Valdymo zonų žemėlapiai ir kukurūzų augintojai: kiek jie svarbūs?

Daugiametės analizės metu tyrėjai tikrino, ar dirvožemio sąlygomis, topografija ar kitais kraštovaizdžio ypatumais pagrįsti valdymo zonų žemėlapiai gali patikimai numatyti, kurios kukurūzų lauko dalys bus labiausiai naudingos padidinus sėjos normas ar azoto naudojimą.

Tyrimas atskleidė, kad, priešingai nei įprasta manyti, pasėlių reakcija į tas pačias sąnaudas kiekvienais metais labai skiriasi. Labiausiai nenuspėjamas veiksnys – oras – turėjo didžiausią įtaką tam, kaip pasėliai reagavo į šias sąnaudas. Tačiau ūkininkai vis tiek gali imtis priemonių, kad valdytų orų poveikį savo pasėliams.

Valdymo zonų žemėlapių sudarymas atsirado dėl išaugusio susidomėjimo skaitmenine žemdirbyste – naujų duomenų rinkimo ir analizės technologijų naudojimo siekiant geriau suprasti veiksnių, darančių įtaką pasėlių derliui, sąveiką, aiškino Ilinojaus Urbana-Champaign universiteto augalininkystės mokslų profesorius Nicolas Martin, kuris analizę atliko kartu su buvusiu podoktorantūros tyrėju Carlosu Agustinu Alesso.

Šie metodai apima lauko jutiklių, palydovinių duomenų ir kitų skaitmeninių įrankių naudojimą, siekiant stebėti, kaip pasėliai reaguoja į vietos sąlygas, trąšas, sėklų normas ir kitas sąnaudas. Martinas pridūrė, kad tikslas – kuo labiau sumažinti neefektyvią ar žalingą praktiką ir kartu padidinti derlių.

Neseniai atliktame tyrime buvo naudojamas unikalus metodas valdymo zonų žemėlapių prognozėms patvirtinti.

“Mes panaudojome savo žemės ūkio techniką kaip spausdintuvą, kurdami įvesties duomenų kratinį, panašų į įvairių spalvų antklodę”, – aiškino Martinas. “Mes atlikome savo eksperimentą keliose vietose, naudodami visiškai atsitiktinės atrankos metodą.”

Tyrėjai atliko tyrimą septyniose tipinėse nelaistomose kukurūzų auginimo vietose Ilinojuje. Kiekviena vieta buvo padalinta į daug sklypelių. Kiekvienam sklypeliui atsitiktine tvarka buvo priskirtos skirtingos kukurūzų sėjos ir azoto naudojimo normos.

Be to, tyrėjai išmatavo dirvožemio sudėtį, topografiją ir kitus kiekvienai vietai būdingus kraštovaizdžio ypatumus. Jie standartizavo visus kintamuosius, išskyrus oro sąlygas laukuose. Šis tyrimas buvo atliktas nuo 2016 iki 2021 m.

Tyrėjai kelerius metus iš eilės įvertino kiekvieno sklypo derlių derliaus nuėmimo metu. Tai padėjo jiems nustatyti, kurie sklypai geriausiai reagavo į įvairius veiksnius kiekvienais metais. Jie panaudojo pažangų atsitiktinių miškų algoritmą, kad nustatytų, kurie veiksniai, pavyzdžiui, oro sąlygos, dirvožemio savybės ar nuolydis, tiksliausiai prognozavo, ar azoto naudojimo padidinimas, ar didesnė sėjos norma padidins derlių.

Martinas paaiškino, kad oro kintamieji yra pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką azoto ar sėklų normų reakcijos erdviniams modeliams, o kraštovaizdžio ir dirvožemio savybės juos atidžiai seka. Be to, jis pažymėjo, kad šios reakcijos kasmet kinta dėl oro sąlygų, todėl atsiranda nenuoseklumų, bent jau mūsų tirtuose laukuose.

“Tai reiškia, kad sklypas, kuris vienais metais gerai reaguoja į didesnę azoto normą, kitą kartą, kai jame bus auginami kukurūzai, gali ne taip gerai reaguoti”, – sakė jis. “Dėl to valdymo zonų žemėlapių sudarymo koncepcija tampa nepatikima pasėlių reakcijos į trąšas prognozavimo priemone.”

“Manome, kad šie rezultatai gali iš dalies paaiškinti, kodėl ūkininkai nevienodai taiko tiksliosios žemdirbystės technologijas”, – teigė Martinas.

Tyrėjai mano, kad renkant daugiau duomenų per kelerius metus ir naudojant geresnius įrankius analizei vietoje, būtų galima padidinti valdymo zonų žemėlapių sudarymo tikslumą.

Šį tyrimą rėmė JAV Žemės ūkio departamento Gamtos išteklių apsaugos tarnyba ir Nacionalinis maisto ir žemės ūkio institutas.