LOGO Директор АФИ Якушев В.П. Концепция научного обеспечения ДЦП «Развитие мелиорации Ленинградской области на 2014-2020 гг» - презентация

1 LOGO Директор АФИ Якушев В.П. Концепция научного обеспечения ДЦП «Развитие мелиорации Ленинградской области на гг»

2 Структура почвенного покрова с/х угодий Ленинградской области по материалам крупномасштабного почвенного обследования п/п Наименование типов почв Площадь с/х угодий Балл бонитета от и до га % от общей площади 1. Дерново-подзолистые почвы нормального увлажнения , Дерново-подзолистые слабоглееватые почвы , Дерново-подзолисто-глееватые почвы , Дерново-подзолисто-глеевые почвы , Дерново-карбонатные почвы , Болотно-подзолистые почвы ,711 – Торфяные почвы , Аллювиальные почвы ,

3 Классификация земель по качеству Ленинградской области

4 Распределение мелиоративных земель по угодьям, тыс. га. Угодья Общая площадь с.х. угодий Площадь мелиорируемых земель из них осушенныеорошаемые Всего по области 617,5340,6328,612,0 в том числе: - пашня 360,9198,7189,49,3 - сенокосы 113,277,477,00,4 - пастбища 97,463,361,12,2 - многолетние насаждения 42,91,21,10,1

5 Наличие мелиорированных земель в России Федеральные округа Всего (тыс.га) в том числе Орошаемых Осушенных РОССИЯ9057,74269,94787,8 ЦЕНТРАЛЬНЫЙ 1922,3485,51436,8 СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ЛЕНИНГРАДСКАЯ ОБЛ. 1858,4 340,6 18,3/3,8 18,3 12,0 66,0/0,3 1840,1 328,6 17,9/7,0 ЮЖНЫЙ ,551,7 СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ 1052,91034,118,8 ПРИВОЛЖСКИЙ 1315,9900,6415,3 УРАЛЬСКИЙ 276,4125,2151,2 СИБИРСКИЙ 735,3505,5229,8 ДАНЬНЕВОСТОЧНЫЙ 766,3122,2644,1

6 Произведенная продукция в 2012 году (Ленинградская область) Наименование культуры Посевная площадь, тыс. га Валовой сбор, тыс.т Урожайность, ц га -1 Зерно, всего 36,1100,128,8 в т.ч. в с.х предприятиях 35,298,128,9 Картофель, всего 19,6321,4166 в т.ч. в с.х предприятиях 5,6110,7203 Овощи (откр.грунт), всего 7,5250,4324 в т.ч. в с.х предприятиях 3,0165,0500

7 Техническое состояние осушенных мелиорированных земель

8 Техническое состояние мелиоративных систем Ленинградской области на г.

9 Ленинградская область, распределение мелиорированных земель по хозяйствующим субъектам на г.

10 Источники и объемы финансирования программы мелиоративных мероприятий в Ленинградской области Всего из всех источников 3651,35 млн. руб

11 Осуществление мероприятий программы позволит достичь следующих показателей на территории Ленинградской области

12 Теоретические основы и достижения

13 ЦЕНТРАЛЬНАЯ ПРОБЛЕМА ГИДРОФИЗИКИ Установлена степень связанности почвенной влаги с почвенными частицами, ее подвижность и доступность для растений, разработаны мероприятия по регулированию водного режима почв. Изучены гидрологические характеристики и созданы методы их определения, развиты количественная теория состояния влаги в почве и методы оценки скоростей ее движения, процессов испарения, конденсации, транспирации и их регулирования, определения влагозапасов в почве и др.

14 ТЕПЛОФИЗИКА ПОЧВ В результате комплекса теоретических и экспериментальных исследований выявлены основные закономерности и механизм теплопередачи в почве, на современной элементной и компьютерных базах созданы универсальные приборы, системы для ее изучения. Определена роль механического и минералогического составов, плотности и влажности почвы в процессах теплопереноса.

15 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПОЧВЕННОЙ СТРУКТУРЫ Исследованы процессы образования и разрушения структуры почв, методы физического, физико-химического и химического воздействия на нее. Доказано, что макроструктурные почвы обладают наиболее благоприятными для выращивания растений водными свойствами и воздушным режимом, так как в термодинамическом смысле – это более совершенные системы, они не требуют больших энергетических затрат, устойчивы к разрушающему действию водной и ветровой эрозий.

16 Физико-технический и программно-математический базис формирования и управления пространственно- атрибутивными данными

17 Мобильный наземный автоматический комплекс с геоинформационным обеспечением отбора почвенных образцов

18 Дифференцированное внесение основного удобрения Положительный экономический эффект достигается путем сбалансированного внесения минеральных удобрений, что позволяет снизить экологическую нагрузку на поле.

19

20

21 Оперативный аэромониторинг состояния посевов

22 Преимущества перед космической съемкой 1. Съемка может быть выполнена в любое время, вне зависимости от облачности. 2. Данные доступны через 10 минут после съемки. 3. Площадь, покрываемая снимками, может быть любой формы и задается пользователем индивидуально в зависимости от задач. 4. Разрешение снимков составляет см (в 4 раза выше, чем самый лучший снимок с космического аппарата) и зависит только от высоты полета. Может быть увеличено до 5 см при полете на низкой высоте. 5. При повторной съемке одной и той же территории снимок может быть получен уже через 5 минут после приземления. Космические системы выполняют съемку в среднем через 5 дней.

23 Деградация пахотных земель Кустарник Почвенная эрозия

24 Мелиоративная система с закрытым дренажом и открытыми водоприемными каналами

25 Открытые водоприемные каналы

26 В период с 1 по 5 августа 2011 года, 3 июля 2012 года и по регулярному графику в 2013 году, над опытными полями Меньковского филиала Агрофизического института были осуществлены пролеты самолета АН-2 с установленным на борту гиперспектрометром на высоте 1100 и 3600 метров. Была осуществлена аэрофотосъемка опытных полей в спектральном диапазоне от 400 нм до 1003 нм с шагом около 2 нм. Одним кадром получалось 290 снимков.

27 Аппаратно-программный комплекс обработки данных гиперспектральной съемки

28 Экспериментальные работы получения спектральных характеристик на опытных полях Меньковского филиала ГНУ АФИ Предварительные и сопутствующие наземные измерения

29 Разработано программное обеспечение по обработке гиперспектральных снимков

30 Коэффициент корреляции содержания сухого вещества (красный), азота (синий) и калия (зеленая) и коэффициента спектральной яркости (КСЯ) в зависимости от длины волны.

31 Оценка состояния дренажной системы по данным дистанционного зондирования

32 Формирование геоинформационной базы состояния почв, как составной части геоинформационной базы мелиорации

33 Картографирование почвенного покрова Выбор управляемых почвенных параметров Проведение комплексного мониторинга динамики почвенных параметров с помощью инструментальных методов и математических моделей Анализ результатов, нормирование почвенных параметров и разработка электронных картосхем и баз данных агрофизического состояния почв Разработка рекомендаций по рациональному применению мелиоративных и сельскохозяйственных мероприятий на основе комплексного мониторинга почвенного покрова. Этапы формирования геоинформационной базы состояния почв

34 Нормативная база - Концепция развития государственного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения и земель, используемых или предоставленных для ведения сельского хозяйства в составе земель иных категорий, и формирования государственных информационных ресурсов об этих землях на период до 2020 года. Одобрена распоряжением Правительства Российской Федерации от 30 июля 2010 г р - Концептуальные основы организации сети реперных агрополигонов земледельческой территории России.-СПб.: АФИ, с.

35 Мониторинг земель с/х назначения Разработана методология построения системы мониторинга продуктивности земель России на основе имеющейся опытно-исследовательской и физико- технической базы адаптивно- ландшафтного земледелия с использованием дистанционного зондирования и имитационного моделирования (реализовано на 11 тестовых полигонах Ленинградской области)

36

37 Почвенный покров Меньковского филиала ГНУ Агрофизический НИИ Россельхозакадемии

38 Электронные базы данных агрофизического состояния почв Окно для ввода входной информации в базу данных агрофизического мониторинга почв Меньковского филиала Агрофизического НИИ Россельхозакадемии Этапы мониторинга агрофизического состояния почв

39 Пакеты картосхем пространственного распределения нормированных агрофизических параметров дерново-подзолистой почвы Этапы мониторинга агрофизического состояния почв

40 Структура компьютерной системы поддержки принятия агромелиоративных решений

41 Агрохимические мероприятия 7 Разработать рекомендации и апробировать в производственных условиях новые приемы применения химических мелиорантов в адаптивно- ландшафтном земледелии Приемы, рекомендации Разработать методику оценки экономической и экологической эффективности точных систем удобрения и воспроизводства почвенного плодородия в адаптивно-ландшафтном земледелии Методика Разработать методику обоснования и определения почвенно-агрохимических индексов, агроклиматических а ландшафтно-экологических коэффициентов по хозяйствам и районам области для дифференцирования (определения) размера субсидий из федерального бюджета, областного бюджета, местного бюджета. Произвести расчеты в ряде хозяйств и районов Методика, отчет Разработать предложение по совершенствованию методологии комплексного мониторинга на тестовых полигонах Предложение Итого:

42 Об известковании в Ленинградской области площадь пашни 450 тыс. га, а сельскохозяйственных угодий 800 тыс. га ежегодно известковались от 80 до 120 тыс. га. Средневзвешенное значение рН с 5,0 (кормовые угодья) и 5,2(пашня) в 1968 году повысилось к 1990 году в среднем до 5,84. К этому времени среди сельскохозяйственных угодий стали преобладать почвы с нейтральной и близкой к нейтральной реакцией (более 75%), при сохранении незначительной площади слабокислых почв( около 15%); По данным последнего тура обследования( гг.), средневзвешенное значение рН снизилось с 5,84 до 5,6; Увеличилась площадь всех групп кислых почв, особенно слабокислых.

43 Причины резкого сокращения известкования Утрата материально - технической базы для известкования по традиционной технологии. Высокая стоимость традиционных известковых мелиорантов. Прекращение федеральной финансовой поддержки. Недостаточность финансовой поддержки из областного бюджета. Нерешенность правовых вопросов с землей.

44 Фундаментальные исследования в области химической мелиорации почв 1. Дифференцированная система оптимизации доз извести по комплексу почвенных и биологических параметров 2. Оптимизация химического и гранулометрического состава известковых материалов с учетом биологических, экономических и экологических критериев 3. Оптимизация периодичности известкования 4. Оптимизация уровней применения удобрений 5. Создание экологически безопасных удобрений

45 Концепция создания экологически безопасных минеральных удобрений 1. Создание удобрений, с учетом реальных коэффициентов использования элементов питания, обладающих оптимальными соотношениями основных макроэлементов для конкретной культуры 2. Создание удобрений с минимальным содержание анионов, способных образовывать с кальцием и магнием хорошо растворимые соединения 3. Создание удобрений, в которых элементы минерального питания обменно сорбированы на ионитах (катионитах, анионитах или цеолитах) и таким образом, защищены от вымывания 4. Создание удобрений регулируемой растворимости.

46 Новые органические и органо-минеральные удобрения на основе птичьего помёта Вид удоб- рения Показатели состава удобрений Вл % р НОрг. % N%N% P2O5%P2O5% K2O%K2O% Ca % Mg % CuZnNiPbCdNPK ОФК29,2503,08,63,57,22, ,125 БАП«ТК»586,8804,93,52,56,51, ,220

47

48 Статистические показатели неоднородности свойств дерново-подзолистых почв Физико-химические и агрохимические свойства почвы, ед.имз. Статистические показатели по элементарным структурам почвенного покрова Пятнистость Мозаика М Мmin – Mmax V, %М Мmin – Mmax V, % рН KCl 5,064,59-6,62555,394,78-6,8266 Нобм., ммоль/100 г 0,150,10-0,30220,160,05-0,3030 Аlподв., мг/100 г 0,770,34-2,07400,930,18-2,3949 Нг., ммоль/100 г 2,631,23-3,50181,660,56-4,0349 Sобм., ммоль/100 г 5,534,00-6,80135,652,00-17,043 гумус, % 2,021,17-3,50251,630,93-4,2628 Р 2 О 5 подв., мг/кг К 2 О подв., мг/кг

49 Точное окультуривание – новый вид физико-химической мелиорации Электронная карта-задание на дифференцированное применение доломитовой муки Эффективность комплексного и дифференцированного (точного) окультуривания почвы в овощном севообороте Вариант окультуривани я Продуктивность севооборота Окупаемость удобрений т/га з.ед. прибавкакг з.ед./ кг NРК руб/руб т/га% Контроль - 03,9---- Комплексное 8,14,21085,63,45 Точное 9,85,91518,74.37 НСР050,27 Дифференцированное применение доломитовой муки Пространственная база данных Модуль выработки решений

50 ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ АФИ В ОБЛАСТИ ОЦЕНКИ И УПРАВЛЕНИЯ АГРОРЕСУРСНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ РЕГИОНА (АРП)

51 Структурная и функциональная организация АРП Ресурсы обеспечения Условия и возможности реализации Почвенно-земельныересурсы Почвенно-земельныересурсы Агроклиматические ресурсы Агробиологические ресурсы Продукционный процесс АГРОТЕХНОЛОГИИ Экстенсивные ОбычныеИнтенсивные Высокие

52 Краткая характеристика основных составляющих АРП 1. Агробиологические ресурсы (АБР): культуры, сорта, их генетический потенциал, репродукции, качество семян и др. 2.Почвенно-земельные ресурсы (ПЗР): виды и площади сельскохозяйственных угодий(земель сельскохозяйственного назначения), мелиоративное и культуротехническое состояние сельхозугодий, почвенный покров, агрогенетические особенности и плодородие почв. 3. Агроклиматические ресурсы (АКР): энергообеспеченность (ФАР) теплообеспеченность, влагообеспеченность и др. 4. Ресурсы обеспечения (РО): финансовые, материальные, технические, кадровые, технические, научные, информационн ые, сервисные, др. 5. Условия и возможности реализации (УВР): политические, социально-экономические, рыночные; ландшафтные, географические, экологические.

53 АРП как интегральная функция нескольких сложных составляющих может быть выражена в следующем виде: АРП = F (АБР, АЗР, АКР, РО, УВР); В этом выражении: -АРП - Агроресурсный потенциал; - АБР - Агробиологические ресурсы; - ПЗР - Почвенно-земельные ресурсы; - АКР - Агроклиматические ресурсы; - РО - Ресурсы обеспечения; -УВР - Условия и возможности реализации. Формализованное выражение АРП Очевидно, что роль каждой из выделяемых групп факторов в формировании АРП не одинакова, также очевидно, что неодинаково значение (участие) и каждого отдельного фактора в формировании АРП. Взаимодействие и взаимовлияние факторов представляется весьма разнообразным и достаточно сложным.

54 LOGO Тел.: Факс: