Прогноз урожайности яровых зерновых культур на основе спутниковых и наземных данных

В Центральной Азии Казахстан является крупным производителем и экспортером зерна. Около 80% основных посевных площадей яровых зерновых культур располагаются в северных областях Казахстана. Для этих территорий, начиная с 2002 года, ежегодно проводится оперативный космический мониторинг.
Прогноз урожайности является основной задачей космического мониторинга зерносеющих районов. В условиях Северного Казахстана продуктивность яровых посевов зависит от количества почвенной влаги, накопленной в весенний период после схода снежного покрова, от сроков сева, погодных условий вегетационного периода и засоренности. В совокупности эти факторы из года в год оказываются в различных комбинациях по степени влияния на состояние зерновых посевов и их конечную урожайность.
Основной задачей оценки продуктивности растительного покрова с помощью космической съемки является нахождение взаимосвязи между спутниковыми данными и параметрами, характеризующими, например, биометрические величины или другие свойства зерновых культур. Для этого необходимы подспутниковые наблюдения.
Сегодня в основных зерносеющих регионах Северного Казахстана развернута сеть подспутниковых полигонов сельскохозяйственного назначения. На полях хозяйствующих субъектов в течение вегетационного сезона ведутся согласно разработанным программам и инструкциям агрометеорологические и спектрометрические измерения, оценка состояния почвенного и растительного покровов, дается характеристика элементов продуктивности и качества урожая. В дополнение к стационарным наблюдениям ежегодно в период массового колошения зерновых посевов в Северном Казахстане проводится маршрутное обследование полей. При обследовании зерновых полей определяются параметры, связанные с ожидаемой продуктивностью (плотность продуктивных стеблей, размер колоса, число колосков, их озерненность и пр.).
Собранная информация используется для специальной калибровки спутниковой информации и прогноза урожайности зерновых культур. При этом кривая зависимости спектральных характеристик от урожайности строится только для специально выбранных полей. Это поля с первой культурой после пара, без сорняков, посеянные в оптимальные сроки. Их выбор основан на многолетних данных космического мониторинга зерновых культур. В последующем при прогнозе урожайности учитывается влияние погоды на посевы ранних и поздних сроков сева, а также снижение урожайности за счет высокого уровня засоренности. Верификация прогнозной урожайности проводится на уровне отдельных полей с помощью данных, полученных со стационарных полигонов.