Wydruk strony Farmer.pl - portal nowoczesnego rolnika

Laboratorium na polu

Autor:

Dodano:

Określenie właściwości gleb ma kluczowe znaczenie w zabiegach agrotechnicznych precyzyjnego rolnictwa. Najnowsze rozwiązania pozwalają na natychmiastową analizę warstwy uprawowej – bez wysyłania próbek glebowych do laboratorium.

Ocena właściwości gleb na podstawie analiz laboratoryjnych próbek glebowych pobranych na polu jest metodą powszechnie stosowaną, jednakże czasochłonną i w konsekwencji kosztowną. Jest to szczególnie istotne jeżeli zależy nam na uzyskaniu dużej rozdzielczości mapy glebowej o dużej rozdzielczości, wykorzystanej na przykład do precyzyjnego dawkowania nawozów mineralnych.

BADANIE PODCZAS JAZDY

Gleby na terenie naszego kraju charakteryzują się dużą zmiennością glebową w obrębie nawet niewielkich pól. Z tego też względu - jako element rolnictwa precyzyjnego - coraz częściej poszukuje się i wdraża techniki bardzo dokładnie oceniające właściwości gleby, ze znacznie większą rozdzielczością i z ograniczeniem do minimum analiz laboratoryjnych. W tym celu wykorzystuje się przenośne bądź montowane na platformach jezdnych różnego rodzaju czujniki i systemy rejestrujące właściwości gleby podczas jazdy po polu „on-the-go" (z ang. w ruchu).
Jednym z najnowszych osiągnieć techniki, jest produkt amerykańskiej firmy Veris Technologies Inc. - mobilny spektrofotometr bliskiej podczerwieni. Czujnik ten aktualnie jest szeroko wdrażany do wspomagania amerykańskich farmerów w prowadzeniu produkcji roślinnej w systemie rolnictwa precyzyjnego.

DOKŁADNE MAPY

Również od trzech lat w Instytucie Uprawy i Nawożenia w Puławach - Państwowym Instytucie Badawczym, prowadzane są intensywne badania nad możliwościami wykorzystania tego typu czujnika w warunkach naszego kraju. Posiadane przez IUNG w Puławach urządzenie, jest to na razie jedynym tego rodzaju w Polsce.

Można sobie zadać pytanie dlaczego akurat tego typu czujnik, a nie inny został wybrany do badań? Okazuje się, że tego typu czujniki mają tę przewagę nad innymi, na przykład elektromagnetycznymi (opisywanymi w Farmerze 10/2012), że wykorzystując optyczne właściwości gleby mogą one z bardzo dużą precyzją określić bardzo wiele cech glebowych niezwykle istotnych z punktu widzenia produkcji roślinnej. Właściwości, które można określić za pomocą spektrofotometru dotyczą zawartości: azotu, potasu, fosforu, magnezu, wapnia i próchnicy. Za ich pomocą określa się także udział poszczególnych frakcji glebowych (piasku, iłu itp.), bada odczyn i wiele innych właściwości. To wszystko za jednym przejazdem po polu!

Dzięki temu, że urządzenie współpracuje z GPS, możliwe jest sporządzenie bardzo dokładnych map z określonymi według zapotrzebowania właściwościami gleby.

JAK DZIAŁA CZUJNIK OPTYCZNY?

To czego nie możemy zobaczyć naszymi oczyma, czyli w zakresie światła widzialnego, może być widoczne na przykład w bliskiej podczerwieni (NIR). Właśnie w takim zakresie fal działa spektrofotometr. Naukowcy w warunkach laboratoryjnych już dawno wykazali, że widok w bliskiej podczerwieni gleby bardzo mocno koreluje z ważnymi jej właściwościami, takimi jak zawartość węgla czy azotu.

Gdy światło pada na glebę cząsteczki zaczynają reagować i wibrować. Wibracje te pochłaniają część światła. Ilość światła absorbowanego lub odbijanego przez glebę zależy od tego co znajduje się w glebie. Gleby z dużą ilością grup chemicznych CH, NH, i OH, czyli znajdujących się w związkach azotowych, próchnicy i wodzie, pochłaniają więcej światła. Dlatego mokre gleby lub gleby o wysokiej zawartości próchnicy wygląda ciemniej, nawet gołym okiem. Stąd zapis widma glebowego może być używany do pomiaru próchnicy, azotu i wody w glebie, oraz innych właściwości chemicznych gleb.

W każdej sekundzie, system Veris rejestruje 20 widm, a każde widmo zawiera 384 pomiary gleby. Tak duża ilość danych potrzebuje dużej mocy obliczeniowej i specjalnego oprogramowania, które jest dostarczane wraz z czujnikiem. Dzięki temu, że spektrofotometr Veris jest umieszczony na platformie jezdnej, pomiary określające zmienne właściwości gleby mogą być wykonywane na polu. Urządzenie zdemontowane z platformy, może służyć jako laboratorium stacjonarne.

CZUJNIKI OPTYCZNE MAJĄ PRZYSZŁOŚĆ

Największą zaletą przedstawionej technologii jest to ograniczenie kosztownych i czasochłonnych prac związanych z pobieraniem próbek glebowych i analizowaniem ich w laboratoriach. Badania prowadzone w IUNG są aktualnie skoncentrowane nad możliwością wykorzystania czujnika Veris i danych spektralnych do mapowania różnorodnych właściwości glebowych, w tym wapnia, magnezu, potasu, pH i azotu.
Tego rodzaju metody badania gleby rozwijają się bardzo dynamicznie. W Stanach Zjednoczonych spektrofotometry są wykorzystywane komercyjnie już od około 5 lat, coraz częściej także w Europie Zachodniej - wszędzie tam gdzie rozwija się precyzyjne rolnictwo. Jestem przekonany, że jeśli w Polsce rolnictwo precyzyjne będzie się dalej rozwijało, te metody będą miały szerokie zastosowanie. W tym momencie metody optyczne są najdokładniejsze i dają wyniki bezpośrednio na polu.

×