Использование современных информационных технологий в комплексной ресурсосберегающей мелиорации (на примере Омского Прииртышья)

В условиях возрастающего антропогенного воздействия на природную среду сельскохозяйственное производство должно быть адаптировано к природным особенностям и возможностям конкретных агроландшафтов. Развитие АПК в Омском Прииртышье при существующей системе сельскохозяйственного производства сопровождается резким ухудшением состояния сельскохозяйственных земель. Для прогрессивного развития АПК в лесостепной и степной зонах Омского Прииртышья необходима интенсификация сельскохозяйственного производства, одним из направлений которой является внедрение комплексных ресурсосберегающих мелиоративных приемов, которые базируются на исследовании и мониторинге оптимальных мелиоративных режимов на землях сельскохозяйственного назначения, обеспечивающих достижение заданного технико-экономического, экологического эффекта и рационализацию природопользования.

Целью внедрения комплексных мелиоративных ресурсосбергающих мероприятий на землях сельскохозяйственного использования Омского Прииртышья является улучшение экологического состояния и эколого-щелочных условий; водно-солевого и питательного режимов; увеличение биологической продуктивности экосистем и возможность управления факторами плодородия почв и, как следствие, повышение объемов интенсификации сельскохозяйственного производства.

Результаты и их анализ

Использование современных средств доступа к информационным ресурсам открыло новые возможности использования информационных технологий для рационализации водопользования и управления факторами плодородия через реализацию ресурсосберегающих и экологически обоснованных технологий полива, использование земельных ресурсов.

Оптимальное управление системой орошения в комплексе с мелиоративными ресурсо-берегающими технологиями требует сбора и мониторинга следующих информативных параметров района:

• –    декадные метеоданные по температуре и влажности воздуха, скорости ветра и атмосферным осадкам (не менее чем за 30–40-летний период наблюдений);

• -    механический состав, водно-физические и химические свойства почв;

• -    особенности произрастания с.-х. культур;

• -    размер орошаемой площади и др.

Расчеты оптимального режима орошения с использованием этих данных можно выполнять непосредственно в хозяйствах с помощью разработанных моделей информационных систем управления мелиоративными технологиями при возделывании сельскохозяйственных культур [1].

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственнго использования мелиорированных земель (ГНИУ ВНИИМЗ) одним из первых проводил исследования по разработке теоретических основ формирования модели с информационно-советующей системой управления технологиями орошения при возделывании сельскохозяйственных культур.

Результаты исследований включают:

• -    агроэкологическую типизацию земель и их группировку для целенаправленного управления факторами мелиоративного земледелия;

• -    систему оптимизации экологических показателей при использовании орошаемых земель;

• -    методы оценки состояния земель для разработки технологий возделывания сельскохозяйственных культур, методику создания электронной базы данных изменения состояния почв на основе GIS/GPS-технологий (геоинформационный мониторинг эколого-мелиоративного состояния мелиорируемых земель сельскохозяйственного назначения) [3].

Применение комплексного локального геоинформационного мониторинга и интегрированной с ним информационно-советующей системы по управлению плодородием орошаемых почв позволит обеспечить нормирование и планирование сроков и норм полива, прогнозирование динамики изменения запасов влаги в почве, более рациональное использование ресурсов за счет учета пространственной неоднородности состояния орошаемых земель [5].

Последние 5 лет исследованиями нормирования и прогнозирования орошения с помощью современных компьютерных технологий занималось ФГНУ Всероссийский научноисследовательский институт систем орошения и сельскохозяйственного водоснабжения «Радуга» (ФГНУ ВНИИ «Радуга»). Главное преимущество внедренных научным учреждением методик состоит в оснащении ее компьютерными программами для оперативного управления поливами, нормирования параметров режимов орошения и как следствие, управление факторами плодородия. Широко используется программа, имеющая «Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ» за № 2003611339 под названием « RRORK.BAS ». Усовершенствованная в 2005 г. программа «ROCK.xls» позволяет рассчитывать исследуемые показатели за период любой длительности, статистически их обрабатывать и устанавливать динамику их изменения [2].

В условиях развития и применения комплексных мелиораций и для интенсификации сельского хозяйства возможно внедрение и применение следующих современных компьютерных программ и информационных ресурсов:

• -    информационно-советующей системы оценки мелиоративного и агрохимического состояния орошаемых участков, предназначенной для характеристики мелиорируемых земель на локальном уровне;

• -    ГИС-мониторинг современного агромелиоративного состояния орошаемых земель;

• -    информационно-советующей системы по управлению плодородием орошаемых почв;

• -    информационно-советующей системы «Режимы орошения», предназначенной для разработки режимов орошения, дифференцированных по предполивному порогу влажности и глубине расчетного слоя почвы, ориентированных на уменьшение непродуктивных потерь оросительной воды на инфильтрацию за пределы корнеобитаемого слоя и поверхностный сток.

Для эффективного внедрения в условиях Омского Прииртышья информационных систем управления и нормирования использования ресурсов необходим сбор исходных, создание информационной базы по нормативно-справочным и оперативным данным для расчета режимов орошения, внедрение метода расчета суммарного испарения и нормирования орошения с учетом пространственно-временной изменчивости агроклиматических условий и влажности почвы, внедрение методики организации полевых исследований по определению параметров моделей для планирования режима орошения [4].

Обширное применение информационных ресурсов и технологий в комплексе с ресурсосберегающими приемами мелиорации должно обеспечить реализацию ресурсосберегающих и экологически обоснованных технологий полива. Станет возможным более точно и качественно исследовать влияние ресурсосберегающих (водосберегающих) мероприятий и почвозащитных приемов мелиорации на водно-физические свойства черноземов Омского Прииртышья, дифференцировать оросительные нормы и поливные режимы в соответствии с пространственно-временной изменчивостью ресурсов тепла и влаги и их соотношением. Повышения эффективности внедрения комплекса мелиоративных мероприятий при применении информационных технологий непременно приведет к увеличению объемов интенсификации сельскохозяйственного производства в Омском Прииртышье [2].