Дистанционная оценка зон продуктивности поля — еще один шаг к точному земледелию
У каждого поля – своё лицо. Любой фермер знает: у полей разный потенциал плодородия и разная продуктивность. Одни поля равномерные, с одинаковым плодородием по всей площади, другие – «пёстрые», где плодородные участки соседствуют с участками низкой продуктивности. Продуктивность разных участков поля можно выявить и оценить по картам урожайности и по картам вегетационного индекса NDVI.
Карту урожайности получают во время уборки комбайном, оснащенным системой картографирования. Важное условие для получения объективной карты урожайности – калибровка датчиков комбайна перед уборкой. Если это условие соблюдено, то мы получаем достоверную карту данных по урожайности культуры в каждой точке поля. Урожайность – интегральный показатель, который зависит от сортовых особенностей культуры и на который влияют абсолютно все факторы внешней среды и технологии возделывания в данном сезоне: метеоусловия, плодородие почвы в отдельных частях поля, экспозиция и крутизна склона, все приемы технологии возделывания и добросовестность их исполнения, глубина обработки почвы, глубина заделки семян и многое другое.
Поскольку факторы действуют одновременно в разных точках поля с разной силой, то вычленить влияние каждого отдельного фактора по карте урожайности за один сезон достаточно сложно. В отдельно взятый год наблюдения низкая продуктивность некоторых участков поля может быть случайной, например, из-за локального однократного выпадения града на часть поля и потери урожая в этом месте. Для исключения воздействия таких случайных отклонений следует применять не единичную карту урожайности, а временной ряд таких карт, то есть «слоёный пирог» урожайности, где каждый слой – это карта урожайности за один сезон. Ещё лучше, если для временного ряда оценки плодородия используются не карты урожайности, а многолетний набор карт пространственного распределения индекса NDVI на поле. Это позволяет с большой достоверностью выявить участки низкой продуктивности, которые имеют постоянную локализацию. Если такие участки на поле есть, и ежегодно воспроизводятся, то их появление не случайно, и это связано с какой-то постоянной проблемой, которая из года в год негативно воздействует на развитие посевов.
В чём же причина появления участков низкой продуктивности? Таких причин может быть несколько. Это и особенности рельефа поля, и агрохимические, и агрофизические свойства почвы, и влияние проведения технологических операций. Все это отражается на состоянии растений в разных частях поля, и мы можем видеть это по картам вегетационного индекса NDVI через систему спутникового мониторинга. Проблемные зоны будут видны как на единичных картах, так и при анализе серии снимков. В платформе ExactFarming можно сравнивать в целом продуктивность разных полей между собой, а также видеть зоны различной продуктивности на отдельно взятом поле. Встроенный алгоритм расчёта позволяет выявить проблемные зоны – участки, на которых культуры из года в год развиваются хуже, чем в среднем по данному полю. По серии исторических снимков за определенный период можно составить представление об общей продуктивности поля, сравнить это поле с другими полями. Также по каждому полю в отдельности можно построить карту исторической продуктивности, оценить устойчивость или изменчивость в пространстве и во времени выявленных зон разной продуктивности. В ExactFarming продуктивность поля и карту неоднородных участков можно посмотреть, зайдя непосредственно на карточку поля. Тут же можно оценить размеры участков неоднородности в гектарах и процентное соотношение зон.
Поскольку факторы действуют одновременно в разных точках поля с разной силой, то вычленить влияние каждого отдельного фактора по карте урожайности за один сезон достаточно сложно. В отдельно взятый год наблюдения низкая продуктивность некоторых участков поля может быть случайной, например, из-за локального однократного выпадения града на часть поля и потери урожая в этом месте. Для исключения воздействия таких случайных отклонений следует применять не единичную карту урожайности, а временной ряд таких карт, то есть «слоёный пирог» урожайности, где каждый слой – это карта урожайности за один сезон. Ещё лучше, если для временного ряда оценки плодородия используются не карты урожайности, а многолетний набор карт пространственного распределения индекса NDVI на поле. Это позволяет с большой достоверностью выявить участки низкой продуктивности, которые имеют постоянную локализацию. Если такие участки на поле есть, и ежегодно воспроизводятся, то их появление не случайно, и это связано с какой-то постоянной проблемой, которая из года в год негативно воздействует на развитие посевов.
В чём же причина появления участков низкой продуктивности? Таких причин может быть несколько. Это и особенности рельефа поля, и агрохимические, и агрофизические свойства почвы, и влияние проведения технологических операций. Все это отражается на состоянии растений в разных частях поля, и мы можем видеть это по картам вегетационного индекса NDVI через систему спутникового мониторинга. Проблемные зоны будут видны как на единичных картах, так и при анализе серии снимков. В платформе ExactFarming можно сравнивать в целом продуктивность разных полей между собой, а также видеть зоны различной продуктивности на отдельно взятом поле. Встроенный алгоритм расчёта позволяет выявить проблемные зоны – участки, на которых культуры из года в год развиваются хуже, чем в среднем по данному полю. По серии исторических снимков за определенный период можно составить представление об общей продуктивности поля, сравнить это поле с другими полями. Также по каждому полю в отдельности можно построить карту исторической продуктивности, оценить устойчивость или изменчивость в пространстве и во времени выявленных зон разной продуктивности. В ExactFarming продуктивность поля и карту неоднородных участков можно посмотреть, зайдя непосредственно на карточку поля. Тут же можно оценить размеры участков неоднородности в гектарах и процентное соотношение зон.
Для чего нужна данная информация? Она даёт возможность выделить на поле контуры проблемных и хороших участков. Зоны разной продуктивности определяются в данном случае дистанционно. Но для того, чтобы узнать, какова причина появления такой неоднородности, и можно ли от нее избавиться агротехническими методами, необходимы наземные дополнительные исследования. По выявленным контурам рекомендуется осуществить отбор проб для агрохимического анализа почвы, а затем, по необходимости, вносить на такие участки разное количество удобрений, согласно результатам агрохимического анализа. Также следует обратить внимание и на агрофизические свойства почвы в разных зонах на поле. Возможно, неоднородность связана с агрофизическими особенностями выявленных зон и их гидрологическими условиями. В таком случае возможны сценарии, когда для разных частей поля целесообразно применять разную норму высева, или изменить технологию ухода за посевами. Таким образом, анализ карты исторической продуктивности поля позволяет дистанционно определить зоны, к которым впоследствии можно применить индивидуальный дифференцированный подход, то есть непосредственно перейти к реализации технологий точного земледелия.
Автор статьи – Софья Железова, кандидат биологических наук
Автор статьи – Софья Железова, кандидат биологических наук
Понравилась эта статья?