Введение
Глава 1 Обзор литературы: почвенно-агроэкологическое моделирование продукционного процесса как основа цифровизации при выращивании озимой пшеницы 11
1.1 Задача цифровизации сельского хозяйства России 11
1.1.1 Составляющие цифровизации сельского хозяйства 11
1.1.2 Точное земледелие 13
1.1.3 Информационно-методическое обеспечение почвенно-агроэкологического мониторинга 15
1.1.4 Системы поддержки и принятия решений 18
1.2 Особенности продукционного процесса озимой пшеницы и ее народнохозяйственное значение 21
1.3 Система поддержки и принятия агротехнологических решений для переноса агротехнологий (DSSAT) 23
1.3.1 Общая характеристика DSSAT 23
1.3.2 Компоненты DSSAT 26
1.3.3 Минимальный набор данных для моделирования 32
1.4 Использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для агроэкологического мониторинга 34
1.4.1 Мониторинг сельскохозяйственных земель 34
1.4.2 Вегетационные индексы - основа оперативной обработки данных 37
Глава 2 Объекты и методы исследований 40
2.1 Полевые агроэкосистемы с озимой пшеницей на Полевой опытной станции РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева в 2015-2017 гг. 40
2.1.1 Общая характеристика объектов исследования 40
2.1.2 Агроклиматические условия проведения экспериментов 42
2.1.3 Характеристика почвенных условий 47
2.1.4 Агротехнологическая характеристика объекта 49
2.1.5 Особенности озимой пшеницы сорта Звезда 51
2.2 Методы исследований 53
2.2.1 Полевые методы исследований 53
2.2.2 Лабораторные методы исследований 57
2.2.3 Дистанционные исследования с помощью БПЛА 58
2.2.4 Информационно-аналитические методы 61
2.2.5 Подготовка данных для настройки CERES-Wheat модели по данным 2015-2016 гг 62
2.2.6 Подготовка данных для тестирования CERES-Wheat модели по данным 2016-2017 гг. 67
Глава 3 Агроэкологический мониторинг продукционного процесса озимой пшеницы в 2015-2017 гг. 70
3.1 Рост растений и густота стеблестоя 70
3.2 Динамика проективного покрытия посевов 75
3.3 Параметры биомассы в период цветения растений 79
3.4 Характеристики урожая 81
3.5 Зависимости характеристик урожая от параметров биомассы на ранних стадиях развития растений 84
Глава 4 Локализация модели DSSAT 87
4.1 Настройка модели CERES-Wheat путем подбора коэффициентов модели 87
4.2 Анализ чувствительности модели, настроенной по сезону, близкому к среднемноголетнему 92
4.3 Тестирование модели по сезону более холодному и влажному по сравнению со среднемноголетним 93
Глава 5 Исследование агроэкологических зависимостей для параметров биомассы озимой пшеницы 97
5.1 Анализ влияния агротехнологий, применяемых на Полевой опытной станции РГАУ-МСХА 97
5.2 Изменение во времени параметров биомассы пшеницы на вариантах с отвальной и нулевой способами обработки почвы 103
Глава 6 Исследование зависимостей между данными дистанционного зондирования с БПЛА и параметрами биомассы озимой пшеницы 107
6.1 Зависимость между урожаем озимой пшеницы по делянкам в целом и индексом NDVI 107
6.2 Сравнительный анализ информативности вегетационных индексов для оценки биомассы 110
Заключение 116
Библиографический список 119
