Способ дистанционного определения урожая зеленой массы сельскохозяйственных культур Советский патент 1982 года по МПК A01G7/00 

(54) СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОЖАЯ

ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

1

Изобретение относится к агрометеорологии, в частности для дистанционного определения величины зеленой массы сельскохозяйственных культур и многолетних трав.

Известен способ определения урожая пустынно-пастбищной растительности при 5 помощи фотометров. Этот способ заключается в измерении в направлении нормали к земле спектральных коэффициентов яркости (СКЯ) системы почва-растительность, сравнении его с эталонным и в определе- ю НИИ по градуировочной кривой, построенной в наземных условиях урожая зеленой массы пастбищной растительности 1.

Однако если определять урожай зеленой массы с/х культур этим способом, то полу- 15 ценные данные будут недостаточно достоверны и использование их в практике затруднено. Это связано с тем, что спектральная яркость (СЯ) с/х культур, в отличие от СЯ пустынно-пастбищной растительности, 2о обладает большой изменчивостью, которая связана с видом растительности, степенью удобренности и влажности почвы и т. д. Изменчивость СЯ однотипных растительных

покровов находится в пределах 35-220%. Поэтому прежде чем проводить авиафотометрические обследования этим способом, необходимо строить градуировочные кривые для каждой культуры, для каждой фазы ее развития, для каждой принятой в практике дозы удобрений, для любых градаций влажности почвы, что естественно выполнить практически невозможно.

Цель изобретения - повышение точности определения урожая зеленой массы с/х

культур.

Поставленная цель достигается тем, что одновременно с измерением спектральной яркости системы почва-растительность по нормали к поверхности Земли измеряют спектральную яркость растительности под углом к поверхности Земли, обеспечивающим непопадание почвы в поле зрения фотометра.

Если рассматривать растительный покров как мутную среду, то зависимость спектральной яркости системы почва-растительность от величины надземной растительной массы можно описать формулой

-ЕПЛ

Гр(ГрГп-0+(Гр-Г„)е

0)

-ЕпМ

(ГрГ„-1) + Гр(Гр-Гп)е

где Г„р , Гр, Гп - соответственно спектральный коэффициент яркости системы почварастительность одной растительности и почвы; m - величина надземной растительной массы на единицу площади; о(.- постоянная для данного растительного покрова величи 1-Гр

Е- р р

Для вычисления параметра m по этой формуле необходимо определить величины Гдр,Г„ ,Гр и d, Fftp - измеряется в направлении нормали системы почва-растительность. Гп - находится экспериментальным путем по данным измерений СКЯ вспаханных почв, находящихся в районе обследований.

Входящий в формулу (1) параметр .л характеризует, кроме спектральных отражательньГх свойств растительного покрова, и его структуру. А поскольку структура зерновых (пщеница, рожь, ячмень) идентична и зависит только от периода вегетации (т. е. в выход в трубку она одна, в фазу колошение - другая), то этот параметр находится один раз для каждой фазы отдельно, причем (как уже было сказано в силу идентичной структуры зерновых) независимо на какой культуре его находить.

Процедура нахождения параметра оС заключается в следующем.

Подбирается в посеве зерновых (пщеницы, ржи, ячменя или овса) 20 делянок с различным содержанием растительной массы. Над этими делянками производится измерение Гр, m и Г. Затем растительная масса на этих делянках срезается и взвешивается. Подставляя Гр, m и Г в формулу (1), находим параметр ot. Он определяется 2 раза в год: в фазу выход в трубку и колощение (или что то же самое в фазу цветение или молочная спелость).

Для нахождения спектральной яркости растительности Гр в посеве исследуемой культуры подбирают несколько участков со проективным покрытием (т. е. при

такой густоте посева, чтобы почва сквозь растения не просвечивалась) измеряют в направлении нормали Гр, а затем эти измерения распространяют на все поле. Однако измерить Гр с самолета (вертолета) невозможно, так как сельскохозяйственных полей со 100% покрытием практически не бывает и поэтому в этом случае в поле зрения фотометра будет попадать почва, просвечивающая сквозь растения. Поэто0 Щ в чистом виде можно измерить только под углом. Этот угол выбирается следующим образом. Пусть 1 - расстояние между растениями, ah - высота растений. Тогда необходимым и достаточным условием выбора ср будет tgqp . Расчеты показали,

что при высоте растений 30-50 см (такую высоту имеют зерновые культуры в фазу выход в трубку) и существующей норме высева семян 5 мин на 1 га (500 семян на 1 м2) угол достаточно выбрать не менее 40-45°.

Таким образом, зная о(. и измерив с самолета величины Гур , Гр и Гу, , находят искомый параметр т, т. е. величину надземной растительной массы.

Повышение точности предлагаемым способом достигается за счет того, что отпадает необходимость в построении градуировочной кривой, по которой находят m (так как в формуле (1) все параметры измеряются с самолета (вертолета).

Формула изобретения

Способ дистанционного определения урожая зеленой массы сельскохозяйственных

5 культур, включающий измерение спектральной яркости системы почва-растительность по нормали к поверхности Земли, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, одновременно с измерением спектральной яркости системы почва-растительность по нормали к поверхности Земли измеряют спектральную яркость растительности под углом к поверхности Земли, обеспечивающим непопадание почвы в поле зрения фотометра.

5Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 185142, кл. А 01 G 7/00, 1964 (прототип) .