Дистанційне визначення величини фотосинтетичного стоку органічного вуглецю (Ph) в агроценозі пшениці озимої залежно від строкатості ґрунтового покриву

Автор(и)

  • П. І. Трофименко Київський національний університет імені Тараса Шевченка
  • В. І. Зацерковний Київський національний університет імені Тараса Шевченка
  • І. С. Зобнів Київський національний університет імені Тараса Шевченка
  • Н. В. Трофименко Київський національний університет імені Тараса Шевченка
  • О. П. Сябрук Національний науковий центр “Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського”
  • В. О. Забалуєв Національний університет біоресурсів і природокористування України

DOI:

https://doi.org/10.31073/acss93-05

Ключові слова:

дистанційна ідентифікація; диференціація ґрунтового покриву; діапазони SWIR; моделювання; пшениця озима; фотосинтетичний стік вуглецю

Анотація

У статті представлено результати досліджень зв’язку диференціації ґрунтового покриву та даних дистанційної ідентифікації величини фотосинтетичного стоку органічного вуглецю (Ph) на посівах пшениці озимої, та розробку нових і вдосконалення існуючих моделей накопичення біомаси сільськогосподарських культур, з метою формування структури цих моделей за різних кліматичних умов та на різних типах ґрунтів. У ході дослідження розроблено моделі величин стоку вуглецю в агроценозі пшениці озимої на супіщаних та легкосуглинкових ґрунтах (PhСО2LIG та PhСLIG), середньо- та важкосуглинкових ґрунтах (PhСО2 HEAV та PhС HEAV), а також проведено оцінку точності моделей. Експериментальними дослідженнями виявлено та підтверджено територіальну узгодженість значень величин стоку органічного вуглецю PhСО2LIG на посівах пшениці з геоморфологічними ознаками якості супіщаних та легкосуглинкових ґрунтів, зокрема гранулометричним складом, глейовістю та глеюватістю. Встановлено, що на 95,2 % значення похибки дистанційної ідентифікації Ph біомаси пшениці озимої на різних ґрунтах зумовлені врожайністю зерна, соломи та кореневої маси. Із урахуванням особливостей настання діагностичних, для дистанційної ідентифікації, значень фотосинтетичного стоку органічного вуглецю і фаз органогенезу пшениці озимої розроблено рекомендовані середньорічні часові вікна замови знімку Sentinel 2А у розрізі природно-кліматичних зон України. Таким чином, пропонується розробити подібні моделі для інших супутників, які здійснюють створення зображення в діапазонах SWIR3 та SWIR2, близьких до 2080–2350 нм та 1550-1750 нм відповідно. Це дозволить отримувати більше зображень, необхідних для діагностики стоку вуглецю на посівах пшениці озимої.

Посилання

References

Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories – IPCC, 2006. United Nations Framework Convention on Climate Change. Retrieved from: https://unfccc.int/process-and-meetings/ .

Trofymenko, P., Ivanik, O., & Trofimenko, N. (2019). Methodology of CO2 monitoring in the system "soil – atmosphere – plant" and daily biological carbon cycle of soils of agrolandscapes of Polissya of Ukraine. Tavriya Scientific Bulletin of Kherson National Agrarian University, 2, 110, 232-243. doi: 10.32851/2226-0099.2019.110-2.30 [in Ukrainian].

Kussul, N., Kolotii, A., Shelestov, A., Yailymov, B., & Lavreniuk, M. (2017). Land degradation estimation from global and national satellite based datasets within UN program. Proceedings of the 9th IEEE Int. Conf. on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS), (pp. 383-386). doi: 10.1109/IDAACS.2017.8095109 [in Ukrainian].

Shelestov, A., Yailymov, B., Yailymova, G., Bilokonska, Yu., & Nivyevsky. O. (2020). Satellite monitoring of crops in Ukraine. Space Science and Technology, Vol. 26, 6, 27-37. https://doi.org/10.15407/knit2022.02.030 [in Ukraine].

Trofymenko, P., Zatserkovnyi, V., Zubova, O., & Borysov, F. (2018). Remote diagnostics of grain straw yield based on soil areal scenarios. Proceedings of the XVIIth International Conference on Geoinformatics. Theoretical and Applied Aspects. Kyiv, Retrieved from: https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57193445839. [in Ukrainian].

Yailymov, B., Lavreniuk, M., Shelestov, A.Y, Kolotii, A., Yailymova, H., & Fedorov, O. (2018). Methods of essential variables determination for the Earth’s surface state assessing. Space Science and Technology, 24(4), 24-37. doi: 10.15407/knit2018.04.026. [in Ukrainian].

Food and Agriculture Organization of the United Nationals. Global Soil Partnership [Official site]. Retrieved from: https://www.fao.org/global-soil-partnership/en/.

Institute for Environmental IT Hamburg. Definition, goals, mythology and standards. Retrieved from: https://www.ifu.com/en/product-carbon-footprint/.

Lyalko, V., Sakhatsky, A., Kostyuchenko, Yu., Artemenko, I., Zholobak, G., Levchik, E., & Movchan, D. (2012). Space monitoring of balance of greenhouse gases to clarify their inventory. Space science and technology, 18(2), 3-14. URL: www.mao.kiev.ua › biblio › jscans › knit › 2012-18 › knit-2012-18-2 [in Ukrainian].

Trofymenko, P., Trofymenko, N., Zobniv, I., & Bilyavsky, Yu. (2021). Geospatial differentiation of soil cover and the magnitude of the assimilation potential of carbon dioxide in winter wheat crops. Proceedings of the all-Ukrainian scientific-practical conference of young scientists and specialists dedicated to the 65th anniversary of the National Scientific center «Institute for soil science and agrochemistry research named after O.N. Sokolovsky. (pp. 124-126) [in Ukrainian].

Trofymenko, P., Radion, I., Degtyarjov, V., Kotkova, T., Zatserkovnyi, V., & Trofimenko, N. (2019). Applying the models of soil screening and organic carbon content in the soils of Ukrainian Polissia based on the vegetation indices. XIIIth International conference “Geoinformatics: Theoretical and Applied Aspects”. Kyiv, Retrieved from: https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57193445839. [in Ukrainian].

Trofymenko, P., Trofimenko, N., Zatserkovnyi, V., & Borysov, F. (2018). Monitoring of emission volumes ↔ CO2 assimilation in «soil-atmosphere-plant» system. Proceedings of the XII International Scientific Conference “Monitoring of geological processes and ecological condition of the environment”. Kyiv, Retrieved from: https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=5719344539. [in Ukrainian].

Resolution of the cabinet of ministers of Ukraine "On approval of the Procedure for maintaining the State Land Cadastre". Kyiv, (2012). Retrieved from: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1051-2012-%D0%BF#Text. [in Ukrainian].

Trofymenko, P., Zatserkovny, V., Zubova, E., Trofimenko, N., & Myslyva, T. (2018). Using remote sensing data to assess the productivity of winter wheat in the conditions of Zhytomyr Polesie. Bulletin of the Belarusian Agricultural Academy, 2, 161-168. [in Belarus].

Dospekhov, B. (1985). Field experiment technique. Moscow: Agropromizdat. [in Russian].

Levin, F. (1977). The amount of plant residues in the soils of field crops and its determination by the yield of the main product. Agrochemistry. 8, 36-43. [in Russian].

Batsula, O., (Ed.). (1987). Ensuring a deficit-free balance of humus in the soil. Kyiv: Urozhay. [in Ukrainian].

Chesnyak, G., Batsula, O., & Derevyanko, R. (1987). Parameters of humus condition of soils. In: Batsula, O., (Ed.). Ensuring a deficit-free balance of humus in the soil (pp. 77-91). Kyiv: Urozhay. [in Ukrainian].

Teyler, J. (1985). Introduction to the theory of errors / Dedenko, L.G. Trans. Moscow: "Mir".

Zaidel, A. (1985). Measurement errors of physical quantities. Leningrad: Nauka. [in Russian].

Завантаження

Опубліковано

2022-12-01

Як цитувати

Трофименко, П. І., Зацерковний, В. І., Зобнів , І. С., Трофименко , Н. В., Сябрук , О. П., & Забалуєв , В. О. (2022). Дистанційне визначення величини фотосинтетичного стоку органічного вуглецю (Ph) в агроценозі пшениці озимої залежно від строкатості ґрунтового покриву. Агрохімія і ґрунтознавство, 93, 44-53. https://doi.org/10.31073/acss93-05