Локальный уровень информационного обеспечения адаптивно-ландшафтных систем земледелия и адаптации агротехнологий

Формирование специализированных локальных систем геоинформационного обеспеченияадаптивно-ландшафтного земледелияподразумевает выполнение следующих научно-изыска­тель­ских и проектных операций.

¨ Подбор и оцифровку базового картографического материала, уточнение координат основных границ с помощью прибора точного определения координат (например, GPS Garmin – 264);

¨ Уточнение структуры и формирование специализированных баз данных – по материалам специальных полевых обследований, почвенных, агрохимических карт, предыдущих землеустроительных и мелиоративных проектов, планов освоения и ведения систем земледелия, агротехнологических карт, книги истории полей и письменного опроса специалистов хозяйства;

¨ Верификация, детализация и корректировка специализированных баз дан­ных, имеющих базовое заполнение на уровне региона (требования культур, агроклиматический справочник, нормативные материалы, …);

¨ Оптимизация по согласованию с профильными специалистами хозяйства основных форм ввода и вывода табличной и картографической информации, местных нормативов и поправочных коэффициентов – для максимальной адаптации системы к условиям конкретного хозяйства;

¨ Верификация и уточнение расчетных алгоритмов и структуры организации нормативно-справочной информации с учетом почвенно-агроэкологи­ческих и технологических особенностей хозяйства;

¨ Формирование компьютерной книги истории полей и рабочих участков;

¨ Согласование процедуры обновления и обмена информацией с сопряженными информационно-справочными системами и программами (бухучета, статучета, другими специализированными системами текущего учета, оценки и планирования сельскохозяйственной деятельности – 63,292).

Информационное обеспечение адаптивно-ландшафтных систем земледелия и адаптации агротехнологий на локальном уровне основано на региональных системах информационного обеспечения земледелия (РАИССОЗ), адаптированных к местным условиям хозяйства и агроландшафта.

Типовые локальные информационно-справочные системы для проектирования и оптимизации технологий земледелия (ЛИССОЗ–рис. 8.3.1) предназначены для использования в условиях конкретного хозяйства (заданного региона) и ориентированы на информационное обеспечение управляющих решений двух типов:

¨ оптимизации размещения культур и сортов – с учетом комплексной агроэкологической характеристики земель, материально-техничес­ких возможностей хозяйства, климатического и ценового прогноза на год;

¨ оптимизации (выбор, корректировка) приемов и способов обработки почв, доз и сроков внесения удобрений и средств защиты растений – при возделывании основных культур в различных условиях конкретных участков.

Нормативно-справочные базы данных (БД) являются специализированной информационной основой для решения оптимизационных задач земледелия. Наиболее важными среди них являются следующие:

q БД по характеристике полей (участков) хозяйства (заполняется на месте);

q БД по требованиям культур к предшественникам (и пред-предшествен­ни­кам), влаге, теплу и почве (создается для условий конкретной области);

q БД по среднемноголетним значениям основных агроклиматических параметров хозяйств области;

q БД с типовыми технологиями выращивания основных культур (сортов);

q БД с нормативами для расчета затрат на выращивание основных культур;

q БД с нормативами экономического эффекта от выполнения ключевых технологических операций и экологического ущерба от нарушения агротехнологий и регламентов экологически безопасного земледелия.

Основные информационно-аналитические модули ЛИССОЗ нацелены на информационное обеспечение ключевых задач земледелия:

¨ выбор культуры, оптимальной для условий конкретного участка;

¨ оценку расчетной потенциальной урожайности культуры по совокупности прогнозируемых микроклиматических условий данного участка;

¨ уточнение расчетной потенциальной урожайности с учетом почвенных, агротехни­­чес­ких и организационно-технологических ограничений;

¨ расчет потенциального выноса NPK с расчетным урожаем;

¨ корректировку расчетного урожая и баланса NPK – с учетом почвенно-агрохимических ограничений и расчетной рентабельности технологии;

¨ выбор и адаптацию базовой агротехнологии к условиям участка;

¨ оперативную корректировку выбранной агротехнологии в ходе сезона.

Справочная база данных по характеристике полей и рабочих участков хозяйства (рис.12.1) включает в себя следующие разделы:

§ общей характеристики земель (площади полей и рабочих участков, рельеф, привязки к объектам производственной инфраструктуры,…);

§ состав почвенного покрова полей и участков (основные и неосновные почвы, почвенные комбинации, их контрастность и сложность границ);

§ средние значения основных параметров плодородия почв (заполняются согласно табличной или картографической информацией по полю);

§ сведения по предшественникам и их урожайности;

данные по применению удобрений и мелиорантов за последние 3 года (для расчета удобрений) и 10-20 лет (для ведения книги истории полей).

Рисунок. 12.1. Принципиальная блок-схема локальной информационно-справочной системы по оптимизации технологий земледелия (20).

В группу метрических характеристик входят: площадь поля, длина гона, удаление от склада ГСМ, удаление от места переработки или хранения выращенной продукции (“склада урожая”), удаление от склада удобрений, крутизна склонов, экспозиция склонов.

Основная форма ведения паспортных данных по полю включает группу средних значений почвенных параметров. В нее входят:

v кислотность обменная (pH солевой) и гидролитическая;

v содержание гумуса и мощность гумусового горизонта;

v содержание доступных форм фосфора, калия и азота (подсказка высвечивает справочные таблицы корреляций для разных вытяжек);

v сумма поглощенных оснований и степень насыщенности основаниями;

v бонитировочная оценка пашни.

Рисунок. 12.2.Начальная форма ввода паспортных данных по полю.

Нормативно-справочная база данных по возделываемым в хозяйстве культурам включает:

v название культуры,

v ее период вегетации и фазы развития (даты: начало – конец);

v калорийность культур, коэффициенты водопотребления;

v сумма частей в отношении основной продукции к побочной;

v дифференцированные нормативы выноса и окупаемости NPK;

v коэффициенты снижения урожайности на эродированных почвах;

v стандартная влажность культуры по ГОСТу…

Общий информационный модуль по хозяйству содержит дан­ные, общие для хозяйства. В него входят параметры, которые описывают:

v экономическую составляющую хозяйства;

v энергообеспеченность – средние сум­мы тем­ператур больше 5 и 10 °С;

v среднее количество осадков по месяцам и декадам в течение года;

v константы, используемые для определения ФАР и радиационного баланса в зависимости от суммы температур больше 5°С с апреля по ноябрь.

Картографическое геоинформационное обеспечениеЛИССОЗвключаетэлектронные (цифровые, оцифрованные) карты ( тематические слои) рельефа, почв, микроклимата, структуры землепользования, гидрографической сети, транспортной сети, производственной инфраструктуры, населенных пунктов и материалов аэрофотосъемки.

Информационно-справочные базы данных насыщаются боль­шим количеством вспомогательной справочной информации и подсказок, что сводит к минимуму число возможных ошибок при работе с ними специалистов с минимальным опытом работы на компьютере. Работа пользователя с любой из специализированных баз данных начинается с выбора ее наименования из главного меню баз данных. Затем раскрывается меню выбранной базы, и пользователь выбирает один из режимов работы с ней. В зависимости от выбранного режима работы программа предоставляет пользователю соответствующую форму для просмотра или заполнения. Повышенная лояльность к ошибкам в действиях пользователя достигается встроенной системой внутреннего контроля и значительно упрощает практическое использование информационно-справочных систем (ИСС).

* образовался спонтанно от переопыления интродуцированного вяза приземистого
с местным берестом.