Математическое моделирование помогает ученым изучать способность почвы удерживать воду мульчой

Обеспечение надлежащего доступа к воде является ключевой задачей для фермеров. Сельскохозяйственные культуры могут плохо расти или даже погибать в присутствии слишком малого или слишком большого количества воды. Но способность почвы удерживать влагу — сложный процесс, который зависит, среди прочего, от изменений состава гумуса, рельефа местности, температуры, влажности и ветра.

Исследователи попытались смоделировать процесс воздействия на почву мульчи. Известно, что она оказывает стабилизирующее воздействие на почву, включая изоляцию от солнечного света, снижение потери влаги, и минимизирует колебания температуры.

Авторы полагаются на метод математического моделирования, который разбивает процесс на ряд дискретных слоев. Вверху находится граница раздела между мульчей и воздухом. Под этим слоем находится ряд слоев мульчи, а внизу проходит граница мульчи и почвы. Затем различные входные данные распространяются по слоям.

Эти физические процессы интегрированы в существующую модель MAIZSIM, которая обеспечивает дополнительные биологические процессы, такие как рост растений и влияние этого роста на почву. Хотя MAIZSIM моделирует рост кукурузы, другие модели сельскохозяйственных культур, использующие тот же почвенный код, распространяют эти методы на другие важные культуры, такие как соя и картофель. Затем авторы дополняют расширенную модель MAIZSIM существующими моделями для воспроизведения процесса разложения мульчи и обмена углеродом и азотом с почвой.