Talajmintavétel és kijuttatástervezés egyszerű módszerekkel a precíziós gazdálkodásban

A talajminta-vételezés és laborvizsgálat az alapvető információkat tartalmazza talajaink állapotáról. Ezek az adatok szükségesek a megfelelő tápanyag-ellátottság megismeréséhez és a műtrágyázási tervek elkészítéséhez. A minták gyűjtése többek között történhet gépi és kézi mintavétellel, 5 ha-os területegységenként, négyzethálós (úgynevezett gridalapú), illetve menedzsmentzónák 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 kijuttatásitérkép-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 közép alapján (IDW) történő interpolálás. Mindkét eljárás során van lehetőségünk a részletesebb beállításra; az AgLeader SMS-ben van lehetőség automatikus interpolálásra is, azonban nem minden paraméter állítására van lehetőség az SMSBasic-ben. A krigelés során pontosabb eredményt kapunk a ritkább adatállományok esetén az IDW-hez hasonlítva, míg az IDW sűrű mintapontállományok, 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.


1. kép. Interpolálási eredmények összevetése az első táblán

A talajmintavételt a vizsgálatainkhoz két helyszínen végeztük el, az Alföldön a Solti-sík kistájon és a Somogyi-dombság Kelet-Külső-Somogy kistáján, mindkét 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 1 haos rácsháló alapján készült, a kapott eredmények alapján elkészítettük a műtrágya- (a vizsgálat szempontjából ennek típusa indifferens) kijuttatási tervet, melyet hozzárendeltünk a rácsháló közepére elhelyezett ponthoz, 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 különbségértéket számítva. A mellékelt képeket vizsgálva szembetűnő változást láthatunk a kijuttatási térkép műtrágyadózisaiban. 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.


2. kép. Interpolálási eredmények összevetése a második táblán

Minél elnagyoltabbá válik a mintavétel, ez az egyszerű­ sítés annál tovább nő. Érdekessége továbbá a térképeknek, hogy a terület közepén található szikfolt egyik esetben sem különöl el, holott ez egy jól tervezett kezelésizóna-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. 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 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 műtrágyamennyiséget torzítja, de adott ponton túlzott vagy alacsony kijuttatást eredményez. Az abszolút érték alapján számított átlageltérés 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 jellemzőek az északkeleti–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 kialakulására 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 ismertetettekhez hasonlóan jártunk el, annyi különbséggel, hogy ebben az esetben 1 ha-os rácshálóval is összevetettük az eredményeket. Az alaptérkép, a nagy részletessége eredményeként, 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 negyedhektáros 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 haos térképen már jelentősen torzítják 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 eredményeként a tábla igen jól feltöltött, így általában kisebb eltérések vannak a kijuttatási értékekben, mint az előző tábla esetében.


1. táblázat. Abszolút műtrágyadózis-eltérés az első vizsgált helyszínen (kg/ha


2. táblázat. Abszolút műtrágyadózis-eltérés a második vizsgált helyszínen (kg/ha)

A táblázatból is látható, hogy a 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 értéket 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 az 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 inputanyagokkal 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 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.

SZERZŐ: CSENKI SÁNDOR, LÁNG VINCE • DISCOVERY CENTER KFT., AGRIDRON KFT.

AgLeader differenciált geostatisztikai módszer gépi és kézi mintavétel helyspecifikus kijuttatás laborvizsgálat mintapont műtrágyaszóró precíziós gazdálkodás rácsháló talajmintavétel tápanyag-ellátottság