Агрохимический анализ помогает определить кислотность почвы, содержание в ней гумуса, микро- и макроэлементов и решить, в какую часть поля сколько удобрений вносить. Кажется, всё логично. Но большинство полей неоднородны, и агрохимические свойства почвы в пределах одного поля сильно отличаются. С этим нет проблем, если вы готовы отдавать в лабораторию пробу с каждой сотки земли. Но как быть, если такой возможности нет?
В прошлом году моему коллеге, Всеволоду Генину, выдалась возможность проверить разные методы отбора почв с хорошей точностью. Компания Frendt, поставщик сельскохозяйственной техники для точного земледелия в Украине, провела на поле в Винницкой области агрохимический анализ почвы с очень плотной сеткой отбора — 0,28 га. Ребята поделились с Севой результатами анализа, и он использовал их, чтобы создать несколько карт распределения фосфора и калия под разные методы отбора проб.
В этом посте — делюсь с вами статьёй Севы, где он показывает, что же из этого получилось, и рассказывает, какой метод отбора проб оказался самым оптимальным, на его взгляд.
Если вы видите этот канал впервые: меня зовут Филипп, и я агроном, который ушёл работать в IT. Мы создаём бесплатные приложения для фермеров OneSoil. Здесь я рассказываю про свою работу и агрономию.
Результаты агрохимического анализа на поле эксперимента
Площадь поля — 66,36 гектаров. Почвы преимущественно чернозёмные, слабо деградированные, встречаются чернозёмы оподзоленные и сильно деградированные. Рельеф неоднородный, перепад высот 41 метр, уклон до 6 градусов.
Напомню, что агрохимическое обследование проводили сотрудники Frendt и лаборатория, с которой компания сотрудничала. Пробы отбирались по сетке 0,28 гектара. Всего отобрали 236 образцов.
Как это понимать. Как видим, агрохимические свойства почвы на поле сильно варьируются. Например, содержание фосфора в разных точках отличается больше, чем в 30 раз. Калия — в 9 раз. Почвенная кислотность на поле относится к 6 группам. Такие группы определяют по величине pH — от сильнокислых до близких к нейтральным.
В чём проблема. Проблема в деньгах. Средняя стоимость анализа одного образца — $ 45. Добавьте к этому ещё затраты на сам отбор. При плотности отбора в 0,28 га получается внушительная сумма, и это только для одного поля.
Методы отбора образцов почвы
Теперь давайте представим, что никакой компании Frendt нет, мы хотим рассчитать удобрения для этого поля и потому решаем провести агрохимический анализ. Как будем отбирать пробы почвы?
По элементарным участкам. Делим поле на зоны равной площади, берём образцы в каждой зоне (буквой Z, по диагонали или произвольно), смешиваем, и затем, опираясь на среднее значение в границах зоны, вносим удобрения.
Точечно и через интерполяцию. Берём образцы по сетке и с помощью значений в конкретных точках предсказываем уровень фосфора и калия по всему полю. Это называется интерполяция. Предсказания за нас делает специальная программа. Я, например, работаю в ArcGIS.
Теперь давайте посмотрим, как бы оба способа сработали на нашем поле.
Отбор по элементарным участкам
Карты распределения фосфора и калия
Допустим, мы разделили поле на элементарные участки площадью 6,6 га. Их вышло 10. В каждом взяли несколько образцов, смешали, получили усреднённые результаты. Давайте сверим их с достоверной картой — той, что получилась при сетке отбора 0,28 га.
Как это понимать. Вариативность фосфора и калия внутри большинства участков высокая. Оптимальная разница в содержании минеральных веществ в пределах участка — 50 мг. У нас же в 7 из 10 участков разница между минимальным и максимальным значением фосфора и калия выше нормы в 4–5 раз.
Вносить удобрения по такой карте — рискованно. От недостатка или избытка питательных веществ в разных частях поля урожайность может сильно упасть.
Точечный отбор
Карты распределения калия
Теперь представим, что мы отбирали пробы почвы точечно и проводили интерполяцию. Вот как бы выглядели карты распределения калия с сеткам 0,4 га, 0,9 га и 2 га. Карты распределения фосфора не привожу — там тенденция такая же.
Как это понимать. Чем ниже плотность сетки, тем сильнее карта отличается от «достоверной» (то есть карты от Frendt, взятой за образец) и тем ниже её точность. Например, карта с плотностью сетки в 2 гектара улавливает только общие тренды распределения калия на поле. Вносить удобрения по ней или по карте с сеткой более низкой плотности снова же рискованно.
Что всё это значит
Чем выше плотность отбора, тем точнее данные об агрохимических свойствах почвы. Правильного метода отбора проб нет.
Агрохимические свойства почвы сильно варьируются. Для того, чтобы определить точное содержание питательных элементов на поле, нужно провести детальный почвенный анализ. Чем детальнее, тем лучше — но и тем дороже.
Достоверный агрохимический анализ это дорого. Средняя стоимость анализа одного образца — $45. По моим расчётам, на этом поле дифференцированно вносить удобрения стоит при использовании сетки как минимум в 0,9 га. Агрохимическое обследование в этом случае обойдётся в $3000. Чем выше вариативность и больше площадь поля, тем выше стоимость анализа.
Так а что делать-то?
Как вариант — отбирать пробы по зонам продуктивности. Это участки на поле с разными показателями урожайности. Участок, который на протяжении нескольких сезонов даёт самую высокую урожайность на поле, считают зоной высокой продуктивности. Ещё выделяют зоны средней и низкой продуктивности.
Выделить бесплатно зоны продуктивности на своём поле можно в веб-приложении OneSoil.
Ссылки до кучи
Что такое зоны продуктивности и как их бесплатно определить с помощью OneSoil?
Как вносить удобрения по зонам продуктивности
Что такое NDVI и зачем он нужен фермеру — статья, не связанная с агрохимией, но вдруг вам тоже будет интересно, я старался