Ученые РУДН предложили использовать спутниковые снимки для оценки состояния черноземов

Черноземы — самые плодородные почвы. Сельскохозяйственные культуры можно выращивать на них даже без удобрений. При непрерывном многолетнем использовании почвы истощаются — они теряют плодородие. Чтобы этого избежать, необходимо регулировать интенсивность пользования, а для этого нужна объективная и оперативная информация о состоянии почв. Однако зачастую существующие системы мониторинга не могут предоставить такую информацию — из-за недостатка финансирования, несовременного оборудования, нехватки специалистов. Агрономы РУДН с коллегами из Белгородского государственного университета предложили использовать для оценки состояния черноземов новый способ — фотографии со спутника. Исследователи проанализировали спутниковые снимки Белгородской области с 1985 года. Этот регион специализируется на сельскохозяйственном производстве, и около 77% его территорий занимают черноземные почвы.

«В основном, в Белгородской области выращивают однолетние зерновые культуры — например, пшеницу и ячмень, а также кукурузу, подсолнечник, сахарную свеклу. В начале XXI века администрация области взяла курс на экологизацию сельского хозяйства и ввела так называемую адаптивно-ландшафтную систему земледелия. Это привело к увеличению доли однолетних и многолетних трав в составе посевов и снижению пропашных культур, что, возможно, снизило агрогенную нагрузку на почву пахотных земель», — доктор сельскохозяйственных наук Игорь Савин, профессор департамента рационального природопользования РУДН.

Ученые взяли цветные спутниковые снимки Landsat TM5 за период с 1985 до 2011 года. Интервал наблюдений составлял 15 дней. Агрономы РУДН выбирали фотографии местности, сделанные в ясные дни, чтобы избежать искажений цвета. Затем три независимых эксперта оценивали, есть ли различия между цветовыми профилями почв на фотографиях разных лет. По изменению цвета делали вывод, какие преобразования произошли с черноземом: например, осветление почвы свидетельствовало о ее высыхании и уменьшении количества гумуса — плодородного органического компонента. Потемнение поверхности, наоборот, могло быть вызвано переувлажнением.

Агрономы РУДН оценили состояние 56% сельскохозяйственных территорий Белгородской области. Оказалось, что цветовые спектры 89% площади проанализированных черноземных почв за последние 35 лет не изменились. В остальных почвах произошли изменения: на 2,5% территории отмечено увеличение влажности почв, на 2% — увеличение содержания гумуса, а на 0,9% — снижение количества гумуса из-за вспашки или эрозии почвы.

«C начала XXI века в Белгородской области улучшилось состояние почв —на некоторых участках заметно увеличилось содержание гумуса в черноземе. Снижение, наблюдаемое в других местах, может быть связано с вспашкой, а также с процессами водной эрозии почв на склонах. Использованный нами анализ спутниковых снимков можно предложить использовать в других регионах России, чтобы оперативно оценивать состояние местных почв и регулировать землепользование», — кандидат технических наук Петр Докукин, начальник научного управления РУДН.

Результаты опубликованы в журнале Remote Sensing.