Способ определения агроресурсного состояния почв по мелиоративной шкале рисовой оросительной системы

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к мелиорации. Способ включает преобразование полученного изображения и вычисление площадей выделенных контуров. При этом во вневегетационный период с помощью навигационной системы на карте рисового поля наносят координаты и номера точек отбора почвенных проб и замеров уровня и минерализации грунтовых вод. Затем выполняют количественную оценку мелиоративного состояния почв рисовой оросительной системы по уровню и минерализации грунтовых вод, содержанию гумуса, кислотно-щелочным свойствам почвы; обеспеченности гидролизуемым азотом, подвижным калием и подвижным фосфором; процентному содержанию в пахотном горизонте почвенных агрегатов; степени и типу засоления почвы путем присвоения каждому мелиоративному критерию от 1 до 5 баллов в зависимости от степени его влияния на мелиоративное состояние почвы. После этого по сумме баллов мелиоративных критериев оценивают мелиоративное состояние почвы, причем при сумме баллов 8-20 мелиоративное состояние почвы считается хорошим; 20-30 - удовлетворительным, 30-40 - неудовлетворительным. Затем для каждого мелиоративного состояния почвы разрабатывают технологическую карту с оптимально-адаптивным комплексом технологических операций. Способ позволяет повысить агроресурсный потенциал рисовой оросительной системы и урожайность риса. 2 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области исследования земной поверхности и может быть использовано в сельском хозяйстве, в частности для выращивания риса.

Из литературных источников [1, 2, 3, 4] известны методы аэрокосмического мониторинга экосистем, исследования состояния природных объектов и изучения состояния почв, в которых приведены статистические данные и аналитические зависимости для дистанционной индикации содержания гумуса в почве [1, с.80], они выделяют пять [1, с.88], [4, с.100] градаций состояния гумуса по оптической плотности и подтверждают экспоненциальный характер зависимости оптической плотности фотоизображения от содержания гумуса в почве.

Недостатками указанных методов являются невозможность их применения на рисовой оросительной системе, высокая стоимость проведения аэрокосмического мониторинга, низкая точность оценки мелиоративного состояния почвы только по содержанию гумуса в почве.

Известен способ оконтуривания территорий растительных покровов по космическим снимкам, включающий радиолокационное зондирование с летательного аппарата в СВЧ-диапазоне, сопоставление характеристик отраженного сигнала с характеристиками зондируемого объекта и суждение по результатам сравнения о состоянии растительного покрова, при этом для каждого объекта растительного покрова определяют его объем, формирующий отраженный радиосигнал, а сопоставление характеристик этого сигнала осуществляют с характеристиками указанного объема объекта (SU 1379758, G01V 9/00, 07.03.1988).

Недостатками этого способа являются невозможность его применения на рисовой оросительной системе, определение только объемной характеристики объектов исследований, высокая стоимость проведения радиолокационного зондирования с летательного аппарата в СВЧ-диапазоне, высокая сложность и трудоемкость выполнения оценки состояния растительного покрова.

Известен способ оконтуривания территорий защитных лесных насаждений по космическим снимкам, включающий космическую фотосъемку с учетом фаз вегетации растительности, выделение аномальных по степени спектральной яркости площадей, проведение по ним наземных исследований, оценку состояния объектов растительности и оконтуривание территорий по результатам оценки (RU 2211465, G01V 9/00, 27.08.2003).

Недостатками этого способа являются невозможность его применения на рисовой оросительной системе, высокая стоимость проведения космической фотосъемки, низкая точность получаемых результатов.

Известен способ аэрокосмической съемки поверхности открытых участков почвы в ранний весенний или поздний осенний период, включающий преобразование полученного изображения, оценку фототона этих площадей по 256-уровневой шкале серого цвета, выделение контуров по уровням шкалы серого цвета, вычисление площадей выделенных контуров, привязку обработанного изображения к почвенной карте и его трансформацию. Оценку деградации почв проводят по содержанию гумуса в почвенном покрове контуров, которое определяют по формуле Г=Kmaxe-0,0276f, где Г - процентное содержание гумуса в почвенном покрове, Kmax - коэффициент, учитывающий тип почвы, f - текущее значение уровня серого цвета по аэрокосмическому фотоснимку (RU 2265839, G01N 33/24, G01V 9/00, 13.04.2004).

Недостатками этого способа являются невозможность его применения на рисовой оросительной системе, высокая стоимость проведения аэрокосмической съемки, низкая точность оценки мелиоративного состояния почвы только по содержанию гумуса в почве, высокая сложность и трудоемкость выполнения оценки состояния почвы.

Техническим результатом изобретения является выполнение на рисовых полях оптимально-адаптивных комплексов технологических операций по разработанной, с учетом мелиоративной характеристики каждого рисового поля, технологической карте, что позволяет специалистам агропромышленного комплекса эффективней и в срок выполнять агромелиоративные мероприятия на рисовых полях, повысить агроресурсный потенциал рисовой оросительной системы, экономить энергоемкость и снизить трудоемкость выполняемых агромелиоративных мероприятий, уменьшить себестоимость и повысить урожайность риса.

Технический результат достигается тем, что в известном способе определения агроресурсного состояния почв по мелиоративной шкале рисовой оросительной системы, включающем преобразование полученного изображения, вычисление площадей выделенных контуров, согласно изобретению во вневегетационный период с помощью навигационной системы на карте рисового поля наносят координаты и номера точек отбора почвенных проб и замеров уровня и минерализации грунтовых вод, затем выполняют количественную оценку мелиоративного состояния почв рисовой оросительной системы по уровню и минерализации грунтовых вод, содержанию гумуса, pH почвы; обеспеченности гидролизуемым азотом, подвижным калием и подвижным фосфором; процентному содержанию в пахотном горизонте почвенных агрегатов; степени и типу засоления почвы путем присвоения каждому мелиоративному критерию от 1 до 5 баллов в зависимости от степени его влияния на мелиоративное состояние почвы; после чего по сумме баллов мелиоративных критериев оценивают мелиоративное состояние почвы, причем при сумме баллов 8-20 мелиоративное состояние почвы считается хорошим; 20-30 - удовлетворительным, 30-40 - неудовлетворительным, затем для каждого мелиоративного состояния почвы разрабатывают технологическую карту с оптимально-адаптивным комплексом технологических операций.

Новизна заявляемого изобретения заключается в оптимально-адаптивном выполнении комплекса технологических операций на рисовых полях по технологической карте, которая разрабатывается с учетом мелиоративного состояния почвы рисовых полей, что позволяет улучшить мелиоративное состояние почвы рисовых полей, экономить энергоемкость и снизить трудоемкость выполняемых агромелиоративных мероприятий.

Привязка точек отбора почвенных проб с помощью навигационной системы позволяет с высокой точностью выделять границы и рассчитывать площади участков с различным мелиоративным состоянием, а также использовать привязку при прокладывании маршрута сельскохозяйственной технике для экономии энергоемкости и снижения трудоемкости выполняемых агромелиоративных мероприятий.

Выполнение отбора почвенных проб по основным мелиоративным критериям: уровень и минерализация грунтовых вод, содержание гумуса, pH почвы; обеспеченность гидролизуемым азотом, подвижным калием и подвижным фосфором; процентное содержание в пахотном горизонте почвенных агрегатов; степень и тип засоления почвы, позволяет с необходимой и достаточной степенью точности судить о мелиоративном состоянии почв рисовых полей и выполнять количественную оценку мелиоративного состояния почвы.

Количественная оценка мелиоративного состояния почв по полученной сумме баллов позволяет использовать комплексный подход при разработке инновационных комплексов технологических операций для разработки оптимально-адаптивных технологических карт, улучшить экологическую ситуацию на рисовой оросительной системе, снизить себестоимость выращивания риса и повысить урожайность риса.

Способ осуществляется следующим образом

Во вневегетационный период на рисовом поле на карте рисового поля с помощью навигационной системы наносят координаты и номера точек отбора почвенных проб и замеров уровня и минерализации грунтовых вод. Для оценки мелиоративного состояния почв рисовых полей в каждой точке определяют уровень и минерализацию грунтовых вод, содержание гумуса, pH почвы; обеспеченность гидролизуемым азотом, подвижным калием и подвижным фосфором; процентное содержание в пахотном горизонте почвенных агрегатов; степень и тип засоления почвы. Данные почвенных проб и замеров уровня и минерализации грунтовых вод каждой точке (согласно таблице 1) оценивают в баллах. По сумме баллов мелиоративных критериев в каждой точке оценивают мелиоративное состояние почвы: при сумме баллов 8-20 мелиоративное состояние почвы считается хорошим; 20-30 - удовлетворительным, 30-40 - неудовлетворительным. После этого выполняют выделение контуров участков с различным мелиоративным состоянием почвы путем соединения точек с одинаковой мелиоративной характеристикой. Затем выполняют вычисление площадей с различным мелиоративным состоянием почвы. Далее для каждого мелиоративного состояния почвы разрабатывают технологическую карту с оптимально-адаптивным комплексом технологических операций.

Пример осуществления способа

Испытания способа оценки мелиоративного состояния почв и эффективности выполняемых агромелиоративных приемов на рисовой оросительной системе проводились в ЗАО «Черноерковское» Славянского района Краснодарского края.

Во вневегетационный период на пяти рисовых полях с помощью GPS-навигатора наносят координаты и номера точек отбора почвенных проб и замеров уровня и минерализации грунтовых вод. Точки находились друг от друга на расстоянии 50 м. Для оценки мелиоративного состояния почв рисовых полей в каждой точке определяют уровень и минерализацию грунтовых вод, содержание гумуса, pH почвы; обеспеченность гидролизуемым азотом, подвижным калием и подвижным фосфором; процентное содержание в пахотном горизонте почвенных агрегатов; степень и тип засоления почвы. Данные почвенных проб и замеров уровня и минерализации грунтовых вод в каждой точке (таблица 1) оценивают в баллах. По сумме баллов мелиоративных критериев каждой точки оценивают мелиоративное состояние почвы. Затем на рисовых полях осуществляют выделение контуров участков с различным мелиоративным состоянием почвы путем соединения точек с одинаковой мелиоративной характеристикой и вычисляют площади этих участков. По разработанным технологическим картам во вневегетационный период выполняют оптимально-адаптивные комплексы технологических операций с учетом мелиоративного состояния почв на каждом поле. Выполненная оценка агроресурсного состояния почв до проведения оптимально-адаптивных комплексов технологических операций показала, что мелиоративное состояние почв на всех пяти полях и контрольном поле оценивается как «удовлетворительное». На следующий год, после проведения оптимально-адаптивного комплекса технологических операций и уборки риса, повторно выполненная оценка мелиоративного состояния почвы показала, что в результате проведенных агромелиоративных мероприятий на рисовых полях мелиоративное состояние почв улучшилось на всех пяти полях (таблица 2) и оценивается как «хорошее». Обеспеченность гидролизуемым азотом увеличилась на 3-5%, подвижным калием на 5-7% и подвижным фосфором на 8-10%. Получена 16% прибавка урожая риса. Себестоимость производимого зерна риса снизилась на 9%. Экономия энергоемкости и снижение трудоемкости выполняемых агромелиоративных мероприятий снизилась на 12-18%.

Разработка оптимально-адаптивных технологических карт для каждого мелиоративного состояния почвы позволяет специалистам агропромышленного комплекса эффективней и в срок выполнять агромелиоративные мероприятия на рисовых полях, повысить агроресурсный потенциал рисовой оросительной системы, улучшить экологическую ситуацию на рисовых полях, экономить энергоемкость и снизить трудоемкость выполняемых во вневегетационный период агромелиоративных мероприятий, снизить себестоимость и повысить урожайность риса.

Литература

1. Виноградов Б.В. Аэрокосмический мониторинг экосистем. - М.: Наука. 1984. с.79.

2. Сергеев Г.А., Янтуш Д.А. Статистические методы исследования природных объектов. - Л.: Гидрометеоиздат. 1973. с.112, 119.

3. Андроников В.Л. Аэрокосмические методы изучения почв. - М.: Колос. 1979. с.75, 98, 113.

4. Виноградов Б.В. Индикаторы опустынивания и деградации почв. Почвоведение. 1993, №2. с.98-102.

Таблица 1
№ п/п Наименование показателя Значение показателя Единица измерения Оценка показателя
1 2 3 4 5
0,0-0,5 м 4
Уровень неминерализованных грунтовых вод (0-2 г/л) 0,5-1,0 м 2
1,0-1,5 м 1
1,5-2,5 м 1
>2,5 м 1
0,0-0,5 м 5
0,5-1,0 м 3
1 Уровень слабоминерализованных грунтовых вод (2-4 г/л) 1,0-1,5 м 2
1,5-2,5 м 1
>2,5 м 1
0,0-0,5 м 5
0,5-1,0 м 4
Уровень среднеминерализованных грунтовых вод (4-8 г/л) 1,0-1,5 м 3
1,5-2,5 м 2
>2,5 м 1
0,0-0,5 м 5
Уровень сильноминерализованных грунтовых вод (8-16 и более г/л) 0,5-1,0 м 5
1,0-1,5 м 4
1,5-2,5 м 3
>2,5 м 1 (2)
4,5-5,5 1
2 pH почвы 5,5-6,5 - 2
6,5-7,5 3
7,5-8,0 4
>8,0 5
>10,0 1
6,0-10,0 2
3 Содержание гумуса 4,0-6,0 % 3
2,0-4,0 4
<2,0 5
<2,0 5
2,0-3,0 4
4 Обеспеченность гидролизуемым азотом 3,0-4,0 мг/100 г 3
4,0-5,0 2
>5,0 1
<0,5 5
0,5-1,0 4
5 Обеспеченность подвижным фосфором 1,0-2,0 мг/100 г 3
2,0-3,0 2
>3,0 1
0-5 5
5-10 4
6 Обеспеченность подвижным калием 10-20 мг/100 г 3
20-30 2
>30 1
Содержание агрегатов
0,25-10 мм. 70< % 1
70-75 2
55-40 3
7 40-20 4
>20 5
<10; 10-20 5
20-30 4
>0,25 мм 30-40 3
40-60 2
60-75; >75 1
Степень засоления почв:
содовый и смешанно-содовый тип
засоления:
незасоленные почвы Менее 0,15 содержание солей, % 1
слабая 0,15-0,30 2
средняя 0,30-0,40 3
сильная 0,40-0,60 4
солончаки Более 0,60 5
сульфатный и хлоридно-сульфатный тип
засоления:
незасоленные почвы Менее 0,30 содержание 1
8 слабая 0,30-0,50 солей, % 2
средняя 0,50-1,00 2
сильная 1,00-2,00 3
солончаки Более 2,0 4
сульфатно-хлоридный и хлоридный тип
засоления:
незасоленные почвы Менее 0,20 содержание 1
слабая 0,20-0,30 солей, % 2
средняя 0,30-0,70 3
сильная 0,70-1,20 3
солончаки Более 1,20 4
солонцеватость содержание
несолонцеватые почвы Менее 5 поглощенного 1
слабая 5-10 натрия, % к 2
средняя 10-15 емкости 3
сильная 15-20 поглощения 4
солонцы Более 20 (25) 5
Примечание: 1 - отлично; 2 - хорошо; 3 - удовлетворительно; 4 - неудовлетворительно; 5 - плохое или очень низкое - деградация почв.

Способ определения агроресурсного состояния почв по мелиоративной шкале рисовой оросительной системы, включающий преобразование полученного изображения, вычисление площадей выделенных контуров, отличающийся тем, что во вневегетационный период с помощью навигационной системы на карте рисового поля наносят координаты и номера точек отбора почвенных проб и замеров уровня и минерализации грунтовых вод, затем выполняют количественную оценку мелиоративного состояния почв рисовой оросительной системы по уровню и минерализации грунтовых вод, содержанию гумуса, кислотно-щелочным свойствам почвы; обеспеченности гидролизуемым азотом, подвижным калием и подвижным фосфором; процентному содержанию в пахотном горизонте почвенных агрегатов; степени и типу засоления почвы путем присвоения каждому мелиоративному критерию от 1 до 5 баллов в зависимости от степени его влияния на мелиоративное состояние почвы; после чего по сумме баллов мелиоративных критериев оценивают мелиоративное состояние почвы, причем при сумме баллов 8-20 мелиоративное состояние почвы считается хорошим; 20-30 - удовлетворительным, 30-40 - неудовлетворительным, затем для каждого мелиоративного состояния почвы разрабатывают технологическую карту с оптимально-адаптивным комплексом технологических операций.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области медицины, ветеринарии, экологии. .
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано при оценке экологической обстановки на территории при добыче полезных ископаемых.
Изобретение относится к области исследований параметров грунтов, а конкретней к способам определения коэффициента фильтрации плывунного грунта. .

Изобретение относится к области охраны почв и может быть использовано для определения потерь почвы при полевом обследовании земель, подверженных эрозии, в научных исследованиях и проектных разработках.

Изобретение относится к подземному строительству и предназначено для определения эффективных технологических параметров грунтовых колонн методом струйной технологии.
Изобретение относится к области сельского хозяйства и рекультивации земель. .

Изобретение относится к устройствам для оценки потенциального плодородия почвы, ее водного режима. .

Изобретение относится к области измерительно-испытательной техники и направлено на обеспечение возможности исследования воздействия интенсификаторов на напряжение сдвига материалов и грунтов по поверхности сдвига при изменении угла взаимодействия грунта и поверхности сдвига, что обеспечивается за счет того, что сдвиговый стенд включает обойму со съемным кольцом для размещения образца грунта, пригрузочное приспособление, приводной механизм и поверхность наклонного стола, размещенную под обоймой.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к выращиванию риса. .

Изобретение относится к области сельского хозяйства и мелиорации. .
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к выращиванию риса. .
Изобретение относится к области сельского хозяйства и мелиорации. .
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам выращивания риса, и может быть использовано при возделывании риса. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способу возделывания риса. .
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам борьбы с водорослями отдела Зеленые водоросли, класса Собственно зеленые, порядка Хлорококковые, семейства Гидродикциевые, вида Гидродикцион сетчатый или водяная сеточка в посевах риса.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам борьбы с сорной растительностью на рисовых полях. .
Изобретение относится к области растениеводства и предназначено для борьбы с болезнями риса. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к возделыванию риса. .

Изобретение относится к области сельского и лесного хозяйств. .

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к мелиорации

Наверх