nafaka wa %14. Kwa kuwa jaribio halikuwa randomized na lina jozi tatu tu za mistari inayopakana, grafu haipaswi kutafsiriwa kama ushahidi wa ubora wa kisababishi.

Mkakati wa usimamiziWastani wa mavuno ya nafaka (t ha−1)KipimoChanzo
Uniform7,35Wastani wa mistari mitatu uliorekebishwa kwa %14 unyevu wa nafakaJedwali 5
NDVI-guided8,02Wastani wa mistari mitatu uliorekebishwa kwa %14 unyevu wa nafakaJedwali 5
 

Partial factor productivity ya nitrojeni iliyowekwa ilikokotolewaje?

Partial factor productivity ya nitrojeni iliyowekwa (partial factor productivity of applied nitrogen, PFPN) ilikokotolewa kwa kugawanya wastani wa mavuno ya nafaka ya treatment kwa makadirio ya pembejeo ya msimu ya element N:

\[ PFP_N=\frac{\text{tedavi ortalama tane verimi (kg ha}^{-1}\text{)}}{\text{mevsimlik N girdisi (kg N ha}^{-1}\text{)}} \]

Katika usimamizi uniform PFPN ilikokotolewa kuwa 71,0 kg nafaka kg−1 N, na katika usimamizi wa NDVI kuwa 81,7 kg nafaka kg−1 N. Hata hivyo, thamani hizi si replicates tatu huru zilizokokotolewa kwa kila mstari; ni ratios za maelezo zilizokokotolewa mara moja kutoka wastani wa mavuno ya treatment na pembejeo ya msimu ya N katika kiwango cha treatment.

Kwa nini tafsiri ya takwimu ni ndogo?

Katika utafiti, experimental unit ya kulinganisha treatments ni mstari uliorudiwa. Harvest subplots nne hazikutumika kama independent experimental replicates. Kwa kuwa mpangilio una jozi tatu tu za mistari thabiti inayopakana na treatment order haikurandomishwa, waandishi hawakutumia confidence interval au hypothesis test. Mbinu hii huepuka sample size ya bandia inayoweza kutokea kwa kuchukulia subsamples ndogo kama replicates huru; lakini pia inapunguza statistical generalizability ya matokeo.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Jina kamili la utafiti asiliaField Demonstration of a Low-Cost NDVI-Guided Stepwise Variable-Rate Nitrogen Topdressing Applicator for Rice
WaandishiHasan 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
Mchango sawa / mwandishi wa kwanza sawaHakuna taarifa ya mwandishi wa kwanza sawa/mchango sawa iliyotajwa katika utafiti chanzi.
Mwandishi wa mawasilianoHasan Mirzakhaninafchi
TaasisiCollege of Engineering, University of Georgia, Tifton, Marekani; Department of Farm Machinery and Power Engineering, Punjab Agricultural University, Ludhiana, India; Department of Agricultural and Biosystems Engineering, South Dakota State University, Brookings, Marekani; Department of Entomology, University of Georgia, Tifton, Marekani; Department of Crop and Soil Sciences, University of Georgia, Tifton, Marekani.
Aina ya chanzoMakala ya utafiti iliyopitiwa na rika; onyesho la shambani la eneo moja, msimu mmoja, mistari iliyorudiwa na matumizi ya kihandisi.
Hali ya mapitioMakala iliyochapishwa katika jarida lililopitiwa na rika; si preprint.
JaridaAgriEngineering
MchapishajiMDPI, Basel, Switzerland
Juzuu / toleo / makala2026, 8(8), 325
DOI10.3390/agriengineering8080325
Kupokelewa / marekebisho / kukubaliwa / kuchapishwa1 Julai 2026 / 26 Julai 2026 / 31 Julai 2026 / 5 Agosti 2026
Kiungo rasmihttps://doi.org/10.3390/agriengineering8080325
LeseniCreative Commons Attribution (CC BY) open-access license.

Ufadhili, data na mgongano wa maslahi

Utafiti unategemea jaribio la shambani na rasilimali za kifaa katika Punjab Agricultural University. Utafiti husika wa maendeleo ya kifaa uliungwa mkono na Department of Science and Technology ya Serikali ya India chini ya programu ya CSS-42 iliyotekelezwa katika Punjab Agricultural University.

Imeelezwa kwamba data zinazounga mkono matokeo yaliyoripotiwa katika makala ziko ndani ya makala na supplementary materials; mavuno ya nafaka ya kiwango cha subplot yametolewa katika Supplementary Table S1. Imeripotiwa wazi kwamba rekodi nyingine kuu za jaribio hazipatikani kwa retrospective sharing.

Waandishi wametangaza kwamba hakuna mgongano wa maslahi na kwamba mfadhili hakuwa na jukumu katika study design, data collection, analysis, interpretation, writing ya makala au decision ya publication.

Michango ya waandishi

Conceptualization: Hasan Mirzakhaninafchi, Manjeet Singh, Apoorv Prakash na Ali Mirzakhani Nafchi. Methodology: Hasan Mirzakhaninafchi, Manjeet Singh, Apoorv Prakash, Santosh Kumar na Aseem Verma. Investigation: Hasan Mirzakhaninafchi. Data curation: Hasan Mirzakhaninafchi, Shikha Sharda na Jugminder Kaur. Formal analysis: Hasan Mirzakhaninafchi. Writing—original draft: Hasan Mirzakhaninafchi. Validation: Hasan Mirzakhaninafchi, Manjeet Singh, Ali Mirzakhani Nafchi, Glen Rains na Wesley Porter. Review na editing: Hasan Mirzakhaninafchi, Manjeet Singh, Aseem Verma, Santosh Kumar, Apoorv Prakash, Shikha Sharda, Jugminder Kaur, Parmar Raghuvirsinh, Ali Pirhadi Tavandashti, Ali Mirzakhani Nafchi, Glen Rains na Wesley Porter. Resources, project administration, funding acquisition na supervision: Manjeet Singh.

Mapungufu makuu ya kimetodolojia

Matokeo ya utafiti yanapaswa kutathminiwa ndani ya mipaka hii: jaribio lilifanywa katika eneo moja na msimu mmoja wa uzalishaji; mpangilio wa mistari haukurandomishwa; dozi mbili za kwanza za urea zilikuwa tofauti kati ya usimamizi miwili; hakuna treatments za equal early dose, equal total N, fixed-rate machine na manual–machine control. Kwa hiyo, athari za sensa, timing ya nitrojeni, kiasi cha jumla cha nitrojeni na njia ya uwekaji haziwezi kutenganishwa.

Thamani ya 100,92 kg urea ha−1 iliyotumika kwa uwekaji wa tatu katika 45 DAT si replicate measurement katika kiwango cha mstari wala spatial applied-dose map. Pass geometry, controller/GPS telemetry, sensor–output offset, look-ahead implementation, headland passes na frequencies za madarasa ya kiwango shambani hazikuhifadhiwa. Kwa hiyo, spatial distribution kamili ya variable-rate application haiwezi kuthibitishwa retrospectively.

Initial mineral N, lateral NDVI validation katika upana wote wa kazi, uniformity ya manual fertilizer broadcasting, leaf N concentration, chlorophyll, biomass, plant N uptake, yield components, grain quality traits, post-harvest soil N na environmental nitrogen losses hazikupimwa au hazipatikani kwa uchambuzi wa sasa.

Kuonekana kwa mavuno na PFPN ya juu zaidi katika usimamizi wa NDVI ni muhimu; lakini uchunguzi huu peke yake hauthibitishi ubora wa agronomia wa sensa ya NDVI, udhibiti wa kiwango tofauti cha hatua au kifaa cha uwekaji. Mchango mkuu wa utafiti chanzi ni kutumia mfumo uliotengenezwa hapo awali katika ulinganisho tofauti wa shambani na kuandika pamoja pembejeo ya mbolea na matokeo ya mavuno kwa programu mbili kamili za uwekaji mbolea uliogawanywa.

Mbinu ya kisayansi, thamani za nambari, equations, matokeo na mapungufu katika matini hii ya Verianla yanategemea utafiti asilia uliopakiwa. Mbali na bibliographic identity na publication status, hakuna jaribio jipya la kisayansi, mekanizimu au ugunduzi kutoka vyanzo vya nje ulioongezwa kwenye makala kuu.


Shiriki:

Maoni huchapishwa baada ya kukaguliwa.Maoni yako yatapitia mchakato wa idhini na yataonekana yakikubaliwa.

Acha maoni

Anwani yako ya barua pepe haitachapishwa. Sehemu za lazima zimewekewa alama ya *

Your experience on this site will be improved by allowing cookies Cookie Policy