Как снимки из космоса помогают оценивать неравномерность запасов влаги в снежном покрове

Март 24, 2018
Важен ли прошлогодний снег?

Важен ли прошлогодний снег? Как снимки из космоса помогают оценивать неравномерность запасов влаги в снежном покрове.

Зима 2018 года отметилась рекордными снегопадами. Города стояли в пробках, авиарейсы отменяли, дворники работали круглосуточно. И только агрономы радостно потирали руки. Осадки в виде снега формируют до 50% урожая. Запас воды в почве к началу весенних полевых работ диктует условия на старте вегетационного сезона и влияет на весь будущий урожай.

Запас воды в почве влияет на весь будущий урожай.

Снежный покров неоднороден, преимущественно состоит из снега, но небольшую часть составляют виды льда, выпадающего из облаков и образующегося на земных предметах: ледяной дождь, радиационный иней, кристаллическая изморозь, инеевые цветы и другие формы.

Снежный покров неоднороден, преимущественно состоит из снега, но небольшую часть составляют виды льда.

Кроме влагообеспечения снежный покров выполняет еще и защитную функцию для озимых культур. По характеру снежности зимы разделяют на три типа: бесснежные, малоснежные и снежные. Только последний тип с высотой снежного покрова более 25 см дает достаточную защиту посевов даже от сильных морозов. От правильного соотношения высоты снежного покрова и температуры воздуха зависит благополучие перезимовки растений.

Критическое соотношение температуры воздуха и высоты снежного покрова для озимой пшеницы

Критическое соотношение температуры воздуха и высоты снежного покрова для озимой пшеницы1

Распределение снега на местности весьма неравномерно, что зависит от сочетания двух факторов – наличия ветра и различных препятствий на земной поверхности, воздействующих на воздушный поток: элементы рельефа, растительный покров, искусственные сооружения и другие. Это означает, что в разных участках поля будет складываться свой специфический набор параметров, которые влияют на снежный покров, а значит и на водный режим почвы.

Всё это показывает важность мониторинга полей в зимний период.

Озимая пшеница в поле зимой

Сделал для вас фотографии, когда ездил в поля.

Космический мониторинг даёт актуальную информацию о территориальном распространении снежного покрова в целом, а в платформе ExactFarming можно оценить пространственную картину распределения снежного покрова на своих полях. Для этого достаточно последовательно просмотреть ряд снимков в реальном цвете в течение снежного периода. По этим снимкам можно качественно оценить неравномерность распределения снежного покрова, а от этого, соответственно, зависит и почвенная влага.

Снежный покров. Снимок из космоса в сервисе ExactFarming

1 – Лесополосы увеличивают снегозадержание. 2 – Понижения рельефа, в которых накапливается большее количество снега. 3 – Область повышенной влажности из-за более тяжелого гранулометрического состава почвы (наземное наблюдение)

Неравномерность снежного покрова и разная скорость схода снега в разных частях поля определяет перезимовку озимых. С наступлением весны как недостаток, так и избыток, застой влаги может негативно повлиять на развитие растений. Анализ закономерностей распределения почвенной влаги позволяет оптимизировать водный режим почвы, а значит и получению стабильных урожаев высокого качества. Знание запасов влаги в почве позволяет оптимально размещать на отдельных полях (или участках полей) сельскохозяйственные культуры, использовать мелиорацию, оптимально сочетать весь комплекс агротехнических мероприятий, направленных на накопление и сохранение влаги в почве, её продуктивное использование.

NDVI cнимок поля из космоса в сервисе ExactFarming

В областях, под номером 1 (место снежного шлейфа и долгое снеготаяние), а также в понижениях рельефа 2 видно замедленное пробуждение растительности (озимая пшеница), из-за более длительного залегания снега. В области 3 растения угнетены переизбытком влаги.

NDVI cнимок поля из космоса в сервисе ExactFarming

Такая же ситуация наблюдается спустя 3 недели: в областях 1, 2 и 3 озимая пшеница отстает в развитии вегетативной массы. В зоне 4 – артефакт данного снимка, не снижение биомассы, а локальное попадание тени от облака в поле зрения в момент снимка.

Ни для кого не секрет, что как снегомерная съемка, так и отбор почвенных проб на влажность — крайне трудоемкая задача. Для расчета запасов влаги необходимо иметь данные по плотности почвы, а для вычисления продуктивной влаги — влажность устойчивого завядания растений. Зачастую оба эти показателя не определяются в массовых количествах. Однако, искажение результатов влажности завядания на 2-3% приводит к занижению или завышению продуктивной влаги на 25-40 мм в метровом слое.2 Возрастает вероятность ошибки расчетов, а значит и принятия неверного решения.

Качественная оценка такого признака, как распределение снежного покрова, дает нам возможность дистанционно проанализировать ситуацию в каждом конкретном участке поля и оптимизировать количество точек отбора проб, что особенно актуально при больших площадях возделывания сельскохозяйственных культур. Точки отбора в таком случае проводятся не «по сетке», а по выделенным зонам, которые объединены близким набором параметров. Количество точек измерений будет зависеть от количества выявленных зон, которое, как правило, намного меньше, чем при отборе «по сетке». При таком обоснованном сокращении числа точек отбора трудоемкость исследования заметно снижается, а точность повышается. Агроному придется потратить намного меньше времени благодаря тому, что он будет точно знать, в какую точку поля ему идти.

Проверка состояния озимой пшеницы в поле зимой.

Современные технологии могут стать мощными инструментами в руках у специалиста, но никогда полностью не заменят экспертной оценки и живого участия человека, особенно в сельском хозяйстве. Функции ExactFarming позволяют усилить навыки профессионалов, дают возможность эффективнее выполнять свои функции и экономить время.

Источники:
1. П.Г. Кабанов. Погода и поле. Саратов, 1975.

2. Методические рекомендации по определению запасов продуктивной влаги в почвах Ростовской области. – Ростов н/Д.: ЗАО «Книга», 2015. – 23 с.

Александр Ананьев — агроном, сотрудник ExactFarming

 

Александр Ананьев — агроном,
сотрудник ExactFarming

 

Подпишитесь на наш блог
И узнавайте о новостях в мире точного земледелия
x