Оценка ресурсного потенциала территории Северного Кавказа под плодовые культуры на основе геоинформационных технологий
Особенности учета эмерджентных свойств многолетних культур (плодовых). Разработка и применение системного метода размещения плодовых культур с учетом пространственного и временного полиморфизма территории по рельефу, климату и микроклимату, типам почв.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.11.2018 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Государственное научное учреждение
Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Россельхозакадемии
Оценка ресурсного потенциала территории Северного Кавказа под плодовые культуры на основе геоинформационных технологий
Драгавцева И.А., д-р с. - х. наук
Краснодар
Аннотации
Статья посвящена разработке системного метода размещения плодовых культур с учетом пространственного и временного полиморфизма территории по рельефу, климату и микроклимату, типам почв.
Ключевые слова: ресурсный потенциал, рельеф, климат, почва, плодовые культуры, геоинформационные технологии.
Summary. Article is devoted to development of a systemic method of placement fruit crops taking into account a space and temporal polymorphism of the territory on a relief, climate and a microclimate, types of soils.
Key words: resource potential, relief, climate, soil, fruit crops, geoinformational technologies.
Введении
В растениеводстве более 80% формирования продукции детерминируется эмерджентными свойствами биосистем, возникающими на разных уровнях организации при воздействии различных условий среды [1].
Следствием их недоучета является невозможность предсказания поведения целостной системы при сдвигах во времени и пространстве параметров внешней среды, особенно у многолетних растительных организмов.
Учет эмерджентных свойств многолетних культур (плодовых) возможен при решении двух классов задач:
- формализация сложно организованных биологических систем и их реакций на изменяющиеся во времени и пространстве условия и микроусловия (в разрезе фаз развития);
- оптимизация биоэкологических систем продуктивности садовых культур на основе формализованной пространственно-временной оценки ресурсного потенциала территории для плодовых культур и винограда с помощью компьютерно-аналитического моделирования.
Разные культуры и сорта в различной степени сканируют (величиной и качеством урожая) пестроту и градиенты рельефа, климата, почв территории их произрастания.
Бесспорно, наши знания на сегодняшний день о взаимосвязи структурных элементов природной и сельскохозяйственной подсистем, закономерностях временного и пространственного распределения биотических компонентов в ландшафтах весьма ограничены.
Поэтому задача размещения плодовых с учетом пространственного и временного полиморфизма территории по рельефу, климату и микроклимату, типам почв - важна и своевременна [2, 3, 4].
Основное содержание исследования
Обсуждение результатов. Исследования проводились в 2 этапа:
1. Разработка системного метода оценки во времени и пространстве изменяющегося ресурсного потенциала территории Северного Кавказа для стабильного получения урожаев многолетних культур.
2. Повышение научной значимости оптимизированных решений по рельефно-, климато - и почвенно-обусловленной урожайности изучаемых культур с учетом эмерджентных свойств биосистем, простоты и доступности пользования результатами работы.
Системный метод оценки ресурсного потенциала во времени и пространстве огромной и сложной территории Северного Кавказа, включающей 9 краёв и республик (из них 6 расположены в сложном рельефе гор и предгорий) потребовал решения следующих основополагающих задач:
классификацию основных типов рельефа по степени их пригодности для выращивания многолетних культур;
разработку микропоправок по основным метеорологическим показателям с учетом высоты над уровнем моря, крутизны и экспозиции склонов;
установление связи географических координат юга России с регулярностью плодоношения;
изменение теплообеспеченности в длительном временном пространстве;
изменение почвенных показателей в связи с интенсивностью ее обработок, применением минеральных удобрений, недостаточности поступления в почву корневых остатков и т.д.
Разнообразие рельефов Северного Кавказа представлено на в таблицах 1, 2, 3.
плодовая культура рельеф климат почва
Таблица 1 - Колебания абсолютных высот местности регионов Северного Кавказа (м)
|
Регион |
h_max |
h_min |
|
|
Адыгея |
3179 |
8 |
|
|
Чечня |
4451 |
-14 |
|
|
Дагестан |
4449 |
-29 |
|
|
Ингушетия |
4276 |
208 |
|
|
Кабардино-Балкария |
5614 |
150 |
|
|
Карачаево-Черкессия |
5000 |
359 |
|
|
Краснодарский край |
3254 |
0 |
|
|
Северная Осетия |
4821 |
112 |
|
|
Ставропольский край |
1607 |
2 |
Абсолютные высоты Северного Кавказа колеблются от - 29 м над уровнем моря до 5600 м. Таблица 2 отражает процентное соотношение земель с уклоном на Северном Кавказе
Таблица 2 - Процент земель с уклоном (в градусах)
|
Регионы |
0-2 |
2-5 |
5-8 |
8-15 |
>15 |
|
|
Адыгея |
53.2 |
11.1 |
7.7 |
11.1 |
17.0 |
|
|
Чечня |
52.1 |
8.1 |
5.6 |
12.2 |
22.0 |
|
|
Дагестан |
46.9 |
5.1 |
4.6 |
10.9 |
32.5 |
|
|
Ингушетия |
23.4 |
17.3 |
12.3 |
19.4 |
27.5 |
|
|
Кабардино-Балкария |
31.4 |
9.9 |
7.1 |
14.3 |
37.2 |
|
|
Карачаево-Черкессия |
10.6 |
11.9 |
10.4 |
18.7 |
48.4 |
|
|
Краснодарский край |
69.9 |
9.2 |
4.6 |
7.3 |
9.1 |
|
|
Северная Осетия |
34.1 |
8.5 |
6.0 |
12.1 |
39.2 |
|
|
Ставропольский край |
81.6 |
13.6 |
2.8 |
1.8 |
0.3 |
Наибольшим количеством земель с уклоном до 2° находятся в Ставропольском, Краснодарском крае. Наименьшее - в республике Ингушетия. В таблице 3 даны расчеты склоновых территорий Северного Кавказа с разной их экспозицией.
Таблица 3 - Процент земель разной экспозиции склонов
|
Регионы |
ровно |
С |
СВ |
В |
ЮВ |
Ю |
ЮЗ |
З |
СЗ |
|
|
Адыгея |
69.15 |
4.40 |
4.11 |
3.99 |
3.26 |
2.73 |
3.59 |
4.35 |
4.40 |
|
|
Чечня |
66.69 |
5.21 |
5.14 |
4.47 |
2.97 |
2.71 |
3.49 |
4.56 |
4.75 |
|
|
Дагестан |
54.22 |
6.30 |
7.20 |
6.89 |
5.20 |
4.91 |
5.14 |
5.01 |
5.13 |
|
|
Ингушетия |
42.45 |
8.11 |
7.87 |
8.24 |
5.33 |
5.14 |
6.43 |
8.60 |
7.83 |
|
|
Кабардино-Балкария |
36.25 |
9.67 |
10.36 |
10.05 |
8.45 |
5.56 |
4.59 |
6.27 |
8.80 |
|
|
Карачаево-Черкессия |
11.05 |
13.40 |
12.64 |
12.17 |
9.60 |
7.84 |
8.95 |
11.76 |
12.59 |
|
|
Краснодарский край |
88.49 |
1.68 |
1.67 |
1.43 |
1.18 |
1.22 |
1.44 |
1.48 |
1.43 |
|
|
Северная Осетия |
38.33 |
9.98 |
8.51 |
8.66 |
7.51 |
5.63 |
5.09 |
7.21 |
9.08 |
|
|
Ставропольский край |
95.72 |
1.01 |
0.81 |
0.38 |
0.39 |
0.53 |
0.46 |
0.30 |
0.40 |
Выровненных территорий больше всего в Краснодарском, Ставропольском краях, Дагестане.
Таблица 4 - Пороговые значения абсолютного минимума температур (°С) в осенне-зимний период для плодовых культур
|
Подготовка к органическому покою,°С |
Органический покой,°С |
||||
|
Яблоня |
ноябрь декабрь |
-28 30 |
январь февраль |
-30 28 |
|
|
Груша |
ноябрь декабрь |
-25 26 |
январь февраль |
-27 26 |
|
|
Черешня |
ноябрь |
-28 |
декабрь январь февраль |
-30 28 27 |
|
|
Персик |
ноябрь |
-27 |
декабрь январь февраль |
-28 28 27 |
|
|
Слива |
ноябрь декабрь |
-30 30 |
январь февраль |
-28 28 |
|
|
Абрикос |
ноябрь |
-30 |
декабрь |
-30 |
Таблица 5 - Критическая минимальная температура для плодовых культур в зимне-весенний период по фенофазам развития (усредненная по сортам),°С
|
Фенофазы развития |
Яблоня |
Груша |
Черешня |
Персик |
Абрикос |
Слива |
|
|
Вынужденный покой |
Февраль I, II, III 28°С |
Январь I, II, III; Февраль I, 26°С |
Январь I, II, III 28°С; Февраль I, II 26°С |
Январь I, II, III 25°С |
Декабрь III, 28°С; Январь I, II 24°С |
Январь I, II, III; Февраль I; II, III, 28°С |
|
|
Набухание цветковых почек |
Март I, II 25°С |
Февраль II 25°С; Февраль III 22°С |
Февраль III; Март I 24°С |
Февраль I, II 23°С; Февраль III 22°С |
Январь III; Февраль I, II 23°С; февраль III 20°С |
Март I - 25°С; Март II - 22°С; Март III - 20°С |
|
|
Распускание цветковых почек |
Март III; Апрель I 12°С |
Март I - 21°C; II - 19°C; III - 15°С |
Март II 20°С; Март III 15°С |
Март I - 20°С; Март II - 18°С; Март III - 13°С |
Март I, II 10°С |
Апрель I - 10°С |
|
|
Появление лепестков |
Апрель II 4°С |
Апрель I 3°С |
Апрель I 8°С |
Апрель I 5°С |
Март III, 5°С |
Апрель II - 7°С |
|
|
Цветение |
Апрель III 2°С |
Апрель II 2°С |
Апрель II, III, - 2,2°С |
Апрель II 3°С |
Апрель I, 3°С |
Апрель III - 2°С |
|
|
Завязь |
Май I 1,5°С |
Апрель III 1,9°С |
Май I 1°С |
Май I 1°С |
Апрель III, 1°С |
Май I - 1°С |
Связь географических координат территории и высоты над уровнем моря с регулярностью плодоношения показана на примере абрикоса.
С помощью путевого анализа Райта установлено, что в первой группе (гибель до 10% лет) во избежание потерь урожая размещение абрикоса на юге России целесообразно продвигать на юго-восток с одновременным увеличением высоты над уровнем моря (в пределах 600м). Это - районы Дагестана, Чечни и Ингушетии [5, 6].
Ко второй группе отнесены географические местоположения, где гибель цветковых почек составила от 10 до 30 процентов лет. В ее пределах причины гибели при перезимовке обусловлены географическим положением лишь на 30%, причем больше всего - высотой над уровнем моря.
В третьей группе (от 30 и выше процентов полной гибели урожаев) степень перезимовки обусловлена географическим положением на 50% (в пределах высот над уровнем моря от 200 до 400м). Значит, уменьшить потери урожая от подмерзания в данной группе можно продвижением посадок на восток.
Проведена также пространственно-временная оценка изменения климата и почв (совместно с Савиным И. Ю.).
Установлено, что за последние годы значительно выросла теплообеспеченность изучаемой территории. Изменение теплообеспеченности Краснодарского края можно проследить при сравнении рекомендуемого размещения сорта персика Коллинз в 1974г. и в 2010г. (рис.1,2).
Рис.1. - Процент гибели цветковых почек персика сорта Коллинз по районам Краснодарского края в зависимости от зимне-весенних температур (2010 г.)
Рис.2. Процент гибели цветковых почек персика сорта Коллинз по районам Краснодарского края в зависимости от зимне-весенних температур (1974 г.)
По почвенным показателям наибольшее изменение произошло по содержанию гумуса в почвах Краснодарского края за длительный период лет (1989-2000 гг.) и по содержанию легкорастворимых солей [7].
Оптимизация биологических систем продуктивности садовых культур проведена на основе компьютерно-аналитического моделирования. Полученные послойные карты (рельефные, климатические, почвенные для всей территории Северного Кавказа) с помощью геоинформационных технологий объединяются в интегральные.
Выводы
Представленная информация по дифференцированной в пространстве и времени оценке ресурсного потенциала юга России послужит основой для выработки усовершенствованных подходов в конструировании и эксплуатации садовых насаждений, в поиске гармонизации взаимоотношений в системе "плодовое растение - среда".
Литература
1. Драгавцев, В.А. Управление продуктивностью сельскохозяйственных культур на основе закономерностей их генетических и фенотипических изменений при смене лимитов внешней среды / В.А. Драгавцев, И.А. Драгавцева, Л.М. Лопатина. - Краснодар, 2003. - 208 с.
2. Савин, И.Ю. Геоинформационные системы в оценке биопродуктивности почвенного покрова. - Тез. докл. междунар. конф. "Анализ систем на рубеже тысячелетий: теория и практика 1998", Москва, 15-17 дек. 1998. - М., 1998. - С. 207-208.
3. Савин, И.Ю. Компьютерная инвентаризация почвенного покрова // Почвоведение. - 1999. - №7. - С.899-904.
4. Савин, И.Ю. Геоинформационный анализ ресурсного потенциала земель для сельскохозяйственных целей // Современные проблемы почвоведения / И.Ю. Савин, Е.Г. Федорова. - М., 2000. - С.272-285.
5. Драгавцева, И.А. Ресурсный потенциал земель Краснодарского края для возделывания плодовых культур / И.А. Драгавцева, И.Ю. Савин, С.В. Овечкин. - Краснодар, 2005. - 136 с.
6. Драгавцева, И.А. Анализ ресурсного потенциала земель Ставропольского края для возделывания плодовых культур / И.А. Драгавцева, И.Ю. Савин, С.В. Овечкин [и др.]. - М., 2007. - 191 с.
7. Драгавцева, И.А. Анализ тенденций наступления природных стресс-факторов среды и преодоление их негативного воздействия на плодовые культуры юга России / И.А. Драгавцева, А.А. Кузьмина, С.Н. Артюх, В.С. Акопян. - Краснодар, 2011. - 48 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Плодоводство как отрасль сельскохозяйственного производства. Глубокий и вынужденный покой у плодовых культур, их характеристика. Выращивание привитых саженцев в питомнике. Краткая характеристика красной смородины. Помология плодовых и ягодных культур.
контрольная работа [34,0 K], добавлен 20.06.2014Направления интенсификации садоводства. Влияние теплового, светового, водного, воздушно–газового, пищевого режимов на успешное возделывание плодовых культур. Устойчивость к низкой температуре различных частей растения. Светолюбивые плодовые растения.
реферат [15,8 K], добавлен 05.10.2009Почвенно-климатические условия и их оценка. Подбор, размещение культур и сортов. Состав подвоев и схемы размещения. Разбивка участка на кварталы, садозащитные насаждения. Схема размещения взаимоопыляемых сортов и сортов-опылителей. Уход за насаждениями.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 10.07.2011Плодоводство как отрасль растениеводства и как наука. Соотношение в плодах общего сахара и кислот. Производственно-биологическая группировка и биологические ресурсы плодовых и ягодных растений. Возрастные периоды роста и развития плодовых растений.
контрольная работа [33,7 K], добавлен 21.06.2016Исследования в области происхождения основных видов плодовых и ягодных растений, их классификация и разновидности. Понятие семечковых плодов, их характеристика, представители. Косточковые и ягодные породы. Значение и методы выращивания орехоплодных пород.
реферат [17,0 K], добавлен 26.02.2009Описание сосущих и грызущих вредителей семечковых культур: тли, яблонной медяницы, стеклянницы, цветоеда, клеща. Вред от кольчатого шелкопряда, боярышницы. Меры борьбы с вредителями ягодных культур: землянично-малинным долгоносиком, крыжовниковой огневки.
реферат [21,9 K], добавлен 26.01.2010Природная и экономическая характеристика предприятия. Содержание и расчет стоимости работ и сводной сметы по устройству территории плодово-ягодного сада. Основы установления места и размера участка, размещения рядов насаждений, кварталов, клеток.
курсовая работа [163,9 K], добавлен 25.02.2014Оценка агроклиматических условий Кингисеппского района Ленинградской области. План закладки садов и садозащитных насаждений по годам. Сортовой состав плодовых и ягодных культур. Площади питания растений. Организация территории сада. Уход за насаждениями.
курсовая работа [575,8 K], добавлен 12.11.2014Комплексное проектирование сада в учхозе "Кубань": организация территории, дорожной сети, защитных полос, кварталов и конструкций насаждений. Оптимальная технология ухода за почвой и растениями; расчет рабочей силы, материалов, капитальных вложений.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 10.07.2011Внутренняя структура и составные части питомника, требования к внутреннему микроклимату. Расчет необходимой площади, оценка физико-химических свойств используемых почв. Принципы и факторы формирования севооборота. Правила и принципы выращивания культур.
презентация [6,9 M], добавлен 20.02.2015Предшественники полевых культур при проектировании севоооборотов. Пропорции многолетних трав и однолетних культур в кормовых севооборотах. Мероприятия по борьбе с сорными растениями. Обработка почвы под озимую рожь в условиях Нечерноземной зоны РФ.
контрольная работа [34,2 K], добавлен 25.09.2016Конструкции полезащитных полос. Требования, предъявляемые к древесным породам для полезащитного лесоразведения. Цели осушения лесных земель и вред избыточного увлажнения почв. Элементы осушительной сети. Технология выращивания саженцев плодовых пород.
контрольная работа [608,2 K], добавлен 07.09.2009Почвенно-климатические условия и их оценка. Подбор, размещение культур и сортов. Расчет общей площади садового массива. Разбивка участка на кварталы. Внутриквартальное размещение сортов. Потребность в посадочном материале. Уход за молодыми насаждениями.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 06.08.2011Определение агроэкологического состояния территории. Агроэкологическая оценка факторов произрастания и урожайности сельскохозяйственных культур. Анализ использования территории сельским хозяйством, виды использования, оценка состояния экоресурсов.
курсовая работа [8,1 M], добавлен 27.04.2016Влияние ресурсосберегающих технологий возделывания зерновых культур на агрофизические и агрохимические факторы плодородия почв в агроклиматических условиях Западного Казахстана. Оценка накопления азота, фосфора на фоне различных приемов обработки почвы.
диссертация [54,0 K], добавлен 09.12.2013Химические средства борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. Фунгициды и протравители семян. Предосторожность при работе с пестицидами. Биологические препараты для борьбы с вредителями и болезнями, рекомендации по применению.
реферат [34,4 K], добавлен 26.01.2010Общая характеристика хозяйства ЗАО "Дороховское". Экспликация земель Назаровского района, анализ урожайности сельскохозяйственных культур. Система обработки почв. Зоогигиенические мероприятия, проводимые на территории животноводческого комплекса.
дипломная работа [118,5 K], добавлен 13.09.2013Формирование виноградных кустов и кроны семечковых и косточковых пород. Строение плодовых растений, их условия жизни и реакция на факторы внешней температуры. Биологические основы размножения ягодных культур. Особенности обработки почвы под овощными.
шпаргалка [122,7 K], добавлен 30.04.2012Характеристика земельных угодий хозяйства. Расчет накопления органических удобрений и составление плана их использования. Биологические особенности питания культур в севообороте. Химическая мелиорация почв. Расчет потребности культур в удобрениях.
реферат [36,4 K], добавлен 16.06.2013Характеристика плодовых и ягодных пород и их ценность в питании человека. Производственно-биологические группы плодовых растений. Выбор сорта и агротехнические условия выращивания земляники, малины, черной смородины, крыжовника и жимолости синей.
реферат [62,7 K], добавлен 11.07.2015
