VÁNTUS András5
1tudományos segédmunkatárs, Ph.D. csatarin@gmail.com
1Földhasznosítási, Műszaki és Területfejlesztési Intézet, Debreceni Egyetem
2tudományos segédmunkatárs, Ph.D. ragan@agr.unideb.hu
2Földhasznosítási, Műszaki és Területfejlesztési Intézet, Debreceni Egyetem
3egyetemi docens, Ph.D. ratonyi@agr.unideb.hu
3Földhasznosítási, Műszaki és Területfejlesztési Intézet, Debreceni Egyetem
4egyetemi docens, Ph.D. hagymassy@agr.unideb.hu
4Földhasznosítási, Műszaki és Területfejlesztési Intézet, Debreceni Egyetem
5egyetemi docens, Ph.D. vantus@agr.unideb.hu
1Földhasznosítási, Műszaki és Területfejlesztési Intézet, Debreceni Egyetem
Kivonat: A hagyományos növénytermesztéssel szemben a hazánkban is terjedő, korszerű, precíziós növénytermesztés már figyelembe veszi a táblán belüli különbségeket és ezek alapján differenciálja a vetőmag, műtrágya és vegyszer kijuttatást, optimalizálva a költségeket. A talajjellemzők mérésének egyik precíziós módja a talajszkennelés, melynek az alkalmazási tapasztalatait és a precíziós management zóna alapó talajvizsgálattal való összefüggéseit vizsgáltuk egy réti talajú üzemi táblán.
Kulcsszavak: precíziós növénytermesztés, talajszkennelés, talajvizsgálat, management zóna,
Abstract: Precision crop farming technology is spreading in Hungary. Despite the conventional farming the precision crop production considers the in-filed variations and differences and applies the right amount of seer rate, fertilizer and pesticide accordingly. Soil scanning is one way of measuring soil attributes in precision crop farming. In this recent study we examined the compared precision management zone based soil sampling and soil scanning in a meadow soiled field.
Keywords: precision crop farming, soil scanning, soil sampling, management zone
1. BEVEZETÉS
A precíziós növénytermesztés fontos eleme a megfelelő térbeli adatok gyűjtése, melyek segítségével a következő beavatkozások a táblán belüli különbségeket is figyelembe véve, differenciáltan végezhetők. A talajjellemzők vizsgálata hagyományosan talajvizsgálattal, történik, azonban a hagyományos 5 hektáros átlagminták és szabályos mintaterek nem alkalmasak a tábla különbségeinek feltárására. A talajszkennelés előnye a nagy térbeli felbontása (akár többszáz adat/ha), hátránya viszont, hogy a kapott adatok inkább relatív, mint abszolút pontosságúak.
A legfontosabb képet a tábláról a két módszer ötvözésével lehet elérni úgy, hogy először a táblán belül különböző táblarészeket talajszkennelés, (vagy műholdfelvétel, vagy drónfelvételezés) alapján meghatározni, majd ezen lehatárolt ún. management zónákból venni célzottan a talajmintákat. A talajszkennelésben használt leggyakoribb szenzorok az elektromos
66
vezetőképességet (EC), a szerves anyag tartalmat (OM) a kémhatást vagy a vontatási ellenállást mérik [1, 2].
2. ANYAG ÉS MÓDSZER
A vizsgált üzemi tábla 36 hektár területű, kötött, réti, agyag talajú. A talajmintavételezés 2017. őszén készült, külső labor által a bővített laborvizsgálat szerint (14 talajjellemző: pH, Arany féle kötöttség, CaCO3 tartalom, össz. só %, Na (mg/kg), Humusz %, P2O5 (mg/kg), K2O (mg/kg), Mg (mg/kg), Zn (mg/kg), Cu (mg/kg), Mn (mg/kg), SO4 (Mg/kg), NO3 (mg/kg)). A mintaterek 3 hektár méretűek (összesen 13 db), melyeknek a lehatárolása management zóna alapon történt műholdképek segítségével.
A talajszkennelést 2018. májusában, végeztük vetés előtt. A talajszennelést végző VERIS U3 eszköz 3 féle szenzorral volt felszerelve:
• EC: Electric conductivity, elektromos vezetőképesség mérésére, mely menet közben folyamatos mérést (on the go) végzett ~1 Hz időbeni felbontással
• OM: Organic matter: szerves anyag tartalom mérése, mely menet közben folyamatos mérést (on the go) végzett ~1 Hz időbeni felbontással
• pH: a kémhatást mérése szakaszosan történt (Stop and go), véletlen elrendezésben ~3 db mérés/ ha térbeli felbontással,
A talajszkennert vontató jármű egy 100 LE teljesítményű traktor volt, mely átlagosan 8 km/h munkasebességgel haladt. A tábla a mérést megelőzően alapművelésként 2017. októberben középmély lazítást kapott mintegy 35 cm mélységben, melynek elmunkálása közvetlenül a mérés előtti napokban történ fogasboronával. A talaj tömörödés így nem befolyásolta a méréseket. A talajszkennelés lefedési mintája 10 méterenként, a művelési iránnyal párhuzamosan történt, a táblaszélektől 5-15 méterre 2 körben, valamint végezetül x alakban átlós kontrollt végeztünk. A párhuzamos haladási irány ugyan nem optimális mérési szempontból, azonban rögösség és az erősen kötött talaj miatt az átlós irányú mérésnél EC mérő tárcsák talajba süllyedése nem volt megfelelő. A traktorban Trimble EZ-Guide 250 sorvezető állt rendelkezésre, EGNOS korrekcióval, mely mintegy 30 cm-s csatlakozási pontosságot tett lehetővé. A talajszkennelés adatainak abszolút térbeli pontossága (szintén az ENGOS korrekciót használva) ~ 1 m-es horizontálisan és vertikálisan.
Térbeli adatok feldolgozásához a VERIS forgalmazójának kikódolása után Surfer programmal végeztük a térbeli interpolációt és a terepmodell készítését. A térképi megjelenítéshez és szerkesztést pedig QGIS programot használtuk.
3. EREDMÉNYEK
Elsőként az elektromos vezetőképesség (EC) mérés értékeit hasonlítottuk össze a talajvizsgálati eredményekkel. A vezetőképességet számos tényező befolyásolja, a sótartalom, a nedvesség, a talaj kötöttsége és tömörsége.
A talajvizsgálat szerint a tábla összes sótartalma 0,08 és 0,13% között mozgott, ami jelen táblán a gyengén szoloncsákos tartományt jelenti, így ez nem volt jelentős hatással az EC értékeinek változására. A Na+ tartalom 31 és 64 mg/kg értékek között mozgott, nagyobbrészt a megfelelő tartományban és az eloszlása némileg megjelenik az EC eloszlásában is.
A vizsgált táblán az Arany-féle kötöttség (Ka) értékei 51 és 71 között mozogtak, az átlag 63 volt, ami már a nehéz agyag kategóriába tartozik, Ezért a leginkább kimutatható hasonlóság az Arany-féle kötöttség eloszlásának volt a EC értékekre (1. ábra).
67
1. ábra. A talajszkennelés EC és a talajvizsgálat Arany-féle kötöttség eloszlása
A talajvizsgálati eredmények alapján a humusztartalom a réti talaj jelleg miatt magas (3,6%
- 4,7%), amely jó és igen jó ellátottságnak felel meg. A talajszkennelés szervesanyag (OM) és a talajvizsgálat humusztartalom eloszlását a mutatja a 2. ábra, ahol a két mérés eloszlásának hasonlósága nehezen figyelhető meg.
2. ábra. A talajszkennelés OM és a talajvizsgálat humusztartalom eloszlása
A talajvizsgálati pH eredményei 4,7 és 6,1 közé esnek, ami a savanyú, enyhén savanyú tartománynak felel meg. A talajszkennelés pH eloszlása az 1 nagyságrenddel több mérési adat miatt jobban kivehetők a táblán belüli különbségek, azonban az értékek eltolódása is látható a talajvizsgálathoz képest mintegy 1 pH értékkel (3. ábra).
68
3. ábra. A talajszkennelés és a talajvizsgálat pH eloszlása 4. KÖVETKEZTETÉSEK, JAVASLATOK
A vizsgálat táblán mérsékelt különbségek figyelhetők meg a táblán belül, a domborzati különbség 1-2 méter alatti, kifejezett szikfolt (az ÉK-i sarok közelében a talajszkennelésből kimaradt rész kivételével) nem található. A talajvizsgálathoz használt korábbi management zóna lehatárolás helytálló, viszont a későbbi talajmintavételezéshez pontosítható.
A mérés gyakorlati tapasztalata, hogy a talaj agyag-nehézanyag jellege és a felszín rögössége miatt a munkasebesség és a mérési irány fontos tényező.
Az üzemben a talajszkennelés gyakorlati haszna leginkább a meszezőanyag differenciált kijuttatásában lenne, mivel a legnagyobb javítható talajhibának az alacsony kémhatás és így a tápelemek csökkent felvehetősége tekinthető a táblán.
5.KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS
A kutatás a GINOP-2.2.1-15-2016-00001 azonosító számú „Üzemmérettől független komplex precíziós szaktanácsadási rendszer kialakítása” című projekt támogatásával valósult meg.
6. FELHASZNÁLT IRODALOM
[1] SINFIELD, J.V., FAGERMAN, D., COLIC, O.: Evaluation of sensing technologies for on-the-go detection of macro-nutrients in cultivated soils. Computers and Electronics in Agriculture 70 (2010) 1-18 p
[2] SMUK, N.: A precíziós növénytermesztési módszerek elemzése, doktori értekezés, Széchenyi István Egyetem, Withmann Antal Növény-, Állat és Élelmiszertudományok doktori iskolája, 232 p., 2017.
69