Badanie gleby podstawą rolnictwa precyzyjnego
Mateusz Budziński, A.T sp. z o.o.
Rolnictwo precyzyjne – dlaczego warto inwestować w nowe technologie i rozwiązania?
Rolnictwo precyzyjne czy rolnictwo 4.0 to hasła, które w ostatnim czasie coraz bardziej zyskują na popularności. Biorąc pod uwagę aktualne uwarunkowania gospodarcze i polityczne, takie jak chociażby rosnące koszty produkcji, czy szereg regulacji proekologicznych, transformacja
w zakresie sposobu prowadzenia produkcji rolnej wydaje się być nieunikniona.
Powszechne wciąż w wielu gospodarstwach jednolite systemy produkcji rolnej oparte na stosowaniu w obrębie danego pola uśrednionych dawek nawozów czy środków ochrony roślin będą zastępowane przez systemy zmiennej aplikacji, w których dawki nawozów czy środków ochrony roślin będą „precyzyjnie” dostosowane do zasobności gleby oraz jej potencjału plonotwórczego w danym fragmencie pola.
Przejście z uśrednionego systemu gospodarowania na precyzyjny, pozwala zwiększyć efektywność produkcji rolnej, tj. uzyskać oczekiwane efekty plonotwórcze przy jednoczesnym obniżeniu nakładów. Wzrost efektywności gospodarowania środkami do produkcji roślinnej przyczyni się do poprawy bilansu ekonomicznego gospodarstwa oraz jednocześnie zmniejszy negatywne oddziaływanie tej produkcji na środowisko (np. dzięki ograniczeniu zjawiska przenawożenia roślin uprawnych).
Badanie gleby podstawą rolnictwa precyzyjnego i efektywnego nawożenia
Rolnictwo precyzyjne to zaawansowany system gospodarowania, który dzięki wykorzystaniu technologii informatycznych i nawigacyjnych umożliwia dostosowanie poszczególnych zabiegów agrotechnicznych, do zmiennych warunków czy właściwości glebowych występujących w określonych fragmentach polach. Podstawą działania tego systemu jest odpowiednie przetworzenie zebranych danych o przestrzennym zróżnicowaniu zasobności i produktywności gleby w obrębie danego pola.
Badanie gleby oparte o precyzyjny pobór próbek z wykorzystaniem systemu GPS, zakończone opracowaniem dla poszczególnych pól map zmiennej zasobności gleby w składniki pokarmowe oraz pH, jest pierwszym i zarazem najważniejszym etapem rolnictwa precyzyjnego. Pozyskane w ten sposób informacje o zmiennym zapotrzebowaniu poszczególnych fragmentów pola w składniki pokarmowe, pozwolą podnieść efektywność nawożenia, dzięki lepszemu rozdysponowaniu określonej puli nawozów w obrębie gospodarstwa – zgodnie z rzeczywistymi potrzebami, wynikającymi z przeprowadzonych badań gleby.
Wyższe dawki nawozu zastosujemy tam, gdzie zawartość w glebie danego składnika jest niska, z kolei niższe tam, gdzie zawartość jest wysoka.
W przypadku gospodarstw rolnych dysponujących sprzętem do zmiennego dawkowania nawozów, wyniki badań gleby będą stanowiły podstawę do przygotowania map aplikacyjnych zmiennego nawożenia – w tym celu dla każdej zasobności gleby zostaje przyporządkowana konkretna dawka nawozu (określona przez Klienta), którą rozsiewacz połączony z komputerem wysieje, będąc we fragmencie pola z określoną zasobnością.
Poniżej przykład oszczędności, jakie odnotowano dla jednego z gospodarstw (areał 76,42 ha) na nawożeniu fosforem dzięki zastosowaniu zmiennego nawożenia w oparciu o wyniki badań gleby.
Oznaczenie zmienności glebowej dzięki wykorzystaniu danych satelitarnych – jakie korzyści i możliwości dzięki temu zyskamy?
Nowoczesne metody analityczne pozwalają na jeszcze bardziej precyzyjne i efektywne wyznaczanie dawek nawozowych dla roślin uprawnych. Metody te poza samym określeniem zasobności gleby w poszczególnych fragmentach polach (rastrach), przy określeniu dawki nawozowej dla poszczególnych składników, uwzględniają również zmienność glebową = zmienny potencjał produkcyjny gleby w obrębie pola.
Przy takim podejściu plany nawozowe tworzone są w oparciu o dwie zmienne:
- potencjał plonotwórczy gleby w danym fragmencie pola (potencjalny plon),
- zasobność gleby w składniki pokarmowe oraz odczyn pH w danym fragmencie pola.
Jednym z najprostszych, najszybszych i zarazem bardzo dokładnych sposobów na wyznaczenie zmienności glebowej w obrębie pola, jest zastosowanie specjalnych algorytmów, które wykorzystują do tego celu materiał fotograficzny gromadzony przez satelity.
Dzięki analizie kilkudziesięciu zdjęć satelitarnych, obrazujących wzrost biomasy z kilku ostatnich sezonów wegetacyjnych na danym polu, opracowane zostają mapy bazowe odzwierciedlające zmienną produktywność gleby w obrębie danego pola.
Barwna mapa zmienności glebowej jest bazą do wyznaczenia stref o zbliżonych możliwościach produkcyjnych (strefy jednorodne), z których następnie pobierane są próbki gleby. Takie rozwiązanie umożliwia dokładne oznaczenie zmienności glebowej na polu oraz potencjalną weryfikację jej przyczyn w oparciu o wyniki analizy laboratoryjnej.
Skorelowanie otrzymanych wyników analizy laboratoryjnej z mapą produktywności pola, może pomóc w znalezieniu odpowiedzi na pytanie, co jest przyczyną niższej produktywności niektórych fragmentów pola i w jaki sposób można ją poprawić.
Przeprowadzone w taki sposób badanie gleby pozwoli zweryfikować czy przyczyną gorszych wyników produkcyjnych w określonych fragmentach pola nie jest np. deficyt konkretnych makro i mikroskładników, czy niewłaściwe pH gleby.
Informacja o potencjale produkcyjnym danej strefy w połączeniu z danymi o zasobności gleby w składniki pokarmowe, pozwoli na bardzo dokładne wyznaczenie dawek nawozowych.
Jeśli na danym polu zakładamy zebranie średniego plonu pszenicy ozimej na poziomie 8 t/ha, to w strefach o najwyższym potencjale możemy przyjąć plony wyższe np. o 10-20% (8,8–9,6 t/ha), z kolei w strefach o potencjale niższym możemy przyjąć plony o 10-20% niższe od zakładanego (7,4–8,2 t/ha).
Takie podejście umożliwi nam racjonalne określenie zapotrzebowania na poszczególne składniki pokarmowe w odniesieniu do realnego plonu, jaki możemy uzyskać.
W kolejnym etapie obliczone zapotrzebowanie względem przewidywanego plonu należy skorygować o zasobność gleby, jakie uzyskaliśmy w badaniach gleby – w przypadku zasobności wysokich i bardzo wysokich, dawki nawozów będziemy obniżać, z kolei w przypadku zasobności niskich i bardzo niskich, dawki nawozów będziemy zwiększać.
Poniżej porównanie siatki standardowej poboru prób glebowych z siatką zoptymalizowaną, uwzględniająca zmienność glebową.
