Актуальность. Проблема моделирования урожайности является актуальной в настоящее время в связи с потребностями в повышении продуктивности сельскохозяйственного производства. Для территорий с менее благоприятными условиями для выращивания сельскохозяйственных культур, таких как Центральное Нечерноземье, это ещё более востребовано, поскольку ограничения и риски сельского хозяйства здесь более существенны. Яровая пшеница является важной продовольственной зерновой культурой, способной возделываться в широком диапазоне почвенно-климатических условий, однако её урожайность существенно варьирует в зависимости от условий выращивания. Имитационные модели продукционного процесса обладают широким возможностями для прогнозирования урожайности сельскохозяйственных культур. Одной из наиболее распространённых моделей продукционного процесса является AquaCrop, среди преимуществ которой – достаточная точность при высокой робастности и невысоких требованиях к входным данным, а также высокая проработка моделирования водного режима. Применение имитационных моделей для оценки потенциальной урожайности и выделения факторов её достижения является перспективным направлением, однако требует больше практического опыта подобных исследований, особенно на территории России.
Цель. Оценить основные факторы ограничения урожайности яровой пшеницы при различных почвенных условиях в Центральном Нечерноземье.
Объект исследования – Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорируемых земель (ВНИИМЗ), расположенный в посёлке Эммаус Тверской области и являющийся филиалом федерального исследовательского центра «Почвенный институт имени В.В. Докучаева». Территория центра занимает около 900 га и используется для выращивания сельскохозяйственных культур, проведения опытных и селекционных работ; отдельные участки представлены залежью, сенокосами и пастбищами. В 1980-е годы на территории была заложена дренажная сеть. Климат по Кёппену холодный влажный континентальный с тёплым летом (Dfb). Территория относится к зоне смешанных лесов и дерново-подзолистых почв южной тайги по ПЭР. Почвенный покров и литологическое строение характеризуются высокой неоднородностью. Преобладают агродерново-подзолистые почвы, часто с признаками оглеения, сформированные на двучленных отложениях.
На территории ВНИИМЗ были выделены основные варианты почвенных, литологических и гидрологических условий на основе архивных данных предыдущих исследований. Были собраны данные наблюдений за яровой пшеницей: урожайность, даты наступления фенофаз, биомасса, дозы удобрений и др. Использованы климатические данные NASA POWER предыдущих лет (соответствующие наблюдениям за культурами). Все собранные данные были преобразованы в формат входных данных, необходимый для моделирования в AquaCrop. Полученные данные использованы для калибровки AquaCrop для яровой пшеницы. Модель с уточнёнными параметрами культуры использовалась для запусков различных сценариев по почвенным условиям, дозам удобрений, погодным условиям года. Была оценена потенциальная урожайность для различных сценариев. Были выделены и характеризованы основные факторы разрыва между потенциальной урожайностью и реальной урожайностью.
Оценена потенциальная продуктивность яровой пшеницы для Центрального Нечерноземья с помощью имитационной модели продукционного процесса AquaCrop. Выявлены и характеризованы основные факторы, ограничивающие достижение потенциальной урожайности.