グリーン・レッド植生指数とレッドエッジ比を用いた綿花における水ストレスの影響のモニタリング

この研究の主な目的は、UAS画像から得られたグリーン・レッド植生指数（GRVI）とレッドエッジ比（RE/R）を使用して、土壌の水分不足の影響をモニタリングし、表面灌漑された綿花作物における繊維品質を予測する可行性を調査することであった。水ストレスが綿花に及ぼす影響を追跡するためのこれらの指標の性能を、正規化差植生指数（NDVI）および作物水ストレス指数（CWSI）と比較した。この研究は、三つの灌漑頻度と二つの窒素施肥率が検討されている商業農場で、二つの連続した季節にわたって実施された。サイトの高解像度マルチスペクトル画像は、2017年に四回、2018年に六回取得され、さまざまなマトリックスポテンシャル値が含まれていた。葉の気孔導電率も画像取得時に測定された。収穫時に、リンテール収量と繊維品質（マイクロネア）が各処理単位ごとに決定された。結果は、各年内でテストされたN施肥率（> 180 kg N ha−1）がスペクトル指標に統計的に有意な影響を与えなかったことを示した。灌漑頻度が低い処理において灌漑間隔が大きくなると、CWSIが増加（p < 0.05）し、GRVI、RE/R、およびNDVIはとりわけGRVIで減少（p < 0.05）した。GRVIとRE/Rは、特定の日付での土壌のマトリックスポテンシャルおよび気孔導電率との間に統計的に有意で良好な相関が観察された。GRVIとRE/Rは、植物が軽度の水ストレスを経験した際の土壌および植物の水分状態に一致していた。ほとんどの場合、GRVIとRE/Rは植物に対する水ストレスの長期的な影響を示し、これにより実際の土壌および植物の水分状態を決定する際の使用が妨げられた。NDVIは、GRVIやRE/Rよりもリンテール収量の予測に優れていた。しかし、GRVIとRE/Rの両方は、研究の両年においてマイクロネアと良好に相関し（p < 0.01）、NDVIよりもマイクロネアの優れた予測因子であった。この研究は、GRVIとRE/Rを繊維品質の良好な予測因子として提示し、衛星プラットフォームから使用する可能性を示唆している。これは綿花生産者に、価格引き下げを避けるために期待される大型繊維品質の変動に応じた特定の収穫計画を設計する可能性を提供するだろう。今後の研究では、衛星プラットフォームから得られたこれらの指標の能力を評価し、綿花に対して得られたこれらの結果が他の作物に対して外挿可能かを検討する必要がある。