*111619*

К.с.-х.н. Пичура В.И.

Херсонский государственный аграрный университет, г. Херсон, Украина

Использование ГИС-технологий для оценки пригодности сельскохозяйственных земель при выращивании зерновых культур (на примере Херсонской области Украины)

При качественной оценке сельскохозяйственных земель, анализ изменения агрохимических свойств почвенного плодородия является одним из важнейших объективных условий определения эффективности ведения земледелия. Агрохимические принципы качественной оценки земель приобретают особую актуальность в условиях экстенсивной и нерациональной хозяйственной деятельности землепользователей.

Черноземы южные и темно-каштановые почвы, по степени распространения в зоне Сухой Степи Украины, являются основными типами почв [1].

Основными агрохимическими показателями, которые характеризируют плодородие и энергетический потенциал почв, являются содержание гумуса и подвижных форм питательных веществ. Запасы питательных веществ и их доступность растениям, а также запасы продуктивной влаги находятся в тесной зависимости от природно-климатических условий местности (климата, рельефа, почвообразующих пород, гидрологических условий и т.п.), которые определяют величину и качество урожая сельскохозяйственных культур [2, 3].

В настоящее время одним из актуальных направлений в системе эколого-агромелиоративного мониторинга является системное применение современных инструментов и методов для пространственной оценки агрохимического состояния почв с целью определения изменения почвенного плодородия, под воздействием внешних факторов среды, при выращивании зерновых культур.

Объект исследований – агрохимическое состояние почв Херсонской области. Предмет исследований - показатели агрохимического состояния почв.

Оценка пригодности сельскохозяйственных земель Херсонской области по содержанию питательных веществ для выращивания зерновых культур проведена согласно методике В.В. Медева и И.В. Плиска (2006г) [4, 5].

Для пространственного моделирования питательных веществ в почве применен метод кригинга модуля Geostatistical Analyst of ArcGis 9.2. Кригинг основан на вычислении для каждой точки х весов λ₁(х), λ₁(х), …. λ_n(х), и взятии линейной комбинации значений в известных точках с этими весами [6]:

(1)

В методе кригинга предполагается, что функция f(.) — это некоторый случайный процесс. Соответственно, - случайные величины. Тогда их линейная комбинация также является случайной величиной.

Для исследований использованы данные 296 стационаров (IX тура исследований – 2002-2007 гг.) Херсонского государственного проектно–технологического центра охраны плодородия почв и качества продукции «Облгосплодородие». Характеристика агрохимических свойств почв проведена в слое 0-40 см, так как в этом слое сосредоточена основная масса корней растений. Методы определения агрохимических показателей: водная вытяжка (содержание гумуса, %; содержание подвижного фосфора, мг/кг почвы); углеаммонийная вытяжка (содержание обменного калия, мг/кг почвы).

Весомый вклад в изучение вопросов мониторинга, бонитировки, качественной оценки и охраны почв с использованием геоинформационных технологий принадлежит ученным В.В. Медведеву, С.А. Балюку, В.О. Ушкаренку, П.П. Надточому, М.И. Ромащенку, А.В. Новиковой, М.И. Полупану, Т.М. Лактионовой, Ф.Н. Лисецкому, Р.А. Акбирову, Б.М.Н. Гончикову, Ц.Ц. Цыбикдоржиеву и др. ученным [1-5, 7-16].

Для определения комплексной оценки (валовое содержание питательных веществ) сельскохозяйственных земель Херсонской области по уровню получения стабильных урожаев зерновых культур проведено статистическое нормирование рядов исследуемых показателей по формуле (2):

(2)

где, - среднее арифметическое значение

SD – стандартное отклонение.

Алгоритм пространственного районирования пригодности почв Херсонской области для выращивания зерновых культур с использованием геостатистических методов представлен на рис. 1.

За данными 296 стационаров исследований Херсонского государственного проектно–технологического центра охраны плодородия почв и качества продукции «Облгосплодородие» автором созданы картограммы районирования пригодности сельскохозяйственных земель Херсонской области для выращивания зерновых культур в зависимости от содержания питательных веществ (рис. 2).

В результате пространственного моделирования и классификации определены площади сельскохозяйственных угодий (пашни – 1777600 га) Херсонской области за агрохимическими показателями: гумус, подвижный фосфор, обменный калий, валовое содержание питательных веществ.

Пространственный анализа сельскохозяйственных земель по комплексной оценке содержания питательных веществ (слой почвы 0-40 см) Херсонской области показал, что:

- 75% (1478294 га) территории пахотных земель имеют удовлетворительные и благоприятные природные условия для выращивания зерновых культур – северо-западная и юго-восточная часть Херсонской области;

- 25% (492764 га) территории пахотных земель, преимущественно южно-западной части (Голопристанский, Цюрупинский, Скадовский, Белозерский районы) и прибережная зона реки Днепр, имеют неудовлетворительные (20,6%) и очень неудовлетворительные (4,4%) природные почвенные условия для выращивания зерновых культур.

Рис. 1. Алгоритм создания пространственных моделей районирования земель Херсонской области по степени благоприятного возделывания зерновых культур

а) содержание гумуса, %
б) содержание подвижного фосфора, мг/кг
в) содержание обменного калия, мг/кг
г) валовое содержание питательных веществ

Рис. 2. Районирование сельскохозяйственных земель Херсонской области

по пригодности для выращивания зерновых культур

Выводы

1. Предложено статистическое нормирование агрохимических показателей и определен классификатор качественной оценки пригодности сельскохозяйственных земель Херсонской области Украины в зависимости от содержания питательных веществ в почве.

2. За результатами классификации и пространственного моделирования определены площади сельскохозяйственных угодий Херсонской области по степени пригодности для выращивания зерновых культур за агрохимическими показателями: гумус, подвижный фосфор, обменный калий, валовое содержание питательных веществ.

3. При комплексной пространственной оценке содержания питательных веществ (слой 0-40 см) определено, что 75 % (1478294 га) территории сельскохозяйственных земель Херсонской области имеют удовлетворительные и благоприятные природные, и почвенные условия для выращивания зерновых культур, 25 % (492764 га) - неудовлетворительные и очень неудовлетворительные.

Литература

1. Акбиров Р.А. Бонитировка почв и качественная оценка земель лесостепной зоны Республики Башкортостан на агроэкологической основе / Акбиров Р.А. // Вестник Оренбургского государственного университета, 2005. - № 9. - С. 134-137.

2. Гончиков Б.М.Н. Бонитировка и кадастровая оценка почв западного Забайкалья (на примере Кижингинской котловины) / Гончиков Б.М.Н., Цыбикдоржиев Ц.Ц. // Вестник Красноярского государственного аграрного университета, 2010. - № 9. - С. 7-12.

3. Цыбикдоржиев Ц.Ц. Бонитировка и кадастровая оценка почв Джидинского района Республики Бурятия / Цыбикдоржиев Ц.Ц., Хубракова Б.Ц., Гончиков Б.М.Н. // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова, 2009. - № 3. - С. 143-150.

4. Медведев В.В. Бонитировка и качественная оценка пахотных земель Украины / Медведев В.В., Плиско И.В. – Харьков: Изд. «13 типография», 2006. – 386 с.

5. Медведев В.В. Мониторинг почв Украины. Концепция, предварительные результаты, задачи / Медведев В.В. - Харьков: ПФ «Антиква». - 2002. - 428с.

6. Антон Сухинов "Крайгинг интерполяция" [Электронный ресурс] — 2011. Режим доступа: http://iproc.ru/drafts/kriging/

7. Медведєв В.В. Основні джерела і шляхи створення геоінформаційної системи «Ґрунти України» / В.В. Медведєв, Т.М. Лактіонова // Матер. міжнар. наук.-практ. конф. [«40 років від агрохімічної служби до служби охорони родючості ґрунтів»]. Охорона родючості ґрунтів-К.: Аграрна наука, 2004. – Вип. 1. – С. 181-190.

8. Інформаційний звіт про виконання завдань НТП УААН „Родючість, охорона і екологія ґрунтів”. Розробити системи оцінювання сучасного стану, охорони та ефективного використання ґрунтів із застосуванням геоінформаційних технологій у 2006-2010 рр. / за наук. ред. С.А. Балюка. – Харків: КП „Міська друкарня”, 2011. – 277 с.

9. Ефективне використання ґрунтів із застосуванням сучасних геоінформаційних технологій / [С.А. Балюк, І.В. Пліско, С.Г. Накісько, С.Р.Трускавецький та ін.]; за наук. ред. С.А.Балюка. – К.: Аграрна наука, 2011. – 72 с.

10. Методика моніторингу земель, що перебувають в кризовому стані / [С.А. Балюк, Н.М. Блохіна, В.О. Білолипський та ін.] – Харків: ХДАУ, 1998. – 88 с.

11. Новикова А.В. История почвенно-мелиоративных и экологических исследований засоленных и солонцовых земель Украины: 1890-1996 гг. (происхождение, окультуривание, экологические последствия широкой ирригации) / А.В. Новикова. – К.: Вид-во «Світ», 1999.–144 с.

12. Ґрунтові ресурси Херсонської області, їхня продуктивність та раціональне використання / [Демьохін В.А., Пелих В.Г., Полупан М.І. та ін.] – К.: Колобіг, 2007. – 132 с.

13. Рекомендації по созданию електронных картографических проектов и предпечатной подготовке карт / [Балюк С.А., Ладних В.Я., Солоха М.А. и др.] – Харьков: Типография № 13, 2008. – 68 с.

14. Геоінформаційні системи для управління зрошуваними землями: навч. посіб. / [В.О. Ушкаренко, В.В. Морозов, В.В.Колесніков та ін.].-Херсон, Вид-во „ЛТ-Офіс”, 2010.-378 с.

15. Інформаційне забезпечення зрошуваного землеробства. Концепція, структура, методологія організації / [Ромащенко М.І., Драчинська Е.С., Шевченко А.М.]; за ред. М.І. Ромащенка. – К.: Аграрна наука, 2005. – 196 с.

16. Лисецкий Ф.Н. Эталонные почвы в системе особо охраняемых природных территорий / Лисецкий Ф.Н., Замураева М.Е., Половинко В.В., Данильченко М.А. // Проблемы региональной экологии. 2009. - № 1. - С. 104-110.