Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретические и методологические основы изучения почв лесостепи кузнецкой котловины
1.1 История изучения почв лесостепи Кузнецкой котловины 9
1.2 Развитие геоинформационных технологий и использование их для ведения агрохимического мониторинга
ГЛАВА 2. Условия и методика проведения исследований 31
2.1 Объекты исследования 31
2.2 Характеристика условий! проведения, исследований 38
2.3 Методы исследования
ГЛАВА 3 Анализи оценка плодородияпахотных почв: лесостепи кузнецкой котловины
3 .1, Динамика агрохимических параметров состояния пахотных почв
3.3 Баланс элементов питания
ГЛАВА 4. Моделирование свойств пахотных почв 82
Информационно-аналитическая система агрохимического мониторинга
Картографическое обеспечение агрохимического мониторинга пахотных почв
ГЛАВА 5 Цифровые картографические модели как способ. представления? агрохимического состояния почв
ГЛАВА 6 Эффективность- ведения агрохимического мониторинга, пахотных почв использованием выводы, предложения производству 137
Библиографический список приложения
- Развитие геоинформационных технологий и использование их для ведения агрохимического мониторинга
- Характеристика условий! проведения, исследований
- Баланс элементов питания
- Картографическое обеспечение агрохимического мониторинга пахотных почв
Введение к работе
Воспроизводство плодородия почвы, реализация потенциальной продуктивности культурных растений - главная задача земледелия. Для успешного решения этой задачи необходимо оптимальное сочетание многообразия факторов, своевременная и достоверная оценка пространственно-временных параметров природно-антропогенных условий и процессов.
Важную роль в регулировании почвенного плодородия играет агрохимический мониторинг состояния почв, включающий наблюдения за изменениями агрохимических показателей в пахотном слое почвы и влиянием этих изменений на формирование количества и качество урожая. С помощью мониторинга можно установить потребность растений в элементах питания и других факторах плодородия.
Мониторинг предполагает не только наблюдение за процессом или явлением, но также его оценку, прогноз распространения и развития, а, кроме того, разработку системы мер по предотвращению опасных последствий или поддержанию благоприятных тенденций.
Агрохимический мониторинг за состоянием почв и растений позволит рационально использовать средства на производство сельскохозяйственной продукции, снизить ее себестоимость, целенаправленно применять имеющиеся удобрения и мелиоранты.
Результаты агрохимического мониторинга позволят при остром дефиците материальных ресурсов создать условия для проведения работ по оптимизации пищевого режима растений и получать максимальную отдачу от каждого технологического элемента возделывания сельскохозяйственных культур.
Важное место в агрохимическом обеспечении сельскохозяйственного производства занимает составление проектов на применение удобрений и мелиорантов, а также балансовые расчеты по всем элементам почвенного плодородия. На основании балансов составляются прогнозы агрохимического состояния полей и рекомендации по его улучшению.
На каждого жителя Кемеровской области приходится пахотных земель меньше на 32 процента, чем в среднем по России. Этим определяется необходимость поддерживания плодородия почв на максимально- высоком уровне.
Для эффективного осуществления мероприятий по повышению почвенного плодородия на основе агрохимического мониторинга весьма актуальна проблема сбора, обработки и анализа информации на основе геоинформационных технологий.
В конце XX века на рынке высоких технологий возник новый тип информационных систем - геоинформационные системы (ГИС). В настоящее время ГИС являются самыми развивающимися и перспективными информационными системами для управления и ведения мониторинга. Удобные методы визуализации данных с пространственной привязкой все больше привлекают пользователей во всех отраслях экономики (Цветков В .Я., 1998).
Разработка и внедрение информационно-аналитических систем обеспечивает компактность хранения и оперативность обновления информации, повышает достоверность за счет однократного ввода и контроля данных, сокращает бумажный документооборот, следовательно, и ручной труд специалистов при обработке, поиске и выдаче информации. Информационно- аналитические системы с функцией обмена данными между составляющими блоками позволяют наиболее полно и всесторонне анализировать состояние пахотных почв, получать выходные формы в виде графиков, таблиц и картографического материала, и прогнозировать потенциальные изменения плодородия почв.
Цель исследований: Изучить почвенное плодородие пахотных почв лесостепи Кузнецкой котловины и разработать методику агрохимического мониторинга для обеспечения рекомендаций по внесению удобрений с использованием современных технологий.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи!
- Изучить современное агрохимическое состояние пахотных почв Кузнецкой котловины, динамику изменений основных показателей плодородия за последние 15 лет.
- Рассмотреть балансы гумуса и основных питательных элементов в пахотных почвах лесостепи Кузнецкой котловины.
- Разработать методику агрохимического мониторинга, включающую структуру и содержание баз данных, картографирование показателей плодородия.
- Разработать и внедрить информационно-аналитическую систему (ИАС), повышающую достоверность и оперативность обновления информации за счет однократного ввода и контроля информации в банк данных, для сокращения затрат ручного труда специалистов при обработке, поиске и выдаче информации.
- Создать электронный архив картографических моделей и атрибутивной информации пахотных почв лесостепи Кузнецкой котловины.
- Разработать рекомендации по внесению минеральных удобрений на основе картографических моделей и атрибутивной информации пахотных почв СПК «Береговой».
- Определить эффективность ведения агрохимического мониторинга состояния и плодородия пахотных почв с использованием современных технологий.
Научная новизна. Установлены особенности современного агрохимического состояния пахотных земель лесостепи Кузнецкой котловины и закономерности динамики основных питательных веществ. Определены тенденции пространственно-временных изменений агрохимических свойств пахотных почв. Предложена методика ведения агрохимического мониторинга пахотных почв, включающая автоматизированную информационную технологию работы с данными, создание электронной версии карты пахотных земель. Разработана информационно-аналитическая система агрохимического центра, цифровые модели пахотных земель исследуемой территории, позволяющие накапливать, анализировать и обобщать и разрабатывать рекомендации по результатам мониторинга почв.
Основные положения, выносимые на защиту:
- Баланс питательных веществ в земледелии как. основа рекомендаций по повышению плодородия пахотных почв лесостепи Кузнецкой котловины;
- Методика агрохимического мониторинга, включающая структуру и содержание баз данных, картографирование показателей плодородия;
Цифровые картографические модели как способ представления агрохимического состояния почв.
Практическая значимость работы. Ведение агрохимического мониторинга с использованием современных информационных технологий снижает на 60-80% затраты на обработку данных наблюдений и обеспечивает повышение качества рекомендаций- для земледелия: Комплексный анализ оперативной и ретроспективной информации о состоянии почв позволяет адресно применять удобрения, что способствует их экономии и улучшению агрохимического состояния пахотных почв. Создание информационных слоев электронной карты и привязка атрибутивной информации к каждому из объектов слоя «Почвы» позволяет воспроизводить, различные варианты тематических закрасок карты, облегчающих визуальную оценку преобладания элементарных ареалов с теми или иными наборами агроэкологических параметров Созданный электронный архив картографических моделей и атрибутивной информации пахотных почв лесостепи Кузнецкой котловины, можно использовать при проведении кадастровых и землеустроительных работ, внедрении современных систем земледелия, планировании и распределении минеральных удобрений.
Апробация- работы. Основные результаты работы докладывались на межрегиональной научно-практической конференции «Агрохимия: наука и производство» (Кемерово, 2004), международной научно-практической конференции «Наука и инновации агропромышленного комплекса» (Кемерово, 2008) и совещаниях-семинарах работников агрономической и агрохимической службы с 1999 по 2009 гг.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 4 в изданиях, включенных в список ВАК.
Объем и структура диссертации. Работа изложена на 162 страницах машинописного текста, содержит 13 таблиц, 50 рисунков, 4 приложения. Состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, списка литературы из 176 наименований, в том числе 10 на иностранных языках.
Развитие геоинформационных технологий и использование их для ведения агрохимического мониторинга
Геоинформационные системы (ГИС) как системы обработки пространственно-временной информации относятся к классу информационных систем. Особенность ГИС — большие объемы хранимой информации. Кроме того, они отличаются специфичностью организации и структурирования моделей данных.
Базовое определение ГИС подразумевает аппаратно-программный комплекс, обеспечивающий систематизацию, обработку, отображение и распространение пространственно координированных данных (Цветков, 1998). Операционное определение ГИС: совмещение электронной карты и привязанной к ее выделам или координатам компьютерной базы данных, система управления которой предусматривает возможности специализированной обработки и импорта-экспорта информации. Выделяются растровые и векторные виды ГИС, отличающиеся принятой в них системой координат и типом цифрового представления (оцифровки) информации. Оба вида ГИС могут активно применяться в геоинформационном обеспечении агроэкологической оценки земель, агроэкологического районирования и проектирования систем земледелия.
Растровые ГИС основаны на одноименной системе координат - положенной на карту сплошной сетке со стандартным шагом опробования, каждая ячейка (пиксель) которой имеет две уникальные (в данной комбинации свойственные только ей) координаты (х и у). Как правило, эти ячейки имеют квадратную или прямоугольную форму и являются элементарным пространственным объектом, которому в однозначное соответствие поставлены определенные для него данные специализированной базы данных ГИС.
Растровые ГИС хорошо подходят для геоинформационного обеспечения на уровне от региона до хозяйства, поскольку они позволяют легко визуализировать на картах табличную информацию из связанных с ними баз данных, проводить логические (если ..., то ...) и алгебраические действия (сложение, вычитание, ...) различных тематических слоев карт (например, почв и крутизны склона), часто имеющих различную пространственную организацию (несовпадение границ исходных картографических выделов), с формированием новых тематических слоев оценочной или технологической информации.
Векторные ГИС основаны на точечном (а не сеточном) представлении информации. В качестве ее элементарных пространственных носителей выступают точки, линии, и полигоны (или участки). Каждая точка обладает «точными» координатами (их точность определяется качеством исходной карты и компьютера). Точки объединяются в линии. Замкнутые линии образуют полигоны. В? результате легко и с большой точностью определяются площадные и линейные измерения, что может использоваться в векторных пакетах геоинформационного обеспечения-, систем земледелия для уточнения реальных площадей- распространения агроэкологических групп земель, полей, рабочих участков, планируемых объемов применения удобрений, мелиорантов, и средств защиты растений, валового сбора урожая, общих и дифференцированных затрат на его получение, рационального размещения лесополос, полевой дорожной сети и объектов производственной инфраструктуры хозяйства.
Областей применения географических информационных систем (ГИС) существует великое множество (Мерс, 1999; Кошкарев, 1993), в том числе и в сельскохозяйственном производстве (Меттернихт Г., 1998; Ушаков А., 2007). В каждой из прикладных областей существуют свои специфические потребности и своя специфическая терминология, своя история внедрения геоинформационных технологий. На начальном этапе эти технологии развивались в значительной степени независимо в разных прикладных областях.
Мировой опыт использования геоинформационных систем для учета и оценки земель имеет 40-летнюю историю. Первым примером эффективного использования ГИС для ведения практического учета земель принято считать земельную информационную систему штата Миннесота, созданную в середине 60-х годов прошлого века (Основы геоинформатики, 2004). Система была растровой, с большим размером растра (около 0,16 км ), но убедительно показала свою эффективность при решении практических вопросов учета и анализа земель штата.
В это же время были начаты активные работы по формированию национальных компьютерных баз данных и геоинформационных систем земельного кадастра в Австрии, Англии, Швеции, Национальном институте географии во Франции и Национальном картографическом агентстве Германии. В настоящее время все экономически развитые страны и большинство ориентированных на эффективное сельскохозяйственное производство развивающихся стран и стран переходного типа экономики имеют хорошо развитые национальные геоинформационные системы земельных ресурсов, выполненные, как минимум, в мелком и часто даже в среднем масштабе (Agro-ecological ..., 1996; Land Information Systems 1998). Как правило, они успешно решают не только традиционные землеоценочные вопросы систематизированного учета земель, но и современные задачи их функционально-целевой и комплексной агроэкологической оценки.
В конце 70-х годов стали активно развиваться крупные международные геоинформационные проекты в области почвоведения, экологии и земельных ресурсов. Среди них особое место занимают «Мировая база данных для наук об окружающей среде» (WDDES), «Глобальная информационно-ресурсная база данных CRID» (CRID, 1981, 1987) и «Пространственно- координированная информация по окружающей среде стран ЕС» (CORINE) (RhindD., 1986, 1988).
В условиях быстрого нарастания информатизации и глобализации сельскохозяйственного производства ясно выражена общая мировая тенденция повышения уровня методологической универсализации, технологической унификации и функциональной детализации создаваемого информационно-аналитического обеспечения для агроэкологической оценки земель различного территориального уровня. Высокое пространственно- временное варьирование качества земель и задач . землепользования способствовало формированию рамочных концепций агроэкологическоий оценки земель с последовательной детализацией алгоритмов, нормативной базы и технологии оценки по мере конкретизации ее задач и объектов с федерального на региональный, районный и хозяйственный уровень.
Наилучшие условия для практического использования результатов агроэкологической оценки земель экспертами и специалистами исполнительных, законодательных органов власти и различных структур землепользования достигаются при доведении ее до состояния аналитической информационной или геоинформационной систем, обладающей возможностями нормативного прогнозирования и настройки на меняющиеся характеристики и целевые функции анализа объекта оценки (Васенев, 2002; Кирюшин, 2000; Апйе, 1.М., 1995; Войта I., 1997)
К настоящему времени накоплен значительный методический и исходный информационный материал для практической реализации современных подходов к функционально-целевой агроэкологической оценке земель на федеральном уровне и ее геоинформационному обеспечению.
Характеристика условий! проведения, исследований
Конвертер графических форматов BMP предназначен для преобразования растровых изображений, представленных в графическом формате BMP, в собственный графический формат MAP «ПОЛИСа».
Время конвертирования графических файлов из формата BMP в формат MAP зависит от размеров конвертируемого файла и технических характеристик используемою ПЭВМ, (тактовою частоты, объема: оперативною памяти, и; т.д.). Так на ПЭВМ IBM PC с процессором 486ВХ2/66 и оперативной памятью 8 Мб преобразование: растрового изображения; отсканированного с: разрешающей способностью 300 пикселов на дюйм из формата BMP в формат MAP занимает 2,5 мин.
Классификатор объектов INSTATE предназначен? для; описания абстрактных объектов- и создания "пустых" баз: данных; т.е. файлов, имеющих заданную при описании структуру, но не имеющих ни одной записи; о конкретном объекте. . Средства классификатора объектов позволяют: -создавать, редактировать и удалять слои; -создавать, редактировать и удалять абстрактные объекты; - создавать, редактировать и удалять атрибуты абстрактных объектов. Число слоев; не может превышать 36. При описании каждого слоя указывают его наименование. . ;
Каждый слой может; содержать до 36 абстрактных объектов. При описании абстрактного объекта указывают его наименование и тип локализации (площадный, линейный, полосной, ломаный; полосной; точечный или текстовый).
Абстрактный объект может содержать ноль, один или несколько атрибутов. Атрибут - это наименование некоторого свойства? (например, материал, состояние и т.п.) и его значение. При описании каждого атрибута указывают наименование свойства,, тип;, длина и точность (только для числовых атрибутов) значения. Тип значения, может быть числовой, символьный, справочный, база данных и схема. : .
При описании абстрактного: объекта используется классификатор объектов для создания структуры файла, в котором в дальнейшем будут храниться данные, о некоторых объектах указанного типа (файл зданий, файл дорог и т.д.).
Редактор точечных условных знаков ("иконок") EDITICO предназначен для создания векторных изображений точечных объектов, то есть объектов, имеющих условные знаки, не выражающиеся в масштабе карты. В дальнейшем при цифровании таких объектов созданные заблаговременно при помощи редактора EDIT_ICO их изображения будут выводиться на экран дисплея, что способствует улучшению восприятия кодируемой информации и уменьшению ошибок при указании типов объектов.
Названный редактор позволяет получить "иконку" (условный знак точечного объекта) путем рисования ломаных, окружностей и прямоугольников. Новые "иконки" могут создаваться "с нуля" либо путем изменения уже существующих. Редактор EDIT_ICO может использоваться для создания библиотек "иконок".
Редактор стилей заполнения FILL предназначен для создания условных знаков площадных и линейных объектов, в соответствии с которыми эти объекты в дальнейшем будут отображаться на экране дисплея. Заполнение состоит из расположенных в определенном порядке одинаковых фрагментов. В редакторе создается один такой фрагмент. Элементами фрагмента могут быть ломаные, окружности, прямоугольники. При этом в отдельном окне редактора можно видеть полученное изображение целиком.
Векторизатор POL предназначен для построения векторной модели данных. Объекты комплексного мониторинга почв являются векторными по определению: границы земельных участков, субъектов землепользования, административных районов. Растровые модели занимают все пространство, а векторные — его часть. Это определяет преимущество последних: требуется на порядки меньше памяти для хранения и меньших затрат времени на обработку и представление. Преимущество векторных моделей перед растровыми еще и в том, что векторные данные могут кодироваться с любой мыслимой степенью точности.
Векторная модель может организовывать пространство в любой последовательности и дает «произвольный доступ» к данным. В векторной форме легче осуществляются операции с линейными и точечными объектами
Основу векторной модели составляют геометрические данные, в ее состав также входят атрибуты и связи. При построении векторных моделей объекты создаются путем соединения точек прямыми линиями, дугами окружностей, по ли линиями.
Геометрическая и семантическая информация собирается в интерактивном режиме, просматривается и редактируется. Сбор геометрических данных может осуществляться в ручном и полуавтоматическом режимах с использованием манипулятора "мышь". Подсказкой при получении векторного изображения служит растровое изображение, получаемое с использованием сканерной технологии.
Модуль позволяет выполнять работу в нескольких окнах и получать выборочно изображения слоев векторного изображения.
Векторное изображение, полученное с использованием ПК «ПОЛИС», может быть представлено в форматах Flm и FORA. Кроме того, для обеспечения печати на струйных принтерах изображение конвертируется в формат BMP.
Сортировщик объектов SORT предназначен для указания порядка, в котором объекты должны выводиться на экран дисплея при их графическом отображении. Это необходимо в связи с тем, что при графическом отображении на экране дисплея изображения одних объектов могут накладываться на изображения других, например, изображение озера может закрыть изображение острова на этом озере. Возможность, предоставляемая сортировщиком объектов, позволяет частично или полностью устранить подобные эффекты.
Кроме того, данный программный модуль выполняет подсчет числа отвекторизованных объектов и точек и осуществляет отбраковку некорректно оцифрованных объектов, удаляя их.
Интеграторы данных PLUS и PLUS_P предназначены для объединения данных. Объединение данных осуществляется по вершинам рамок трапеций, у которых должны быть заданы географические координаты (PLUS) или внутренние координаты, принятые в комплексе «ПОЛИС» (PLUS_P). Для этого на стадии создания классификатора создается точечный объект, характеризуемый долготой и широтой, а в процессе векторизации данным объектом цифруются вершины рамок трапеций.
Баланс элементов питания
Вместе с другими составляющими системы земледелия, такими как сортовая политика, система защиты растений, система обработки почвы и пр. состояние агрохимических элементов обусловливает адаптивно- ландшафтную систему земледелия (Никитишен, 2003; Агроэкологическая оценка ..., 2005; Якушев, 2007).
Из агрохимических свойств почвы наиболее существенными для формирования урожаев являются: содержание органического вещества (гумуса), реакция почвенной среды, запасы доступного азота, подвижного фосфора и обменного калия. Поэтому важно иметь представление о динамике этих показателей для оценки ведения земледелия на той или иной территории. Для сравнения изменения показателей плодородия использовали данные О.И. Просянниковой (2005) с 1966 по 2001 гг.
Органическое вещество и гумус, как его составляющая часть, является важным показателем, определяющим генезис, потенциальное и актуальное плодородие почв, обеспеченность растений подвижными элементами питания (Тюрин, 1937; Кононова, 1956, 1963, 1984; Лыков, Черников, 1978; Майборода, 1975; Шатилов, 1980; Шимона, 1980; Туев, 1989; Александрова, Юрлова 1984; Егоров, 1981; Сычев, 2008). В гумусе аккумулируются большие запасы питательных элементов, которые под воздействием микроорганизмов переходят в почвенный раствор и используются растениями.
Почвы Кемеровской области, как серые лесные, так и черноземы имеют более высокое содержание гумуса в пахотном горизонте, чем их аналоги в Западной Сибири. Это связано со специфическими природно- климатическими условиями почвообразования (Трофимов, 1975; Гамзиков, 1981).
Средневзвешенное содержание гумуса в пахотных почвах Кемеровской области, %
Почвы лесостепи Кузнецкой котловины характеризуются наиболее высоким содержанием гумуса, по нашим данным и О.И. Просянниковой (2005) (табл. 3.1; рис. 7). Анализ динамики содержания гумуса в почвах лесостепи Кузнецкой котловины свидетельствует о тенденции снижения этого показателя. На постепенное обеднение гумусом верхней части аккумулятивного горизонта в темно-серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных черноземах лесостепных районов Кемеровской области указывал С.С. Трофимов (1975).
Подобную тенденцию к снижению органического вещества и темпов изменения этого показателя в различных типах почв отмечает ряд авторов (Савченко, 2003; Казьмин, 2002; Красницкий, 2002; Крыжановская, 2003; Агеев, Подколзин, 2001; Баринов, 1997; Тощев, Кирочкин, 2003; Квасов, 1999, 2004; Прудников, 2003). Снижение содержания гумуса в пахотном слое почв связано с эрозией, отчуждением значительной части органического вещества с урожаем культур и недостаточным поступлением его с органическими удобрениями.
Кислотность - один из основных показателей плодородия почвы, от нее зависит уровень урожайности, качество продукции и эффективность применения удобрений (Минеев, 1983; Шильников, 1977). В России более 48% почв характеризуется очень низким, низким и средним содержанием кальция. Эти данные свидетельствуют о существовании на значительной территории страны серьезной проблемы кальциевого питания сельскохозяйственных культур и необходимости ее решения комплексом агрохимических приемов (Аристархов, 2002).
По данным С.А. Ермолаева, В.Г.Сычева, А.В.Кузнецова, кислые почвы (рНс 5,5) по состоянию на 2002 г. занимали 31,8% от обследованной площади в России, по состоянию на 2006 г. 32,7%. Сильнокислые почвы распространены на площади более 2,4 млн. га, среднекислые на площади 9,8 млн. га (Ермолаев, 2002). В Сибирском округе пахотные почвы, подлежащие известкованию, занимают площадь 26,4 %.
В Кемеровской области кислые почвы занимают 57,9% площади пашни, в лесостепи Кузнецкой котловины чуть более 50% (рис. 8) и характеризуются слабокислой реакцией почвенной среды (рНс) (табл. 3.2).
Динамика средневзвешенного значения кислотности (рНс) пахотных почв Кемеровской области Общее валовое содержание калия в почве определяется ее минералогическим составом и только в пахотном горизонте может достигать 60-70 т/га (Прокошев, 2000). Большая часть калия в почвах находится в нерастворимой и малоусвояемой для растений форме. Калий в почве находится в различных по доступности растениям соединениях: в алюмосиликатах, адсорбировано-связанный на поверхности почвенных коллоидов, водорастворимый, в составе плазмы микроорганизмов (Клечковский, 1967).
Содержание подвижного фосфора зависит от процессов почвообразования, от минералогического состава почвообразующих пород, реакции среды, гранулометрического состава, от содержания его валовых форм, ресурсов климата, интенсивности биологической аккумуляции (Славнина, 1954; Кулаковская, 1978; Бурлакова, 1984; Антонова, 1968; Антипина, 1991; Пивоварова, 2005). Малая растворимость фосфатов в сибирских черноземах и серых лесных почвах, по мнению Н.И. Богданова (1954), обусловлена высокой долей органических соединений фосфора.
Почвы Западной Сибири характеризуются неоднородными запасами подвижного фосфора. Низкое и среднее содержание фосфора в почвах отмечено на 41% площади пашни, в том числе в Тюменской области- 71,3%, Омской 52,8 и Томской 57,2%. По данным В.М. Красницкого (2002), высокий уровень содержания подвижного фосфора (151-200 мг/кг, по Чирикову) в почвах наблюдается на 77% площади пашни Алтайского края, на 58,6% площади пашни Новосибирской и 55,1% площади пашни Кемеровской областей.
Увеличение содержания подвижного фосфора в почвах за 30-летний период сельскохозяйственного использования пашни в некоторых природных округах Красноярского края связано с применением фосфорных удобрений. В восточном регионе Красноярского края, по данным H.H. Крыжановской (2003), количество подвижных фосфатов значительно варьирует в пространстве. В Кемеровской области также отмечено пространственное варьирование в распределении средневзвешенных агрохимических показателей (Просянникова, Анохин, 2004).
Последействие фосфорных удобрений на увеличение средневзвешенного содержания почвенных фосфатов отмечают многие авторы (Орел и др., 1998; Агеев, Подколзин, 2001; Казьмин и др., 2001; Алиев, 2001; Ильичев, Коршунов, 2002; Квасов, 1998, 2004; Володченков, 2006; Куликова; 2006; Григорьева, Слабко, Синельников, 2007). По данным В.В. Тощева, A.M. Кирочкина (2003), средневзвешенное содержание фосфора в Свердловской» области снизилось к 2002 г., увеличилась площадь пашни с низким содержанием подвижного фосфора; то есть последействие внесенных в 80-е годы прошлого века фосфорных удобрений-закончилось.
Картографическое обеспечение агрохимического мониторинга пахотных почв
Электронная агрохимическая карта За основу взята агроэкологнческая классификация групп земель по основным почвенно-экологическим факторам. Агроэкологические подгруппы разделяются на классы по характеру почвообразующих пород и на подклассы - по их гранулометрическому составу. Классификация предусматривает подразделения земель по особенностям мезорельефа, крутизне и экспозициям склонов, что позволяет идентифицировать выделенные контуры с аналогичными микроклиматическими условиями.
С учетом всех перечисленных показателей была составлена детальная комплексная карта репрезентативного хозяйства.
Электронная карта СПК «Береговой» была построена на основе карты геоботанических исследований, содержащей информацию об элементах ландшафта, плана внутрихозяйственного землеустройства и схемы размещения культур.
Из элементарных ареалов агроландшафта формируются агроэкологические типы земель, которые, в отличие от пространственно фиксированных ареалов по природным условиям, представляют собой систему, которая зависит от адаптивных возможностей культур, условий интенсификации возделывания. В свою очередь, все ареалы классифицируются с учетом возможностей преодоления сельскохозяйственной культурой лимитирующих факторов среды.
Формирование тематических слоёв карты Электронная карта СПК «Береговой» включает тринадцать самостоятельных слоёв. Объекты в слои собраны по признаку некоторого эмпирического родства. Всего в классификаторе 205 объектов, в списке объектов- присутствуют все; типы, которые встречаются; на, материалах Роскартографии.
Все; объекты принадлежат одному из трех основных типов - это или полигоны, или ломаные (прямая, полоса), или точечные объекты (кроме того, текст как. частный случай точки). Слои электр онной; карты СП К «Береговой» содержат следующие объекты: слои «Рельеф» содержит объекты: овраги, карьеры, береговые обрывы. слой «Гидрография» - реки, более 5 м шириной, реки; менее 5м.; шириной, реки пересыхающие, озера, пруды, болота. слой«Гидротехническиесооружеиия» - дамбы, плотины, канавы. слой; «Растительность и грунты» - лес, кустарник, посадки леса, горелый лес, лесополосы. слой «Крупные элементы, населенных пунктов» - квартал- жилой застройки, названия населенных пунктов. , слой «Детальные:элементы населенных, пунктов»:- отдельно: стоящие строения; церковь. , слой,«Промышленные объекты» - линии электропередач, линии связи; очистные сооружения. слой 1 «Сельскохозяйственные объекты». - загон , овощехранилище, пасека,.молочная ферма. слой «Сельскохозяйственные угодья» - пашня; сенокосы; пастбища. слой «Дорожная сеть» - шоссе, дороги полевые, мост. слой «Разграфка» - границы земель, изгороди, границы: земельных отводов.
Слой «Почвы» - почвенные: разности, границы почвенной: разности, индексы почв. слот «Сельскохозяйственное деление» - площади полей; границы элементарных участков,. номера элементарных, участков; границы рабочих участков номера рабочих участков,.площади рабочих участков..
Электронная версия карты реализована средствами программного продукта «ПОЛИС». Основной слой, карты содержит множество региональных элементов, каждый из которых соответствует одному элементарному ареалу с одинаковыми агроэкологическими параметрами. Естественно, что на формирование посевных территорий большое лимитирующее влияние оказывают не только элементы естественного рельефа (реки, овраги, водоёмы), но и расположение населённых пунктов, транспортных путей и т.д.
Формирование информационных слоев карты
Следующий этап создания электронной карты СПК «Береговой» состоял в формировании информационного слоя карты. Для однозначной идентификации каждому отдельно взятому элементарному участку на электронной карте был присвоен уникальный номер (например, 4204020010017: 42 - Кемеровская область, 04 - Кемеровский район, 02 - СПК «Береговой», 001 - номер рабочего участка, 0017 - номер элементарного участка) и набор информационных полей.
Такой набор характеристик каждого элементарного ареала на ГИС - карте позволяет с разных позиций анализировать пригодность выбранной посевной территории для той или иной сельскохозяйственной культуры.
Создание информационного слоя карты ГИС и привязка атрибутивной информации к каждому из объектов слоя «Почвы» позволяет воспроизводить различные варианты тематических закрасок карты, облегчающих визуальную оценку преобладания элементарных ареалов с теми или иными наборами агроэкологических параметров, что иллюстрируют рис. 22-25.
