IX Всероссийская конференция молодых ученых с международным участием «Почвоведение: Горизонты будущего. 2025»

Цифровая агроэкологическая группировка земель: от больших данных к автоматизированным решениям для адаптивно-ландшафтного земледелия
23.09.2025 , Актовый зал (4 этаж)

Теоретической основой данного исследования послужили фундаментальные работы Д.С. Булгакова по агроэкологической группировке земель, И.И. Карманова по количественной оценке плодородия и В.И. Кирюшина по проектированию адаптивно-ландшафтных систем земледелия. Современное развитие адаптивно-ландшафтного земледелия сдерживается трудоёмкостью и высокой стоимостью традиционных методов почвенно-агроэкологического картографирования, а также дефицитом экспертов, способных разрабатывать проекты АЛСЗ. Задача рационального землепользования и сохранения плодородия требует перехода к цифровым, масштабируемым решениям на основе объективных данных. В основу работы легли комплексные исследования, проведённые в 2021-2025 гг. на сельскохозяйственных землях лесостепной зоны Саратовской области (общая площадь исследований превышает 4000 га). Методология исследования основана на синтезе классических почвенных обследований, включавших заложение 79 почвенных разрезов и отбор 373 почвенных образцов, с современными технологиями анализа больших данных дистанционного зондирования (remote sensing big data). Подход позволил разработать и апробировать следующие ключевые методы: 1. Мультивременной анализ вегетационных индексов для построения карт устойчивой внутриполевой неоднородности. 2. Автоматизированное вычисление спектральных характеристик открытой поверхности почвы. 3. Статистическое моделирование взаимосвязей между спектральными характеристиками и агроэкологическими группами земель. 4. Алгоритмизацию процесса классификации земель по уровню их агроэкологической пригодности. Особую научную и практическую значимость представляет разработанная методика совместного анализа разновременных спутниковых данных и результатов наземных обследований, позволившая создать унифицированную систему оценки земельных ресурсов для целей адаптивно-ландшафтного земледелия. Результаты и обсуждение: 1. На основе методологии определения мультивременной линии почвы (МЛП) установлены статистически значимые диапазоны значений «коэффициента C» для различных агроэкологических групп земель (плакорные, эродированные, солонцовые, литогенные и др.), что подтверждено полевыми данными. Например, для плакорных земель значение коэффициента составляет 0.176, а для литогенных на песках — 0.198. 2. На примере хозяйства КФХ Бирюкова (Базарно-Карабулакский р-н) продемонстрирована возможность практической реализации метода: по созданным картам агроэкологической группировки земель (АГЗ) разработаны карты-задания для дифференцированного внесения удобрений, что позволяет эффективно перераспределять семена и удобрения не только внутри, но и между полями. 3. Предложен и апробирован алгоритм автоматизированного построения универсальных карт пригодности земель. Алгоритм синтезирует взвешенные коэффициенты на основе данных ДДЗ («коэффициент C», карты устойчивой внутриполевой неоднородности), физических (гранулометрический состав) и химических (запасы гумуса, ЕКО) свойств почв, а также агроэкологических условий (рельеф, увлажнение). Данный подход позволяет не только автоматизировать процесс создания карт-заданий, но и моделировать пригодность участков под конкретные сельскохозяйственные культуры. Разработанный подход является современным развитием идей адаптивно-ландшафтного земледелия, заложенных Д.С. Булгаковым, В.И. Кирюшиным и И.И. Кармановым. Он позволяет перейти от трудоёмких экспертных методов к алгоритмизированному, масштабируемому и экономически эффективному процессу принятия управленческих решений. Автоматизация создания карт пригодности способствует реализации базовых принципов рационального землепользования — повышению эффективности использования удобрений, оптимизации размещения культур и, как следствие, сохранению и воспроизводству почвенного плодородия.


адаптивно-ландшафтное земледелие, дифференцированное внесение


Соавторы доклада и их аффилиации:

Рухович Д.И., Федеральный исследовательский центр "Почвенный институт имени В.В. Докучаева"

Федеральный исследовательский центр "Почвенный институт имени В.В. Докучаева"