Ученые предложили метод выявления благоприятных для посева земель по космическим снимкам
Ученые Новгородского государственного университета (НовГУ) и Санкт-Петербургского федерального исследовательского центра РАН предложили алгоритм построения цифровых карт потенциальной урожайности теплолюбивых сорговых культур и прогноза этой урожайности на 2030 год. Метод основан на использовании тепловых космических снимков. Результаты первого применения продемонстрированы на примере Новгородской области.
За последние десятилетия в Нечерноземной зоне России в целом и, в частности, в Новгородской области наблюдался рост среднесуточной температуры воздуха, что проявилось в увеличении продолжительности периода вегетации и возможности внедрения на территории региона теплолюбивых сельскохозяйственных культур, характеризующихся большей урожайностью и устойчивостью к засухам.
Как отмечают исследователи, глобальное потепление приводит к повышению теплообеспеченности сельскохозяйственных земель — это количество тепла, необходимое для роста и развития растений. Оно рассчитывается как сумма средних суточных температур воздуха за вегетационный период, превышающих 10 °C. Сейчас этот показатель находится в диапазоне 1940–2660 °C.
«Перспективными для интродукции кормовыми культурами в Западной Европе являются сорговые культуры. Для их выращивания необходима сумма активной температуры воздуха в интервале от 2500 до 3000 градусов цельсия за вегетационный период. Нижняя граница САТ воздуха уже достигнута в Новгородской области — 2660 °C. Поэтому в 2016 году на территории региона впервые были посеяны семена сорговых культур: суданской травы линии «Землячка», сорго-суданкового гибрида «Навигатор», многолетнего сорго «Караван»», — рассказал один из авторов исследования доцент кафедры геоэкологии и лесоустройства НовГУ Иван Смирнов.
Ученые отмечают, что при замене традиционных вико-овсяных и вико-гороховых смесей на сорговые культуры прибавка урожая зеленой массы может составить от 30 до 45 тонн на гектар. Цель исследования состояла в разработке алгоритма выбора наиболее теплообеспеченных участков для засеивания сорговых культур и достижения наибольшей урожайности. В ходе разработки применялись результаты многолетних тепловых космических съемок и опытных данных полей Новгородского национального исследовательского института сельского хозяйства.
Обычно урожайность культур прогнозируют на основе статистических данных о температуре воздуха, измеренной на высоте двух метров над поверхностью почвы. Принципиальным моментом использования материалов тепловой космической съемки стала оценка температуры подстилающей поверхности (почвы) вместо температуры воздуха. Для этого ученые проводили анализ соотношений температуры воздуха на новгородской метеостанции с температурой подстилающей поверхности на опытных полях. Он показал высокую статистически значимую сходность результатов космической съемки с реальными метеоусловиями.
Следующим этапом работы стал расчет коэффициентов взаимосвязи между урожайностью опытных полей, засеянных сорговыми культурами, и суммой активных температур подстилающей поверхности на основе тепловых космических съемок. Все данные брались за период с 2016 по 2024 год. Далее все опытные данные и рассчитанные коэффициенты переносились для каждой из элементарных площадок сельскохозяйственных земель Новгородской области с координатами цифровой карты.
Результатом реализации алгоритма явились цифровые карты потенциальной урожайности сорговых культур и прогноза потенциальной урожайности сорговых культур в 2030 году. Анализ теплообеспеченности земель сельскохозяйственного назначения Новгородской области показал, что земли с повышенными значениями сумма активной температуры подстилающей поверхности расположены в прибрежной области Приильменской низменности. Авторы отмечают, что более высокая детализация тепловых карт позволит перейти на локальный уровень рекомендаций по засеиванию теплолюбивых культур.