Model for detecting nitrogen deficiency in wheat crop using spectral indices
- 1. Anand Agricultural University
Description
An experiment was conducted four years (2007-08 to 20010-11) during rabi at Anand, India to study nitrogen stress response of wheat (Triticum aestivum L.) on spectral signature using spectroradiometer (Model - UniSpec DC Dual Channel Spectrometer, PP System, USA). The experiment was carried out with two wheat cultivars viz., GW496 and Lok 1 and five levels of nitrogen 120, 90, 60, 30 and 0 kg ha-1. The NDVI (normalized difference vegetation index) which is an indicator of status of crop biomass was found higher at 45 to 65 DAS of the crop age. The same characteristics were also observed in case of NDRE (normalize difference red edge) index at the 45 to 65 DAS of the crop age. Based on the index value of NDVI & NDRE at different growth stages of wheat crop, it was revealed that the crop biomass under the 120 N kg ha-1 could be more healthy which resulted in better yield. The variety wise analysis showed that no significant varietal differences were observed for NDVI, mSR and NDRE during different growth stages of wheat crop. The index value of NDVI and NDRE was higher in the highest nitrogen 120 kg ha-1 and lowest in treatment without nitrogen application. The NDVI was found more related to biomass production, while the NDRE was found useful to detect nitrogen stress during 45 to 75 DAS of the crop. Moreover the nitrogen stress detected during the initial growth stages 35-45 DAS of the crop are most useful for top dressing dose of nitrogen to overcome the stress. Using stepwise regression approach nitrogen deficiency model was developed, which showed NDRE is the only highly significant (P<0.01) index for detecting nitrogen deficiency in wheat crop.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
أُجريت تجربة لمدة أربع سنوات (2007-08 إلى 20010-11) خلال ربيع في أناند، الهند لدراسة استجابة إجهاد النيتروجين للقمح (Triticum aestivum L.) على التوقيع الطيفي باستخدام مقياس الطيف الإشعاعي (نموذج - مطياف UniSpec DC ثنائي القناة، نظام PP، الولايات المتحدة الأمريكية). أجريت التجربة باستخدام صنفين من أصناف القمح.، GW496 و LOK 1 وخمسة مستويات من النيتروجين 120 و 90 و 60 و 30 و 0 كجم هكتار -1. تم العثور على مؤشر NDVI (مؤشر الاختلاف الطبيعي للغطاء النباتي) وهو مؤشر لحالة الكتلة الحيوية للمحاصيل أعلى عند 45 إلى 65 داس من عمر المحصول. ولوحظت نفس الخصائص أيضًا في حالة مؤشر NDRE (تطبيع الحافة الحمراء للفرق) عند 45 إلى 65 داس من عمر المحصول. استنادًا إلى قيمة مؤشر NDVI و NDRE في مراحل نمو مختلفة لمحصول القمح، تم الكشف عن أن الكتلة الحيوية للمحاصيل التي تقل عن 120 نيوتن كغ هكتار -1 يمكن أن تكون أكثر صحة مما أدى إلى إنتاجية أفضل. أظهر التحليل الحكيم للتنوع أنه لم يلاحظ أي اختلافات كبيرة في الأصناف بالنسبة لمؤشر NDVI و mSR و NDRE خلال مراحل النمو المختلفة لمحصول القمح. كانت قيمة مؤشر NDVI و NDRE أعلى في أعلى نيتروجين 120 كجم هكتار-1 وأدنى في المعالجة دون استخدام النيتروجين. تم العثور على مؤشر NDVI أكثر ارتباطًا بإنتاج الكتلة الحيوية، في حين تم العثور على NDRE مفيد للكشف عن إجهاد النيتروجين خلال 45 إلى 75 داس من المحصول. علاوة على ذلك، فإن إجهاد النيتروجين المكتشف خلال مراحل النمو الأولية 35-45 داس من المحصول هو الأكثر فائدة لجرعة الضمادة العليا من النيتروجين للتغلب على الإجهاد. باستخدام نهج الانحدار التدريجي، تم تطوير نموذج نقص النيتروجين، والذي أظهر أن NDRE هو المؤشر الوحيد ذو الأهمية العالية (P<0.01) للكشف عن نقص النيتروجين في محصول القمح.Translated Description (French)
Une expérience a été menée pendant quatre ans (2007-08 à 20010-11) pendant Rabi à Anand, en Inde, pour étudier la réponse au stress azoté du blé (Triticum aestivum L.) sur la signature spectrale à l'aide d'un spectroradiomètre (Modèle - UniSpec DC Dual Channel Spectrometer, PP System, États-Unis). L'expérience a été réalisée avec deux cultivars de blé, à savoir., GW496 et Lok 1 et cinq niveaux d'azote 120, 90, 60, 30 et 0 kg ha-1. Le NDVI (indice de végétation à différence normalisée) qui est un indicateur de l'état de la biomasse des cultures a été trouvé plus élevé à 45 à 65 DAS de l'âge des cultures. Les mêmes caractéristiques ont également été observées en cas d'indice NDRE (normaliser différence bord rouge) aux 45 à 65 DAS de l'âge de la récolte. Sur la base de la valeur de l'indice NDVI et NDRE à différents stades de croissance des cultures de blé, il a été révélé que la biomasse des cultures sous les 120 N kg ha-1 pourrait être plus saine, ce qui a entraîné un meilleur rendement. L'analyse variétale a montré qu'aucune différence variétale significative n'a été observée pour le NDVI, le mSR et le NDRE au cours des différents stades de croissance de la culture du blé. La valeur de l'indice de NDVI et de NDRE était plus élevée dans les 120 kg ha-1 d'azote les plus élevés et la plus faible dans le traitement sans application d'azote. Le NDVI a été trouvé plus lié à la production de biomasse, tandis que le NDRE a été trouvé utile pour détecter le stress azoté pendant 45 à 75 jours de la culture. De plus, le stress azoté détecté au cours des étapes initiales de croissance 35-45 DAS de la culture est le plus utile pour la dose d'azote de pansement supérieure pour surmonter le stress. En utilisant une approche de régression par étapes, un modèle de carence en azote a été développé, qui a montré que le NDRE est le seul indice très significatif (P<0,01) pour détecter la carence en azote dans les cultures de blé.Translated Description (Spanish)
Se realizó un experimento de cuatro años (2007-08 a 20010-11) durante la rabia en Anand, India, para estudiar la respuesta al estrés por nitrógeno del trigo (Triticum aestivum L.) en la firma espectral utilizando un espectrorradiómetro (Modelo - UniSpec DC Dual Channel Spectrometer, PP System, EE. UU.). El experimento se llevó a cabo con dos cultivares de trigo, a saber,, GW496 y Lok 1 y cinco niveles de nitrógeno 120, 90, 60, 30 y 0 kg ha-1. El NDVI (índice de vegetación de diferencia normalizada), que es un indicador del estado de la biomasa del cultivo, se encontró más alto a 45 a 65 DAS de la edad del cultivo. Las mismas características también se observaron en el caso del índice NDRE (normalizar la diferencia de borde rojo) a los 45 a 65 DAS de la edad del cultivo. Con base en el valor del índice de NDVI y NDRE en diferentes etapas de crecimiento del cultivo de trigo, se reveló que la biomasa del cultivo por debajo de los 120 N kg ha-1 podría ser más saludable, lo que resultó en un mejor rendimiento. El análisis de variedades mostró que no se observaron diferencias varietales significativas para NDVI, mSR y NDRE durante las diferentes etapas de crecimiento del cultivo de trigo. El valor del índice de NDVI y NDRE fue mayor en el nitrógeno más alto 120 kg ha-1 y menor en el tratamiento sin aplicación de nitrógeno. El NDVI se encontró más relacionado con la producción de biomasa, mientras que el NDRE se encontró útil para detectar el estrés por nitrógeno durante 45 a 75 DAS del cultivo. Además, el estrés por nitrógeno detectado durante las etapas iniciales de crecimiento 35-45 DAS del cultivo es más útil para que la dosis de nitrógeno del revestimiento superior supere el estrés. Utilizando un enfoque de regresión escalonada, se desarrolló un modelo de deficiencia de nitrógeno, que mostró que el NDRE es el único índice altamente significativo (P<0,01) para detectar la deficiencia de nitrógeno en el cultivo de trigo.Files
1271.pdf
Files
(1.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:9a4a95573fa81443df0c19144c1f0ba3
|
1.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نموذج الكشف عن نقص النيتروجين في محصول القمح باستخدام المؤشرات الطيفية
- Translated title (French)
- Modèle de détection de la carence en azote dans les cultures de blé à l'aide d'indices spectraux
- Translated title (Spanish)
- Modelo para detectar la deficiencia de nitrógeno en el cultivo de trigo utilizando índices espectrales
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4224283639
- DOI
- 10.54386/jam.v16i1.1491