Новый способ интерпретации данных с уборочных машин для создания карты стабильности урожая в поле позволяет экспертам разрабатывать более продуктивные системы выращивания урожая.
Портал AgroXXI.ru ознакомился с релизом Мичиганского университета, автор которого Кэмерон Рудольф сообщает о пользе цифровизации сельхозтехники, в частности, уборочных комбайнов для сои и кукурузы: «Исследование ученых из Университета штата Мичиган показывает, как оценка исторической урожайности сельскохозяйственных культур на различных участках полей может предоставить фермерам важную информацию о характеристиках здоровья почвы и связывании углерода.
Исследование возглавил почвовед Мичиганского университета, профессор Бруно Бассо, в работе приняли участие Эймс Фаулер, Фидель Морейра, Невилл Миллар и Рубен Ульбрих из лаборатории Бассо, а также Уильям Бринтон, основатель и главный научный сотрудник Woods End Laboratories, компании по анализу состояния почвы со штаб-квартирой в штате Мэн.
В течение многих лет Бассо работал с фермерами по всему миру над разработкой и внедрением методов анализа пространственных и временных данных, которые позволяют оценить управление культурами в пространстве и времени, чтобы повысить урожайность и одновременно уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.
«Сельское хозяйство сталкивается с серьезными проблемами, связанными с прокормлением растущего населения мира, изменением климата и экологическим ущербом, таким как эрозия почвы и загрязнение воды. Улучшение здоровья почвы сыграет важную роль в борьбе с этими проблемами, — говорит Бассо. — Мы знаем, что здоровье почвы включает в себя биологические, химические и физические свойства, и мы способны повлиять на них соответствующими практиками земледелия».
В рамках своего проекта ученые стремились определить взаимосвязь между исторической урожайностью сельскохозяйственных культур и здоровьем почвы, исходя из гипотезы о том, что в высокопроизводительных регионах полей почва более качественная, и наоборот.
«Может показаться очевидным, что в районах с хорошей урожайностью почва лучше, но мы должны помнить, что на полях существует огромная вариативность, — рассказывает Бассо. – Поэтому фермерам необходимо предоставлять предписывающие и точные рекомендации о том, как оптимизировать их деятельность, минимизируя использование ресурсов и смягчая негативное воздействие на окружающую среду, а также максимизируя урожайность. Для составления подобных рекомендация требуется много информации и системный подход, который объединяет взаимодействие климата, растений и почвы для отражения сложной динамики сельскохозяйственных систем».
Бассо рассказывает, что для получения этих данных ранее требовалось провести интенсивный отбор проб почвы на больших площадях для учета изменчивости, чтобы было непомерно дорого, учитывая масштабы для сбора достоверной информации.
Исследователи стремятся уменьшить зависимость от традиционных способов отбора почвы, сочетая исторические данные об урожайности и новый показатель анализа, известный как зоны стабильности урожайности. Эти зоны используют как уровень урожайности, так и ее стабильность (постоянство урожайности) с течением времени, предлагая более детальное понимание, учитывающее мелкомасштабную изменчивость на поле.
В соответствии с новым методом обследование прошли десять коммерческих полей кукурузы и сои в Мичигане, Иллинойсе и Индиане с различной практикой управления.
Ученые определили зоны стабильности урожайности на каждом поле, используя данные монитора урожайности с высоким разрешением, загруженные с уборочных машин. История урожайности каждого поля колебалась от 11 до 18 лет. Также были собраны и проанализированы образцы почвы традиционным методом.
Исследователи обнаружили, что зоны стабильности урожайности успешно определяют различия участков на основе статистически разного относительного содержания органического углерода в почве и относительного здоровья почвы. Бассо сказал, что анализ актуален для различных типов почв и методов управления, и эта информация может помочь агроконсультантам и фермерам действовать более эффективно.
Расположение полевых участков в Мичигане, Иллинойсе и Индиане, с примером поля, показывающим три места отбора проб почвы (цветные кружки), случайно выбранные в пределах каждого из четырех уровней зон стабильности урожайности (YSZ); нестабильный (US), низкий и стабильный (LS), средний и стабильный (MS) и высокий и стабильный (HS), определяемый в каждом поле. Карта создана Рубеном Ульбрихом с использованием программного обеспечения ArcGis 10.8.2. (www.esri.com).
«Например, мы увидели, что зоны низкой устойчивости имеют более мелкую или более уплотненную почву, расположены на довольно крутых склонах. В нестабильных зонах наблюдались более высокие выбросы углерода, связанные с процессами эрозии и стоком, в то время как в зонах высокой устойчивости органический углерод хранился в почве с лучшими характеристиками по множеству параметров, например, увеличения способности удерживать воду и питательные вещества. Наши результаты показывают, что зоны стабильности урожайности могут выявить взаимосвязи между формированием плодородной почвы, накоплением органического углерода в почве, здоровьем почвы и потенциалом урожайности», — заключил эксперт».
