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Environmental monitoring and assessment2022Nov19Vol.195issue(1)

野外環境下での水不足ストレスに対するハイブリッドトウモロコシ(Zea Mays L)の反応を評価する際の植生指数とUAVマルチスペクトル画像の有効性

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

マルチセンサーを装備した無人航空機(UAV)は、特に雨が不足している地域の水不足状況で、植物の健康を測定し、野外条件で最終収量を予測するための最も革新的な技術の1つです。この調査の目的は、3つの異なる遺伝子型(干ばつ耐性)、PAC339、およびS7328(Zea Mays L.)のS7328(Zea Mays L.)の3つの異なる遺伝子型のUAV画像を使用して、個々の植物およびキャノピーレベルの測定値を評価することでした。WW(豊富な)およびWD(水欠損)条件下での生殖段階。栄養段階では、WD未満のPAC339およびS7328のCWSI(作物水ストレス指数)のみがWWで1.86倍および1.69倍に増加しましたが、植生指数(EVI2(強化された植生指数2)、OSAVI(最適化された土壌順応植生指数)、GNDVI(緑の正規化植生指数)、NDRE(正規化されたレッドエッジインデックス)、およびUAVマルチセンサーから派生したNDVI(正規化された差植生指数))は変化しませんでした。生殖段階では、WD未満の干ばつ感受性遺伝子型(S7328)のCWSIがWWで1.92倍増加しました。WD下でのPAC339およびS7328のすべての植生指数(EVI2、OSAVI、GNDVI、NDRE、およびS7328は、SuWAN4452のものと比較すると減少しました。UAVデータからGreenseeker®ハンドヘルドとNDVIに由来するNDVIは密接に関連していました(R2 = 0.5924)。葉の温度の増加(TLEAF)とWDストレスのあるトウモロコシ植物のNDVIの減少が観察され(R2 = 0.5829)、生成損失(R2 = 0.5198)。要約すると、個々の植物の生理学的データと、WD条件下でのトウモロコシ作物の干ばつに敏感な遺伝子型におけるキャノピーレベルの植生指数(UAVプラットフォームを使用して収集)の間に密接な相関が観察され、したがって、干ばつの分類におけるその効果を示しています。寛容な遺伝子型。

マルチセンサーを装備した無人航空機(UAV)は、特に雨が不足している地域の水不足状況で、植物の健康を測定し、野外条件で最終収量を予測するための最も革新的な技術の1つです。この調査の目的は、3つの異なる遺伝子型(干ばつ耐性)、PAC339、およびS7328(Zea Mays L.)のS7328(Zea Mays L.)の3つの異なる遺伝子型のUAV画像を使用して、個々の植物およびキャノピーレベルの測定値を評価することでした。WW(豊富な)およびWD(水欠損)条件下での生殖段階。栄養段階では、WD未満のPAC339およびS7328のCWSI(作物水ストレス指数)のみがWWで1.86倍および1.69倍に増加しましたが、植生指数(EVI2(強化された植生指数2)、OSAVI(最適化された土壌順応植生指数)、GNDVI(緑の正規化植生指数)、NDRE(正規化されたレッドエッジインデックス)、およびUAVマルチセンサーから派生したNDVI(正規化された差植生指数))は変化しませんでした。生殖段階では、WD未満の干ばつ感受性遺伝子型(S7328)のCWSIがWWで1.92倍増加しました。WD下でのPAC339およびS7328のすべての植生指数(EVI2、OSAVI、GNDVI、NDRE、およびS7328は、SuWAN4452のものと比較すると減少しました。UAVデータからGreenseeker®ハンドヘルドとNDVIに由来するNDVIは密接に関連していました(R2 = 0.5924)。葉の温度の増加(TLEAF)とWDストレスのあるトウモロコシ植物のNDVIの減少が観察され(R2 = 0.5829)、生成損失(R2 = 0.5198)。要約すると、個々の植物の生理学的データと、WD条件下でのトウモロコシ作物の干ばつに敏感な遺伝子型におけるキャノピーレベルの植生指数(UAVプラットフォームを使用して収集)の間に密接な相関が観察され、したがって、干ばつの分類におけるその効果を示しています。寛容な遺伝子型。

Unmanned aerial vehicles (UAVs) equipped with multi-sensors are one of the most innovative technologies for measuring plant health and predicting final yield in field conditions, especially in the water deficit situation in rain-deprived regions. The objective of this investigation was to evaluate the individual plant and canopy-level measurements using UAV imageries in three different genotypes, Suwan4452 (drought-tolerant), Pac339, and S7328 (drought-sensitive) of maize (Zea mays L.) at vegetative and reproductive stages under WW (well-watered) and WD (water deficit) conditions. At the vegetative stage, only CWSI (crop water stress index) of Pac339 and S7328 under WD increased significantly by 1.86- and 1.69-fold over WW, whereas the vegetation indices (EVI2 (Enhanced Vegetation Index 2), OSAVI (Optimized Soil-Adjusted Vegetation Index), GNDVI (Green Normalized Difference Vegetation Index), NDRE (Normalized Difference Red Edge Index), and NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)) derived from UAV multi-sensors did not vary. At the reproductive stage, CWSI in drought-sensitive genotype (S7328) under WD increased by 1.92-fold over WW. All the vegetation indices (EVI2, OSAVI, GNDVI, NDRE, and NDVI) of Pac339 and S7328 under WD decreased when compared with those of Suwan4452. NDVI derived from GreenSeeker® handheld and NDVI from UAV data was closely related (R2 = 0.5924). An increase in leaf temperature (Tleaf) and reduction in NDVI of WD stressed maize plants was observed (R2 = 0.5829) leading to yield loss (R2 = 0.5198). In summary, a close correlation was observed between the physiological data of individual plants and vegetation indices of canopy level (collected using a UAV platform) in drought-sensitive genotypes of maize crops under WD conditions, thus indicating its effectiveness in the classification of drought-tolerant genotypes.

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