Innovative technologies of irrigation reclamation in the production of potatoes and vegetables
Authors: Касьянов А.Е. 
Published: August 2021

В зонах дефицита естественного увлажнения (Краснодарский, Ставропольский края, Саратовская, Волгоградская, Астраханская области) высокие урожаи картофеля и овощей можно получать только на орошаемых землях. В зонах неустойчивого естественного увлажнения (Центрально-Черноземный район, Центральный район, Алтайский край) оросительные мелиорации обеспечивают получение стабильных и высоких урожаев этих культур. С 2005 по 2020 годы площадь орошаемых земель в России увеличилась с 4,55 до 4,63 млн га. Орошаемые площади в основном увеличивались за счет овощных полей. На орошаемых землях начинают использовать дистанционные технологии зондирования с. – х. земель. По сигналам частотных каналов определяют нормализованный разностный вегетационный индекс NDVI, индекс влажности поверхности Земли LSWI. Известные технологии не позволяют дистанционно установить сроки поливов овощных культур и картофеля. Предлагаемая технология включает создание маркерных участков, установление сроков поливов массива орошения по индексам NDVI зондирования растений маркерного участка. Размещали не менее одного маркерного участка на 100 га. Площадь маркерного участка не менее 200 м2. Норма внесения азотных удобрений на маркерном участке на 50–70% превышает норму внесения удобрений на остальном массиве орошения. На маркерном участке отмечали интенсивное подвядание листьев растений при NDVI менее 0,4. В этот момент назначали полив всего массива орошения. Особенности технологии показаны на результатах математического моделирования динамики NDVI, влажности почвы на маркерном участке и массиве орошения в условиях Саратовской области. Культура – картофель, нормы внесения удобрений на массиве орошения – N40P30K35, на маркерном участке – N65P30K35, урожайность – 39 т/га, почвы каштановые, среднесуглинистые, климатические показатели среднемноголетние. Определение индекса NDVI по сигналам зондирования, установление сроков поливов выполняется с использованием данных градиентного влагомера влажности почвы и технологии обучения искусственного интеллекта системы управления орошением. Программно-инструментальный комплекс, включающий маркерный участок, градиентный влагомер и искусственный интеллект системы управления орошением обеспечат экологическую безопасность и высокую эффективность производства картофеля и овощей.

In zones of deficiency of natural moisture (Krasnodar, Stavropol territories, Saratov, Volgograd, Astrakhan regions) high yields of potatoes and vegetables can be obtained only on irrigated lands. In zones of unstable natural moisture (Central Black Earth region, Central region, Altai territory) irrigation reclamation ensures stable and high yields of these crops. From 2005 to 2020, the area of irrigated lands in Russia increased from 4.55 to 4.63 million ha. Irrigated areas were mainly increased due to vegetable fields. Remote sensing technologies for agricultural land are beginning to be used on irrigated lands. The signals of the frequency channels are used to determine the normalized difference vegetation index NDVI, the moisture index of the Earth's surface LSWI. The known technologies do not allow remotely setting the timing of watering vegetables and potatoes. The proposed technology includes the creation of marker plots, the establishment of the timing of irrigation of the irrigation array according to the NDVI indices of plant sounding of the marker plot. Place at least one marker plot per 100 hectares. The area of the marker plot is not less than 200 m2. The rate of application of nitrogen fertilizers on the marker plot is 50–70% higher than the rate of application of fertilizers on the rest of the irrigation area. In the marker plot, there is an intense wilting of plant leaves with an NDVI less than 0.4. At this moment, watering of the entire irrigation array is scheduled. The features of the technology are shown on the results of mathematical modeling of the dynamics of NDVI, soil moisture on the marker plot and the irrigation array in the Saratov region. Crop – potatoes, fertilization rates on the irrigated array – N40P30K35, on the marker plot – N65P30K35, yield – 39 t/ha, chestnut soils, medium loamy, climatic indicators are average long-term. Determination of the NDVI index based on sounding signals, setting the timing of irrigation is performed using data from a gradient soil moisture meter and artificial intelligence training technology for an irrigation control system. A software and instrumental complex including a marker section, a gradient moisture meter and an artificial intelligence of the irrigation control system will ensure environmental safety and high efficiency in the production of potatoes and vegetables.