environmentПриродообустройствоPrirodoobustrojstvo1997-6011РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.26897/1997-6011-2023-3-15-22environment-325Research ArticleМЕЛИОРАЦИЯ, ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО И АГРОФИЗИКАLAND RECLAMATION, WATER ECONOMY AND AGROPHYSICSАнализ пространственного варьирования влажности почвенного покрова вдоль фронта дождевальной машиныAnalysis of spatial variation of soil cover moisture along the front of the sprinkling machinehttps://orcid.org/0000-0002-9556-9966ЗейлигерА. М.ZeyligerA. M.

Зейлигер Анатолий Михайлович, д-р биол. наук, главный научный сотрудник

SPIN-код: 7478-4092; WoS ResesrcherID E-2657-2014; Scopus AuthorID 6507949702; AuthorID e-library: 3272

127434, г. Москва, Тимирязевская ул., 49

Zeyliger Anatoly Mikhailovich, doctor of biological sciences, chief researcher

SPIN-код: 7478-4092; WoS ResesrcherID E-2657-2014; Scopus AuthorID6507949702; AuthorID e-library: 3272

Moscow, 127434, Timiryazevskaya, 49

azeyliguer@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4697-8293ЗатинацкийС. В.ZatinatskyS. V.

Затинацкий Сергей Викторович, канд. техн. наук, научный сотрудник

SPIN-код: 6895-7800; Scopus AuthorID 57193998914; AuthorID e-library: 173805

410012, г. Саратов, пр-кт им. Петра Столыпина, зд. 4, стр. 3

Zatinatsky Sergey Viktorovich, candidate of technical sciences, researcher

SPIN-код: 6895-7800; Scopus AuthorID57193998914; AuthorID e-library:173805

Saratov, 410012, Teatralnaya square, 1

zatin_s@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4251-2402ЕрмолаеваО. С.ErmolaevaO. S.

Ермолаева Ольга Сергеевна, старший преподаватель

SPIN-код: 4968-6008; WoSResesrcherID AAF-7952-2019; Scopus AuthorID 56662032000; AuthorID e-library: 184893

127434, г. Москва, Тимирязевская ул., 49

Ermolaeva Olga Sergeevna, senior lecturer

SPIN-код: 4968-6008; WoSResesrcherID AAF-7952-2019; Scopus AuthorID56662032000; AuthorID e-library: 18489

Moscow, 127434, Timiryazevskaya, 49

ol_ermolaeva@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9217-8989КолгановД. А.KolganovD. A.

Колганов Дмитрий Александрович, канд. техн. наук, доцент

SPIN-код: 2488-8359; WoSResesrcherID AFD-8580-2022; ScopusAuthorID 57218107579; AuthorID e-library: 918470

410012, г. Саратов, пр-кт им. Петра Столыпина, зд. 4, стр. 3

Kolganov Dmitry Aleksandrovich, candidate of technical sciences, associate professor

SPIN-код: 2488-8359; WoSResesrcherID AFD-8580-2022; ScopusAuthorID57218107579; AuthorID e-library: 918470

Saratov, 410012, Teatralnaya square, 1

dmi.kolg@mail.ruРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Agricultural Academy named after C.A. TimiryazevRussian FederationСаратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. ВавиловаРоссияSaratov State University of Genetics, Biotechnology and Engineering named after N.I. VavilovRussian Federation202305092023031522Copyright © Зейлигер А.М., Затинацкий С.В., Ермолаева О.С., Колганов Д.А., 20232023Зейлигер А.М., Затинацкий С.В., Ермолаева О.С., Колганов Д.А.Zeyliger A.M., Zatinatsky S.V., Ermolaeva O.S., Kolganov D.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://environment.timacad.ru/jour/article/view/325

С  целью  выяснения  пространственных  связей  между  распределением влажности  слоя  почвенного  покрова  0-5  см  и  распределением  локальных  поливных  норм вдоль  напорного  фронта  дождевальной  машины  были  проведены  исследования,  включающие в себя измерение влажности вдоль этого фронта, с последующим анализом данных. Измерение влажности было произведено на участке посева сои, дождевание которого осуществлялось ДМ «Каскад». Анализ результатов включал в себя статистическую и геостатистическую обработку данных  измерений,  а  также  результаты  компьютерного  моделирования  зональных  поливных норм и их сопоставления с зональными значениями влажностей. В результате была выявлена связь  влияния  неравномерного  распределения  локальных  поливных  норм  на  формирование пространственных  паттернов  влажностей  поверхностного  слоя  почвенного  покрова 0-5  см.  Показано,  что  несмотря  на  выявленную  корреляционную  связь  между  зональными значениями  влажностей  и  зональными  значениями  поливных  норм,  существует  ряд неопределенностей, которые могли играть значимую роль.

In  order  to  study  the  spatial  relationships  between  the  distribution  of  moisture in the 0-5 cm layer of soil cover and the distribution of local irrigation rates along the pressure front of the sprinkler, a study was carried out, including the measurement of moisture along this front, as well as subsequent data analysis. Moisture measurement was carried out at the soybean sowing site, sprinkling of which was carried out by SM «Kaskad». The analysis of the results included statistical and geostatistical processing of measurement data, as well as analysis of the results of computer modeling of zonal irrigation norms and their comparison with zonal values of humidity. As a result of the analysis, the relationship between the influence of the uneven distribution of local irrigation norms on the formation of spatial patterns of moisture of the surface 0-5 cm layer of soil cover was revealed. At the same time, it was shown that, despite the revealed correlation between the zonal values of humidity and the zonal values of irrigation norms, there are still a number of factors and conditions that could have a significant impact.

орошениеполивная нормавлажность почвыпространственный паттерндождевальная машина «Каскад»цифровой двойникгеоданныеизмерение влажности почвыirrigationirrigation ratesoil moisturespatial patternsprinkling machine “Kaskad”digital twingeodatasoil moisture measuremenИсследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда № 23-27-00438. URL: https://rscf.ru/project/23-27-00438/The research was carried out supported by a grant of the Russian scientific fund № 23-27-00438, https://rscf.ru/project/23-27-00438/ReferencesKoster R.D. et al. Regions of strong coupling between soil moisture and precipitation // Science. Science. 2004. Vol. 305, № 5687. Pр. 1138-1140.Koster R.D. et al. Regions of strong coupling between soil moisture and precipitation // Science. Science, 2004. Vol. 305, № 5687. P. 1138-1140.Corradini C., Morbidelli R., Melone F. On the interaction between infiltration and Hortonian runoff // J Hydrol (Amst). Elsevier, 1998. Vol. 204, № 1-4. Pр. 52-67.Corradini C., Morbidelli R., Melone F. On the interaction between infiltration and Hortonian runoff // J Hydrol (Amst). Elsevier, 1998. Vol. 204, № 1-4. P. 52-67.Beck H. et al. Improving curve number based storm runoff estimates using soil moisture proxies // IEEE Journal of Selected Topics in Earth Observations and Remote Sensing. IEEE Geoscience & Remote Sensing Society. 2009. Vol. 2, № 4. Pр. 250-259.Beck H. et al. Improving curve number based storm runoff estimates using soil moisture proxies // IEEE Journal of Selected Topics in Earth Observations and Remote Sensing. IEEE Geoscience & Remote Sensing Society, 2009. Vol. 2, № 4. P. 250-259.Komma J., Blöschl G., Reszler C. Soil moisture updating by Ensemble Kalman Filtering in real-time flood forecasting // J Hydrol (Amst). Elsevier. 2008. Vol. 357, № 3-4. Pр. 228-242.Komma J., Blöschl G., Reszler C. Soil moisture updating by Ensemble Kalman Filtering in real-time flood forecasting // J Hydrol (Amst). Elsevier, 2008. Vol. 357, № 3-4. P. 228-242.Hirschi M. et al. Observational evidence for soil-moisture impact on hot extremes in southeastern Europe // Nat Geosci. 2010. Vol. 4, № 1. Pр. 17-21.Hirschi M. et al. Observational evidence for soil-moisture impact on hot extremes in southeastern Europe // Nat Geosci. 2010. Vol. 4, № 1. P. 17-21.Зейлигер А.М., Ермолаева О.С. Информационные технологии в мониторинге богарных и орошаемых агроценозов // Cовременные наукоемкие технологии. 2016. Т. 10, № 1. С. 62-66.Zeyliger A.M., Ermolaeva O.S. Information technologies in monitoring rainfed and irrigated agrocenoses // State-of-the-art high-tech technologies. 2016. Vol. 10, № 1. P. 62-66.Зейлигер А.М., Ермолаева О.С., Кричевцова А.Н. Результаты пространственно-временного анализа наборов данных ДЗЗ по испарению с поверхности суши MOD16 et за 2000-2009 годы для территории Палласовского района Волгоградской области РФ // Экология. Экономика. Информатика: Сборник статей: В 3 т. Ростов-на-Дону: Южный федеральный университет, 2015. С. 35-48.Zeyliger A.M., Ermolaeva O.S., Krichevtsova A.N. Results of spatial-temporal analysis of remote sensing data sets on evaporation from the land surface MOD16 et for 2000-2009 for the territory of the Pallasovsky district of the Volgograd region of the Russian Federation. Ecology. Economics. Informatics: collection of articles in 3 volumes. R/onDon: Southern Federal University, 2015. P. 35-48.Ермолаева О.С., Зейлигер А.М. Анализ трендов потоков суммарного испарения (за 2003-2017 гг.) по данным продукта MOD16A2 для территории Марксовского района Саратовской области // Природообустройство. 2021. № 2. С. 16-25.Ermolaeva O.S., Zeyliger A.M. Analysis of trends in total evaporation flows (for 2003-2017) according to the MOD16A2 product for the territory of the Marksovsky district of the Saratov region. 2021. № 2. P. 16-25.Li J., Islam S. On the estimation of soil moisture profile and surface fluxes partitioning from sequential assimilation of surface layer soil moisture // J Hydrol (Amst). Elsevier. 1999. Vol. 220, № 1-2. Pр. 86-103.Li J., Islam S. On the estimation of soil moisture profile and surface fluxes partitioning from sequential assimilation of surface layer soil moisture // J Hydrol (Amst). Elsevier, 1999. Vol. 220, № 1-2. P. 86-103.Зейлигер А.М. и др. Компьютерный анализ режимов водного стресса орошаемых агроценозов с использованием SWAP-модели, а также данных наземного и космического мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16, № 3. С. 33-43.Zeylinger A.M. and others. Computer analysis of water stress regimes of irrigated agrocenoses using the SWAP model, as well as ground and space monitoring data // Modern problems of remote sensing of the Earth from space. 2019. Vol. 16, № 3. P. 33-43.Мелиоративный комплекс Российской Федерации: Информационное издание / Г.В. Ольгаренко, С.С. Турапин, В.И. Булгаков и др. Москва: Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса, 2020. 304 с.Reclamation complex of the Russian Federation: information publication / G.V. Olgarenko, S.S. Turapin, V.I. Bulgakov [and others]. M.: Russian Research Institute of Information and Technical and Economic Research on Engineering and Technical Support of the Agro-Industrial Complex, 2020. 304 p. – ISBN978-5-7367-1593-0.Perdue S., Hamer H. Irrigation and Water Management Survey. Vol. 3, Special Studies, Part 1 United States Department of Agriculture. 2017. Census of Agriculture Contents III. 2019. Рр. 1-269.Perdue S., Hamer H. 2018 Irrigation and Water Management Survey Volume 3 • Special Studies • Part 1 United States Department of Agriculture 2017 Census of Agriculture Contents III. 2019. 1-269 p.Зейлигер А.М. Точное (дифференцированное) орошаемое земледелие – технология повышения эффективности орошения и снижения нагрузки на окружающую среду // Сборник статей ВИМ. 2010. C. 633-638.Zeyliger A.M. Precision (differentiated) irrigated agriculture – technology for improving the efficiency of irrigation and reducing the load on the environment. Collection of articles VIM. 2010. P. 633-638.Zeyliger A.M., Ermolaeva O.S. Water Stress Regime of Irrigated Crops Based on Remote Sensing and Ground-Based Data // Agronomy. 2021. Vol. 11, № 6. P. 1117.Zeyliger A.M., Ermolaeva O.S. Water Stress Regime of Irrigated Crops Based on Remote Sensing and Ground-Based Data // Agronomy 2021, Vol. 11, Page 1117. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2021. Vol. 11, № 6. P. 1117.Затинацкий С.В. и др. Исследование предпочтительных потоков влаги в лугово-Черноземной почве Саратовского Заволжья // Почвоведение. 2007. № 5. С. 585-598.Zatinatsky S.V. and others. Study of preferred moisture flows in the meadow-Chernozem soil of the Saratov Trans-Volga region // Soil Science. 2007. № 5. P. 585-598.Abdrazakov F.K. et al. Hydrodynamic model of watering of the Fregat sprinkling system equipped with deflector nozzles // International journal of pharmacy and technology. 2016. Vol. 8, № 4. Pр. 27063-27071.Abdrazakov F.K. et al. Hydrodynamic model of watering of the fregat sprinkling system equipped with deflector nozzles // International journal of pharmacy and technology. 2016. Vol. 8, № 4. P. 27063-27071.Зейлигер А.М. и др. Полевое тестирование метода картографического моделирования влагозапасов поверхностного слоя почвенного покрова, основанного на данных радарной съемки Sentinel-1 и цифровой модели рельефа // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17, № 4. С. 113-128.Zeyliger A.M., et al. Field testing of the method of cartographic modeling of moisture reserves of the surface layer of the soil cover, based on the data of the Sentinel-1 radar survey and the digital relief model. Modern problems of remote sensing of the Earth from space. 2020. V. 17, No. 4. P. 113-128.Zeyliger A.M. et al. Field Test of the Surface Soil Moisture Mapping Using Sentinel-1 Radar Data // Science of the Total. 2022. Vol. 807. Р. 2, 151121.Zeyliger A.M., et al. Field Test of the Surface Soil Moisture Mapping Using Sentinel-1 Radar Data // Science of the Total. 2022, Vol. 807, part 2, 151121.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.