Введение. На сегодняшний день пригодные для выращивания винограда земли есть в Крыму, Краснодарском и Ставропольском краях, Чеченской, Дагестанской, Кабардино-Балкарской и Карачаево-Черкесской Республиках, Ингушетии, Адыгее и Северной Осетии. Кроме того, виноградники можно встретить в Ростовской, Астраханской, Волгоградской и Саратовской областях. На Краснодарский край приходится треть виноградников всей России – около 28 тыс. га. Одним из основных подходов к определению виноградопригодности земельного участка выступает концепция терруара. С принятием Федерального закона № 468-ФЗ «О виноградарстве и виноделии в Российской Федерации» введено определение виноградно-винодельческого терруара, как ограниченной территории с одинаковыми географическими, климатическими и почвенными условиями, в границах которой применение одинаковых технологических приемов виноградарства и виноделия определяет особые органолептические характеристики винодельческой продукции [1]. Необходимо найти такие оценочные критерии терруарных свойств земельных участков, которые позволяют с высокой достоверностью выделять виноградопригодные земли под столовые и технические сорта винограда с учетом сроков вегетации. Терруарные свойства местности выступают первичным фактором, определяющим сорто-подвойные комбинации винограда и технологии его возделывания. Оценочные признаки соотносятся со спектральными паттернами терруарных виноградников по значениям индексов вегетации и влажности почвы в периоды фенофаз. Под спектральным паттерном терруара понимается участок микрозоны с однородной структурой, тоном и цветом, который выделяется на фоне изображения в границах виноградного насаждения. Изучение почвенно-экологических и климатологических параметров местности на основе их спектральных характеристик стало возможным в результате интеграции дистанционных и наземных методов исследований на основе геоинформационных технологий [2]. Так, на базе сервиса «Вега-Science» (http://sci-vega.ru/) учеными ФГБУН «ВННИИВиВ «Магарач» РАН был разработан алгоритм классификации виноградников Южного берега Крыма по индексу NDVI на общей площади виноградных насаждений более 1700 га [3], с использованием которого они определили границы и составили варианты групп виноградников. По данным турецких и канадских исследователей [4, 5], использование спектрометров видимого ближнего инфракрасного диапазона (vis-NIR) с высоким и средним разрешением от 2 до 15 м на пиксель служит оперативным и недорогим методом сбора информации о почве. Эффективность классификации почв по индексам vis-NIR и таким признакам как цвет, органическое вещество, структура и pH почвы при высоком разрешении снимка составляет 68 %, при среднем разрешении – 64 %, а при использовании только спектральных данных – 61 и 59 % соответственно.Мультиспектральные снимки c разрешением 10…60 м на пиксель с космических сканеров Sentinel-2 и Landsat-8 используют для создания цифровых почвенных карт. На основе таких снимков и баз данных почвенных образцов, разрабатывают цифровые карты с точностью 0,43 % по содержанию органического углерода в почве и 6…11 % для структурных фракций [6]. Для оценки качества почвы используют индекс SQI, который рассчитывается по комбинированным спектральным данным Vis-NIR (350...2500 нм) и pXRF (0...8 и 0...45 кВ). Индекс SQI отражает изменения свойств почвы по вертикальным и горизонтальным профилям [7]. Цифровое картографирование почв основано на растровой концепции модели почвенного профиля, обработки баз данных почв, методах отбора проб, определении пространственных ковариатов почв, количественном пространственном моделировании [8]. На основе результатов анализа почвенных проб и координат точек их отбора строится электронная почвенная карта. На эту основу накладывается слоями дополнительная информация по почвенным индексам, NDVI и др., картограммы водотоков и экспликация склонов. В результате анализа данных проводится зонирование поля по уровням плодородия почвы [9]. При этом по данным ученых Канадского института энологии и виноградарства (CCOVI), которые исследовали «эффекты терруара», влияющие на компоненты урожая виноградной лозы, состав ягод и сортовые параметры вина, устойчивая зависимость между составом почвы и качеством винограда и вина отсутствует, хотя традиционно считалось, что почва выступает основной характеристикой свойств терруара, определяющей качество винограда и вина. Сейчас свойства терруара рассматривают через совместное взаимодействие почвы и окружающей среды. Во многих странах высококачественные вина производят из винограда, выращенного на самых разных почвах. Поэтому трудно определить лучшую почву с точки зрения структуры, мощности или содержания минералов. Заметное влияние на развитие кустов винограда и урожайность оказывают такие характеристики почвы, как водоудерживающая и фильтрационная способность. Одним из основных факторов «эффекта терруара» считают водный баланс виноградной лозы, так как самые сильные зависимости качества вина были связаны с водным потенциалом листьев в полдень, приростом лозы и массой ягод. Наиболее постоянными характеристиками почвы, которые повлияли на производительность виноградной лозы и компоненты урожая, были ее физические свойства, особенно структура с высоком содержанием песка [10]. В конечном счете именно водный баланс почвы и растения определяет качество вина для конкретного терруара. Влияние физических свойств почвы на влагообеспеченность виноградного куста и качество вина было более значимым, чем химического состава почвы. В хорошо дренируемых почвах отсутствуют застойные процессы в корневой зоне, а в конце сезона сокращается доступность влаги, поэтому участки, быстро теряющие водонасыщенность и находящиеся выше уровня грунтовых вод, более пригодны для виноградных насаждений. В многочисленных вегетационных и полевых опытах доказано, что внесение удобрений не только повышает урожай, но и благодаря уменьшению эвапотранспирации снижается расход воды на создание единицы продукции. Поэтому высокое плодородие почвы способствует уменьшению коэффициента водопотребления. Так как сила всасывания корней виноградной лозы достигает 16,3 кг/см2 питательные вещества в почвенном растворе при небольших запасах влаги, если позволяет почва, могут поступать в растение с глубины до 10 м [11].Зарубежные исследователи отмечают, что почва, пригодная для виноградников, характеризуется такими параметрами, как скорость инфильтрации от 500 мм в сутки, общая доступность воды в корневой зоне – от 150 мм, легкодоступной воды в корневой зоне – от 75 мм. Плохой дренаж и переувлажнение виноградных насаждений замедляют рост виноградной лозы. В засушливых регионах плохой дренаж увеличивает накопление солей в корневой зоне [12]. Уклон выступает важным показателем подстилающей поверхности для оценки эффекта терруара, так как от него зависит поверхностный сток и дренирование верхнего почвенного слоя, интенсивность эрозии, мощность почвенного профиля, поступление солнечных лучей, микроклимат участка [13].Виноград особенно тонко реагирует на изменения климатических условий и аномальные проявления погоды, которые в последние десятилетия стали более нестабильны и принимают характер природных катаклизмов. В первую очередь это относится к температурному режиму и количеству осадков. Морфометрические параметры почвенной и рельефной поверхности участка, которые определяют агроэкологические показатели виноградных насаждений, более устойчивы.Наличие прямой зависимости между влажностью почвы, площадью листовой поверхности и урожайностью позволяет на основе нормализованных индексов вегетации (NDVI) и влажности почвы (NDMI) определять терруарные участки виноградного насаждения [14]. Но эти спутниковые данные необходимо верифицировать и калибровать по контрольным точкам в местах уклонов, бугров и низин, проводя полевые исследования влажности и структуры почвы, определение фенофаз развития лозы. Отражательная способность земель под виноградниками меняется в зависимости от погодных факторов, влажности почвы, фенологических стадий развития винограда, агротехнических мероприятий, степени засоренности поля, характеристик мезорельефа и др. Систематизация разнородных характеристик виноградных насаждений позволяет на основе геоинформационных технологий определять внутренние и внешние границы виноградопригодных земель со свойствами терруара. Экстенсивные возможности увеличения виноградных насаждений в Краснодарском крае практически исчерпаны. Поэтому дальнейшее развитие виноградарской отрасли возможно посредством перехода к прецизионному виноградарству. Прецизионное виноградарство основывается на оперативных данных с метеорологических и других датчиков окружающей среды, спутникового и воздушного дистанционного зондирования, их анализа в географической информационной системе (ГИС). Высокая вариабельность факторов, влияющих на рост лозы и качественные характеристики винограда, требует также интенсивного управления с учетом этих данных о местных условиях виноградника. Цель исследования – проверка метода микрозонирования урожайности виноградных насаждений со свойствами терруара по изменчивости значений вегетационных индексов с космических снимков Sentinel-2.Условия, объекты и методы. Объект исследования – виноградник на площади 23,46 га (координаты: с.ш. 44.92, в.д. 37.36) Анапского района, год посадки – весна 2019 г., сорт – Шардоне×Кобер 5ББ, схема посадки – 2,5 м × 1,0 м, формировка Гюйо. Постановку полевого опыта и анализ данных осуществляли в соответствии с методикой СКЗНИИСиВ (2010). Почвенные исследования проведены по ГОСТам: определение плотного остатка водной вытяжки – по ГОСТ 26423-85, определение кальция и магния – комплексонометрическим методом по ГОСТ 26487-85. Количество сахаров в образцах винограда определяли денсиметрическим методом (ГОСТ 13192-73), кислотность сока ягод путем титрования (ГОСТ Р 51621-2000).Определение границ и морфометрических параметров почвенных участков проводили на основе космических снимков Sentinel-2 по каналам: B04, B03, B02, B08 в программах QGIS, SAGA GIS, SNAP. На каждом участке исследовали по 15 кустов. Анализ данных проводили за несколько вегетационных периодов. Диапазон обновления спектральных космоснимков составляет от 3 до 7 дней [15].Микрозонирование местности по таким параметрам, как физико-химический состав почвы, температурные поля, влажность почвы, морфометрия и уклоны склонов проводили визуальным дешифрированием космических снимков и классификацией виноградопригодных земель с использованием современных цифровых технологий: глобального позиционирования, дистанционного зондирования (ДЗ) и геоинформационных систем (ГИС) [3]. Результаты и обсуждение. В Анапском районе определяющими параметрами при выборе земель для закладки виноградных плантаций служат уровень и солевой состав грунтовых вод и почв, содержание активных карбонатов в почве, гранулометрический состав и плотность почвы, запасы гумуса, экспозиция, длина и крутизна склонов [16]. Проведенные маршрутно-полевые исследования почвы опытного участка и вегетационных индексов виноградных насаждений позволили сформулировать гипотезу выделения терруара по спектральным паттернам (образцам) почвенных участков и силе роста кустов. Для ее подтверждения в 2022 г. на участке виноградного насаждения площадью 23,46 га выделено 5 почвенных разностей (рис. 1) с различными физико-химическими характеристиками почвы (табл. 1). В первом варианте почва, начиная с глубины 100 см, содержит повышенное количество легкорастворимых солей, среди которых преобладают входящие в гипс ионы НСО3-. Важной особенностью также выступает полное отсутствие карбонатов кальция как общих, так и активных. Во втором варианте почва выделяется легким гранулометрическим составом, в то время как у остальных образцов он варьирует от среднесуглинистого до тяжелосуглинистого. В третьем варианте почва содержит наибольшее количество карбонатов кальция, которой с глубиной увеличивается и достигает 18 % на глубине 160 см. В четвертом варианте почва характеризуется отсутствием карбонатов кальция и среднесуглинистым гранулометрическим составом. В пятом варианте почва содержит токсичные легкорастворимые соли, концентрация хлорид иона начинает увеличивается с глубины 60 см и на глубине 160 см достигает 0,63 мг-экв. на 100 г почвы. Для определения степени влияния почвенных разностей на виноградное растение проводили агробиологические учеты и определяли качественно-количественные показатели виноградной продукции на всех пяти массивах виноградного насаждения (табл. 2).      Рис. 1 – Варианты почвенных массивов (1 участок – 3,58 га, 2 участок – 6,15 га, 3 участок – 2,60 га, 4 участок – 2,80 га, 5 участок – 1,36 га, 6 участок – 4,31 га) и точки отбора почвенных проб на опытном участке, профиль рельефа, высоты и уклон маршрута.По контрастным снимкам, после обработки по специальным алгоритмам (с использованием сервиса https://app.onesoil.ai/), была проведена оценка относительной плотности фитомассы по значениям индекса вегетации NDVI. Коллекция снимков виноградников с повторяющимися признаками узора-текстуры позволила выявить отклонения от оптимального значения. На отклонения значения индекса NDVI также влияло распределение суточных температур и осадков (рис. 2).  а)   б) Рис. 2 – Влияние температуры (а) и осадков (б) на индекс NDVI в 2022 г. и средние за 5 лет. Спектральные индексы определяли по каналам B04, B03, B02 и B08 космического снимка Sentinel-2. На снимке парового поля (2019 г.), когда зеленые растения на поверхности почвы отсутствовали, четко видны границы и контуры почвенных массивов, различимые по цвету, тону и текстуре (рис. 3а). Аналогичные различия видны при обработке спектральных каналов B08 и B04 соответственно для средних и контрастных значений вегетационного индекса NDVI (рис. 3б и 3в). Один пиксель снимка имеет разрешение 10 м, что соответствует площади в 0,01 га. То есть значение вегетационного индекса в одном пикселе отражает среднюю силу роста от 30 до 40 виноградных кустов на 0,01 га для схемы посадки 2,5 м × 1,0 м (сорт – Шардоне×Кобер 5ББ, формировка Гюйо), что соответствует скорости роста побегов этого участка. В свою очередь сила роста кустов винограда зависит как от плодородия почвы, так и от используемых агротехнических приемов [17].  Наличие тесной связи между влажностью почвы, площадью листовой поверхности и урожайностью виноградника [18] позволяет на основе нормализованных индексов вегетации (NDVI) и влажности почвы (NDMI) выделять участки виноградного насаждения с различной силой роста кустов на разных почвенных массивах. Таблица 1 – Физико-химическая характеристика почв по результатам анализа водной вытяжкиВариант, почва Слой, смрНПлотный остаток,%HCO3 -Cl-Са2+Mg2+Карбонаты, %Вскипание от 10 % соляной кислотымг-экв. /100 г почвыобщие подвижные1. Чернозем обыкновенный мощный глубоко солонцеватый, тяжелосуглинистый, сформированный на гипсовых глинах0…206,60,0510,200,240,250,1500-20...406,40,0680,220,290,250,1500-40…606,30,0560,220,290,300,2000-60…806,30,0860,240,240,300,2000-80…1006,40,1000,260,250,250,2500-100…1206,70,1960,500,380,750,4000-120…1406,70,5180,400,383,501,5000-140…1606,80,4730,260,384,000,3000-2. Чернозем южный карбонатный маломощный, супесчаный, сформированный на приморских песках0…206,70,0370,240,240,300,102,02,5+20...406,70,0310,400,270,300,104,02,5+40…606,50,0400,400,270,300,154,04,0+60…806,50,0340,400,290,450,104,04,5+80…1006,70,0370,340,250,350,152,04,5+100…1206,70,0300,340,290,250,152,04,5+120…1406,60,0260,320,300,350,102,02,5+140…1606,40,0300,320,340,350,102,00-3. Чернозем обыкновенный мощный карбонатный тяжелосуглинистый, сформированный на тяжелых суглинках и глинах0…207,30,0730,380,290,400,204,02,5+20...407,70,0700,400,260,450,306,05,0+40…607,60,0800,400,250,400,156,06,5+60…807,50,0510,360,250,450,158,08,5+80…1007,70,0400,400,240,500,1010,010,0+100…1207,50,0500,400,240,450,1512,010,0+120…1407,60,0510,400,250,500,1016,011,5+140…1607,60,0530,320,240,500,1518,813,5+4. Чернозем южный выщелоченный мощный среднесуглинистый, сформированный на лессовидных суглинках0…206,80,0480,220,260,300,1000-20...406,90,0500,240,310,350,1500-40…606,90,0580,260,310,350,2000-60…807,20,0380,300,300,400,1500-80…1007,10,0320,300,310,400,1500-100…1207,10,0370,260,320,400,1500-120…1407,50,0720,460,340,400,054,22,6+140…1607,50,0620,500,340,400,058,44,7+5. Чернозем южный карбонатный мощный среднесуглинистый глубокосолонцеватый, сформированный на лессовидных глинах0…207,40,0660,400,290,450,252,11,8+20...407,40,0590,420,300,450,102,12,0+40…607,30,0640,400,300,450,104,22,5+60…807,40,1300,360,530,800,205,03,2+80…1007,40,1070,360,530,900,206,33,9+100…1207,40,1240,400,680,900,157,64,5+120…1407,40,1200,420,680,950,108,47,1+140…1607,40,1200,460,630,900,156,36,0+      Почвенные свойства выделенных участков микрозон и морфометрические параметры (уклон и протяженность), определяют силу развития кустов в исследованном ряду (рис. 1), урожайность и качество гроздей (табл. 2), что в течении вегетационного периода проявляется в величинах значений индекса вегетации. Так, индекс NDVI в диапазоне от 0,27 до 0,47 в красном цвете соответствует 2,14 га межклеточных проездов и других участков без растительности (рис. 4а). Светло-желтый цвет со значениями индекса в диапазоне 0,4…0,6 – участки со слаборазвитыми кустами, на которые приходится 7,7 га – варианты 1 и 2, значения индекса 0,6…0,7 соответствуют участкам с нормально развитыми кустами на площади 14,5 га – варианты 3 и 5. Сильно развитые кусты на 1,9 га характеризует NDVI от 0,7 и выше – вариант 4.      NDMI – нормализованный разностный индекс влажности отражает уровень содержания влаги в растениях. При его величине 0,019…0,125 относительных единиц, характерной для 64 % площади виноградника, растения имеют нормальную увлажненность, а на 4 % площади насаждений со значениями индекса 0,125…0,231 они переувлажнены (рис. 4б). В зону переувлажнения попадает вариант 4 – с наибольшим количеством гроздей, расчетной и фактической урожайностью и кислотностью ягод. Остальные варианты расположена на участках с нормальной увлажненностью (см. табл. 2, рис. 3г).     ReCI – показатель фотосинтетической активности растительного покрова, чувствительный к содержанию хлорофилла в листьях. Он очень вариабелен и может менять свое значение в зависимости от влажности воздуха. По его величине можно судить о стрессе листьев. По результатам исследований растения на 4 % площади виноградника характеризуются высоким уровнем хлорофилла (рис. 4в), 27 % – повышенным, что соответствует вариантам 4 и 5, 58 % – нормальным (варианты 1, 2, 3).      Значительно меньшую фактическую урожайность, в сравнении с расчетной, в варианте 5 (см. табл. 2), можно объяснить влиянием краевого эффекта. Но в целом сила роста кустов и фактическая урожайность в остальных вариантах соответствует изменчивости значений вегетационных индексов.Таблица 2 – Урожайность и качественные показатели сорта Шардоне в различных вариантах почвенной разности и рельефа Вариант, высота, уклонКоэффициент Плодоношения, К1Коэффициент плодоносности, К2Среднее количество гроздейСредняя масса грозди, граммРасчетнаяурожайность с куста, кгФактическаяурожайность, кг/кустСахар,г/100 см3Титруемая кислота,г/дм3, кислотностьрН сока1) 31 м, 0,7 %1,061,6811,32012,862,2818,68,853,132) 28 м, 4,3 %1,321,7018,21303,062,3715,912,003,023) 22 м, 1,5 %1,351,5818,81403,192,6418,68,923,114) 20 м, 2 %1,491,8327,81423,623,9614,614,702,995) 18 м, 5 %1,471,8712,51553,191,9418,99,673,07  а                        б                           в                           гРис. 3 – Космоснимки виноградных насаждений: а) пашня, б) средний NDVI = 0,35, в) контрастный NDVI 27.09.2022: красный – 0,21…0,39 (низкий уровень вегетации); желтый – 0,40…0,42 (угнетенная вегетация); зеленый – 0,43…0,55 (сильная вегетация), г) точки отбора проб по варианту на участке (27.09.2022).   Рис. 4 – Нормализованные разностные индексы, август 2022 г.: а) NDVI; б) NDMI; в) RECI. Выводы. При изучении спектральных характеристик виноградных насаждений отмечены три основных признака, несущих информацию о состоянии растительного покрова: индекс яркости почв – синтезированный снимок в трех видимых каналах, взвешенная сумма значений пикселов всех зон снимка, учитывающая максимальное варьирование отражательной способности почвы; индекс вегетации NDVI зеленой растительности – контраст между ближней инфракрасной и видимой областями, в значительной степени определяющий количество зеленой растительности в отображаемой области; индекс влажности растений NDMI, который определяется на основе индексов влажности почвы и воздуха. Данные дистанционного зондирования с 10 м разрешением в сочетании с полевой калибровкой при маршрутно-полевом обследовании почв могут применяться для оценки и классификации терруарных свойств виноградных насаждений по способности накапливать сахар и кислотности. При проведении калибровки спектральных изображений для различных условий выращивания и с учетом конкретных агротехнических приемов, которые оказывают влияние на силу роста виноградного куста (обрезка, обломка зеленых побегов, форма куста, обработка почвы, внесенное удобрение, орошение виноградников и др.) оценку терруарных свойств виноградопригодных земель можно проводить оперативно с высокой точностью и минимальной наземной проверкой. Динамику индекса NDVI в течение вегетационного периода можно использовать для оценки силы роста группы от 20 до 50 виноградных кустов (в зависимости от схемы посадки) на участке в 0,01 га и урожайности в зависимости от терруарных свойств, а в сочетании с данными индекса влажности почвы NDMI – для выявления отклонений в развитии (участки повышенной влажности проявляются в сильном развитии кустов). Эти два индекса отражают изменения в кронах кустов на фоне междурядий с оголенной почвой и выступают индикатором для классификации проблемных и терруарных участков виноградника. Контурно-площадное дешифрирование микрозон виноградного насаждения по почвенными и вегетационным индексам многозональных космоснимков в сочетании с маршрутно-полевыми исследованиями почв могут служить надежными оценочными признаками для выделения виноградопригодных земель в рамках концепции терруара виноградного насаждения.