Возможности снижения пестицидной нагрузки на агроландшафты с помощью ГИС-технологий

В решении актуальной проблемы экологизации защиты растений одним из основных направлений является переход от сплошной обработки полей пестицидами к выборочной с применением наземной аппаратуры, дисковых распылителей, а также использование биопрепаратов.

Эффективное выполнение данной задачи возможно при условии локализации отдельных очагов вредных объектов в пределах севооборотов, точного определения их площади, а также использования современной техники, оснащенной GPS (ГЛОНАСС)-навигаторами, позволяющими осуществлять контроль за ее передвижением и точным внесением пестицидов. С помощью геоинформационных систем (ГИС) – интегрированных компьютерных систем – выполняют сбор, хранение, манипулирование, анализ, моделирование и отображение пространственно соотнесенных данных.

Для сельского хозяйства ГИС-технологии являются весьма новым и перспективным направлением. Так как границы полей практически не меняются с течением времени, в качестве картографической основы для создания многослойной электронной карты хозяйства используется карта местности с нанесенными полями в векторном формате. Важная для сельхозтоваропроизводителей информация размещается на электронных тематических слоях карты (гидрографическая сеть, дорожная сеть, контуры полей, почвенная карта, информация о посевах, проведенных агротехнических мероприятиях и др.), видимость которых можно настраивать. Таким образом, в разных сочетаниях можно отображать выращиваемую культуру, наличие вредителей, болезней, сорняков, агрохимические показатели почв, уклон и другие характеристики.

Сегодня существуют ГИС-программы различных разработчиков. Большинство из них позволяют проводить вычисления на цифровой модели участка территории, поддерживают работу с различными объектами (нанесение объектов на карту, их редактирование, удаление) и могут работать в разных системах координат.

Сведения о координатах для формирования контуров границ отдельных полей, крупных орошаемых массивов и прилегающих к ним земель, являющихся основой для организации и проведения фитосанитарного мониторинга с использованием ГИС, можно получить из различных источников: сканированные изображения планов внутрихозяйственного обустройства, аэрофотосъемка, данные дистанционного зондирования земли, измерения местности геодезическими приборами и аппаратурой спутникового позиционирования. Подготовку пространственных данных о земельных участках сельскохозяйственного назначения можно выполнить с различной точностью: от 5–10 метров до 5–10 сантиметров.

Наиболее доступной в настоящее время является технология создания электронных карт объектов местности с использованием интернет-ресурсов Google и «Космоснимки.ру». Оба ресурса обеспечивают покрытие всей территории Российской Федерации и позволяют обеспечить точность привязки границ пашни до 2–5 метров, что является достаточным для планирования и проведения защитных мероприятий.

Для создания привязанных карт на основе космоснимков, полученных с помощью этих ресурсов, целесообразно использование свободно распространяемой программы SASPlanet, предназначенной для просмотра и загрузки спутниковых снимков высокого разрешения и обычных карт, представляемых такими сервисами, как Google
Earth, GoogleMaps, BingMaps, DigitalGlobe, «Космоснимки», «Яндекс.карты», Yahoo, Maps, VirtualEarth, Gurtam, OpenStreetMap, eAtlas. Помимо загрузки и просмотра космоснимков, данная программа позволяет создавать привязанные карты как обширных территорий различного масштаба, так и отдельных участков в высоком разрешении.

Создание карт агроландшафтов в программе SASPlanet осуществляется выделением необходимой области на загруженном космоснимке и ее сохранением в любом из графических форматов JPG, PNG или BMP с созданием файла привязки для используемой ГИС-программы.

Лабораторией защиты растений Всероссийского НИИ орошаемого земледелия по результатам исследований по применению ГИС-технологий в защите растений разработана система контроля фитосанитарной обстановки орошаемых агроландшафтов на основе использования ГИС, обеспечивающая точность и минимализацию применения пестицидов при обеспечении высокой эффективности защитных мероприятий. В нашей работе в качестве ГИС-программы применялась широко распространенная программа OziExplorer 3.95.4m, успешно работающая с абсолютным большинством современных портативных навигаторов фирм Garmin, Magellan и др., позволяющих проводить полевые обследования с картографической привязкой получаемых в результате обследований данных. В качестве основных объектов исследования, для которых целесообразно применение картирования очагов с последующим локальным применением пестицидов, были выбраны многолетние корнеотпрысковые сорные растения (горчак ползучий (Acroptilon repens) и др.) и стадные саранчовые (прус итальянский (Calliptamus italicus) и др.).

В течение двух лет в ходе научно-исследовательских работ на территории Волгоградской области было обследовано 1500 га земель, расположенных на территории Быковского района, 78 га – на территории Среднеахтубинского и 696 га – на территории Городищенского районов. Из них учеты кладок итальянского пруса проведены на старозалежных землях, прилегающих к орошаемым массивам Большой Волгоградской оросительной системы, на общей площади 1245 га (Быковский район), а учеты засоренности горчаком – на орошаемых полях общей площадью 1029 га во всех трех районах.

Общая площадь земель, на которых была выявлена высокая плотность яйцекладок итальянской саранчи, составила 348 га, или 27,9% от всей обследованной площади. Проведенная нами локальная обработка по личинкам 1–2 возраста в период сформированных кулиг (скоплений) с применением техники, работающей с использованием ГЛОНАСС- или GPS-навигационного оборудования, сократила затраты на обработку и пестицидную нагрузку на орошаемый агроландшафт на 60–70% в сравнении со сплошными обработками залежей.

Площадь орошаемой пашни, занятой очагами горчака ползучего, в Среднеахтубинском районе составила 0,156 га, или 0,2% обследованной площади, в Быковском районе – 0,785 га, или 0,3%. Площадь орошаемых земель, засоренных в сильной и средней степени осотом розовым, на территории Городищенского района составила 74 га, или 10,6%.

Как показала практика, проведение защитных мероприятий путем внедрения разработки локального применения пестицидов дает наибольший эффект прежде всего в борьбе с особо опасными сорными растениями, в первую очередь с карантинными сорняками (горчак ползучий, амброзии и др.). В результате избирательного применения гербицидов на основании координат выявленных очагов или участков с высокой и средней степенью засорения корнеотпрысковыми сорняками обеспечивается высокая эффективность защитных мероприятий при значительном сокращении затрат (до 80–90%) в сравнении со сплошными обработками засоренных полей.

Результаты научных исследований по системе контроля за фитосанитарной обстановкой орошаемых агроландшафтов на основе ГИС-технологий могут быть использованы сельхозтоваропроизводителями всех форм собственности, земли которых засорены опасными карантинными объектами, в частности горчаком розовым (Acroptilon repens) и стадными саранчовыми, в том числе итальянским прусом (Calliptamus italicus).

Е. В. Комаров, заведующий лабораторией защиты растений отдела орошаемого земледелия и агроэкологии Всероссийского НИИ орошаемого земледелия РАСХН, кандидат биологических наук

Источник: журнал «Аграрное обозрение», №1, 2014 год