Оценка влияния показателей эрозионного потенциала почвы по данным БПЛА на содержание гумуса в условиях опытного поля

DOI: 10.35595/2414-9179-2024-2-30-181-191

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

Н.М. Мудрых

ФГБОУ ВО «Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова»,
ул. Петропавловская, д. 23, Пермь, Россия, 614990,
E-mail: nata020880@hotmail.com

И.А. Самофалова

ФГБОУ ВО «Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова»,
ул. Петропавловская, д. 23, Пермь, Россия, 614990,
E-mail: samofalovairaida@mail.ru

А.Н. Чащин

ФГБОУ ВО «Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова»,
ул. Петропавловская, д. 23, Пермь, Россия, 614990,
E-mail: chascshin@mail.ru

Аннотация

Статья посвящена изучению возможностей цифрового моделирования рельефа на основе данных БПЛА-съемки при анализе пространственного распределения гумуса в условиях опытного поля. Использовали масштаб картографических моделей 1:2 000. В качестве объекта исследований выбран ключевой участок площадью 2,62 га, расположенный в границах учебно-научного опытного поля Пермского государственного аграрно-технологического университета на территории Пермского муниципального округа Пермского края. Цель исследования — провести оценку пространственного распределения гумуса по БПЛА-данным на основе показателей эрозионного потенциала почвы. Почвенный покров обследуемого участка представлен дерново-подзолистыми почвами тяжелого гранулометрического состава. Для получения цифровой модели рельефа методами фотограмметрии проведена БПЛА-съемка при помощи квадрокоптера DJI mini 2. Фотограмметрическая обработка снимков выполнялась в веб-приложении Drone Deploy. Пространственное распределение содержания гумуса в почвах ключевого участка определяли по 45 точкам. Почвенные пробы отбирали с глубины пахотного слоя (0–20 см) и проанализировали в лаборатории кафедры агрохимии и почвоведения Пермского ГАТУ по ГОСТ 26213-84 с колориметрическим окончанием. На территории исследуемого опытного участка содержание гумуса имеет выраженную пространственную автокорреляцию. Карта содержания гумуса построена методом обычного кригинга. При визуальном сравнении результатов цифрового моделирования рельефа с картой пространственного распределения гумуса на ключевом участке четко прослеживается зависимость возрастания содержания органического вещества со значениями высоты местности, а также с расстоянием до тальвегов (зоны выноса). Для установления влияния рельефа на содержание гумуса в почвах в программе SAGA проведена корреляция растров, которая показала тесную связь содержания гумуса с расстоянием до тальвегов и высотой местности (r = 0,75). Показатели, характеризующие увлажненность и кривизну поверхности на варьирование содержания гумуса в пространстве влияют незначительно.

Ключ. слова

цифровое моделирование, рельеф, БПЛА, гумус, почвы

Список литературы

  1. Гопп Н.В., Нечаева Т.В., Савенков О.А., Смирнова Н.В., Смирнов В.В. Методы геоморфометрии и цифрового картографирования для оценки пространственной изменчивости свойств агросерой почвы склона. Почвоведение, 2017. № 1. С. 24–34. DOI: 10.7868/S0032180X17010087.
  2. Каштанов А.Н., Вернюк Ю.И., Савин И.Ю., Щепотьев В.В., Докукин П.А., Шарычев Д.В., Ли К.А. Картографирование ручейковой эрозии пахотных почв по данным с беспилотных летательных аппаратов. Почвоведение, 2018. № 4. С. 506–512. DOI: 10.7868/S0032180X18040111.
  3. Кузнецова А.С., Ерунова М.Г., Якубайлик О.Э. Технологии создания банка геопространственных данных опытно-производственных хозяйств ФИЦ КНЦ СО РАН. Современные проблемы и перспективы развития агрохимии, земледелия и смежных наук о плодородии почв и продуктивности полевых культур в Сибири. IX Сибирские Прянишниковские агрохимические чтения: Материалы международной научно-производственной конференции с международным участием (Красноярск, 20–22 июля 2022 г.). Красноярск: ФИЦ КНЦ СО РАН, 2023. С. 239–244. DOI: 10.52686/9785604525050_376.
  4. Ларькин М.А., Губарев Д.И., Несветаев М.Ю., Вайгант А.А. Варьирование и динамика почвенных свойств чернозема обыкновенного Саратовской области. Аграрный научный журнал, 2023. № 10. С. 47–53. DOI: 10.28983/asj.y2023i10pp47-53.
  5. Самофалова И.А., Мудрых Н.М. Пространственная неоднородность гумусообразования. АгроЭкоИнфо, 2017. № 4 (30). Электронный ресурс: http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2017/4/st_434.doc (дата обращения 20.04.2024).
  6. Скрябина О.А. Структура почвенного покрова, методы ее изучения. Пермь: ПГСХА, 2007. 206 с.
  7. Турк Г.Г., Карачев Н.К. Использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в геодезии. Вектор ГеоНаук, 2023. Т. 6. № 2. С. 56–60. DOI: 10.24412/2619-0761-2023-2-56-60.
  8. Чащин А.Н., Панькова А.А. Моделирование эрозии почвы по данным БПЛА-съемки. Актуальные проблемы эффективного использования агрохимикатов и воспроизводства плодородия почв: Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию доктора сельскохозяйственных наук, заслуженного работника сельского хозяйства Удмуртской Республики, почетного работника высшей школы Российской Федерации, профессора Александра Степановича Башкова (Ижевск, 15–18 ноября 2022 г.). Ижевск: Удмуртский государственный аграрный университет, 2022. С. 237–241.
  9. Чинилин А.В. Наумов В.Д. Михальцов В.С. Цифровое картографирование свойств почв методом регрессионного кригинга на примере лесной опытной дачи РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии, 2018. Вып. 4. С. 20–31. DOI: 10.26897/0021-342X-2018-4-20-31.
  10. Шихов А.Н., Герасимов А.П., Пономарчук А.И., Перминова Е.С. Тематическое дешифрирование и интерпретация космических снимков среднего и высокого пространственного разрешения. Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2020. 191 с. Электронный ресурс: http://www.psu.ru/files/docs/science/books/uchebnie-posobiya/shikhov-gerasimov-ponomarchuk-perminova-tematicheskoe-deshifrirovanie-i-interpretaciya-kosmicheskih-snimkov.pdf (дата обращения 20.04.2024).
  11. Buryak Z.A., Ukrainsky P.A., Gusarov A.V., Lukin S.V., Beylich A.A. Geomorphic factors influencing the spatial distribution of eroded Chernozems in automated digital soil erosion mapping. Geomorphology, 2023. V. 439. P. 108863. DOI: 10.1016/j.geomorph.2023.108863.

Для цитирования: Мудрых Н.М., Самофалова И.А., Чащин А.Н. Оценка влияния показателей эрозионного потенциала почвы по данным БПЛА на содержание гумуса в условиях опытного поля. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2024. Т. 30. Ч. 2. С. 181–191 DOI: 10.35595/2414-9179-2024-2-30-181-191

For citation: Mudrykh N.M., Samofalova I.A., Chashchin A.N. Assessment of the influence of soil erosion potential indicators according to UAV data on humus content under experimental field conditions. InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2024. V. 30. Part 2. P. 181–191. DOI: 10.35595/2414-9179-2024-2-30-181-191 (in Russian)