Почвенное картирование как инструмент управления сельским хозяйством

Картирование почв — важнейший инструмент для понимания структуры грунта под нашими ногами. Оно предоставляет необходимую информацию для планирования землепользования, сохранения почв и управления сельским хозяйством. Картирование помогает нам понять физические, химические и биологические свойства почвы и позволяет принимать обоснованные решения об использовании и управлении земельными ресурсами.

Современные методы производства продуктов питания далеки от устойчивого развития. Интенсивные методы ведения сельского хозяйства и повсеместное использование химикатов истощают почву и отравляют воду. Кроме того, сельское хозяйство потребляет значительную часть водных ресурсов; по оценкам Всемирного банка, на сельское хозяйство приходится 701 тыс. тонн всего мирового потребления пресной воды.

Согласно отчетам «Часов дефицита воды» Всемирной лаборатории данных, около 2,3 миллиарда человек во всем мире сталкиваются с нехваткой воды, и эта тенденция ускоряется. Ситуацию усугубляет глобальное потепление, вызывающее засухи во многих странах, что привело к увеличению спроса на воду, особенно в Европе, где в прошлом году наблюдались беспрецедентные периоды жары.

Цели устойчивого развития требуют экологически чистого сельского хозяйства, обеспечивающего при этом максимально возможную урожайность. Для развития устойчивого сельского хозяйства с точным учетом количества, места и времени внесения удобрений и средств защиты растений необходима подробная информация о почвенном профиле и его географическом распределении. Точная и актуальная информация о составе почвы, в частности, позволяет лучше и эффективнее управлять плодородием, повышая урожайность и устойчивость сельского хозяйства.

Что такое картирование почв?

Картирование почв — это процесс, включающий систематическое наблюдение и регистрацию типов почв и их распределения на определенной территории. Оно имеет несколько важных применений. Оно помогает фермерам принимать обоснованные решения о выборе культур, внесении удобрений и орошении.

Это также помогает землепользователям разрабатывать стратегии сохранения и восстановления почв. Почвенные карты также используются инженерами и строителями для проектирования зданий, дорог и других инфраструктурных проектов, которые соответствуют местным почвенным условиям.

Почвы предоставляют важнейшие экосистемные услуги, такие как фильтрация воды, защита от наводнений, среда для роста растений и среда обитания для почвенной биоты. Сельское хозяйство занимает около 38 процентов свободной от льда территории Земли, при этом на пахотные земли приходится приблизительно 12 процентов, а на пастбища — приблизительно 26 процентов.

Таким образом, информация о почве имеет важное значение для долгосрочного управления почвенными ресурсами. Почвенный профиль и его пространственное распределение являются двумя важнейшими компонентами для развития устойчивого сельского хозяйства, которое требует точных данных о количестве, пространстве и времени.

Разработка численной или статистической модели связи между переменными окружающей среды и качеством почвы, которая затем применяется к географическим данным для построения прогностической карты, — вот что представляет собой цифровая почвенная карта (ЦПК).

Геовычислительные технологии, разработанные за последние пару десятилетий, позволили создать цифровые модели рельефа. Например, технологии GeoPard используют современные методы географической информационной науки, цифровое моделирование рельефа, дистанционное зондирование и нечеткую логику для создания чрезвычайно точных трехмерных карт почвенных разрезов.

Однако одной из наиболее существенных проблем картирования почв является изменчивость типов почв в пределах данной территории. Свойства почв могут значительно различаться на небольших расстояниях из-за различий в топографии, растительном покрове и истории землепользования. Для преодоления этой проблемы почвоведы используют статистические методы для интерполяции между точками отбора проб и создания непрерывной карты типов почв.

Почвенное картирование как инструмент управления сельским хозяйством

ГеоПард 3D-карты почв Это может помочь сельскохозяйственным предприятиям извлечь выгоду из упрощенного и оцифрованного управления почвой. Они могут получать информацию о характеристиках почвы под поверхностью земли на обширной территории, а не только в отдельных местах.

Такое понимание позволяет фермерам внедрять соответствующие методы обработки почвы. Это может помочь им повысить плодородие и, следовательно, урожайность, минимизируя при этом потребление воды и удобрений.

Каким образом трехмерные карты почв помогают фермерам и сельскохозяйственным компаниям?

В так называемом точном земледелии, использующем передовые технологии для получения максимально точной информации о состоянии почвы, погоде и урожае, это стало распространенной практикой. Фермеры получают от этого следующие преимущества:

• Состав почвы. Для определения того, какие культуры или сорта лучше всего подходят для каждого земельного участка, крайне важно понимать, какие элементы почвы присутствуют в нем.
• Проверить влажность. Крайне важно понимать уровень влажности на каждом участке, где выращиваются культуры. Это позволяет лучше управлять орошением. Обычно эта проверка проводится с использованием карт температуры почвы.
• Текстура почвы. Знание текстуры почвы позволяет фермерам определить, какие удобрения можно вносить в любое время и в любом месте.
• pH и электропроводность. Определение параметров почвы, таких как pH и электропроводность, имеет решающее значение для более эффективного выбора удобрений и других питательных веществ.
• Фертильность. Знание ожидаемого уровня плодородия земельного участка имеет важное значение для выбора оптимальных периодов для выращивания сельскохозяйственных культур.

Влияние почвенного картирования на продуктивность сельского хозяйства

Во-первых, как уже упоминалось, фермеры узнают о плодородии и урожайности почвы, визуализируя высоту над уровнем моря, доступность питательных веществ на склонах, содержание органических веществ и pH почвы на своих участках.

Эти карты принесут прямую пользу не только фермерам, но и политикам, исследователям и техническим специалистам, поскольку политики смогут внедрять соответствующие стратегии в зависимости от качества почвы в конкретных местах, а технические специалисты смогут применять эффективные технологии.

Правительство может использовать эти карты для принятия более эффективных управленческих решений в отношении импорта, распределения и рекомендаций по удобрениям, включая смешанные удобрения. Это помогает в выборе сельскохозяйственных культур и разработке программ повышения качества почвы, направленных на улучшение ее состояния и увеличение урожайности, а также на защиту почвы от деградации.

Сельское хозяйство и другие отрасли промышленности расширяют свои потребности в информации о почве. Например, специалистам по развитию садоводства может потребоваться определить, сколько земель, находящихся в их распоряжении, пригодно для выращивания фруктовых культур, где они расположены, распределены ли они разбросанно или сгруппированы, и так далее.

Полученная информация о почве может быть использована бизнес-сектором для создания динамичных и удобных мобильных приложений, предоставляющих фермерам информацию о качестве почвы, удобрениях и другие сведения в рамках коммерческих консультационных услуг в сфере сельского хозяйства.

Эти почвенные карты будут не только способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур, а также питательную ценность этих культур, что поможет решить проблемы общественного здравоохранения, такие как дефицит питательных веществ среди населения Америки.

Как собирать данные с помощью почвенных карт

Для получения информации о почве на разных уровнях можно использовать несколько стратегий. Традиционно работы проводились с использованием открытых земляных ям, но сегодня мы имеем доступ к гораздо более совершенным приборам.

Вот самые важные из них:

• Электрические и электромагнитные датчики. Один из наиболее распространенных методов картирования почвы — это оценка ее электрических и электромагнитных свойств. Эти значения помогут нам понять ее состав, а также получить множество другой полезной информации. Оборудование, используемое для создания таких карт, раньше было наземным, например, трактор, оснащенный устройством, способным измерять эти электрические параметры.
• Оптические датчики. В таких ситуациях используется оборудование, способное обнаруживать изменения цвета почвы, что позволяет интерпретировать ее характеристики на основе полученной информации. В этих методах все чаще используются дроны. Они могут делать чрезвычайно точные фотографии земли с соответствующей высоты.
• Механические датчики. Распространенный способ определения состава земельного участка — использование оборудования, которое, будучи закрепленным в почве, позволяет определить, какие типы материалов входят в его состав и с какой плотностью.
• Электрохимические датчики. Эти приборы способны обнаруживать присутствие калия, нитратов и других элементов, а также определять их электрические свойства.

Повышение производительности сельского хозяйства благодаря картированию почв.

Климат, качество почвы и использование производственных элементов — все это влияет на сельскохозяйственную продуктивность и количество урожая. Удобрения, орошение, семена, инсектициды и навыки фермеров — все это оказывает влияние на объемы производства.

Точное земледелие — это новая стратегия управления сельским хозяйством, при которой фермеры собирают и анализируют данные для оптимизации ресурсов и методов ведения сельского хозяйства с целью достижения наилучших результатов.

Эта информация затем используется для принятия решений о том, какие культуры сеять, а также когда и где вносить удобрения, агрохимикаты или поливать. В результате фермеры могут оптимизировать использование ресурсов, максимально эффективно используя свои ограниченные возможности.

Наши 3D-карты почв могут быть полезны всем, кто работает в сельском хозяйстве. Однако конечными потребителями являются сами фермеры, которые сэкономят время и деньги, одновременно соблюдая все более строгие экологические нормы.

Сельскохозяйственные предприятия также получают выгоду, поскольку могут сократить время, затрачиваемое на уход за почвой, более чем на 801 тонну. В настоящее время обработка почвы осуществляется преимущественно вручную, что занимает много времени.

С использованием Технологии GeoPard, Ряд рабочих задач может выполняться удаленно, дистанционно, или может быть автоматизирован. Пользователю не нужно выезжать в поле для сбора данных. образцы почвы и отправить их в лабораторию. Таким образом, исключаются этапы предварительного планирования, а также сопутствующие административные расходы.

Это позволяет фермерам сократить количество ручных операций в процессе и, следовательно, время, необходимое для их выполнения. Наш метод отличается несколькими особенностями: мы не пытаемся улучшить существующие процессы и процедуры. Вместо этого мы намерены применить новые подходы для полного переосмысления устаревшей системы.

Часто задаваемые вопросы

1. Какую пользу может принести фермеру топографическая карта?

Контурная карта — ценный инструмент для фермеров, поскольку она визуально отображает форму и высоту местности. Используя контурные линии, соединяющие точки с одинаковой высотой, фермеры могут определить уклон и дренажные системы своих полей.

Эта информация помогает в планировании и внедрении эффективных методов управления почвой и водными ресурсами, таких как контурная вспашка, террасирование и установка дренажных систем.

Контурные карты также помогают предотвратить эрозию почвы, оптимизировать орошение и максимизировать урожайность сельскохозяйственных культур за счет понимания топографических особенностей местности.

2. Какая из перечисленных причин не является распространенной для использования почвенных карт?

Они широко используются для различных целей, включая планирование в сельском хозяйстве, управление земельными ресурсами и оценку воздействия на окружающую среду. Однако обычно их не используют для определения погодных условий в конкретном районе.

Вместо этого они предоставляют ценную информацию о типах почв, уровне плодородия, характеристиках дренажа и распределении питательных веществ, позволяя фермерам принимать обоснованные решения.

Понимание пространственной изменчивости свойств почвы позволяет заинтересованным сторонам оптимизировать землепользование и минимизировать воздействие на окружающую среду.

3. Что такое продуктивность почвы?

Продуктивность почвы — это способность почвы поддерживать рост растений и обеспечивать их необходимыми питательными веществами для здорового роста сельскохозяйственных культур. Она измеряет способность почвы обеспечивать высокие урожаи и поддерживать желаемый уровень сельскохозяйственного производства в течение длительного времени. 

4. Кто использует почвенные карты?

Они используются различными лицами и организациями, занимающимися сельским хозяйством, землепользованием и экологическим планированием. Фермеры и агрономы используют их для принятия обоснованных решений о выборе культур, внесении удобрений и орошении.

Специалисты по планированию землепользования и застройщики используют их для определения пригодности земель для различных целей, таких как строительство инфраструктуры или сохранение природных территорий. Экологи и исследователи полагаются на них при изучении характеристик почвы и их влияния на экосистемы.

Кроме того, государственные учреждения и лица, принимающие политические решения, используют карты для планирования землепользования и природоохранных мероприятий.

5. Какой элемент склона подходит для земледелия?

Пологие склоны, как правило, считаются подходящими для сельского хозяйства благодаря своим благоприятным характеристикам. Такие склоны обеспечивают достаточный дренаж, минимизируют риски эрозии и позволяют воде эффективно проникать в почву.

Они также облегчают работу техники и снижают вероятность уплотнения почвы. Пологие склоны обеспечивают баланс между достаточным удержанием воды и надлежащим дренажем, что делает их благоприятными для различных сельскохозяйственных практик и выращивания культур.

6. Что такое управление почвой?

Управление почвой — это совокупность методов и приемов, используемых для поддержания и улучшения качества и продуктивности почвы в сельскохозяйственных целях.

Это включает в себя такие стратегии, как анализ почвы, управление питательными веществами, борьба с эрозией, управление орошением и севооборот. Управление почвой направлено на оптимизацию здоровья почвы, ее плодородия, структуры и влажности для обеспечения устойчивого и продуктивного сельского хозяйства.

Внедряя надлежащие методы управления почвой, фермеры могут улучшить рост урожая, минимизировать деградацию почвы и защитить долгосрочную продуктивность своих земель.