Фитогеоморфология - это изучение того, как особенности местности влияют на рост растений. [1] Это было предметом трактата Ховарда и Митчелла в 1985 году, которые рассматривали рост, временную и пространственную изменчивость, характерную для лесов, но признали, что их работа также применима к сельскому хозяйству и относительно новой науке (в того времени) точного земледелия . Предпосылка Говарда и Митчелла заключается в том , что формы рельефа или особенности трехмерной топографии землисущественно влияют на то, как и где растут растения (или деревья в их случае). С тех пор возможности отображать и классифицировать формы и особенности рельефа значительно расширились. Появление GPS сделало возможным отображать практически любую переменную, которую можно было бы измерить. Таким образом, возникло очень возросшее понимание пространственной изменчивости среды, в которой растут растения. Развитие таких технологий, как бортовой LiDAR , позволило детально измерить особенности рельефа с точностью до метра, а в сочетании с RTK-GPS(точность до 1 мм) позволяет создавать очень точные карты расположения этих объектов. Сравнение этих карт рельефа с картированием переменных, связанных с выращиванием сельскохозяйственных культур или растений, показывает сильную корреляцию (см. Ниже примеры и ссылки для точного земледелия).
Фитогеоморфология и точное земледелие
Хотя фитогеоморфология изучает взаимосвязь между растениями и атрибутами местности в целом (см. Howard et al., (1985)), она также может применяться к точному земледелию , изучая временную и пространственную изменчивость роста сельскохозяйственных культур на сельскохозяйственных полях. Уже есть объем работ, хотя они не используют конкретно термин «фитогеоморфология», в котором атрибуты ландшафта сельскохозяйственных полей рассматриваются как влияющие на урожайность и рост сельскохозяйственных культур, Мур и др. (1991) [2] дают предварительный обзор применения особенностей рельефа в точном земледелии, но одно из первых упоминаний этого явления в сельском хозяйстве - это упоминание Уиттакера в 1967 году. [3] Более поздняя работа включает шестилетнее исследование. временной и пространственной стабильности урожайности в течение 11 лет (Kaspar et al., (2003), и ссылки в нем), [4] и подробное исследование того же самого на небольшой грядочной ферме в Португалии (и ссылки в нем). [5] Эту изменчивость можно использовать для получения более высоких урожаев и снижения воздействия сельского хозяйства на окружающую среду, что, в свою очередь, дает фермеру более высокую прибыль с точки зрения более высокой общей урожайности и меньшего количества вводимых ресурсов. Новая наука об устойчивой интенсификации сельского хозяйства [6], которая обращается к необходимости повышения урожайности с существующих полей, может быть реализована с помощью некоторых практических применений фитогеоморфологии в точном земледелии.
Работа в этой области ведется уже несколько лет (см. Reuter et al., (2005), [7] Marquas de Silva et al., (2008), и особенно Moore et al., (1991)), но это медленная и иногда утомительная работа, которая обязательно требует данных за несколько лет, очень специализированных программных инструментов и длительного времени вычислений для создания итоговых карт.
Фитогеоморфологически определенные зоны управления
Как правило, целью точного земледелия является разделение сельскохозяйственного поля на отдельные зоны управления на основе показателей урожайности в каждой точке поля. «Технология переменного расхода» - это относительно новый термин в сельскохозяйственной технике, который относится к разбрасывателям , сеялкам , опрыскивателям и т. Д., Которые могут регулировать скорость потока на лету. Идея состоит в том, чтобы создать «карту рецептов» для сельскохозяйственной техники с переменной нормой внесения, чтобы доставить точное количество поправок, необходимых в этом месте (в пределах этой зоны поля). Литература разделена на то, как правильно определять зоны управления.
При геоморфологическом подходе к определению зон управления обнаружено, что топография помогает, по крайней мере, частично определить, сколько урожая приходит с той или иной части поля. Это верно для полей, где есть постоянно ограничивающие характеристики для частей поля, но не верно для полей, где потенциал роста одинаков во всем поле (Blackmore et al., (2003) [8] ). Можно показать, что индексная карта урожайности (показывает области постоянного превышения урожайности и области постоянного недостаточного урожая) хорошо коррелирует с картой классификации рельефа (личное сообщение, Aspinall (2011) [9] ). Формы рельефа можно классифицировать несколькими способами, но самым простым в использовании программным инструментом является LandMapR (MacMillan (2003) [10] ). Ранняя версия программного обеспечения LandMapR доступна в рамках проекта Opengeomorphometry, размещенного в рамках проекта Google Code .
Рекомендации
- ^ Ховард, JA, Митчелл, CW, 1985. Фитогеоморфология. Вайли .
- ^ Мур, И. Д., Грейсон, Р. Б., Ладсон, А. Р., 1991. Цифровое моделирование местности: обзор гидрологических, геоморфологических и биологических приложений. Гидрологические процессы . 5, 3-30
- ^ Whittaker, RH 1967. Градиентный анализ растительности, Biological Reviews , 42, 207-264
- Перейти ↑ Kaspar, TC, Colvin, TS, Jaynes, B., Karlen, DL, James, DE, Meek, DW, 2003. Связь между шестилетним урожаем кукурузы и характеристиками местности. Точное земледелие , 4, 87-101.
- ^ Маркуас да Силва, JR, и Силва, LL, 2008. Оценка взаимосвязи между пространственной и временной изменчивостью урожайности кукурузы и различными топографическими атрибутами. Биосистемная инженерия , 101, 183-190.
- ^ Гарнетт, Т. и др., 2013. Устойчивая интенсификация в сельском хозяйстве: предпосылки и политика. Наука , Vol. 341, 33-34.
- ^ Reuter, HI, Giebel А., Wendroth О., 2005. Может рельефе Расслоение улучшить наше понимание урожайность изменчивости. Точное земледелие , 6, 521-537.
- ^ Блэкмор, С., Годвин, Р.Дж., Фунтас, С., 2003. Анализ пространственных и временных тенденций в данных карты урожайности за шесть лет. Биосистемная инженерия , 84 (4), 455-466
- ^ Аспиналл, Д., 2011. Министерство сельского хозяйства и продовольствия Онтарио (OMAF).
- ^ Макмиллан, RA, VanDeusen А.А., 2003. Руководство LandMapR пользователя. Самостоятельно опубликованный