CC BY
270
УДК 631. 452
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ МОНИТОРИНГА ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ
П.А. ЧЕКМАРЕВ, академик Россельхозакадемии, директор департамента
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
С.В. ЛУКИН, доктор сельскохозяйственных наук, директор
ФГБУ «Центр агрохимической службы «Белгородский»
E-mail: [email protected]
Резюме. Геоинформационные системы позволяют обеспечить оперативный доступ через интернет к базе данных агрохимической службы и использовать для проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия крупномасштабные электронные карты и всю необходимую информацию о плодородии почв.
Ключевые слова: агрохимическое обследование, адаптивноландшафтные системы земледелия, геоинформационные системы, мониторинг, плодородие почв, космические снимки, электронные карты.
В развитии агропромышленного комплекса важное место отводится информации, с помощью которой принимаются управленческие решения и оцениваются их геоэкологические последствия. По этой причине ее подготовка, оперативная обработка и представление результатов в картографическом виде становятся неотъемлемыми условиями эффективности геоэкологически ориентированного территориального управления АПК от федерального, регионального и муниципального уровней до уровня конкретного сельхозпроизводителя [1]. Это относится к разным отраслям АПК и особенно к земледелию, основным ресурсом которого служит земля. Поскольку практически все сведения о почвенных ресурсах сельского хозяйства имеют пространственную привязку, очевидно, что в качестве базовой технологии лучше всего использовать геоинформационные системы (ГИС). В их создании заинтересованы как производители сельхозпродукции, так и органы исполнительной власти. С одной стороны, оперативные и детальные сведения о состоянии почвы позволяют эффективно планировать мероприятия по повышению плодородия почв и эффективности систем земледелия. С другой, это будет и объективным источником информации для принятия решений представителями органов управления АПК.
На федеральном и областном уровне освоение ГИС позволит эффективно решать такие задачи, как выработка аграрной политики, прогнозирование валового сбора различных культур, контроль целевого использования земель и мероприятий по повышению их плодородия, ведение кадастра земель сельскохозяйственного назначения, общий контроль информации, поступающей с мест.
На уровне отдельного хозяйства или их группы геоинформационные системы будут востребованы при проектировании и освоении адаптивно-ландшафтных систем земледелия и так называемого точного земледелия (precision agriculture), контроля движения транспортных средств и др.
Цель наших исследований - на примере опыта работы ЦАС «Белгородский» оценить возможности и перспективы использования геоинформационных систем при проведении мониторинга плодородия земель.
Условия, материалы и методы. ГИС создана на основе электронной базы агрохимических данных (в формате SQL), которая содержит информацию по двадцати показателям плодородия почвы в разрезе каждого рабочего участка пашни.
Пространственной основой ГИС послужили векторизованные планы внутрихозяйственного землеустройства (масштаб 1:25000), уточненные по космическим снимкам (LandSat, SPOT, Google, Yandex). Дополнительно были векторизованы почвенные карты последнего тура обследования 1970-1985 гг. (масштаб 1:10000). Картографические материалы регулярно уточняются специалистами при проведении сплошного агрохимического обследования почв. Основную обработку материала осуществляли в программе ArcGIS, потом конвертировали в программу «Карта 2011», разработанную в КБ «Панорама».
Для отображения картографической и отчетносправочной информации в среде Internet использовали GIS WebServer (КБ «Панорама»). Это серверное программное обеспечение осуществляет настройку внешнего вида и состава Web-страниц, основное содержание которых -графическое представление карт, растров и прочей географически привязанной информации. Доступ к данным организован в соответствии с правами пользователя. GIS WebServer предоставляет конечному пользователю Web-интерфейс для работы с отчетными картами и таблицами базы данных в виде сгенерированных Web-страниц, для обращение к которым нужен стандартный браузер. Для автоматизации управления информационными потоками GIS WebServer применяется в комплексе с серверным программным обеспечением ГИС Панорама-АГРО Сервер.
Результаты и обсуждение. В ФГБУ «ЦАС «Белгородский» в 2012 г. разработана и внедрена геоинфор-мационная система, которая обеспечивает доступ к базе данных агрохимической службы на уровне сельскохозяйственного предприятия, муниципального района, субъекта федерации и министерства сельского хозяйства РФ. Доступ к этой ГИС осуществляется через сайт http:// www.agrochim31.ru. Специалисты хозяйств могут видеть информацию только по конкретному предприятию, в котором они работают, представители районных администраций - пользоваться сведениями о своем районе. Для сотрудников правительства Белгородской области и Министерства сельского хозяйства РФ открыт доступ ко всей имеющейся информации о землепользователях.
В этой ГИС по каждому административному району размещена информация о количестве землепользователей и занимаемой ими площади, изображены границы земельных участков. На карте внутрихозяйственного землеустройства конкретного предприятия для каждого рабочего участка открыт доступ к следующим сведениям: год последнего агрохимического обследования, номер и площадь рабочего участка, содержание гумуса, подвижных форм фосфора, калия, азота, цинка, меди, марганца, кобальта, молибдена, степени кислотности, гидролитической кислотности и др. (рис. 1). В табличном виде пользователи могут получить информацию о динамике изменения показателей плодородия почв по циклам агрохимического обследования по каждому рабочему участку. Кроме того, такую карту можно использовать для мониторинга за движением транспортных средств.
Рис. 1. Внешний вид интерфейса ГИС (агрохимическая характеристика участков).
Помимо внутрихозяйственного землеустройства пользователи могут получить доступ к следующим тематическим картам: почвенно-эрозионной, структуры посевных площадей, обеспеченности пахотных почв подвижными формами фосфора и калия, органическим веществом, кислотности и др. При необходимости можно разработать и разместить карты распределения склонов по крутизне, экспозиции и формам, карты агро-экологических видов земель (рис. 2). Эти материалы не-
обходимы для проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий [2]. В разработанной ГИС можно размещать изображения космических или аэрофотоснимков, привязанных к карте хозяйства, сканированных схем и фондовых материалов, а также практически любых необходимых тематических карт в растровом или векторном форматах. Все материалы сервиса можно распечатать или сохранить в произвольном масштабе на оборудовании пользователя.
Рис. 2. Внешний вид интерфейса ГИС (почвенно-эрозионная карта).
Для удобства сельхозпроизводителей предлагаемая ГИС оснащена функцией расчета потребности в минеральных удобрениях под планируемую урожайность сельскохозяйственной культуры. Алгоритм расчета доз внесения азота, фосфора и калия с минеральными удобрениями построен на учете планируемого выноса элементов с урожаем, а также ряда поправочных коэффициентов, учитывающих: гранулометрический состав почвы, предшествующую культуру, степень эродированности, поступление элементов питания с органическими удобрениями, использование элементов питания из органических и минеральных удобрений, наличие доступных форм элементов в почвах [3].
В разработанной ГИС можно создать тематический слой для потенциальных инвесторов о неиспользуемых землях, где, помимо перечисленной информации, можно поместить сведения о кадастровой стоимости земли, объектах инфраструктуры, потенциальной продуктивности пашни и др.
Выводы. Внедрение ГИС в практику работы агрохимической службы повысит качество хранения и доступность для потребителей информации о состоянии плодородия почв, использование которой позволит улучшить обоснованность принимаемых управленческих решений, как в конкретном хозяйстве, так и представителями органов исполнительной власти всех уровней.
Литература.
1. Васильев П.В., Петин А.Н., Яницкий Е.Б. Геоинформатика в недропользовании. - Белгород: изд-во БелГУ, 2008. - 232 с.
2. Кирюшин В.И., Иванов А.Л., Буланова М.В. и др. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивноландшафтных систем земледелия и агротехнологий. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. - 784 с.
3. А.Л. Иванов и др. Рекомендации по проектированию интегрированного применения средств химизации в ресурсосберегающих технологиях адаптивно-ландшафтного земледелия: инструктивно-методическое издание. - М.: «Росинформагротех», 2010. - 464 с.
USAGE OF GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS IN MONITORING OF SOIL FERTILITY P.A. Chekmarev, S.V. Lukin
Summary. Geographic information systems enable to provide operations access through the Internet to a database of agrochemical service and to use large-scale digital maps and all necessary information on soil fertility for designing of adaptive-landscape systems of agriculture.
Key words: agrochemical survey, adaptive-landscape systems of agriculture, geographic information systems, monitoring, soil fertility, cosmic pictures, digital maps.
УДК 633.11:631.527(571.1/5)
РЕАКЦИЯ СОРТОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ НА УСЛОВИЯ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ В СТЕПНОЙ ЗОНЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ (СЕВЕРНАЯ КУЛУНДА)
П.Л. ГОНЧАРОВ, академик РАСХН СибНИИРС Россельхозакадемии С.В. КУРКОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. сектором
Г.М. ОСИПОВА, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник
СибНИИК Россельхозакадемии E-mail: sibkorma@ ngs.ru
Резюме. Исследования проводили с целью оценки вклада генотипической и средовой изменчивости в общее фенотипическое варьирование основныххозяйственно ценных признаков яровой мягкой пшеницы в условиях степной зоны Западной Сибири (Северной Кулунды). В опыте изучали сорта различных групп спелости: Памяти Азиева - среднеранний, Кантегирская 89, Омская 24 - среднеспелые, Омская 28, Карагандинская 70 - среднепоздние, высевавшиеся в три срока. Доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании признака урожайность зерна в засушливые и типичные для зоны годы составляла 35,8...69,2 %. Доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании признака продолжительность вегетационного периода составляет 45,6 %, срок посева - 27,1 % и взаимодействие годы-генотипы - 21,7%. В засушливых условиях на продолжительность вегетационного периода наибольшее влияние оказывает срок посева (58,3... 63,3 %), в благоприятных - сортовые особенности (69,8 %). Наибольшая доля генотипической изменчивости в общем фено-
типическом варьировании признаков принадлежит массе зерна главного колоса, массе 1000 зёрен и длине главного колоса. Существенную роль в общем фенотипическом варьировании признака содержание сырой клейковины играют метеорологические условия года вегетации (60,7 %).
Ключевые слова: яровая мягкая пшеница, сорт, генотипическая и средовая изменчивость, Северная Кулунда.
Яровая мягкая пшеница в Западной Сибири - одна из ведущих зерновых культур, которая занимает наибольшую долю площади их возделывания. Устойчивое производство зерна в значительной степени зависит от наличия сортов, способных реализовать потенциальную продуктивность в конкретных условиях [1,2].
Климат Северной Кулунды отличается резкой кон-тинентальностью - зима продолжительная, суровая, лето жаркое и короткое. Безморозный период длится в среднем 120 дн. Это зона неустойчивого земледелия, которая периодически подвергается сильной засухе [3]. Среднемноголетнее количество осадков составляет 260...270 мм с интервалами колебаний от 154 (1923 г.) до 548 мм (1946 г.). В отдельные годы количество осадков значительно отклоняется от среднемноголетней нормы. Считается, что если за вегетационный период (май-август) выпадает более
