
Ин таҳқиқот системаи камхарҷи мошини кишоварзиро дар шароити воқеии саҳро арзёбӣ мекунад, ки имкон медиҳад нуриандозии болоии азотӣ дар шолӣ бо истифода аз индекси нормализатсияшудаи фарқи растанигӣ (Normalized Difference Vegetation Index, NDVI), ки аз пӯшиши растанӣ чен мешавад, бо меъёрҳои зинавии тағйирёбанда анҷом дода шавад. Дар муқоисаи шашрахтаи як макон ва як мавсими истеҳсолӣ, воридоти тахминии мавсимии карбамид барои стратегияи пурраи тақсимшудаи нуриандозии NDVI-идорашаванда 213,42 kg ha−1, воридоти пешбинишудаи стратегияи uniform бошад 225,00 kg ha−1 буд; фарқ ба %5,1 камтар будани воридоти мавсимии карбамид мувофиқат мекунад. Ҳангоми дарав, ҳосили миёнаи ба %14 намии дона ислоҳшуда дар идоракунии uniform 7,35 t ha−1, дар идоракунии NDVI-идорашаванда 8,02 t ha−1; partial factor productivity-и азоти истифодашуда бошад мутаносибан 71,0 ва 81,7 kg дона kg−1 N ҳисоб шудааст. Бо вуҷуди ин, азбаски ду вояи аввали нуриандозӣ низ байни ду идоракунӣ фарқ доштанд, фарқҳои ҳосил ва самаранокии азотро танҳо ба сенсори NDVI, истифодаи меъёри тағйирёбанда ё худи мошин аз ҷиҳати сабабӣ нисбат додан мумкин нест.
Тамаркузи муҳандисии таҳқиқот танҳо дарк кардани ниёзи азотии растанӣ нест. Муҳаққиқон дар истифодаи саҳроӣ занҷири сенсор–микроконтроллер–актуатсияи PWM–ҳаракатдиҳандаи гидравликӣ–вали шیارдорро истифода карданд, ки арзиши NDVI-и истеҳсолкардаи сенсорро дар мошини воқеии кишоварзӣ ба миқдори нуриҳо табдил медиҳад. Система ба ҷойи шумораи беохири вояҳои пайваста тағйирёбанда байни setpoint-ҳои пешакӣ муайяншудаи зинавии дозакунӣ мегузарад.
Муҳимтарин ҳудуди тафсир ин аст: нуриандозии сеюми бо сенсор идорашавандаи гурӯҳи NDVI-идорашаванда дар рӯзи 45-ум аз нуриандозии сеюми гурӯҳи uniform камтар нест, балки бештар аст. Дар истифодаи сеюм, арзёбии ҷамъии саҳроӣ барои гурӯҳи NDVI-идорашаванда 100,92 kg карбамид ha−1, барои гурӯҳи uniform бошад 75,00 kg карбамид ha−1 мебошад. Коҳиши умумии %5,1 дар охири мавсим натиҷаи он аст, ки дар гурӯҳи NDVI ду истифодаи аввали дастӣ ҳар кадом дар сатҳи пасттари 56,25 kg карбамид ha−1 нигоҳ дошта шуданд; яъне натиҷаи стратегияи пурраи тақсимшудаи нуриандозӣ мебошад.
| Меъёри натиҷа | Идоракунии uniform | Идоракунии NDVI | Тафсири илмӣ |
|---|---|---|---|
| Воридоти мавсимии карбамид | 225,00 kg ha−1 | 213,42 kg ha−1 | Дар идоракунии NDVI 11,58 kg ha−1 камтар; фарқ ба тамоми барномаи нуриандозӣ тааллуқ дорад. |
| Эквиваленти элементарии N | 103,50 kg N ha−1 | 98,17 kg N ha−1 | 5,33 kg N ha−1 камтар воридоти тахминии мавсимӣ. |
| Ҳосили миёнаи дона | 7,35 t ha−1 | 8,02 t ha−1 | Натиҷаи тавсифӣ аст; санҷиши бартарии сабабӣ нест. |
| PFPN | 71,0 kg дона kg−1 N | 81,7 kg дона kg−1 N | Нисбати сатҳи treatment, ки аз миёнаҳои treatment ҳисоб шудааст; такрори мустақил нест. |
Саволи асосии таҳқиқот чист?
Дар майдони шолӣ ниёзи азотии растаниҳо метавонад дар тамоми майдон яксон набошад. Масъалаи муҳандисии таҳқиқот ин аст, ки фарқи аз пӯшиши растанӣ ҳисшуда танҳо маълумоти сенсор боқӣ намонад, балки ба вояи нуриҳое табдил ёбад, ки дар саҳро татбиқ кардан мумкин аст. Барои ин, арзиши NDVI-и ченкардаи сенсор бояд ба алгоритми идоракунӣ, аз он ҷо ба actuator ва дар ниҳоят ба ҷараёни воқеии карбамиди гранулӣ интиқол дода шавад.
Платформаи дар таҳқиқот истифодашуда системаест, ки қаблан таҳия шуда ва дар корҳои гуногун аз ҷиҳати техникӣ тавсиф шудааст. Саҳми таҳқиқоти ҷорӣ сохтани мошини нав ё дубора тасдиқ кардани дақиқии посухи мошин нест. Саҳм арзёбии якҷояи воридоти тақсимшудаи нуриҳо, тағйирёбии NDVI, ҳосили дарав ва partial factor productivity-и азоти истифодашуда дар маҷмӯаи ҷудогонаи шашрахтаи шолӣ мебошад.
Аппликатор чӣ гуна кор мекунад?
Системаи ба трактор насбшуда шакли мутобиқшудаи мошини 11-қатораи кишт–нуриандозӣ барои истифодаи меъёри тағйирёбанда мебошад. Дар мошин як сенсори фаъоли оптикии пӯшиши растанӣ, идоракунии бар микроконтроллер асосёфта, pulse-width modulation (PWM), ҳаракатдиҳандаи муҳаррики гидравликӣ ва механизми дозакунандаи нуриҳо бо вали шیارдор мавҷуд аст. Ёздаҳ баромади нуриҳо бо фосилаи 0,20 m ҷойгир шуда, паҳнои умумии самараноки корӣ 2,2 m гузориш шудааст.
Шакли 1-и таҳқиқоти манбаъ системаи физикиро дар трактор; Шакли 2 бошад занҷири фармонро нишон медиҳад. Инъикоси сурх ва наздики инфрасурхи пӯшиши растанӣ дар сенсор ба NDVI табдил дода мешавад. Арзиши NDVI ба доираи идоракунии пешакӣ муайяншуда маҳдуд мешавад, меъёри ҳадафии карбамид ҳисоб мешавад, наздиктарин setpoint-и суръати вали дозакунӣ интихоб мешавад ва ҳаракатдиҳандаи гидравликии бо PWM идорашаванда суръати вали шیارдорро тағйир медиҳад. Ҳамон як фармон ба ҳамаи 11 баромади нуриҳо татбиқ мешавад.
Verianla Live: Занҷири фармон аз ченкунии NDVI то истифодаи карбамид
Ин раванд шарҳи тоҷикшудаи меъмории воқеии идоракунӣ мебошад, ки дар Шакли 2-и таҳқиқоти манбаъ дода шудааст. Схема маънои мавҷудияти feedback-и реалии суръати ҳаракат, ченкунии ҷараёни нуриҳо дар closed loop ё телеметрияи махсуси озмоишро надорад.
| Марҳила | Шарҳ | Манбаъ |
|---|---|---|
| 1. Ҳис кардани пӯшиши растанӣ | Сенсори фаъоли оптикии GreenSeeker бо истифода аз инъикоси сурх ва наздики инфрасурх NDVI тавлид мекунад. | Шакли 2; Усул 2.1 ва 2.4 |
| 2. Доираи идоракунии NDVI | Арзиши NDVI мувофиқи доираи идоракунии 0,35–0,75 маҳдуд карда мешавад. | Усул 2.3; Шакли 4 |
| 3. Меъёри ҳадафии карбамид | Қоидаи детерминистии NDVI–меъёр миқдори ҳадафии карбамидро ҳисоб мекунад. | Усул 2.3 |
| 4. Интихоби setpoint | Меъёри ҳадаф ба setpoint-и аз ҷиҳати ададӣ наздиктарини суръатҳои мавҷудаи вали дозакунӣ таъин мешавад. | Ҷадвали 3 |
| 5. PWM ва ҳаракатдиҳандаи гидравликӣ | Микроконтроллер бо фармони PWM муҳаррики гидравликӣ ва суръати вали дозакуниро идора мекунад. | Шакли 2 |
| 6. Дозакунӣ бо вали шیارдор | Гардиши вали дозакунӣ тавассути механизми вали шیارдор баромади карбамиди гранулиро идора мекунад. | Шакли 2 |
| 7. Расонидани нуриҳо | Як setpoint-и интихобшуда ҳамзамон ба ҳамаи 11 баромад татбиқ мешавад. | Шакли 2; Усул 2.1 |
Verianla Live: Визуализатсия аз ҷадвали намоёни илмии боло дар браузер сохта мешавад. Ҷадвал ҳамчун source-of-truth-и илмӣ нигоҳ дошта мешавад.
NDVI чӣ гуна ба миқдори нуриҳо табдил дода шуд?
NDVI аз бандҳои инъикоси наздики инфрасурх (NIR) ва сурх (Red) ҳисоб шудааст:
\[ NDVI=\frac{NIR-Red}{NIR+Red} \]
Дар истифодаи сеюми нуриҳо системаи идоракунӣ доираи NDVI-и байни 0,35 ва 0,75-ро истифода кардааст. Муносибати детерминистие, ки барои меъёри ҳадафии маҳсулоти карбамид \(R_{u,target}\) истифода шудааст, чунин аст:
\[ R_{u,target}= \begin{cases} 112.50, & NDVI \leq 0.35\\ 112.50\times\frac{0.75-NDVI}{0.75-0.35}, & 0.35<NDVI<0.75\\ 0, & NDVI \geq 0.75 \end{cases} \]
Дар ин ҷо \(R_{u,target}\) миқдори ҳадафии маҳсулот бо воҳиди kg карбамид ha−1 мебошад. Вақте NDVI 0,35 ё камтар аст, система меъёри баландтарини пешакӣ муайяншуда — 112,50 kg карбамид ha−1-ро; вақте NDVI 0,75 ё бештар аст, истифодаи сифрро ҳадаф мегирад. Байни ду ҳад меъёр ба таври хаттӣ ҳисоб шудааст. Эквиваленти элементарии азот:
\[ R_N=0.46R_{u,target} \]
бо ин муносибат муайян шудааст; зеро карбамиди гранулии тиҷоратии истифодашуда %46 N-и умумӣ дорад.
Ин ҳадҳо дар таҳқиқот параметрҳои собити муҳандисӣ барои истифодаи саҳро мебошанд. Муҳаққиқон махсус таъкид мекунанд, ки онҳо набояд ҳамчун қоидаи умумии тавсияи азот барои навъҳои гуногуни шолӣ, майдонҳо ё мавсимҳо истифода шаванд.
Таҷрибаи саҳроӣ чӣ гуна ташкил шуд?
Таҷрибаи саҳроӣ дар мавсими парвариши шолии соли 2020, дар давраи июн–октябр, дар хоҷагии тадқиқотии Punjab Agricultural University, Ludhiana, Ҳиндустон гузаронида шудааст. Навъи шолии PR-122 истифода шудааст. Майдон тақрибан дар координатаҳои 30,91° Ш ва 75,81° Шқ, дар баландии тақрибан 244 m ҷойгир аст. Дар намунаҳои хокии 0–15 cm пеш аз кӯчат, хок loam, pH 7,3, C-и органикӣ 3,2 g kg−1, P-и бо NaHCO3 истихроҷшаванда 6,4 mg kg−1 ва K-и бо NH4OAc истихроҷшаванда 58 mg kg−1 гузориш шудааст. Набудани ченкуниҳои ибтидоии N-и минералӣ ва N-и умумӣ маҳдудияти муҳимест, ки муқоисаи таъминоти ибтидоии азотро байни рахаҳо пешгирӣ мекунад.
Таҷриба аз се ҷуфти рахаҳои ҳамсоя, дар маҷмӯъ шаш раха иборат буд. Ҳар раха тақрибан 72 m дарозӣ ва 7,1 m паҳноӣ дошт. Рахаҳо ба тартиби навбатӣ ҳамчун идоракунии NDVI ва uniform ҷойгир шуданд; аммо тартиб randomize нашуд. Аз ин рӯ, тарҳ бояд на ҳамчун таҷрибаи пурра randomizeшудаи қитъаи хурд, балки ҳамчун таҳқиқоти саҳроии се-такрории рахаҳои собити навбатӣ арзёбӣ шавад.
Азбаски паҳнои самараноки аппликатор 2,2 m буд, дар ҳар рахаи 7,1 m якчанд гузариши параллелӣ лозим шуд. Сабтҳои муфассал оид ба шумораи гузаришҳо, фосилаи марказ ба марказ, миқдори overlap ё gap, фосилаҳои сарҳадӣ ва аз ҳадди treatment гузаштани ягон гузариш нигоҳ дошта нашудаанд. Аз ин рӯ, геометрияи пурраи истифода ретроспективӣ барқарор карда намешавад.
Оё як сенсор тамоми паҳнои кориро намояндагӣ мекард?
Сенсори фаъоли оптикии GreenSeeker тақрибан 750 mm болои пӯшиши растанӣ истифода шудааст. Дар таҳқиқоти манбаъ гуфта мешавад, ки ин сенсор дар баландии тавсияшудаи насб минтақаи тақрибан 0,25–0,50 m паҳноиро ҳис мекунад, дар ҳоле ки паҳнои умумии самараноки истифодаи мошин 2,2 m мебошад. Бинобар ин, як сенсор ба ҷойи чен кардани мустақими тамоми паҳнои аппликатор танҳо як қисми рахаи кориро sample мекунад. Як фармони меъёре, ки сенсор истеҳсол мекунад, бошад ба ҳамаи 11 баромади нуриҳо татбиқ мешавад.
Азбаски дар таҳқиқот transect-ҳои мустақили паҳлӯии NDVI дар тамоми паҳнои кор ҷамъоварӣ нашудаанд, то чӣ андоза як сенсор тамоми рахаи 2,2 m-ро намояндагӣ мекунад, тасдиқ нашудааст. Ин нуқта компромисси муҳими муҳандисии меъмории камхарҷ мебошад.
Натиҷаҳои дастгиришудаи таҳқиқот
- Аппликатори қаблан таҳияшудаи NDVI-идорашавандаи меъёри тағйирёбандаи зинавӣ дар ин озмоиш ҳангоми истифодаи сеюми карбамид дар шароити воқеии саҳро истифода шудааст.
- Воридоти тахминии мавсимии карбамид дар идоракунии пурраи тақсимшудаи NDVI нисбат ба барномаи uniform 11,58 kg ha−1, яъне %5,1 камтар аст.
- Ҳосили миёнаи донаи ченшуда дар идоракунии NDVI дар ин як озмоиш баландтар буд.
- PFPN-и дар сатҳи treatment ҳисобшуда дар идоракунии NDVI баландтар аст.
- Дар ҳар ду идоракунӣ тағйирёбии нисбии NDVI бо пешрафти давраи рушд кам шудааст.
- Нишон дода шудааст, ки қоидаи детерминистии NDVI–меъёр метавонад бо таҷҳизоти маҳдуди sensing ва control ба аппликатори кишоварзӣ интиқол дода шавад.
Натиҷаҳое, ки таҳқиқот исбот намекунад
- Нишон дода нашудааст, ки афзоиши ҳосил танҳо аз сенсори NDVI бармеояд.
- Бартарии агрономии actuating-и меъёри тағйирёбанда ба танҳоӣ исбот нашудааст.
- Азбаски ду вояи аввали нуриҳо фарқ доштанд, таъсири сабабии танҳо истифодаи сеюми сенсор-идорашаванда ҷудо карда нашудааст.
- Қимати 100,92 kg карбамид ha−1 харитаи фазоии вояи татбиқшуда нест, балки арзёбии ҷамъии саҳроӣ мебошад.
- Тасдиқ нашудааст, ки контроллер кадом синфи вояро чанд маротиба дар майдон интихоб кард ва ин синфҳо дар куҷо татбиқ шуданд.
- Таҳқиқот далели умумии бартарии агрономӣ дар чанд макон ё чанд мавсим нест.
- Азбаски талафоти азоти экологӣ чен нашудаанд, коҳиши volatilization, leaching, runoff-и рӯизаминӣ ё дигар талафоти экологӣ исбот нашудааст.
Барои Туркия чӣ маъно дорад?
Ин таҳқиқот дар Туркия гузаронида нашудааст ва ҳадҳои NDVI ё меъёрҳои карбамиди истифодашуда набояд мустақиман ба истеҳсоли шолии Туркия интиқол дода шаванд. Арзиши асосии интиқолпазири таҳқиқот нишон додани он аст, ки меъмории камхарҷи сенсор–идоракунӣ–дозакунӣ чӣ гуна ба мошини саҳроӣ ҳамгиро карда мешавад. Агар системаи монанд дар шароити Туркия арзёбӣ шавад, ҳадҳои NDVI ва меъёрҳои нуриҳо бояд барои навъи маҳаллии шолӣ, шароити саҳро, заминаи хок, усули парвариш ва шароити мавсимӣ алоҳида калибр карда шаванд. Ин мутобиқсозӣ набояд бо фарзияи он анҷом шавад, ки ҳадҳои собити дар таҳқиқот санҷидашуда тавсияи маҳаллии азот мебошанд.
Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот
Хусусиятҳои асосии техникии платформаи аппликатор
| Унсури техникӣ | Сохтори гузоришшуда дар таҳқиқот | Ҳудуди тафсир |
|---|---|---|
| Аппликатор | Аппликатори гранулии карбамид бо 11 баромад, насбшуда ба трактор | Платформаи қаблан таҳияшуда истифода шудааст. |
| Фосилаи баромадҳо | 0,20 m | 11 баромад ҳамон як фармони setpoint-ро мегиранд. |
| Паҳнои самараноки корӣ | 2,2 m | Як сенсор тамоми паҳниро мустақим sample намекунад. |
| Сенсор | GreenSeeker-и фаъоли оптикӣ | Тақрибан 750 mm болои пӯшиши растанӣ истифода шудааст. |
| Идоракунӣ | Микроконтроллер + PWM | Ченкунии real-time closed-loop-и ҷараёни нуриҳо вуҷуд надорад. |
| Ҳаракатдиҳанда | Муҳаррики гидравликӣ | Суръати вали дозакуниро меронад. |
| Механизми дозакунӣ | Вали шیارдор | Барои карбамиди гранулӣ истифода шудааст. |
| Суръати номиналии ҳаракат | Тақрибан 3 km h−1 (0,83 m s−1) | Суръати ҳаракат input-и real-time feedback-и контроллер нест. |
| Фосилаи навсозии фармон | 1 s | Дар суръати номиналӣ ба тақрибан 0,8 m ҳаракат мувофиқат мекунад. |
Арзиши қаблан гузоришшудаи сохтани платформа тақрибан 700 доллари ИМА мебошад. Таърифи “камхарҷ” дар мақола ба ҳамин арзиши таърихии мутобиқсозӣ асос ёфтааст; ин рақам таҳлили хароҷоти хариди ҷорӣ, моликият, трактор, меҳнат ё навсозӣ нест.
Setpoint-ҳои идоракунӣ
| Суръати вали дозакунӣ (rpm) | Меъёри ҳадафии карбамид (kg карбамид ha−1) | Эквиваленти элементарии N (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 |
Арзиши ҳадафие, ки алгоритми идоракунӣ пайваста ҳисоб мекунад, ба наздиктарин аз панҷ setpoint-и вали дозакунӣ аз ҷиҳати ададӣ таъин шудааст. Бинобар ин, истифода “меъёри тағйирёбандаи зинавӣ” аст; системаи дозакунӣ нест, ки тамоми қиматҳои имконпазирро дар саҳро пайваста тавлид кунад.
Аҳамияти таъхири идоракунӣ ва суръати ҳаракат
Контроллер фармони нави меъёри истифодаи нуриҳоро бо фосилаи 1 сония ҳисоб кардааст. Дар тавсифи қаблии ҳамин платформа вақти посух аз сенсор то вали дозакунӣ тақрибан 3,53–4,93 s гузориш шудааст. Дар суръати тақрибан 3 km h−1 ин вақт ба масофаи ҳаракати тақрибан 2,9–4,1 m мувофиқат мекунад. Аммо азбаски дар сабтҳои таҷрибаи саҳроии ҷорӣ offset-и физикии сенсор–баромад, вақти look-ahead истифодашуда ва идоракунии гузаришҳои сари саҳро вуҷуд надоранд, мувофиқати фазоии махсуси озмоиш байни мавқеи растании ҳисшуда ва баромади воқеии нуриҳо чен нашудааст.
Суръати ҳаракат тақрибан дар 3 km h−1 нигоҳ дошта шудааст, аммо ҳамчун input-и real-time control истифода нашудааст. Мувофиқи ҳисобҳои таҳқиқот, ҳаракати %10 пасттар аз суръати номиналӣ метавонад ба тақрибан +%11,1 ва ҳаракати %10 баландтар ба тақрибан −%9,1 инҳирофи меъёр оварда расонад. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки чаро суръати доимии ҳаракат барои иҷрои саҳроии система муҳим аст.
Се барномаи тақсимшудаи нуриандозӣ чӣ гуна фарқ карданд?
Дар идоракунии uniform пешбинӣ шудааст, ки дар рӯзҳои 7, 21 ва 45 баъди кӯчат (days after transplanting, DAT) се маротиба 75,00 kg карбамид ha−1 истифода шавад. Дар идоракунии NDVI ду истифодаи аввал мустақил аз сенсор, дастӣ, ҳар кадом 56,25 kg карбамид ha−1 анҷом дода шудаанд; танҳо истифодаи сеюм дар 45 DAT бо сенсори NDVI идора шудааст.
Дар маҷмӯъ барои идоракунии NDVI 56,25 + 56,25 + 100,92 = 213,42 kg карбамид ha−1, яъне 98,17 kg N ha−1 ҳисоб шудааст. Ҷамъи пешбинишудаи идоракунии uniform бошад 225,00 kg карбамид ha−1, яъне 103,50 kg N ha−1.
Арзёбии ҷамъоварии саҳроӣ чӣ гуна ҳисоб шуд?
Дар истифодаи 45 DAT нуриҳои аз 11 баромад холишуда ҳангоми гузаришҳои назоратшуда муваққатан дар халтаҳо ҷамъ, тарозу ва ба минтақаи дахлдори treatment дубора истифода шуданд. Аз ҷараёни умумии масса меъёри карбамид бар асоси майдон бо муносибати зерин ҳисоб карда шуд:
\[ R_u=\frac{M/t}{wv}\times10000 \]
Дар ин ҷо \(R_u\) меъёри истифода бо воҳиди kg карбамид ha−1, \(M\) массаи умумии карбамиди аз баромадҳои назоратшуда ҷамъшуда (kg), \(t\) вақти умумии ҷамъоварӣ (s), \(w\) паҳнои самараноки истифода (m) ва \(v\) суръати ҳаракатро (m s−1) ифода мекунад.
Ин усул барои истифодаи сеюми тақсимшуда арзёбии ҷамъии 100,92 kg карбамид ha−1, яъне 46,42 kg N ha−1 додааст. Ин қимат меъёри алоҳида барои се такрори раха нест ва бо sub-plot-ҳои дарав аз ҷиҳати фазоӣ мувофиқ карда нашудааст.
Намунагирии NDVI ва тағйирёбии пӯшиши растанӣ
Ченкуниҳои ҷудогонаи нуқтавии NDVI дар саҳро дар 21, 35 ва 59 DAT анҷом дода шуданд. Дар ҳар марҳила, дар ҳар такрори ҳар treatment, дар шаш мавқеъ панҷтоӣ NDVI reading гирифта шуда, дар ҳар марҳилаи sample барои ҳар treatment дар маҷмӯъ 90 ченкунии NDVI ба даст омадааст. Ин ченкуниҳои инфиродӣ дар таҳлили ҳосил ҳамчун такрори мустақили таҷриба ҳисоб нашудаанд.
Verianla Live: Коэффисиенти вариатсияи NDVI вобаста ба давраи рушд
Қиматҳо на NDVI-и миёна, балки коэффисиенти вариатсия (CV)-ро нишон медиҳанд, ки тағйирёбии нисбии дохили treatment-ро ифода мекунад. Азбаски NDVI-и миёна ва сабтҳои SD/SE бар асоси такрор мавҷуд нестанд, ин график баробар шудани ҳолати миёнаи азотии ду гурӯҳро нишон намедиҳад.
| Рӯз баъди кӯчат (DAT) | CV-и NDVI-идорашаванда (%) | CV-и Uniform (%) | Манбаъ |
|---|---|---|---|
| 21 | 16 | 14 | Шакли 5; Натиҷа 3.2 |
| 35 | 7 | 6 | Шакли 5; Натиҷа 3.2 |
| 59 | 4 | 3 | Шакли 5; Натиҷа 3.2 |
Хатҳо танҳо намоиши визуалӣ мебошанд, ки нуқтаҳои се марҳилаи ченшударо мепайванданд; маънои онро надоранд, ки дар рӯзҳои мобайнӣ ченкунӣ анҷом ёфта ё тағйироти биологии хаттӣ рух додааст.
Дар ҳар ду гурӯҳ CV бо пешрафти давраи рушд кам шудааст. Аммо идоракунии NDVI дар ҳеҷ яке аз се санаи ченкунӣ CV-и пасттар аз идоракунии uniform нишон надодааст; қиматҳо мутаносибан 16 муқобили 14, 7 муқобили 6 ва 4 муқобили %3 буданд. Аз ин рӯ, таҳқиқот танҳо коҳиши тағйирёбии нисбии NDVI дар дохили treatment бо гузашти вақтро дастгирӣ мекунад.
Ҳосил чӣ гуна чен карда шуд?
Дар ҳар рахаи treatment чор sub-plot-и марказии 8,0 m2, дур аз канорҳо ва сари саҳро, дарав шуданд. Ҳар sub-plot андозаи 4,0 × 2,0 m дошт. Майдони умумии sampleшуда дар як раха 32,0 m2 буд ва %6,3 аз майдони тахминии 511,2 m2-и рахаро ташкил мекард. Донаҳо кӯфта, тоза, тарозу шуда ва ҳосилҳо ба %14 намии стандартии дона ислоҳ шуданд.
Чор sub-plot аввал дар дохили такрори рахаи худ миёна карда шуданд ва ҳамин тавр барои ҳар treatment се қимати сатҳи раха — R1, R2 ва R3 — ба даст омад. Воҳиди таҷриба sub-plot нест, балки рахаи такрорӣ мебошад.
| Идоракунӣ | R1 (t ha−1) | R2 (t ha−1) | R3 (t ha−1) | Миёна ± SD (t ha−1) | CV (%) | PFPN (kg дона kg−1 N) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Uniform | 7,23 | 7,41 | 7,42 | 7,35 ± 0,11 | 1,5 | 71,0 |
| NDVI-идорашаванда | 7,94 | 7,97 | 8,15 | 8,02 ± 0,11 | 1,4 | 81,7 |
Дар се ҷуфти рахаҳои ҳамсоя, фарқҳои ҳосили NDVI-идорашаванда минус uniform мутаносибан 0,71, 0,56 ва 0,72 t ha−1 буданд. Миёнаи арифметикии ин се фарқ 0,67 t ha−1, standard deviation 0,09 t ha−1 аст. Муаллифон ин мутобиқатро на ҳамчун далели бартарии агрономии оморӣ, балки ҳамчун натиҷаи тавсифӣ дар тарҳи мавҷудаи рахаҳои собит пешниҳод мекунанд.
Verianla Live: Муқоисаи ҳосили миёнаи дона
Қиматҳои нишоншуда миёнаи се раха мебошанд, ки ба %14 намии дона ислоҳ шудаанд. Азбаски озмоиш randomize нашуда ва танҳо се ҷуфти рахаҳои ҳамсояро дар бар мегирад, график набояд ҳамчун далели бартарии сабабӣ тафсир шавад.
| Стратегияи идоракунӣ | Ҳосили миёнаи дона (t ha−1) | Меъёр | Манбаъ |
|---|---|---|---|
| Uniform | 7,35 | Миёнаи се раха, ислоҳшуда ба %14 намии дона | Ҷадвали 5 |
| NDVI-идорашаванда | 8,02 | Миёнаи се раха, ислоҳшуда ба %14 намии дона | Ҷадвали 5 |
Partial factor productivity-и азоти истифодашуда чӣ гуна ҳисоб шуд?
Partial factor productivity-и азоти истифодашуда (partial factor productivity of applied nitrogen, PFPN) бо тақсим кардани ҳосили миёнаи донаи treatment ба воридоти тахминии мавсимии элементарии N ҳисоб шудааст:
\[ PFP_N=\frac{\text{tedavi ortalama tane verimi (kg ha}^{-1}\text{)}}{\text{mevsimlik N girdisi (kg N ha}^{-1}\text{)}} \]
Дар идоракунии uniform PFPN 71,0 kg дона kg−1 N, дар идоракунии NDVI 81,7 kg дона kg−1 N ҳисоб шудааст. Аммо ин қиматҳо се такрори мустақиле нестанд, ки барои ҳар раха алоҳида ҳисоб шудаанд; онҳо нисбатҳои тавсифие мебошанд, ки як маротиба аз ҳосили миёнаи treatment ва воридоти мавсимии N дар сатҳи treatment ҳисоб шудаанд.
Чаро тафсири оморӣ маҳдуд аст?
Дар таҳқиқот воҳиди таҷриба барои муқоисаи treatment рахаи такрорӣ мебошад. Чор sub-plot-и дарав ҳамчун такрори мустақили таҷриба истифода нашудаанд. Азбаски тарҳ танҳо се ҷуфти рахаҳои собити ҳамсояро дар бар мегирад ва тартиби treatment randomize нашудааст, муаллифон confidence interval ё hypothesis test татбиқ накардаанд. Ин равиш аз андозаи сунъии sample, ки метавонад аз муносибат бо sub-sample-ҳои хурд ҳамчун такрори мустақил ба вуҷуд ояд, пешгирӣ мекунад; аммо ҳамзамон generalizability-и омории натиҷаҳоро маҳдуд месозад.
Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул
| Номи пурраи аслии таҳқиқот | Field Demonstration of a Low-Cost NDVI-Guided Stepwise Variable-Rate Nitrogen Topdressing Applicator for Rice |
|---|---|
| Муаллифон | 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 |
| Саҳми баробар / муаллифи якуми баробар | Дар таҳқиқоти манбаъ изҳороти муаллифи якуми баробар/саҳми баробар зикр нашудааст. |
| Муаллифи масъул | Hasan Mirzakhaninafchi |
| Муассисаҳо | College of Engineering, University of Georgia, Tifton, ИМА; Department of Farm Machinery and Power Engineering, Punjab Agricultural University, Ludhiana, Ҳиндустон; Department of Agricultural and Biosystems Engineering, South Dakota State University, Brookings, ИМА; Department of Entomology, University of Georgia, Tifton, ИМА; Department of Crop and Soil Sciences, University of Georgia, Tifton, ИМА. |
| Навъи манбаъ | Мақолаи таҳқиқотии рецензияшуда; намоиши саҳроии як макон, як мавсим ва рахаҳои такрорӣ бо татбиқи муҳандисӣ. |
| Ҳолати рецензия | Мақолаи дар маҷаллаи рецензияшуда нашршуда; preprint нест. |
| Маҷалла | AgriEngineering |
| Ношир | MDPI, Basel, Switzerland |
| Ҷилд / шумора / мақола | 2026, 8(8), 325 |
| DOI | 10.3390/agriengineering8080325 |
| Қабул / бозбинӣ / пазируфтан / нашр | 1 июли 2026 / 26 июли 2026 / 31 июли 2026 / 5 августи 2026 |
| Пайванди расмӣ | https://doi.org/10.3390/agriengineering8080325 |
| Иҷозатнома | Creative Commons Attribution (CC BY) иҷозатномаи дастрасии кушода. |
Маблағгузорӣ, додаҳо ва бархӯрди манфиатҳо
Таҳқиқот ба таҷрибаи саҳроӣ ва захираҳои аппликатор дар Punjab Agricultural University асос меёбад. Таҳқиқоти марбут ба рушди аппликатор аз ҷониби Department of Science and Technology-и Ҳукумати Ҳиндустон дар доираи барномаи CSS-42, ки дар Punjab Agricultural University иҷро шудааст, дастгирӣ шудааст.
Дар мақола гуфта шудааст, ки додаҳои дастгиркунандаи натиҷаҳои гузоришшуда дар дохили мақола ва маводи иловагӣ мавҷуданд; ҳосили дона дар сатҳи sub-plot дар Supplementary Table S1 дода шудааст. Ошкоро гузориш шудааст, ки сабтҳои боқимондаи асосии озмоиш барои мубодилаи ретроспективӣ дастрас нестанд.
Муаллифон изҳор кардаанд, ки бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад ва маблағгузор дар тарҳи таҳқиқот, ҷамъоварии додаҳо, таҳлил, тафсир, навиштани мақола ё қарори нашр нақш надоштааст.
Саҳми муаллифон
Консептуализатсия: Hasan Mirzakhaninafchi, Manjeet Singh, Apoorv Prakash ва Ali Mirzakhani Nafchi. Методология: Hasan Mirzakhaninafchi, Manjeet Singh, Apoorv Prakash, Santosh Kumar ва Aseem Verma. Таҳқиқот: Hasan Mirzakhaninafchi. Data curation: Hasan Mirzakhaninafchi, Shikha Sharda ва Jugminder Kaur. Таҳлили формалӣ: Hasan Mirzakhaninafchi. Навиштани draft-и аввал: Hasan Mirzakhaninafchi. Валидация: Hasan Mirzakhaninafchi, Manjeet Singh, Ali Mirzakhani Nafchi, Glen Rains ва Wesley Porter. Бозбинӣ ва таҳрир: Hasan Mirzakhaninafchi, Manjeet Singh, Aseem Verma, Santosh Kumar, Apoorv Prakash, Shikha Sharda, Jugminder Kaur, Parmar Raghuvirsinh, Ali Pirhadi Tavandashti, Ali Mirzakhani Nafchi, Glen Rains ва Wesley Porter. Захираҳо, идоракунии лоиҳа, дарёфти маблағгузорӣ ва назорат: Manjeet Singh.
Маҳдудиятҳои асосии методологӣ
Натиҷаҳои таҳқиқот бояд дар ҳудудҳои зерин арзёбӣ шаванд: таҷриба танҳо дар як макон ва як мавсими истеҳсолӣ гузаронида шудааст; тартиби рахаҳо randomize нашудааст; ду вояи аввали карбамид байни ду идоракунӣ фарқ мекунанд; treatment-ҳои вояи аввали баробар, N-и умумии баробар, мошини меъёри доимӣ ва назорати дастӣ–мошинӣ вуҷуд надоранд. Аз ин рӯ, таъсирҳои сенсор, вақти додани азот, миқдори умумии азот ва усули истифода аз ҳам ҷудо карда намешаванд.
Қимати 100,92 kg карбамид ha−1, ки барои истифодаи сеюм дар 45 DAT истифода шудааст, ченкунии replicateшуда дар сатҳи раха ё харитаи фазоии вояи татбиқшуда нест. Геометрияи гузариш, телеметрияи контроллер/GPS, offset-и сенсор–баромад, истифодаи look-ahead, гузаришҳои сари саҳро ва frequency-и синфҳои меъёр дар дохили саҳро нигоҳ дошта нашудаанд. Аз ин рӯ, тақсимоти пурраи фазоии истифодаи меъёри тағйирёбанда ретроспективӣ тасдиқ карда намешавад.
N-и минералии ибтидоӣ, validation-и паҳлӯии NDVI дар тамоми паҳнои корӣ, uniformity-и пошиши дастии нуриҳо, консентратсияи N-и барг, хлорофилл, биомасса, uptake-и N аз ҷониби растанӣ, ҷузъҳои ҳосил, хусусиятҳои сифати дона, N-и хок пас аз дарав ва талафоти экологии азот чен нашудаанд ё барои таҳлили ҷорӣ дастрас нестанд.
Дидани ҳосил ва PFPN-и баландтар дар идоракунии NDVI муҳим аст; аммо ин мушоҳида ба танҳоӣ бартарии агрономии сенсори NDVI, идоракунии меъёри тағйирёбандаи зинавӣ ё аппликаторро исбот намекунад. Саҳми асосии таҳқиқоти манбаъ истифодаи системаи қаблан таҳияшуда дар муқоисаи ҷудогонаи саҳроӣ ва ҳуҷҷатгузории якҷояи воридоти нуриҳо ва натиҷаҳои дарав барои ду барномаи пурраи тақсимшудаи нуриандозӣ мебошад.
Усули илмӣ, қиматҳои ададӣ, муодилаҳо, натиҷаҳо ва маҳдудиятҳо дар ин матни Verianla ба таҳқиқоти аслии боршуда асос меёбанд. Ба ғайр аз ҳувияти библиографӣ ва ҳолати нашр, таҷрибаи нави илмӣ, механизм ё натиҷаи нав аз манбаъҳои беруна ба мақолаи асосӣ илова нашудааст.

Шарҳ гузоред
Нишонии почтаи электронии шумо нашр намешавад. Майдонҳои ҳатмӣ бо * нишон дода шудаанд