Задача прогнозирования урожайности зерна озимой ржи связана с необходимостью учета ряда сложных биологических закономерностей при ее решении. Как показали ранее проведенные нами исследования по оценке возможностей использования спутниковой информации в базовой динамической модели продукционного процесса сельскохозяйственных культур, величина вегетационного индекса NDVI отражает динамику газообмена растений, а ее использование в динамической модели яровой пшеницы и кукурузы повысило оправдываемость прогнозов урожайности [2–4, 6–8]. Это дало основания для применения того же подхода при замене некоторых расчетных значений модели на данные дистанционного зондирования Земли, представленные в свободном доступе на информационном сервисе ВЕГА [1, 5], при моделировании продукционного процесса озимой ржи.
Целью настоящего исследования является использование спутниковой информации при моделировании продукционного процесса ржи для прогноза урожайности зерна озимой ржи в среднем по Калужской области.
Для достижения данной цели в данной работе реализована динамическая модель продукционного процесса озимой ржи, включающая количественное описание процессов фотосинтеза, дыхания и роста растения, на примере Калужской области в двух вариантах:
– для расчета интенсивности газообмена посевов использовалась онтогенетическая кривая, рассчитываемая по метеорологическим данным;
– для расчета интенсивности газообмена вводились значения вегетационного индекса NDVI озимых культур для исследуемой территории.
Результаты авторской проверки модели на данных 2017 – 2021 гг. в обоих случаях показали достаточно хорошую оправдываемость метода прогноза урожайности зерна озимой ржи. Однако использование спутниковых данных для прогнозирования урожайности является более эффективным: средняя ошибка испытываемых прогнозов для Калужской области с использованием только метеорологической информации составила 14,1%, а с использованием вегетационных индексов NDVI озимых культур для расчета интенсивности газообмена в модели – 9,7%.

Ключевые слова: озимая рожь, прогноз урожайности, динамическая модель, продукционный процесс растений, спутниковая информация, нормализованный относительный индекс растительности

Литература:

Барталев С.А., Ершов Д.В., Лупян Е.А., Толпин В.А. Возможности использования спутникового сервиса ВЕГА для решения различных задач мониторинга наземных экосистем // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2012. Т. 9. № 1. С.49-56.
Клещенко А.Д., Найдина Т.А. Использование данных дистанционного зондирования для моделирования физиологических процессов растений в динамических моделях прогнозирования урожая // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2011. Т. 8. №1. C. 170–178.
Клещенко А.Д., Найдина Т.А., Гончарова Т.А. Использование данных дистанционного зондирования для моделирования продукционного процесса кукурузы // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. T. 9. №3. C. 259–268.
Клещенко А.Д., Найдина Т.А., Гончарова Т.А. Использование спутниковой информации в динамических моделях прогнозирования урожайности сельскохозяйственных культур // Метеорология и гидрология. – 2012. – №4. – С. 90–99.
Лупян Е.А., Савин И.Ю., Барталев С.А., Толпин В.А., Балашов И.В., Плотников Д.Е. Спутниковый сервис мониторинга состояния растительности ("Вега") // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2011. Т.8. № 1. С.190-198.
Найдина Т. А. Использование спутниковой информации в динамических моделях прогнозирования урожая сельскохозяйственных культур.// Всб.: Материалы XIV Междунар. науч. конф., посвящ. памяти генерал. конструктора ракет.-космич. систем академика М.Ф. Решетнева. Красноярск, 2010. C. 197–198.
Найдина Т.А. Использование вегетационного индекса (NDVI) в динамических моделях прогнозирования урожая сельскохозяйственных культур // Тезисы докладов конференции молодых специалистов, посвященной 50-летию НПО «Тайфун». Обнинск: ООО «Принт-Сервис», 2010. С. 104–107.
Найдина Т.А. Использование спутниковой информации в моделях биопродуктивности зерновых культур для расчета интенсивности фотосинтеза // Труды ИПГ. Москва, 2011. С. 189–195.

Презентация доклада

Видео доклада

Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов

321