Использование спутниковых данных для мониторинга болезней и вредителей зерновых культур в Казахстане

Развитие современных методов дистанционной диагностики посевов, пораженных особо опасными болезнями (ржавчиной и септориозом) и вредителями (саранчевыми) зерновых посевов степной и лесостепной зон Северного Казахстана имеет большое научное и прикладное значение. На территории республики находятся крупные гнездилища и очаги саранчовых вредителей, периодами наблюдаются вспышки массовых размножений стадных видов саранчовых, семей зерновой совки, скрытостеблевых вредителей, цветочного клеща, сусликов и мышевидных грызунов. Основными причинами их возникновений являются: увеличение бросовых земель и необрабатываемой пашни; нарушение технологии возделывания культур; невыполнение всего комплекса защитных мероприятий и пр.
Периодически повторяющиеся нашествия саранчи наносят серьезный урон урожаю в Казахстане. Последний пик активности саранчовых пришелся на 1998-2000 годы, когда масштабы и интенсивность их распространения достигли критического уровня, несмотря на все усилия контролировать ситуацию. Другой причиной, вызывающей заметное снижение урожайности, являются болезни зерновых культур. Особенно это касается болезней с листостебельной инфекцией, которая в отдельные годы развивается до уровня эпифитотий, вызывая недобор урожая до 20-30% и более.
Ретроспективный анализ связи распространения и развития бурой ржавчины и септориоза на территории северных областей Казахстана со спектральными характеристиками зерновых культур проведен за период с 1999 по 2003 гг. на основе наземных наблюдений и данных космической съемки со спутников NOAA. Для этого предварительно построены маски зерновых посевов и оцифрованы исторические границы локализации посевов зерновых культур, пораженных ржавчиной и септориозом. По сезонным спектральным характеристикам отмечаются особенности динамики вегетационного индекса на пораженных посевах, выраженные в резком уменьшении значений NDVI в июле и первой декаде августа и связанных с распространением листовых пятнистостей, уменьшением площади зеленого листового покрытия. При анализе агрометеорологических параметров выявлено, что основными факторами, определяющими развитие особо опасных болезней и вредителей на территории основных зерносеющих регионов Казахстана, являются влажные погодные условия (ГТК>1.2, относительная влажность воздуха>65%, количество осадков 1,5-2 нормы, медленные темпы накопления тепла), длительно сохраняющиеся в течении вегетационного периода.
Космический мониторинг мест локализации саранчовых разделен на два направления, поскольку азиатская саранча на юге Казахстана обитает в тростниковых зарослях, а в северных областях прусская саранча концентрируется на бывших сельскохозяйственных полях. Для выявления динамики их численности и опасности распространения проведена совместная тематическая обработка космических снимков высокого (IRS/LISS) и среднего (TERRA/MODIS) разрешения на период конец мая – начало июня 2005-2008 гг. для территории Или-Балхашского региона и выделены основные классы растительности, являющейся средой обитания и размножения саранчовых в Алматинской области. А для территории северных областей Казахстана построены маски бросовых сельскохозяйственных полей.