Anthesis as a key moment for nitrogen uptake efficiency (NUpE) and to predict grain yield using remote sensing data under different nitrogen levels in wheat

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Date
2015Author
Advisor
Version
Acceso abierto / Sarbide irekia
Type
Trabajo Fin de Máster/Master Amaierako Lana
Impact
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nodoi-noplumx
|
Abstract
Se crecieron veinticinco variedades de trigo (Triticum aestivum L.) bajo cuatro niveles
diferentes de nitrógeno en la estación experimental Rothamsted Research, en el sur-este
de Inglaterra, durante las temporadas 2013/14 y 2014 /15. Los dos objetivos del trabajo
fueron investigar la variabilidad en la eficiencia en la toma de nitrógeno (NUpE) así como
otros aspectos agronómicos y evaluar un ...
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Se crecieron veinticinco variedades de trigo (Triticum aestivum L.) bajo cuatro niveles
diferentes de nitrógeno en la estación experimental Rothamsted Research, en el sur-este
de Inglaterra, durante las temporadas 2013/14 y 2014 /15. Los dos objetivos del trabajo
fueron investigar la variabilidad en la eficiencia en la toma de nitrógeno (NUpE) así como
otros aspectos agronómicos y evaluar un amplio rango de índices de reflectancia espectral
(SRI) como herramienta potencial para predecir la cosecha entre un amplio rango de
genotipos de trigo y niveles de nitrógeno.
los factores experimentales nitrógeno (N), genotipo (G) y año (Y) afectaron a las variables
biomasa, concentración de nitrógeno en la planta, toma de nitrógeno por la planta, NUpE,
nº de espigas m
-2
, clorofila, altura e índice de área foliar (LAI). La cantidad de nitrógeno
aplicada como fertilizante tuvo el mayor efecto en todas las variables. La variable año fue
la segunda en importancia, en especial en NUpE y el número de espigas m
-2
. El genotipo
fue, de las tres, la variable con menos efecto. Solo la interacción G x Y fue estadísticamente
significativa para todas las variable. La interacción G x N fue solo significativa en el caso de
la clorofila y la altura. Incluso con esta escasa variabilidad genética se pudieron apreciar
tendencias interesantes en NUpE y algunas variedades con alto NUpE en condiciones de
bajo N fueron identificadas.
El control remoto puede ser una herramienta útil para cuantificar el desarrollo y la cosecha
del trigo. La reflectancia de la vegetación fue medida durante varios estados vegetativos y
21 SRI fueron calculados. Antesis fue el momento más apropiado para la determinación de
la cosecha. Normalized difference red edge (NDRE), relacionado con el estado nitrogenado
del cultivo, modified spectral ratio (MSR), relacionado con la concentración de clorofila, y
photochemical reflectance index (PRI), relacionado con el uso eficiente de la radiación,
fueron los mejores índices para predecir la futura cosecha. Un modelo usando estos tres
índices fue hecho. La validación con los datos del segundo año mostró que este modelo
pudo explicar el 96% de la variación observada en la cosecha de grano. [--]
Twenty-five elite varieties of wheat (Triticum aestivum L.) were grown, under four different
nitrogen levels, at Rothamsted Research, southern England in 2013/14 and 2014/15
growing seasons. The two aims of this work were to investigate the variability of Nitrogen
Uptake Efficiency (NUpE) and other agronomic traits and evaluate a broad range of
Spectral Reflectance Indices (SRI) as potential ...
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Twenty-five elite varieties of wheat (Triticum aestivum L.) were grown, under four different
nitrogen levels, at Rothamsted Research, southern England in 2013/14 and 2014/15
growing seasons. The two aims of this work were to investigate the variability of Nitrogen
Uptake Efficiency (NUpE) and other agronomic traits and evaluate a broad range of
Spectral Reflectance Indices (SRI) as potential screening tools to predict grain yield among
a wide range of wheat genotypes and N levels.
The crop variables biomass, shoot N concentration, shoot N yield, NUpE, ears per m2
,
chlorophyll, height and Leaf Area Index (LAI) were affected by the experimental factor Nlevel
(N), genotype (G) and year (Y). N level had the greatest effect on all traits studied.
Year was the second factor in importance and had a special importance on NUpE and ears
m
-2
. Genotype generally had the least effect of the three factors, but there were significant
varietal differences in all crop variables except shoot N yield and NUpE. Only the 2-way
interaction N x Y were statistically significant for all variables. The interaction G x N was
significant only in the case of chlorophyll and height. Even with this lack of genetic
variability interesting trends in NUpE could be seen and some varieties with high NUpE at
low N input were identified.
Remote sensing measurements may be a useful tool for quantifying crop development and
yield in wheat. Reflectance from the vegetation at different growth stages was measured
and 21 SRI were calculated. Anthesis was the most appropriate stage for yield assessment.
Normalized difference red edge (NDRE), related to the nitrogen status of the crop,
modified spectral ratio (MSR), related to the chlorophyll concentration, and photochemical
reflectance index (PRI), related to radiation use efficiency, were the best SRI to predict the
grain yield , not only at anthesis but also before and after this point. A model using these
three indices was made. Validation with the second year data showed that grain yield
predicted by the model could account for 96% variation in the observed grain yield of
wheat. The normalized mean square error (nRMSE) was less than 20%. [--]
Subject
Nitrogen Uptake Efficiency (NUpE),
Leaf Area Index (LAI),
Spectral Reflectance Indices (SRI),
Normalized Difference Red Edge (NDRE),
Modified Spectral Ratio (MSR),
Photochemical Reflectance Index (PRI)
Degree
Máster Universitario en Agrobiología Ambiental /
Unibertsitate Masterra Ingurumen Agrobiologian