Фитогеоморфология
Фитогеоморфология – это изучение того, как особенности местности влияют на рост растений. [1] Это было предметом трактата Говарда и Митчелла в 1985 году, которые рассматривали рост, а также сортовую временную и пространственную изменчивость, обнаруженную в лесах, но признавали, что их работа также имела применение в сельском хозяйстве , и относительно новая наука (в то время) точного земледелия . Предпосылка Говарда и Митчелла заключается в том, что формы рельефа земли или особенности трехмерной топографии существенно влияют на то, как и где растут растения (или деревья в их случае). С тех пор возможности картографировать и классифицировать формы и особенности рельефа значительно возросли. Появление GPS позволило нанести на карту практически любую переменную, которую можно измерить. Таким образом, возникло очень возросшее осознание пространственной изменчивости среды, в которой растут растения. Развитие таких технологий, как бортовой LiDAR, позволило проводить детальные измерения особенностей рельефа с точностью до субметра, а в сочетании с RTK-GPS (точность до 1 мм) позволяет создавать очень точные карты того, где эти объекты находятся. Сравнение этих карт рельефа с отображением переменных, связанных с ростом сельскохозяйственных культур или растений, показывает сильную корреляцию (примеры и ссылки по точному земледелию см. ниже).
Фитогеоморфология и точное земледелие
[ редактировать ]Хотя фитогеоморфология изучает взаимосвязь между растениями и атрибутами местности в целом (см. Howard et al., (1985)), она также может применяться к точному земледелию путем изучения временной и пространственной изменчивости роста сельскохозяйственных культур на сельскохозяйственных полях. Уже существует объем работ, хотя они не используют конкретно термин «фитогеоморфология», в которых рассматриваются особенности рельефа сельскохозяйственных полей, влияющие на урожайность и рост сельскохозяйственных культур, Мур и др. (1991) [2] дают ранний обзор применения особенностей местности в точном земледелии, но одно из самых ранних упоминаний об этом явлении в сельском хозяйстве принадлежит Уиттекеру в 1967 году. [3] Более поздние работы включают шестилетнее исследование временной и пространственной стабильности урожайности в течение 11 лет (Каспар и др., (2003) и ссылки в нем). [4] и подробное исследование того же самого на небольшой 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 позволит фермеру получать более высокую прибыль в виде более высокой общей урожайности и меньшего количества затрат. Новая наука об устойчивой интенсификации сельского хозяйства [6] которая направлена на удовлетворение потребности в более высокой урожайности на существующих полях, может быть достигнута за счет некоторых практических применений фитогеоморфологии, применяемых 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 включает в себя данные за несколько лет, очень специализированные программные инструменты и длительное время вычислений для получения результатов. полученные карты.
Фитогеоморфологически определенные зоны управления
[ редактировать ]Как правило, целью точного земледелия является разделение поля фермы на отдельные зоны управления в зависимости от урожайности в каждой точке поля. «Технология переменной нормы» — это относительно новый термин в сельскохозяйственных технологиях, который относится к разбрасывателям , сеялкам , опрыскивателям и т. д., которые способны регулировать скорость потока на лету. Идея состоит в том, чтобы создать «карту рецептов» для сельскохозяйственной техники с регулируемой нормой внесения, чтобы вносить точное количество добавок, необходимое в конкретное место (в пределах этой зоны поля). В литературе существуют разные мнения относительно того, как правильно определять зоны управления. [ нужна ссылка ]
При геоморфологическом подходе к определению зон управления обнаружено, что топография помогает, по крайней мере частично, определить, какой урожай поступает с какой части поля. Это справедливо для полей, где постоянно существуют ограничивающие характеристики для отдельных частей поля, но не верно для полей, где потенциал роста одинаков по всему полю (Блэкмор и др., (2003). [8] ). Можно показать, что индексная карта урожайности (показывает области постоянного превышения урожайности и области постоянного занижения производительности) хорошо коррелирует с картой классификации форм рельефа (личное сообщение, Aspinall (2011)). [9] ). Формы рельефа можно классифицировать по-разному, но самым простым в использовании программным инструментом является LandMapR (MacMillan (2003). [10] ). Ранняя версия программного обеспечения LandMapR доступна через проект Opengeomorphometry, размещенный в рамках проекта Google Code .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ховард, Дж. А., Митчелл, К. В., 1985. Фитогеоморфология. Уайли .
- ^ Мур, И.Д., Грейсон, Р.Б., Ладсон, А.Р., 1991. Цифровое моделирование местности: обзор гидрологических, геоморфологических и биологических приложений. Гидрологические процессы . 5, 3-30
- ^ Уиттакер, Р.Х. 1967. Градиентный анализ растительности, Biological Reviews , 42, 207-264.
- ^ Каспар, Т.К., Колвин, Т.С., Джейнс, Б., Карлен, Д.Л., Джеймс, Д.Э., Мик, Д.В., 2003. Взаимосвязь между урожайностью кукурузы за шесть лет и характеристиками местности. Точное земледелие , 4, 87-101.
- ^ Маркуас да Силва, младший, 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 сельского хозяйства: предпосылки и политика. Наука , Том. 341, 33–34.
- ^ Рейтер, Х.И., Гибель, А., Вендрот, О., 2005. Может ли стратификация рельефа улучшить наше понимание изменчивости урожайности. 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, Р.А., ВанДьюсен, А.А., 2003. Руководство пользователя LandMapR. Самостоятельная публикация