Стратегії відбору проб ґрунту: як обрати правильний підхід для кожного поля
Час читання: 10 хвилин
Більшість полів відбирають за одним і тим самим принципом. Ось сім ефективніших стратегій зонального відбору проб.
Михал Прадзински
Головний агроном OneSoil
Щоосені фермери чують одну й ту саму пораду: зробіть аналіз ґрунту.
Але мало хто пояснює, що відбір проб ґрунту - це не один універсальний підхід. Фермер із трьома невеликими однорідними полями, фермер, який помітив проблемну ділянку під час жнив, і фермер, який створює карти диференційованого внесення, потребують зовсім різних схем відбору проб.
Тому починайте не з питання «Скільки проб потрібно відібрати?», а з питання «Що саме я хочу дізнатися?»
Відповідь буде різною для поля площею 2 гектари в Німеччині, 300 гектарів в Україні чи проблемної ділянки, яку ви помітили лише з кабіни комбайна під час збирання врожаю.
Нижче - сім найпоширеніших завдань і стратегія, яка найкраще підходить для кожного з них.
Але мало хто пояснює, що відбір проб ґрунту - це не один універсальний підхід. Фермер із трьома невеликими однорідними полями, фермер, який помітив проблемну ділянку під час жнив, і фермер, який створює карти диференційованого внесення, потребують зовсім різних схем відбору проб.
Тому починайте не з питання «Скільки проб потрібно відібрати?», а з питання «Що саме я хочу дізнатися?»
Відповідь буде різною для поля площею 2 гектари в Німеччині, 300 гектарів в Україні чи проблемної ділянки, яку ви помітили лише з кабіни комбайна під час збирання врожаю.
Нижче - сім найпоширеніших завдань і стратегія, яка найкраще підходить для кожного з них.
📄 Спочатку - терміни
- Точка відбору (підпроба): окремий відбір ґрунту в одній точці поля.
- Проба: від 1 до 20 підпроб, змішаних і відправлених до лабораторії як один зразок. Одна проба = один результат лабораторного аналізу.
- Зона відбору проб: частина поля, з якої всі підпроби об'єднуються в одну пробу.
- Зона продуктивності: ділянки з низькою, середньою та високою продуктивністю, визначені на основі багаторічних супутникових даних. Це не те саме, що зона відбору проб, але, як ви побачите далі, їх можна ефективно поєднувати.
Чому зони, а не сітка?
Традиційний відбір проб за сіткою ділить поле на квадрати незалежно від того, що насправді відбувається в ґрунті.
Натомість зональний відбір проб враховує реальну неоднорідність поля. Порівнявши обидва підходи на одному полі з даними сканування ґрунту EM-38, ми виявили, що зони OneSoil мали в середньому на 50% меншу внутрішню варіабельність у межах кожної проби.
Простіше кажучи, кожен лабораторний результат точніше відображає ділянку, з якої була відібрана проба, замість того щоб усереднювати відмінності, заради виявлення яких і проводиться аналіз.
Втім, універсального рішення для всіх полів не існує. Ось основні стратегії.
Натомість зональний відбір проб враховує реальну неоднорідність поля. Порівнявши обидва підходи на одному полі з даними сканування ґрунту EM-38, ми виявили, що зони OneSoil мали в середньому на 50% меншу внутрішню варіабельність у межах кожної проби.
Простіше кажучи, кожен лабораторний результат точніше відображає ділянку, з якої була відібрана проба, замість того щоб усереднювати відмінності, заради виявлення яких і проводиться аналіз.
Втім, універсального рішення для всіх полів не існує. Ось основні стратегії.
Стратегія 1. Одна проба для невеликих однорідних полів
Підходить для: компактних, відносно рівномірних полів площею до 3 га.
Це найпростіший випадок. Однієї зони відбору та однієї проби зазвичай достатньо, щоб оцінити родючість усього поля.
Зайшли в поле, відібрали пробу - і переходите до наступного. Це швидко, недорого й водночас забезпечує системний підхід, належну документацію та можливість порівнювати результати між сезонами.
Проте якщо ви знаєте, що невелика частина поля суттєво відрізняється, але вона занадто мала, щоб обробляти її окремо (наприклад, кут поля біля струмка або на межі з лісосмугою), не відбирайте проби саме там.
Це найпростіший випадок. Однієї зони відбору та однієї проби зазвичай достатньо, щоб оцінити родючість усього поля.
Зайшли в поле, відібрали пробу - і переходите до наступного. Це швидко, недорого й водночас забезпечує системний підхід, належну документацію та можливість порівнювати результати між сезонами.
Проте якщо ви знаєте, що невелика частина поля суттєво відрізняється, але вона занадто мала, щоб обробляти її окремо (наприклад, кут поля біля струмка або на межі з лісосмугою), не відбирайте проби саме там.
Стратегія 2. Більше проб для вузьких
і полів неправильної форми
Підходить для: довгих прямокутних полів, терас, полів неправильної форми - навіть якщо вони невеликі.
Одна проба з довгого поля надто сильно усереднює результати. Властивості ґрунту можуть істотно змінюватися на відстані 1–2 км, тому витягнуті поля потребують більшої кількості окремих проб, навіть якщо їхня загальна площа невелика.
Неправильно підібрана норма внесення добрив або некоректна оцінка рівня pH можуть коштувати сотні євро втрат з кожного гектара.
Створіть карту продуктивності, а потім використайте її, щоб розділити поле на дві або три зони відбору проб. Так, лабораторні аналізи коштуватимуть дорожче, але помилкові рішення, ухвалені на основі неточних даних, обійдуться значно дорожче.
Одна проба з довгого поля надто сильно усереднює результати. Властивості ґрунту можуть істотно змінюватися на відстані 1–2 км, тому витягнуті поля потребують більшої кількості окремих проб, навіть якщо їхня загальна площа невелика.
Неправильно підібрана норма внесення добрив або некоректна оцінка рівня pH можуть коштувати сотні євро втрат з кожного гектара.
Створіть карту продуктивності, а потім використайте її, щоб розділити поле на дві або три зони відбору проб. Так, лабораторні аналізи коштуватимуть дорожче, але помилкові рішення, ухвалені на основі неточних даних, обійдуться значно дорожче.
Стратегія 3. Збірні проби на великих полях - для моніторингу, а не для прийняття рішень щодо внесення добрив
Підходить для: великих полів зі стабільною родючістю та рівномірною врожайністю, коли основна мета - довгострокове спостереження.
Якщо ви добре знаєте своє поле, одна збірна проба з великої площі може стати недорогим інструментом для моніторингу.
Водночас важливо пам'ятати: збірну пробу не слід використовувати як основу для прийняття рішень щодо внесення добрив, оскільки її точність для цього недостатня.
Натомість вона добре підходить для відстеження довгострокових тенденцій. Регулярний моніторинг дає змогу вчасно виявити деградацію ґрунту або зниження вмісту гумусу.
Якщо ви добре знаєте своє поле, одна збірна проба з великої площі може стати недорогим інструментом для моніторингу.
Водночас важливо пам'ятати: збірну пробу не слід використовувати як основу для прийняття рішень щодо внесення добрив, оскільки її точність для цього недостатня.
Натомість вона добре підходить для відстеження довгострокових тенденцій. Регулярний моніторинг дає змогу вчасно виявити деградацію ґрунту або зниження вмісту гумусу.
Стратегія 4. Моніторинг змін у фіксованих точках
Підходить для: консультантів і фермерів, які відстежують зміни властивостей ґрунту з часом.
Виділіть окрему ділянку поля й повертайтеся до тих самих точок кожного сезону - або так часто, як цього потребує ваша програма моніторингу.
Ця ділянка має охоплювати кілька десятків квадратних метрів, розташовуватися подалі від поворотної смуги, поза технологічними коліями та не бути схильною до перезволоження.
Це не повноцінний польовий дослід, але такий підхід дозволяє отримувати послідовну й порівнювану серію вимірювань на одній і тій самій ділянці з року в рік.
Виділіть окрему ділянку поля й повертайтеся до тих самих точок кожного сезону - або так часто, як цього потребує ваша програма моніторингу.
Ця ділянка має охоплювати кілька десятків квадратних метрів, розташовуватися подалі від поворотної смуги, поза технологічними коліями та не бути схильною до перезволоження.
Це не повноцінний польовий дослід, але такий підхід дозволяє отримувати послідовну й порівнювану серію вимірювань на одній і тій самій ділянці з року в рік.
Стратегія 5. Діагностичний відбір проб
Підходить для: проблемних ділянок, які ви помітили під час збирання врожаю.
Часто лише під час жнив стає видно, що окрема частина поля дає врожай значно нижчий, ніж очікувалося.
Замість того щоб гадати про причину, скористайтеся історією NDVI: перегляньте архівні супутникові знімки, знайдіть ділянку, яка вирізняється станом рослин, і сплануйте відбір проб саме там.
Одна прицільно відібрана проба - одна конкретна відповідь на запитання: «Що не так із цією ділянкою?
Часто лише під час жнив стає видно, що окрема частина поля дає врожай значно нижчий, ніж очікувалося.
Замість того щоб гадати про причину, скористайтеся історією NDVI: перегляньте архівні супутникові знімки, знайдіть ділянку, яка вирізняється станом рослин, і сплануйте відбір проб саме там.
Одна прицільно відібрана проба - одна конкретна відповідь на запитання: «Що не так із цією ділянкою?
Стратегія 6. Поєднайте зони відбору проб із зонами продуктивності - три проби на поле
Підходить для: детальнішого вивчення неоднорідності поля за мінімальних витрат на лабораторні аналізи.
Опція «Поєднати із зонами продуктивності» в OneSoil автоматично створює карту відбору проб лише з трьома пробами на поле: одну для зони високої продуктивності, одну - для середньої та одну - для низької. Усі підпроби в межах кожної зони змішуються в одну збірну пробу.
Оскільки ви оплачуєте лише три лабораторні аналізи, можна виконати значно глибші дослідження кожної проби: визначити гранулометричний склад ґрунту, вміст органічної речовини, ємність катіонного обміну (ЄКО), загальний вміст поживних елементів і баланс елементів. Менше проб - більше інформації з кожної.
Коли працює найкраще: коли врожайність обмежує один відносно однорідний чинник (класичний приклад - рівень pH).
Коли не підходить: якщо зони низької продуктивності мають різні причини - наприклад, в одному місці це сухий піщаний пагорб, а в іншому - перезволожена ділянка, - їх об'єднання в одну пробу приховає саме ті відмінності, які потрібно виявити.
Опція «Поєднати із зонами продуктивності» в OneSoil автоматично створює карту відбору проб лише з трьома пробами на поле: одну для зони високої продуктивності, одну - для середньої та одну - для низької. Усі підпроби в межах кожної зони змішуються в одну збірну пробу.
Оскільки ви оплачуєте лише три лабораторні аналізи, можна виконати значно глибші дослідження кожної проби: визначити гранулометричний склад ґрунту, вміст органічної речовини, ємність катіонного обміну (ЄКО), загальний вміст поживних елементів і баланс елементів. Менше проб - більше інформації з кожної.
Коли працює найкраще: коли врожайність обмежує один відносно однорідний чинник (класичний приклад - рівень pH).
Коли не підходить: якщо зони низької продуктивності мають різні причини - наприклад, в одному місці це сухий піщаний пагорб, а в іншому - перезволожена ділянка, - їх об'єднання в одну пробу приховає саме ті відмінності, які потрібно виявити.
Для компаній, що надають послуги з відбору проб ґрунту, це також може бути ефективною бізнес-стратегією: у перший рік пропонувати відбір проб із високою щільністю, а в наступні роки - моніторинг за зонами продуктивності як постійну послугу.
Стратегія 7. Відбір проб із високою щільністю - стандарт точного землеробства
Підходить для: створення точних карт родючості та карт диференційованого внесення (VRA). Це найточніший підхід до діагностики ґрунту.
Відбір проб у зонах, сформованих на основі карти продуктивності, - зазвичай одна проба на кожні 2–4 га, що складається з кількох підпроб у межах кожної зони, - дозволяє створювати карти родючості, які точно відображають просторову мінливість властивостей ґрунту.
Цей метод поєднує ключові вимоги сучасного аналізу ґрунту: виділення зон із дійсно різними властивостями (полігони, побудовані за зонами продуктивності OneSoil), виявлення просторової мінливості родючості та відповідність чинним стандартам відбору проб.
Ви повністю контролюєте карту: можете визначати розмір зон, їхню складність, кількість підпроб у кожній зоні та буферну відстань від меж поля. Будь-яку точку можна вручну перемістити або додати.
Відбір проб у зонах, сформованих на основі карти продуктивності, - зазвичай одна проба на кожні 2–4 га, що складається з кількох підпроб у межах кожної зони, - дозволяє створювати карти родючості, які точно відображають просторову мінливість властивостей ґрунту.
Цей метод поєднує ключові вимоги сучасного аналізу ґрунту: виділення зон із дійсно різними властивостями (полігони, побудовані за зонами продуктивності OneSoil), виявлення просторової мінливості родючості та відповідність чинним стандартам відбору проб.
Ви повністю контролюєте карту: можете визначати розмір зон, їхню складність, кількість підпроб у кожній зоні та буферну відстань від меж поля. Будь-яку точку можна вручну перемістити або додати.
Увесь процес - в одному продукті
Донедавна реалізація будь-якої з цих стратегій вимагала використання кількох різних інструментів: однієї програми для створення зон, іншої — для навігації, таблиці для результатів лабораторних аналізів і ще одного програмного забезпечення для створення карт-завдань.
Для великої компанії з налагодженою цифровою інфраструктурою це не проблема. Але для більшості фермерів усе зводилося до роздруківки результатів лабораторії, файлу Excel і запису про те, де саме були відібрані проби.
Тепер увесь процес інтегрований у OneSoil.
Для великої компанії з налагодженою цифровою інфраструктурою це не проблема. Але для більшості фермерів усе зводилося до роздруківки результатів лабораторії, файлу Excel і запису про те, де саме були відібрані проби.
Тепер увесь процес інтегрований у OneSoil.
- Створіть карту відбору проб у вебверсії OneSoil Pro: використовуйте зони продуктивності, задайте розмір зон, кількість підпроб і за потреби відредагуйте точки вручну.
- Відбирайте проби в полі за допомогою застосунку OneSoil Scouting. Оберіть стартову точку - застосунок автоматично побудує оптимальний маршрут і проведе вас від однієї точки до іншої, залишаючись у межах однієї зони, доки відбір не буде завершено. Одна зона - одна пронумерована коробка, без ризику переплутати проби. Точки можна пропускати (наприклад, якщо там вода або врожай ще не зібраний), і вони залишаться позначеними як пропущені. Якщо ж ваша команда віддає перевагу власному маршруту в межах кожної зони, можна скористатися картою з однією точкою на кожну зону.
- Працює офлайн. Маршрут розраховується безпосередньо на телефоні. У полі потрібен лише GPS, а не доступ до інтернету.
- Завантажте результати лабораторних аналізів назад у OneSoil - без сторонніх програм і конвертації форматів.
- Створіть карту диференційованого внесення (VRA) на основі результатів аналізів і надішліть її безпосередньо на термінал техніки.
Платформа OneSoil об'єднує моніторинг полів, скаутинг, аналіз продуктивності, карти диференційованого внесення (VRA), відбір проб ґрунту та польові дослідження.
Агрономічні рекомендації на основі ШІ - в єдиній інтегрованій системі.
Агрономічні рекомендації на основі ШІ - в єдиній інтегрованій системі.
Більше статей