Talajmintavétel és kijuttatás tervezés egyszerű módszerekkel a precíziós gazdálkodásban

A talajmintavételezés és laborvizsgálat alapvető információkat tartalmazza a talajaink állapotáról, ezen adatok szűkségesek a megfelelő tápanyag ellátottság megismeréséhez és a műtrágyázási tervek elkészítéséhez. A minták gyűjtése többek között történhet gépi és kézi mintavétellel, 5ha-os terület egységenként, négyzethálós úgynevezett (grid alapú) illetve management zónák alapján. Zónánként egy mintát gyűjtünk, mely minimum 20 rész mintából áll a hazai gyakorlat szerint.

A precíziós gazdálkodás terjedésével egyre nagyobb jelentőséget kap a jó minőségű, kellő térbeli felbontású adat, annak érdekében, hogy a helyspecifikus gazdálkodás megfelelő minőségben kivitelezhető legyen. A piacon egyre nagyobb számban elérhetőek olyan szoftverek és alkalmazások, melyek lehetővé teszik a gyors kijuttatási térkép generálást a különböző bemeneti adatok alapján. Azt azonban minden felhasználónak figyelembe kell vennie, hogy amennyiben a mintavétel, vagy a bemeneti adatállomány nem megfelelő, akkor a rosszul megválasztott geostatisztikai módszer használatával a helyspecifikus gazdálkodásunk nemhogy nem lesz helyspecifikus, de nagyobb hibát vétünk, mintha a kijuttatást a rácsháló alapján végeznénk. A vizsgált precíziós gazdálkodási szoftverekben a viszonylag könnyen használható, egyszerű geostatisztikai módszerek a jellemzőek. Ezek jellemzően az interpolálás különböző fajtái, melyek eltérő mértékben paraméterezhetők. Az interpolálás során az ismeretlen értékekre kapunk közelítést az ismert adataink alapján, így a területről kaphatunk egy egységes képet. A két mintavételi pont értéke és egymástól való távolsága alapján tudjuk kiszámítani a két pont közötti értékeket, az adott interpolálás képletével, algoritmusával. Ez a gyakorlatban annyit jelent, hogy a rácshálónk középpontjai közötti értékeket számítjuk. Amennyiben a mintavétel kellő sűrűséggel készült jól közelíti a valóságot, azonban ez minden esetben relatív és nincs univerzális szám, ami az országban mindenhol működik.

A precíziós gazdálkodási gyakorlatban használt főbb térinformatikai szoftverek (például: AgLeader SMS, QGIS) is rendelkeznek ilyen lehetőségekkel, ilyen a krigelés és a súlyozott számtani alapján (IDW) történő interpolálás. Mindkét eljárás során van lehetőségünk a részletesebb beállítására, az AgLeader SMS-ben van lehetőség automatikus interpolálásra is, azonban nem minden paraméter állítására van lehetőség az SMS Basicben. A krigelés során pontosabb eredményt kapunk a ritkább adatállományok esetén az IDW-hez hasonlítva, míg az IDW sűrű mintapont állományok, mint például hozamtérkép esetében jobban alkalmazható. Mindazonáltal a rendelkezésünkre álló mérési pontok számának megléte nagyban befolyásolja az általunk elkészített térkép minőségét.

Jelen vizsgálatban több helyszínen végeztük el a rácshálós mintavételt. A homogénebb területen 1 hektáros, míg a heterogénebb táblán 0,25 hektáros sűrűséggel. Ezekre a mintapontokra készültek el a tápanyag gazdálkodási tervek, melyeket aztán interpoláltunk, majd újramintázás után ugyanezt megtettük 1, 3, 5 és 10 hektáros rácshálóval is. Ezeket aztán térképen ábrázoltuk és a legsűrűbb mintavételi háló segítségével vizsgáltuk, hogy az egyes mintavételi pontokon a különböző interpolálások mekkora hibát eredményeztek.

A talajmintavételt a vizsgálatainkhoz kéthelyszínen végeztük el, az Alföldön a solti-sík kistájon és a Somogyi dombság kelet-külső-somogy kistáján, minkét esetben több mint 30 hektár területű táblán. A solti tábla tengerszint feletti magassága 93 és 100 méter közé esik, a terület közepén egy erősen szikes folttal, mely egyben a legmélyebb területe is a táblának. A tábla nagy részét a csernozjom jellegű talajok jellemzik, melyek a mélyebb területek felé réties jelleggel rendelkeznek, a legmélyebb terület felé pedig a réti szolonyec talaj válik jellemzővé.

A legsűrűbb talajmintavétel 1ha-os rácsháló alapján készült, a kapott eredmények alapján elkészítettük a műtrágya (a vizsgálat szempontjából ennek típusa indifferens) kijuttatási tervet, melyeket hozzá rendeltünk rácsháló közepére elhelyezett pontra, ezt követően az adatokat interpoláltuk. A korábban leírtak szerint ezt elvégeztük a 3, 5 és 10 ha-os rácshálóval is, majd az így kapott eredményeket összevetettük az eredeti pontok dózisával, abszolút különbség értéket számítva. Az alábbi képeket vizsgálva szembe tűnő változást láthatunk, a kijuttatási térkép műtrágya dózisaiban. A nyugati és keleti oldal közti különbség látható az összes térképen azonban a két oldali közötti részletesség jelentős mértékben csökken, már a 3 hektáros esetében is. Minél elnagyoltabbá válik a mintavétel ez az egyszerűsítés annál tovább nő. Érdekessége továbbá a tréképeknek, hogy a terület közepén található szikfolt egyik esetben sem különöl el, holott az egy jól tervezett kezelési zóna alapú mintavételezésen egyértelműen elválik. Az 1 hektáros mintavételi pontokon vizsgált eltéréseket táblázatba rendezve láthatjuk, hogy az 1 hektáros mintavételi pontokhoz képest mekkora eltérés mutatkozik a nagyobb rácshálók interpolációját követően.

1. táblázat Abszolút műtrágya dózis eltérés az első vizsgált helyszínen (kg/ha)

A táblázatból is jól látszik, hogy egy ilyen viszonylag sík, jelentős erózióval nem sújtott területen is milyen jelentős hibát tudunk generálni egy nem kellő sűrűséggel elvégzett mintavételi módszerrel és azt hogyan tudjuk tovább fokozni egy geostatiszikai módszerrel, mely adott felbontás és változatosság mellett nem alkalmas az adatok kiterjesztésére. Az eredmények értékeléséhez az is hozzátartozik, hogy egy tápanyag feltöltöttség szempontjából egy igen heterogén tábláról beszélünk, ahol az igen jó kategóriától az igen gyengéig minden ellátottsági kategória megjelenik. Ettől függetlenül a mintapontokon tapasztalt abszolút 117-136 kg/ha közötti eltérés (hiba?) igen jelentős és nem csak a teljes kijuttatott műtrágya mennyiséget torzítja, de adott ponton túlzott, vagy alacsony kijuttatást eredményez. Az abszolút érték alapján számított átlag eltérés, ezt jelen esetben többletként reprezentálja, azonban ez egyes pontokon negatív eltérés (azaz aluldozírozás), csupán a matematikai levezetés miatt került így reprezentálásra.

A második vizsgált területünkre jellemző az észak keleti – délnyugati irányban húzódó, egymás mögött sorakozó dombhátak és a Balatonnal párhuzamos nagyobb völgyek együttese. A dombhátak átlagos magassága 200-300 méter, lejtői északon meredekebbek délen lankásabbak. A területünk elhelyezkedését tekintve részben háti rész és völgyi rész, kialakulásár erősen hatottak az eróziós folyamatok. A táblán belül tapasztalt magasságbeli különbség több mint 30 méter, mely szántóföldi művelés mellett jelentős felszínformáló tényező. Ez a jellemző talajtípusokban is jól kifejezésre kerül. A magasabb területeken a talajképző kőzetig erodált földes kopár, a legmélyebb területen pedig az igen mély 1,5 méteres humuszos réteggel rendelkező lejtőhordalék talajok a jellemzőek. A kettő között a csernozjom barna erdőtalaj különböző mértékig erodált változatai illetve a barnaföldek a jellemzőek.
A helyszínen ennek a változatosságnak is köszönhetően egy részletesebb, negyedhektáros mintavételezési háló került kialakításra, összesen 157 pont eredményeivel dolgoztunk. A feldolgozás során az előzőekben ismertetekhez hasonlóan jártunk el annyi különbséggel, hogy ebben az esetben 1ha-os rácshálóval is összevetettük az eredményeket. Az alaptérkép nagy részletessége miatt több ponton jól ábrázolja a domborzati- és talajviszonyokat a táblán, de már itt is láthatóak kisebb-nagyobb eltérések, összevetve egy hozamtérképpel, vagy egy talajviszonyokat is figyelembe vevő kezelési zóna alapú mintavételhez képest. A negyed hektáros kiterjesztéshez képest a további térképek kevésbé részletesen adják vissza a jellemző foltokat, de láthatóak az 1 és 3 ha-os térképeken is, azonban 5 és 10 ha-os térképen már jelentősen torzítja a tábla karakterét. Az abszolút különbségi átlagok vizsgálata során elmondható, hogy kisebb eltéréseket tapasztaltunk, mint az előző terület adatállományaiban. köszönhetően annak, hogy az elmúlt évek tudatos tápanyag-gazdálkodásának köszönhetően a tábla igen jól feltöltött, így általában kisebb eltérések vannak a kijuttatási értékekben, mint az előző tábla esetében.

2. táblázat Abszolút műtrágya dózis eltérés a második vizsgált helyszínen (kg/ha)

A táblázatból is látható, hogy az 40 kg körüli hibát már az első egyszerűsítés is adja, mely folyamatosan növekszik a ritkább mintavétel alapján számított értékek felé haladva. Ugyan abszolút értékben vizsgálva ezek nem jelentős különbségek, azonban a két szélső érétket nézve ez is 28%-os eltérés, ami egy kevésbé jól ellátott területen már jelentős hibát eredményezhet.
Ahogy a fenti vizsgálatainkból is jól látható a helyes mintavétel alapja a jó adatnak, így a helyes precíziós gazdálkodásnak. A legpontosabb műtrágyaszóró is kevés ahhoz, hogy a pontatlan adatokkal dolgozva megfelelő módon végezze el a helyspecifikus kijuttatást. A differenciált input anyagokkal való munkának alapja a jó minőségű, megfelelő mennyiségű adat és annak a megfelelő geostatisztikai módszerekkel történő feldolgozása, kiterjesztése. Ennek hiányában nagyobb kárt teszünk, mint amennyi hasznot a helyspecifikus gazdálkodás hozhat. Most, mikor a talajmintavétel ideje aktuálissá válik a betakarításokkal, a precíziósan gazdálkodni vágyóknak a saját területeik ismeretében érdemes időt áldozni a különböző módszerek összehasonlítására, és a megfelelő módszerrel mintát venni, majd azt megfelelő módon kiterjeszteni a kijuttatási térképhez, mivel ez határozza meg a következő 3-5 év tápanyag gazdálkodását.

Csenki Sándor
Dr. Láng Vince

AgriDron
Discovery Center