Применение инфракрасной съемки при выращивании маточных растений на семена, основной задачей которых является не только получение высокого урожая, но и сохранение продуктивных свойств размножаемого сорта с максимальным сохранением наследственных возможностей сорта на примере кагатирования сахарной свеклы.
Определение термина кагат и описание процесса кагатирования корнеплодов
Кагат или полевое кагатирование - есть ничто иное, как совокупность операций по укладке в длинные кучи трапецеидального сечения (их еще называют бурты) корнеплодов сахарной свеклы сложенной на земле для длительного укрытого или открытого полевого хранения и последовательной транспортировки на сахарный завод, или на свеклопункт при станции железной дороги.
При прежней немеханизированной укладке (вручную) ширина кагата была равна у основания 10—12 м, высота— 1,5—2,5 м. В настоящее время при машинной укладке высота кагатов достигает 3—5 м. Для длительного хранения укладывают свеклу лишь после 1 октября, поскольку раньше этого срока температура воздуха еще слишком высока и уложенная теплая свекла энергично дышит и плохо сохраняется.
Наилучшая сохранность и семенная продуктивность корнеплодов маточной свеклы (корнеплоды, выращенные в первый год жизни и заложенные на хранение для получения из них семян на следующий год) достигается при уборке их в оптимальные сроки с одновременным кагатированием - при уборке маточников нельзя допускать подмерзания и подсыхания корнеплодов. Подмерзшие корнеплоды загнивают при хранении, а подвяленные на следующий год дают большое количество «упрямцев» - нецветущих растений.
Поэтому с наступлением осенних заморозков кагаты укрывают с боков уже землей слоем от 25 и до 50 см, чтобы предотвратить замерзание свеклы. Сверху кагаты обычно укрывают соломенными матами. Цель укрывания двоякая: осенью, пока тепло, они предохраняют свеклу от нагревания лучами солнца и теплым воздухом, а зимой предотвращают промерзание.
При этом достижение наилучшей наследственности может быть осуществлена только в условиях высокой агротехники с дополнительным внедрением регулярной ИК съемки с беспилотника для планирования порядка транспортировки корнеплодов ориентируясь на температуру корнеплодов в процессе их гниения. Что невозможно обнаружить без съемки инфракрасной камерой.
Из истории физики мы знаем, что Уильям Гершель впервые заметил, что за красным краем полученного с помощью призмы спектра Солнца есть невидимое излучение, вызывающее нагрев термометра. Это излучение стали позднее называть тепловым или инфракрасным. Для областей инфракрасного спектра используется следующая классификация диапазонов ик излучения:
- Ближний инфракрасный диапазон — это участок электромагнитного спектра непосредственно граничащий с видимым диапазоном излучения и, следовательно, не воспринимаемый человеческим глазом.
Инфракрасная съемка такой ИК камерой чаще применяется для изучения NDVI индекса - вегетативного индекса растительностительного покрова
- энергия E — до 1,7 эВ
- температура Т — до 4 тыс. К
- частота v (ню) — до 4 ·1014 Гц
- длина волны ? (лямбда) — от 730 нм
- Средний инфракрасный диапазон — В среднем ИК-диапазоне светит вся планета Земля и все предметы на ней, даже лед.
- энергия E — до 0,25 эВ
- температура Т — до 600 К
- частота v — до 6 ·1013 Гц
- длина волны ? — от 5 мкм
- Дальний инфракрасный диапазон — Длинноволновую ИК область спектра используют для тепловидения. Именно поэтому инфракрасная съемка кагатов сахарной свеклы позволяет нам уловить выделяемое тепло в процессе гниения корнеплодов.
- энергия E — до 0,04 эВ
- температура Т — до 90 К
- частота ? — до 1013 Гц
- длина волны ? — от 30 мкм
Обзор процесса хранения на примере опытного изучения кагатов сахарной свеклы
По результатам опытов некоторых классических институтов селекции, например, одновременное кагатирование рано убираемой маточной свеклы (на две недели раньше оптимального срока) увеличивало загнивание корнеплодов в процессе их хранения с 5,9 до 9,5 % и снижало урожай семян с 21,4 до 20,4 ц/га. А при более позднем кагатировании рано убранных корнеплодов загниваемость составляла также 5,9 %, а урожай семян был 20,6 ц/га.
На физиологию процессов загнивания известных нам селекционных культур напрямую влияют воздействие климатических и атмосферных факторов. Так например, в Молдавской ССР, где в период уборки в кагаты свеклы наблюдается сравнительно высокая среднесуточная температура воздуха, двухнедельное хранение корнеплодов в полевых кагатах свеклы при уборке 10 октября снижает их семенную продуктивность с 21,1 до 18,7 ц/га.
Планирование порядка уборки кагатов сахарной свеклы с применением инфракрасной съемки
Также как при изучении морфогенеза двулетних растений было выявлено, что путем регулирования питания и водного режима можно управлять процессом органогенеза (ускорять или замедлять его), влиять на сроки дифференциации точек роста и в конечном итоге на урожай корнеплодов. Так и при помощи регулярного проведения инфракрасной съемки с БПЛА возможно сократить время гниения корнеплодов в кагатах при планировании оптимального порядка уборки на переработку. Дополнительно к возможностям ИК съемки, по материалам аэрофотосъемки возможно измерить точные объемы отдельных кагатов, что позволяет заранее планировать экономическую эффективность.