|
|
Exploring correlation between vegetation indices and plant nitrogen uptake
Pavlačková, Alena ; Doležalová Weissmannová, Helena (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Excessive fertilization can cause environmental pollution, such as water contamination and greenhouse gas emissions, along with economic losses. To mitigate these issues, it is important to adjust fertilization rates to the specific needs of crops. This thesis explores the use of remotely sensed vegetation indices to monitor crop nitrogen uptake and guide fertilization application. The study was conducted in Oensingen, Switzerland, during an internship at ETH Zürich. The main objective was to develop a prediction model based on vegetation indices to estimate the nitrogen uptake of grass-clover mixtures and winter wheat. Additionally, the correlation between various vegetation indices and crop characteristics, especially nitrogen uptake, was analyzed. Vegetation indices (NDVI, NDRE, GNDVI, MCARI, EVI) were derived from Sentinel-2 images using Google Earth Engine. Various crop characteristics, including the Leaf Area Index (LAI) and crop height, were measured, and winter wheat samples were analyzed for nitrogen uptake using an elemental analyzer. Additional nitrogen uptake data for grass from previous years was also included. In total, data from the years 2021-2023, that included both grass-clover mixture and winter wheat values, were used in the analysis. Correlation and regression analysis were performed to examine the relationships between vegetation indices and the measured crop characteristics. The index showing the strongest relationship with crop nitrogen uptake was then used to create a prediction model. The analysis revealed that the Enhanced Vegetation Index (EVI) was the most effective predictor of nitrogen uptake. The constructed prediction model based on EVI values achieved a high coefficient of determination (R$^2$) of 0.89, a low root mean square error (RMSE) of 1.05, and a mean absolute error (MAE) of 0.89. The results indicate that EVI is a reliable index for predicting nitrogen uptake in crops. The developed EVI-based model could be potentially used for optimizing nitrogen application in crops, which can reduce the negative environmental and economic impacts of over-fertilization.
|
|
|
Effect of different water regime on microorganisms of nitrogen cycle in permafrost
TURKOVÁ, Sára
The gene abundances and community structures of nitrogen-fixing and denitrifying bacteria in permafrost-affected soils with different moisture level were analysed. Additionally, DNA- and RNA-based analysis was used to evaluate the variations in gene copy numbers and community composition between the total and active bacteria. The gene abundances of nitrogen-fixing and denitrifying bacteria were quantified by qPCR of the nifH and nosZ genes, and the gene copy numbers were compared between the soils with different moisture. Furthermore, the bacterial community structure variation was evaluated by analysis of the taxonomic classification obtained from sequencing data.
|
|
|
Atmosférická depozice dusíku - využití stabilních izotopů
Hanzlová, Barbora ; Hůnová, Iva (vedoucí práce) ; Hovorka, Jan (oponent)
Vliv člověka na jednotlivé části ekosystémů je v dnešní době velmi diskutovaným tématem. Dusík má rozdílné izotopové hodnoty, díky kterým lze pomocí izotopových měření vyhodnotit, jakou měrou člověk zasahuje do přirozeného cyklu dusíku. Měření pomocí stabilních izotopů našla uplatnění v různých vědních oborech po celém světě. V této práci byly shrnuty poznatky o atmosférické depozici a následném využití stabilních izotopů dusíku. Cílem práce bylo shrnout informace o využití stabilních izotopů a navrhnout jejich využití ke studiu atmosférické depozice. Na základě literární rešerše bylo zjištěno, že ve srovnání se světem, se v České republice neprovádí měření dusíkatých látek jako jsou např. NH3 a HNO3, čímž dochází ke zkreslování dat o produkovaném dusíku. Využití stabilních izotopů je vhodnou metodou měření jak pro dosud nekvantifikované látky, tak pro pravidelně měřené látky přispívající k atmosférické depozici. Metoda měření pomocí stabilních izotopů představuje zlepšení pro celkový odhad atmosférické depozice a poskytuje tak realističtější hodnoty ve srovnání se současné používaným přístupem. Klíčová slova: atmosférická depozice, dusík, stabilní izotopy
|
|
| |
|
|
Atmosférická depozice dusíku - využití stabilních izotopů
Hanzlová, Barbora ; Hůnová, Iva (vedoucí práce) ; Hovorka, Jan (oponent)
Vliv člověka na jednotlivé části ekosystémů je v dnešní době velmi diskutovaným tématem. Dusík má rozdílné izotopové hodnoty, díky kterým lze pomocí izotopových měření vyhodnotit, jakou měrou člověk zasahuje do přirozeného cyklu dusíku. Měření pomocí stabilních izotopů našla uplatnění v různých vědních oborech po celém světě. V této práci byly shrnuty poznatky o atmosférické depozici a následném využití stabilních izotopů dusíku. Cílem práce bylo shrnout informace o využití stabilních izotopů a navrhnout jejich využití ke studiu atmosférické depozice. Na základě literární rešerše bylo zjištěno, že ve srovnání se světem, se v České republice neprovádí měření dusíkatých látek jako jsou např. NH3 a HNO3, čímž dochází ke zkreslování dat o produkovaném dusíku. Využití stabilních izotopů je vhodnou metodou měření jak pro dosud nekvantifikované látky, tak pro pravidelně měřené látky přispívající k atmosférické depozici. Metoda měření pomocí stabilních izotopů představuje zlepšení pro celkový odhad atmosférické depozice a poskytuje tak realističtější hodnoty ve srovnání se současné používaným přístupem. Klíčová slova: atmosférická depozice, dusík, stabilní izotopy
|
|
|
Atmosférická depozice dusíku - využití stabilních izotopů
Hanzlová, Barbora ; Hůnová, Iva (vedoucí práce) ; Hovorka, Jan (oponent)
Na základě literární rešerše byly v této práci shrnuty poznatky o využití stabilních izotopů v atmosférické depozici. Podle studií a měření lze zjistit původ a míru znečištění v životním prostředí. Dusík má rozdílné izotopové hodnoty, díky kterým lze vyhodnotit, jakou měrou člověk zasahuje do přirozeného cyklu ekosystému. Dusík se v životním prostředí vyskytuje ve všech složkách přírody, kde nabývá různých izotopových hodnot. Cílem práce bylo shrnout informace o stabilních izotopech a dokázat, zda jsou věrohodným ukazatelem při určování zdroje dusíku v daném místě. Pomocí vyhodnocené studie byl popsán rozdíl ve znečištění přímořských a pevninských oblastí ve střední Evropě. Klíčová slova: atmosférická depozice, dusíkový cyklus, stabilní izotopy dusíku, frakcionace
|
|
|
Vliv eutrofizace životního prostředí na přeměny a vyplavování dusíku z půdy do vod
KOFROŇOVÁ, Iveta
Práce je zaměřena na základní vlivy přeměny dusíku v půdě (nitrifikace), na následné vyplavování dusičnanů z půdy do vod a dopady eutrofizace vodního prostředí na lidský organismus. Z výsledků práce vyplývá, že vzájemné působení všech tří sledovaných faktorů (hnojení, vlhkost půdy, vegetace) má průkazný vliv na rychlost nitrifikace. Obecně lze říci, že rychlost nitrifikace s hnojením stoupá, s přítomností vegetace klesá a s ubývající vlhkostí půdy stoupá. Zdravotní riziko dusičnanů ve vodě spočívá v jejich konzumaci a následného vzniku methemoglobinémie (především u malých kojenců) a vzniku N-nitroso sloučenin (např. nitrosaminy), které vykazují karcinogenní a teratogenní účinky. Dusičnany spolu s fosforečnany také podporují růst sinic a řas. Sinice pak mohou produkovat cyanotoxiny vyvolávající několik dalších skupin onemocnění
|
|
| |
host ::
RSS.