Картографування ґрунтів як інструмент для управління сільським господарством

Картографування ґрунтів є критично важливим інструментом для розуміння того, що відбувається під нашими ногами. Воно надає важливу інформацію для планування землекористування, збереження ґрунтів та управління сільським господарством. Воно допомагає нам зрозуміти фізичні, хімічні та біологічні властивості ґрунту та дозволяє нам приймати обґрунтовані рішення щодо використання та управління землею.

Сучасні методи виробництва продуктів харчування далеко не є сталими. Інтенсивні методи ведення сільського господарства та широке використання хімікатів виснажують наш ґрунт та отруюють воду. Крім того, сільське господарство відповідає за значну частину нашого споживання води; за оцінками Світового банку, на сільськогосподарське використання припадає 701 TP3T від усієї світової кількості прісної води.

Звіти, опубліковані World Data Lab, під назвою «Годинник дефіциту води», показують, що близько 2,3 мільярда людей у світі стикаються з нестачею води, і ця тенденція прискорюється. Ситуацію погіршує глобальне потепління, яке спричиняє посуху в багатьох країнах, що збільшило попит на воду, особливо в Європі, де минулого року спостерігалася надзвичайна спека.

Цілі сталого розвитку вимагають екологічно чистого сільського господарства, яке забезпечує найкращі можливі врожаї. Для заохочення сталого сільського господарства з точними показниками щодо кількості, місця та часу необхідна детальна інформація про ґрунтовий профіль та його географічний розподіл. Точна та актуальна інформація про склад ґрунту, зокрема, дозволяє краще та ефективніше управляти родючістю, підвищуючи продуктивність сільськогосподарських культур та сталий розвиток.

Що таке картографування ґрунтів?

Картування ґрунтів – це процес, який включає систематичне спостереження та реєстрацію типів ґрунтів та їх розподілу в межах певної території. Він має кілька важливих застосувань. Він допомагає фермерам приймати обґрунтовані рішення щодо вибору сільськогосподарських культур, удобрення та зрошення.

Це також допомагає землеустроювальникам у розробці стратегій збереження та відновлення ґрунтів. Карти ґрунтів також використовуються інженерами та будівельниками для проектування будівель, доріг та інших інфраструктурних проектів, сумісних з місцевими ґрунтовими умовами.

Ґрунти забезпечують критично важливі екосистемні послуги, такі як фільтрація води, боротьба з повенями, середовище для росту рослин та середовище існування ґрунтової біоти. Сільське господарство охоплює близько 38 відсотків вільної від льоду площі Землі, причому сільськогосподарські угіддя становлять приблизно 12 відсотків, а пасовища – приблизно 26 відсотків.

Таким чином, інформація про ґрунти є важливою для довгострокового управління ґрунтами. Ґрунтовий профіль та його просторовий розподіл є двома критично важливими компонентами для заохочення сталого сільського господарства, яке вимагає точних вхідних даних щодо кількості, простору та часу.

Розробка числової або статистичної моделі зв'язку між змінними навколишнього середовища та якостями ґрунту, яка потім застосовується до джерела географічних даних для побудови прогнозної карти, є суть цифрових ґрунтових карт (ЦГК).

Геокомп'ютерні технології, розроблені протягом останніх кількох десятиліть, дозволили використовувати цифрову статистику ґрунту (DSM). Наприклад, технології GeoPard використовують сучасну геоінформаційну науку, цифрове моделювання рельєфу, дистанційне зондування та нечітку логіку для створення надзвичайно точних 3D-карт ґрунтових досліджень.

Однак однією з найважливіших проблем картографування ґрунтів є мінливість типів ґрунтів у межах певної території. Властивості ґрунту можуть значно відрізнятися на коротких відстанях через відмінності в топографії, рослинному покриві та історії землекористування. Щоб подолати цю проблему, ґрунтознавці використовують статистичні методи інтерполяції між точками відбору проб та створення безперервної карти типів ґрунтів.

Картографування ґрунтів як інструмент для управління сільським господарством

ГеоПард 3D-карти ґрунту може допомогти сільськогосподарським підприємствам отримати вигоду від спрощеного та оцифрованого управління ґрунтами. Вони можуть дізнатися про характеристики ґрунту під поверхнею землі на великій території, а не лише в певних місцях.

Це розуміння дозволяє фермерам впроваджувати відповідні методи обробки. Це може допомогти їм підвищити родючість і, як наслідок, врожайність, мінімізуючи споживання води та добрив.

Як 3D-карти ґрунту допомагають фермерам та сільськогосподарським компаніям?

Це стало поширеною практикою в так званому точному землеробстві, яке використовує передові технології для отримання найточнішої інформації про стан ґрунту, погоду та врожай. Фермери отримують від цього такі переваги:

• Склад ґрунту. Вкрай важливо розуміти, які елементи ґрунту існують, щоб визначити, які культури або сорти найкраще підходять для кожної земельної ділянки.
• Перевірте вологість. Вкрай важливо розуміти вологість кожної ділянки посівів. Це дозволяє краще керувати зрошенням. Ця перевірка зазвичай проводиться за допомогою карт температури ґрунту.
• Текстура ґрунту. Знання текстури ґрунту дозволяє фермерам визначати, які добрива вони можуть вносити в будь-який заданий час і в будь-якому місці.
• pH та провідність. Вкрай важливо визначити такі показники ґрунту, як pH та провідність, щоб краще підбирати добрива та інші поживні речовини.
• Плідність. Знання того, яку родючість можна очікувати від земельної ділянки, є важливим для вибору найкращих періодів для вирощування сільськогосподарських культур.

Вплив картографування ґрунтів на продуктивність сільського господарства

По-перше, як згадувалося раніше, фермери дізнаються про родючість ґрунту та врожайність, візуалізуючи висоту, доступність поживних речовин на схилі, вміст органічних речовин та pH ґрунту своєї землі.

Не лише фермери, а й політики, дослідники та техніки отримають безпосередню користь від цих карт, оскільки політики можуть впроваджувати відповідну політику залежно від якості ґрунту в конкретних місцях, а техніки можуть застосовувати ефективні технології.

Уряд може використовувати карти для прийняття ефективніших управлінських рішень щодо імпорту, розподілу та рекомендацій щодо добрив, включаючи змішані добрива. Це допомагає у виборі культур та розробці програм поширення знань, спрямованих на покращення стану ґрунту та збільшення врожайності сільськогосподарських культур, а також на захист ґрунту від погіршення стану.

Сільське господарство та інші галузі промисловості зростають у потребі в інформації про ґрунти. Наприклад, посадовцям з розвитку садівництва може знадобитися визначити, яка площа землі під їхнім контролем придатна для вирощування плодових культур і де вона розташована, чи є вона розкиданою, чи скупченою тощо.

Бізнес-сектор може використовувати отриману інформацію про ґрунт для створення динамічних та зручних мобільних додатків, які надають інформацію про якість ґрунту, добрива та іншу інформацію фермерам у рамках комерційних агроконсультаційних послуг.

Ці ґрунтові карти не тільки допомогти підвищити врожайність сільськогосподарських культур, але також і харчову цінність цих культур, що допоможе вирішити проблеми громадського здоров'я, такі як дефіцит поживних речовин у американського населення.

Як збирати дані за допомогою ґрунтових карт

Для отримання інформації про ґрунт на кількох рівнях можна використовувати кілька стратегій. Традиційно роботи створювалися за допомогою відкритих земляних розрізів, але сьогодні ми маємо доступ до набагато складніших інструментів.

Це найважливіші:

• Електричні та електромагнітні датчики. Один з найпоширеніших методів картографування ґрунту — це оцінка його електричних та електромагнітних властивостей. Ці значення допоможуть нам зрозуміти його склад, а також різноманітну іншу корисну інформацію. Обладнання, яке створює ці карти, раніше було наземним, наприклад, трактор, оснащений пристроєм, здатним вимірювати ці електричні значення.
• Оптичні датчики. У цій ситуації використовується обладнання, яке може виявляти зміни кольору ґрунтів, що дозволяє інтерпретувати їхні характеристики на основі цієї інформації. У цих обробках все частіше використовуються дрони. Вони можуть робити надзвичайно точні фотографії землі з відповідної висоти.
• Механічні датчики. Поширеним способом визначення складу земельної ділянки є використання обладнання, яке, будучи закріпленим на ґрунті, дозволяє виявити, з яких типів матеріалів він складається та в якій щільності.
• Електрохімічні датчики. Ці прилади можуть виявляти наявність калію, нітратів та інших елементів, а також їхні електричні властивості.

Збільшення продуктивності сільського господарства завдяки картографуванню ґрунтів

Клімат, якість ґрунту та використання виробничих елементів впливають на продуктивність сільського господарства та кількість врожаю. Добрива, зрошення, насіння, інсектициди та вміння фермерів – все це впливає на обсяг виробництва.

Точне землеробство — це нова стратегія управління сільським господарством, за якої фермери збирають та аналізують дані для оптимізації витрат та практик для досягнення найкращих результатів.

Ця інформація потім використовується для прийняття рішень щодо того, які культури сіяти, а також коли і де застосовувати добрива, агрохімікати або воду. В результаті фермери можуть оптимізувати використання своїх ресурсів, максимально використовуючи свої обмежені ресурси.

Наші 3D-карти ґрунтів можуть бути корисними для всіх, хто працює в сільському господарстві. Однак кінцевими споживачами є самі фермери, які заощадять час і гроші, водночас дотримуючись дедалі суворіших екологічних норм.

Сільськогосподарські підприємства також отримують прибуток, оскільки можуть скоротити час, витрачений на догляд за ґрунтом, більш ніж на 801 т/3 тонни. Обробка ґрунту наразі здійснюється переважно вручну, що займає багато часу.

Використання Технології GeoPard, низку робочих завдань можна виконувати дистанційно, на відстані, або ж автоматизувати. Користувачеві не потрібно їздити на місце для збору зразки ґрунту та відправити їх до лабораторії. Також уникаються етапи попереднього планування, як і супутні адміністративні витрати.

Це дозволяє фермерам зменшити кількість ручних етапів у процесі, а отже, і час, необхідний для їх виконання. Наш метод відрізняється кількома способами: ми не намагаємося вдосконалити існуючі процеси та процедури. Натомість ми маємо намір застосувати нові способи, щоб повністю переосмислити застарілу систему.

Поширені запитання

1. Чим контурна карта буде корисною для фермера?

Контурна карта є цінним інструментом для фермерів, оскільки вона візуально відображає форму та висоту землі. Використовуючи контурні лінії, що з'єднують точки з однаковою висотою, фермери можуть визначити схил та схеми дренажу своїх полів.

Ця інформація допомагає у плануванні та впровадженні ефективних методів управління ґрунтами та водними ресурсами, таких як контурна оранка, терасування та встановлення дренажних систем.

Контурні карти також допомагають запобігти ерозії ґрунту, оптимізувати зрошення та максимізувати врожайність сільськогосподарських культур, розуміючи топографічні особливості землі.

2. Яка з перелічених причин не є поширеною, чому використовуються ґрунтові карти?

Вони зазвичай використовуються для різних цілей, включаючи сільськогосподарське планування, управління земельними ресурсами та оцінку стану навколишнього середовища. Однак, вони зазвичай не використовуються для визначення погодних умов у певній місцевості.

Натомість вони надають цінну інформацію про типи ґрунтів, рівень родючості, характеристики дренажу та розподіл поживних речовин, що дозволяє фермерам приймати обґрунтовані рішення.

Розуміючи просторову мінливість властивостей ґрунту, зацікавлені сторони можуть оптимізувати землекористування та мінімізувати вплив на навколишнє середовище.

3. Що таке продуктивність ґрунту?

Продуктивність ґрунту стосується здатності ґрунту підтримувати ріст рослин і забезпечувати необхідні поживні речовини для здорових культур. Це міра здатності ґрунту витримувати високі врожаї та підтримувати бажаний рівень сільськогосподарського виробництва з часом. 

4. Хто користується ґрунтовими картами?

Вони використовуються різноманітними особами та організаціями, що займаються сільським господарством, землекористуванням та екологічним плануванням. Фермери та агрономи використовують їх для прийняття обґрунтованих рішень щодо вибору сільськогосподарських культур, удобрення та зрошення.

Землепланувальники та забудовники використовують їх для визначення придатності землі для різних цілей, таких як будівництво інфраструктури або збереження природних територій. Вчені-екологи та дослідники покладаються на них для вивчення характеристик ґрунту та його впливу на екосистеми.

Крім того, державні установи та політики використовують карти для планування землекористування та зусиль щодо охорони природи.

5. Який елемент схилу підходить для землеробства?

Пологі схили зазвичай вважаються придатними для сільського господарства завдяки своїм сприятливим характеристикам. Ці схили забезпечують належний дренаж, мінімізують ризики ерозії та сприяють ефективному відведенню води.

Вони також полегшують роботу техніки та зменшують потенційну можливість ущільнення ґрунту. Пологі схили забезпечують баланс між достатнім утриманням води та належним дренажем, що робить їх сприятливими для різних сільськогосподарських практик та росту сільськогосподарських культур.

6. Що таке управління ґрунтами?

Управління ґрунтами стосується практик і методів, що використовуються для підтримки та покращення якості та продуктивності ґрунту для сільськогосподарських цілей.

Це включає такі стратегії, як аналіз ґрунту, управління поживними речовинами, боротьба з ерозією, управління зрошенням та сівозміна. Управління ґрунтами спрямоване на оптимізацію здоров'я ґрунту, родючості, структури та вмісту вологи для підтримки сталого та продуктивного сільського господарства.

Впроваджуючи належні методи управління ґрунтами, фермери можуть покращити ріст сільськогосподарських культур, мінімізувати деградацію ґрунту та захистити довгострокову продуктивність своїх земель.