Сопоставление профилей вегетационного индекса NDVI с урожайностью посевов зерновых культур с традиционной и ресурсосберегающей технологией земледелия на экспериментальном шестипольном севообороте

ВВЕДЕНИЕ
В статье обсуждаются результаты сопоставления интегральных характеристик профилей вегетационного индекса NDVI, полученных по данным космической группировки Planet, с урожайностью экспериментальных посевов озимого ячменя, озимой пшеницы и сорго, выращенных по традиционной и ресурсосберегающей технологии земледелия. Указанные экспериментальные посевы произрастали в 2020 г. на стационарном опытном участке отдела интродукции технологий в полеводстве и животноводстве лаборатории земледелия ФГБУН «Научно-исследовательского института сельского хозяйства Крыма» (НИИСХ Крыма).

ОБЪЕКТ
Объектом исследования являлись три зерновых культур: ярового ячменя, яровой пшеницы и сорго 6-ти польного севооборота с традиционной и ресурсосберегающей (прямого посева) технологиями земледелия НИИСХ Крыма, расположенном в с. Клепинино, Красногвардейского района, РК Крым.
Участок расположен в степной агроклиматической зоне с резко выраженной континентальностью, с почвенным покровом представленным черноземом южным мицелярно-карбонатным на лессовидных легких глинах, с глубоким залеганием грунтовых вод 60 м. Принципиальное отличие делянок, возделываемых по традиционной системой земледелия и с прямым посевом состояло в использовании механических обработок на первых и отсутствием любых механических обработок, начиная с 2017 г., на вторых, на которых посредством гербицидов проводилось управление сорной компонентой.
К началу весенней вегетации 2020 г. запасы почвенной влаги корнеобитаемого слоя на делянках обеих технологий земледелия соответствовали норме и при этом мало отличались друг от друга. Низкая норма осадков весны 2020 г. привела к формированию минимально необходимых для посева сорго зернового (28.04) запасов почвенной влаги.

МЕТОД
Для оценки влияния технологий земледелия на вегетацию посевов трех зерновых культур (озимый ячмень, озимая пшеница, яровой сорго) были использованы фактические данные по урожайности на соответствующих делянках в трех кратной повторности, а также данные группировки мини спутников Planet Lab двух каналов (Red, NIR) с разрешением ~ 4 м безоблачных сцен, полученные с конца марта до конца вегетации 2020 г. соответствующих культур.
Для расчета профилей указанных культур на соответствующих экспериментальных делянках обоих вариантов обработки полигональные границы этих делянок были георефренцированы, а в соответствующие строки атрибутивной таблицы этих площадок была введена информация фенологических обследований и фактической урожайности. Искомые значения вегетационного индекса NDVI безоблачных сцен рассчитывались по модели пакетной обработки данных измерений (Model Builder, ArcGIS 10.4), включающей использование инструмента зональной статистики. Из рассчитанных значений NDVI для каждой экспериментальной делянки были составлены профили NDVI. Для получения интегральной характеристики NDVI составленных профилей каждой из делянок было проведено суммирование произведений полу сумм соседних значений NDVI на временной интервал между ними за соответствующие вегетационные периоды трех культур на соответствующих посевах.

РЕЗУЛЬТАТЫ
Динамика вегетации одноименных пар посевов трех зерновых культур с традиционной обработкой и прямым посевом, прослеживаемая по рассчитанным профилям NDVI, отличаются незначительно. При этом однотипно прослеживается незначительный опережающий временной сдвиг вегетации посевов, прослеживаемый по фенологическим наблюдениям, с традиционной обработкой по отношению к одноименным посевам с прямым посевом, что в итоге привело к сдвижке сроков уборки вторых посевов на 4-5 дней по отношению к первым.
Сопоставление рассчитанных интегральных показателей вегетационного индекса NDVI с данными по урожайности одноименных культур на посевах с двумя технологиями земледелия на выявило устойчивых закономерностей, позволяющих объяснить соответствующие отличия фактических урожайностей.

ВЫВОДЫ
Полученные результаты сопоставления интегральных характеристик профилей вегетационного индекса NDVI посевов трех зерновых культур, возделанных с использованием традиционной технологии земледелия и прямого посева не позволили выявить связь между этими характеристиками и урожайностью.

БЛАГОДАРНОСТИ
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-29-05261 «Картографическое моделирование влагозапасов почвенного покрова на основе комплексной геофизической влагометрии для целей цифрового орошаемого земледелия»