녹색 빨간 식생 지수와 레드 엣지 비율을 이용한 면화의 수분 스트레스 모니터링

이 연구의 주요 목표는 UAS 이미지를 통해 얻은 녹색 빨간 식생 지수(GRVI)와 레드 엣지 비율(RE/R)을 사용하여 토양 수분 부족의 영향을 모니터링하고 표면 관개 면화 작물의 섬유 품질을 예측하는 방법의 타당성을 연구하는 것이었다. 수분 스트레스가 면화에 미치는 영향을 추적하기 위한 이러한 지수의 성능은 정규화 차이 식생 지수(NDVI)와 작물 수분 스트레스 지수(CWSI)와 비교되었다. 이 연구는 세 가지 관개 빈도와 두 가지 질소 비율이 테스트되고 있는 상업 농장에서 두 개의 연속 시즌 동안 수행되었다. 2017년에 네 번의 날짜와 2018년에 여섯 번의 날짜에 걸쳐 현장의 고해상도 다중 스펙트럼 이미지가 수집되었으며, 다양한 매트릭 잠재값이 포함되었다. 이미지 수집 시에는 잎 기공 전도율도 측정되었다. 수확 시 각 처리에 대해 섬유 수확량과 섬유 품질(마이크로에어)이 결정되었다. 결과는 각 연도 내에서 테스트된 질소 비율(> 180 kg N ha−1)이 스펙트럼 지수에 통계적으로 유의미한 영향을 미치지 않았음을 보여주었다. 덜 자주 관개된 처리에서 관개 간의 간격이 길어질수록 CWSI는 증가(p < 0.05)하고 GRVI, RE/R는 감소(p < 0.05)하며 NDVI도 다소 감소하였다. 특정 날짜에 GRVI와 RE/R은 토양 매트릭 잠재력 및 기공 전도율 사이에서 통계적으로 유의미한 좋은 상관관계를 보였다. GRVI와 RE/R은 식물이 미약한 수준의 수분 스트레스를 경험할 때 토양 및 식물 수분 상태와 일치하였다. 대부분의 경우, GRVI와 RE/R은 식물에 대한 수분 스트레스의 장기적인 영향을 나타내어 실제 토양 및 식물 수분 상태 결정을 방해하였다. NDVI는 GRVI 및 RE/R보다 섬유 수확량을 더 잘 예측하였다. 그러나 두 GRVI와 RE/R 모두 두 연구 연도에서 마이크로에어와 잘 상관관계(p < 0.01)를 보였으며 NDVI보다 마이크로에어의 더 나은 예측 요인이었다. 이 연구는 GRVI와 RE/R를 섬유 품질의 좋은 예측 변수로 제시하며, 위성 플랫폼에서 사용될 수 있는 가능성을 제공한다. 이는 면화 생산자에게 섬유 품질의 큰 변동성이 예상되는 경우 할인 가격을 피하기 위해 특정 수확 계획을 설계할 수 있는 가능성을 제공할 것이다. 이후 연구가 필요하여 위성 플랫폼에서 얻은 이 지수의 능력을 평가하고 면화에 대해 얻은 이 결과가 다른 작물로 일반화될 수 있는지를 연구해야 한다.