Чем выше угроза нехватки воды для полива культур, тем рациональнее нужно использовать ресурс. Но несмотря на то, что избыточный полив неприемлем, недостаточный полив ведёт к другой проблеме — снижению урожайности и угрозе продовольственной безопасности планеты. Выход, в применении систем точного орошения, определяющих потребность растений в поливе с помощью умных технологий.
Водоносные горизонты не успевают восстанавливаться, а потребность растений в поливе растёт вместе со среднегодовыми температурами. Дефицит воды для нужд растениеводства — проблема, которую предстоит решить учёным для обеспечения эффективности отрасли в условиях растущего спроса на продукты питания.
Учёные из Университета Иллинойса возглавили исследование, целью которого было улучшение точности полива сельскохозяйственных культур в масштабах поля, с использованием инструментов поддержки принятия решений (в том числе данных дистанционного зондирования).
Сегодня для определения потребности растений в поливе аграрии используют:
- визуальные наблюдения за культурами;
- календарный план полива;
- данные датчиков влажности почвы;
- аэрофотосъёмку.
Использование данных о влажности почвы — продвинутый метод, но это решение плохо масштабируется, если мы говорим о больших земельных банках или о культурах сплошного сева. Нерегулярные осмотры полей с помощью БПЛА, для определения симптомов водного стресса у растений, также не предоставляют достаточно информации.
Мониторинг полей с помощью спутников ДЗЗ — технология, которая легко масштабируется и предоставляет данные с высокой периодичностью. Однако низкое пространственное разрешение снимков не позволяет принимать оптимальные решения по поливу культур. Для решения проблемы учёные предлагают объединять разные данные спутникового мониторинга с технологиями моделирования в один интегрированный продукт.
Новая технология позволит получать данные о влагообеспеченности почвы и растений с высоким пространственно-временным разрешением. Доступность данных спутникового мониторинга позволит увеличить эффективность полива культур аграриям не только в США, но и во всём мире.
Суть метода
.jpg)
Поскольку аграрии неохотно меняют устоявшиеся подходы на технологии, в эффективности которых не уверены, учёные объясняют свой подход. Необходимо уйти от принятия решений о поливе на основе данных влажности почвы, и использовать сведения об атмосферном испарении (эвапотранспирации). Запасы влаги в почве возможно определять измеряя динамику движения воды в системе почва-растение-атмосфера. Объединяя исходные данные о влажности, сведения о количестве осадков и нормах полива, с данными спутникового мониторинга об эвапотранспирации (испарении влаги с поверхности почвы и растений), аграрий в реальном времени сможет определить актуальную потребность растений в поливе.
Сегодня технология тестируется на опытных орошаемых полях в Небраске (США). Исследователи надеются, что менее чем через год смогут запустить проект среди фермерского сообщества региона.
Источник: aces.illinois.edu
