Тепловий режим

Зонування поділяє територію на менші одиниці на основі критеріїв розподілу ґрунту, морфології земель та клімату. Рівень деталізації, у якому визначається область, залежить від масштабу дослідження, а іноді і від обсягу обробки даних. Дослідження ZAE у Кенії (FAO, 1993a) диференціює агроекологічні клітини (АСЕ) як основні одиниці для оцінки земель та обробки даних від агроекологічних зон, які є похідними просторовими одиницями грунтової карти. Хоча кожен ЕАК характеризується унікальним поєднанням ґрунтово-кліматичних характеристик, пов’язаних з певним типом ґрунту, агроекологічні зони можуть містити кілька наборів характеристик, пов’язаних з різними типами ґрунтів, в межах однієї одиниці картографування. Іноді до агро-екологічних зон застосовують навіть більш широкі визначення, щоб охопити кілька одиниць картографування ґрунту або кілька кліматичних зон зі схожими, але не ідентичними властивостями. Графа 1 визначає терміни, що стосуються агроекологічного районування.

КОРОБКА 1: КЛЮЧОВІ СЛОВА ZAE

Зонування, зона та агроекологічна клітина

Агроекологічне районування (ZAE): відноситься до поділу площі землі на менші одиниці, що мають однорідні характеристики з точки зору їх придатності та потенціалу для виробництва та впливу на навколишнє середовище.

Агроекологічна зона: картографічна одиниця земельних ресурсів, визначена з точки зору клімату, геоморфології та ґрунтів та/або рослинного покриву та має певний діапазон потенціалів та обмежень для використання земель.

Агроекологічна клітина (CAE): унікальне поєднання характеристик геоморфології, грунту та клімату. CAE - це основна одиниця обробки для фізичного аналізу в дослідженні ZAE.

У визначенні агроекологічної зони (або клітини) важливими елементами є період зростання, температурний режим та картографічна одиниця ґрунтів.

Період зростання

Поняття періоду зростання є важливим для ЗАЕ; це спосіб включити сезонну періодичність в оцінку земельних ресурсів. У багатьох тропічних регіонах умови занадто сухі протягом частини року, щоб рослини могли рости без зрошення, тоді як за помірних кліматичних режимів виробництво рослинництва обмежується низькими зимовими температурами. Період вирощування визначає період року, коли дотримуються температурні та вологі умови, придатні для сільськогосподарського виробництва.

РИСУНОК 2 - Схематичне зображення типів періодів зростання

Період зростання становить основу для визначення кліматичних змінних, щоб потім порівняти їх із потребами та ймовірними реакціями рослин. Такі параметри, як температурні режими, загальна кількість опадів та випаровування, а також кліматичні ризики стають більш цінними при розрахунках за період росту, протягом якого вони можуть впливати на ріст рослин, а не повідомляються як середнє значення за весь рік.

Баланс вологи

Термінологія, що стосується визначення періодів вирощування та їх різних компонентів, подана у Вставці 2. Оцінка періоду вирощування базується на моделі водного балансу, яка порівнює кількість опадів (P) з потенційною випаровуванням (ETP). Якщо період вирощування не обмежується температурою, тоді співвідношення P/ETP визначає його початок, кінець і тип. На рисунку 2 представлені діаграми P, ETP чотирьох стандартних типів періоду зростання.

КОРОБКА 2: КОНТРОЛЬНА ДЛИНА ПЕРІОДУ ЗРОСТУ (LPC)

Тривалість періоду зростання (LPC) визначається як період року, протягом якого домінують температури, що дозволяють ріст рослини (середнє T ³ 5 ° C), і протягом якого сума опадів + вологість, що зберігається у профілі грунту, перевищувала половина потенційного випаровування (ПТЕ) (щодня ґрунт повинен містити достатньо вологи, накопиченої у своєму профілі, щоб насіння могло проростати (у моделі, змінна встановлена на рівні 50 мм)).

LPC може перерватися (i) сухим інтермедієм, наприклад, подача води від дощів і вологість ґрунту нижче 0,5 FTE (або ETa Характеристики періоду вирощування

Багаторічний період зростання

Протягом вологого періоду, що поширюється на цілий рік, Р зазвичай перевищує ЕТП протягом цього року,

Період нормального росту

P перевищує FTE протягом частини року: варіанти можуть бути такими:

Період зростання
Період зростання з періодом спокою
Два або більше періодів зростання
Два або більше періодів зростання, включаючи один із періодом спокою

Проміжний період зростання

У період проміжного зростання зазвичай P не перевищує ETP, за винятком періоду року: варіантами можуть бути:

Відсутність періоду зростання

РИСУНОК 3 - Кількість періодів росту та сухих епізодів на рік

Початок вегетаційного періоду визначається початком сезону дощів. Перші дощі випадають на грунт, який, як правило, сухий на поверхні та має значний дефіцит води у своєму профілі. Якщо запасів води немає, то підготовка насіннєвого ложа, проростання насіння та початок росту врожаю цілком залежать від кількості та розподілу ранніх дощів.

Експерименти показали, що ефективність раннього дощу значно зростає, як тільки Р досягає або перевищує ET/2. Період вирощування триває після сезону дощів, коли культури зазвичай дозрівають, використовуючи запас води, накопичений у грунтовому профілі. Тому при визначенні тривалості вегетаційного періоду важливо враховувати накопичення води в ґрунті.

У деяких районах, особливо в тих, де опади не відповідають одномодовому режиму, Р може перевищувати ET або ET/2 протягом двох або більше окремих періодів на рік, складаючи більше одного LPC на рік. Модель періоду зростання представляє відносну частоту кожної групи років у повній історичній серії. На малюнку 3 показані різні частоти періодів зростання. Рослини помітно по-різному реагують на те, чи є період росту безперервним, або поділяється на коротші вологі періоди, перервані сухими епізодами. Отже, виявляється, що кількість ЛПК є важливим фактором, який слід враховувати при визначенні агро-екологічних зон.

Інвентаризуючи LPC за історичну послідовність, можна оцінити річний розподіл частоти різних LPC. У таблиці 2, взятій з дослідження ZAE у Кенії, визначено 22 ідентифіковані моделі LPC.

ТАБЛИЦЯ 2 - Моделі LPC в Кенії

Примітка: 1, 2, 3 та 4 відносяться до кількості періодів зростання в будь-якому році. H і S відносяться відповідно до років, які є повністю вологими (P> ETP) або повністю сухими (P> ETP/2). У третій колонці показано пропорційний розподіл років із частотою періодів зростання, зазначеними за період досліджуваних років.

Джерело: ФАО (1993a)

Довідковий LPC

У більшості досліджень ZAE використовуються еталонні періоди зростання, розраховані за ET Пенмана для еталонної трав'янистої рослини. Ця система забезпечує загальну основу для районування, але не враховує різну здатність рослин витягувати вологу з ґрунту. Після того, як первинний проект FAO ZAE провів широкомасштабні дослідження, з'явилася тенденція також приймати стандартні показники запасів води, що зберігаються в ґрунті до кінця вегетаційного періоду, а не розраховувати поточну водозберігаючу потужність конкретного ґрунту типи. Однак національне дослідження, проведене в Бангладеш, де запаси ґрунтової води особливо важливі для посівів із залишковою вологою, показує, що необхідно регулювати запас води в межах від 0 до 250 мм, залежно від типу ґрунту.

Використовуючи дані Ботсвани, таблиця 3 ілюструє порівняльну тривалість періоду запасу ґрунтової води для трьох зрілих культур на різних типах ґрунтів.

ТАБЛИЦЯ 3 - Період запасу води ґрунту (у днях) для різних типів ґрунтів та сільськогосподарських культур

ARo: Фераліковий аренозол; CMc: вапняний камбізол; Lpe: еутричний лептозол; LVf: заліза Luvisol; VRe: еутричний вертисол.

Припущення: З місткості поля волога виснажується зі стабільною швидкістю, виходячи з коефіцієнтів, взятих з останнього сезону обробітку, та щоденних ЗВТ в Габороне, Ботсвана, після 1 квітня. Зменшене споживання води, коли воно знаходиться на низькому рівні CREU і є менш доступним, не враховується.

Якщо стандартизація між сільськогосподарськими культурами може бути прийнята в регіональному дослідженні, де передбачається багато сільськогосподарських культур, інформація про корисну здатність утримувати воду в ґрунтах (CREU) може бути виведена з інвентаризації грунту, і їх введення у водний баланс підвищить точність прогнозів LPC . У таблиці 3 чітко видно, як волога, що зберігається в ґрунті, впливає на загальний показник LPC. Період запасів води у вертисолі (VRe) достатньо довгий для росту рослини зі зниженою потребою в залишковій вологості, і в більш вологих середовищах такі ґрунти часто використовують для цієї мети після того, як дощі стихнуть. Вирощування із залишковою вологою в Бангладеш та Ефіопії також практикується на ґрунтах з високим КРЕУ.

Міжрічна варіація

Тепловий режим

Тепловий режим - інший основний кліматичний параметр, що використовується для визначення агро-екологічних зон. Тепловий режим стосується кількості тепла, яке може бути використано для росту та розвитку рослин протягом вегетаційного періоду. Зазвичай це визначається середньодобовими температурами протягом вегетаційного періоду. У регіональних та національних оцінках ZAE теплові зони можуть бути визначені із збільшенням температури 5 ° C або 2,5 ° C. Часто для помірних або субтропічних регіонів потрібно більш точне визначення теплових режимів (Таблиця 10, с. 31).

Одиниця картографування грунту

Одиниця картографування ґрунту є основною одиницею грунтової карти. На дрібномасштабних картах одиниці картографування ґрунтів рідко зайняті одним ґрунтом, але зазвичай містять домінуючий ґрунт у поєднанні з незначними ґрунтами. Коли різні ґрунти, що утворюють картографічну одиницю, складають чітко впізнавану географічну мозаїку, вони тоді становлять асоціацію ґрунтів. Якщо ця мозаїка не видно, вони утворюють комплекс ґрунтів. Приклад об'єднання ґрунтів, що утворюють картографічну одиницю ґрунтів, наведено на малюнку 4.

Кожен тип ґрунту, що зустрічається в кожному підрозділі картографування ґрунтів, характеризується своїми властивостями та якостями ґрунту (графа 3), які самі по собі пов’язані з едафічними потребами рослин або з управлінням та збереженням, необхідними для його використання.

Земля і грунт

У публікаціях ФАО щодо оцінки земель та ЕАЗ використання термінів одиниця ґрунту та одиниця землі не завжди узгоджується. Як визначено ФАО (Графа 3), земля включає клімат, тоді як ґрунт охоплює властивості поверхні землі, але виключає клімат. Одиниця картографування ґрунту або землі - це просторова сутність; це не обов'язково має однакові характеристики земель. Хоча грунтову одиницю можна легко сплутати з грунтовою картографічною одиницею, переважно використовувати термін тип грунту для позначення одиниці з певним набором характеристик грунту.

КОРОБКА 3: ДЕЯКІ УМОВИ ОЦІНКИ ЗЕМЛІ

Землі. Частина земної поверхні. У контексті оцінки земель термін "земля" охоплює всі характерні властивості поверхні, грунту та клімату, а також будь-які рослинні та тваринні спільноти, що проживають там.

Оцінка земель. Кількісна оцінка врожайності землі, коли вона використовується для конкретних цілей.

Одиниця вимірювання грунтів Частка ґрунту, обмежена на карті. Блок грунтового картографування може складатися або з одного типу грунту, або з декількох типів грунтів, що утворюють комплекс або асоціацію.

Тип грунту. Конкретна одиниця ґрунту, що має визначений набір характеристик. Може відповідати найнижчій ієрархічній одиниці системи класифікації ґрунтів, включаючи ідентифікацію фаз.

Тип землекористування. Землекористування визначається з точки зору продукту чи продуктів, витрат та операцій, необхідних для забезпечення цією продукцією, та соціально-економічного контексту, в якому відбувається це виробництво,

Характеристика землі. Власність землі, яку можна виміряти або оцінити.

Якість землі. Складний атрибут землі, що різним чином впливає на придатність землі для певного конкретного використання.

Інвентаризація земельних ресурсів

Інвентаризація земельних ресурсів є по суті суперпозицією кліматичної та ґрунтової інформації. Отримані одиниці утворюють агро-екологічні зони, що демонструють унікальну комбінацію або певний діапазон одиниць картографування ґрунтів, режимів періоду зростання та теплових режимів; ці одиниці також утворюють агроекологічні клітини з унікальним поєднанням режимів періоду зростання, теплових режимів та типів ґрунтів. Характеристики земель, які пов'язані з кожною CAE, перераховані під заголовками агрокліматичних обмежень, обмежень ґрунту та обмежень землі.

Інформація про управління, користування та поточне використання землі, пов’язана з її потенційною доступністю, може бути включена до кадастру земельних ресурсів. Кілька методів нанесення шарів особливо корисні, коли використовується ГІС; Аналогічно, одиниці CAE та ZAE є більш придатними для планування, коли така інформація включена. На рисунку 8 наведено приклад десятишарової комбінації інформації, взятої з дослідження ZAE у Кенії.

Типи землекористування та пристосованість сільськогосподарських культур

Оцінка придатності земель та потенційної продуктивності проводиться у зв'язку з конкретним видом землекористування за певних виробничих умов. Книга ФАО «Рамка оцінки земель» (ФАО, 1976) розподіляє землекористування на різні типи (Вставка 3). Ці типи землекористування (TUT) базуються на поточному та потенційному землекористуванні; їх слід чітко визначити та описати перед тим, як продовжувати оцінку придатності земель.

Навіщо ідентифікувати TUT?

Причини опису видів землекористування такі:

· Відібрати важливі агроекологічні особливості для включення до кадастру земель; це може впливати або на рівень виробництва, або на вплив на навколишнє середовище;

Допомагати у визначенні алгоритмів та встановленні порогових значень, що стосуються агроекологічних характеристик та рівня потенційного виробництва, беручи до уваги:

· Вплив "фіксованих" обмежень, які неможливо змінити;

Межі, в межах яких передбачається, що TUT здатний змінювати нефіксовані обмеження, наприклад, рівні внесення поживних речовин, поліпшення земель або догляд за рослинами.

Кількісна оцінка потреб у землі TUT є основою для оцінки потенційного врожаю, а також придатності землі. Вимоги до землі визначаються відповідно до кліматичної та едафічної пристосованості рослин, а також до потреб розвитку та збереження. Інвентар кліматичних культур включає фотосинтетичні та фенологічні вимоги, що стосуються врожаю в кількості та, за необхідності, в якості. Швидкість фотосинтезу посівів, їх ріст і врожайність безпосередньо пов'язані з процесом асиміляції та його реакцією на температури та радіацію. Однак кліматичні фенологічні вимоги, які повинні бути задоволені, не є специфічними для процесу фотосинтезу. Реакції сільськогосподарських культур на ґрунтові фактори, такі як наявність поживних речовин або наявність токсичних речовин, підкреслюють вимоги ґрунту. Потреби планування та збереження включають такі фактори, як простота обробітку ґрунту або чутливість до ерозії. Процедури ідентифікації та кількісної оцінки потреб UTU наведені в кадастрах адаптованості, у розділі 3.