Pārvaldības zonu kartes un kukurūzas audzētāji: cik lielu nozīmi tām piešķirt?

Daudzgadu analīzes laikā pētnieki ir pārbaudījuši, vai apsaimniekošanas zonu kartes, kuru pamatā ir augsnes apstākļi, topogrāfiju vai citas ainavas iezīmes, var droši paredzēt, kuras kukurūzas lauka daļas visvairāk iegūs no palielinātas sējas devas vai slāpekļa lietošanas.

Pētījums atklāja, ka pretēji vispārpieņemtajiem pieņēmumiem, kultūraugu reakcija uz vieniem un tiem pašiem faktoriem katru gadu ievērojami atšķiras. Visneparedzamākais faktors – laika apstākļi –, šķiet, visvairāk ietekmēja to, kā kultūraugi reaģēja uz šiem faktoriem. Tomēr lauksaimnieki joprojām var veikt pasākumus, lai pārvaldītu laika apstākļu ietekmi uz saviem kultūraugiem.

Apsaimniekošanas zonu kartēšana radās, pieaugot interesei par digitālo lauksaimniecību — jaunu datu vākšanas un analīzes tehnoloģiju izmantošanu, lai labāk izprastu faktoru mijiedarbību, kas ietekmē kultūraugu ražu, skaidroja Ilinoisas Universitātes Urbana-Šampeinas kultūraugu zinātņu profesors Nikolass Martins, kurš analīzi veica kopā ar bijušo pēcdotorantūras pētnieku Karlosu Agustīnu Alesso.

Šīs metodes ietver uz lauka bāzētu sensoru, satelītu datu un citu digitālo rīku izmantošanu, lai izsekotu, kā kultūraugi reaģē uz vietējiem apstākļiem, mēslojumu, sēklu normām un citiem faktoriem. Mērķis ir samazināt nelietderīgu vai destruktīvu praksi, vienlaikus palielinot ražu, piebilda Martins.

Nesenajā pētījumā tika izmantota unikāla metode, lai apstiprinātu pārvaldības zonu karšu prognozes.

“Mēs izmantojām savu lauksaimniecības tehniku kā printeri, ģenerējot dažādu krāsu segai līdzīgu ievades datu sajaukumu,” skaidroja Martins. “Mēs īstenojām savu eksperimentu vairākās vietās, izmantojot pilnīgi nejaušinātu dizainu.”

Pētnieki veica pētījumu septiņās tipiskās neapūdeņotās kukurūzas audzēšanas vietās Ilinoisā. Katra vieta tika sadalīta daudzos parauglaukumos. Katram parauglaukumam nejauši tika piešķirtas dažādas kukurūzas sējas un slāpekļa lietošanas devas.

Turklāt pētnieki izmērīja augsnes sastāvu, topogrāfiju un citas ainavas iezīmes, kas raksturīgas katrai vietai. Viņi standartizēja visus mainīgos, izņemot laika apstākļus visos laukos. Šis pētījums tika veikts no 2016. līdz 2021. gadam.

Pētnieki vairāku gadu garumā novērtēja katra parauglaukuma ražu ražas novākšanas laikā. Tas viņiem palīdzēja noteikt, kuri parauglaukumi katru gadu vislabāk reaģēja uz dažādiem faktoriem. Viņi izmantoja uzlabotu nejaušo mežu algoritmu, lai noskaidrotu, kuri faktori, piemēram, laika apstākļi, augsnes īpašības vai slīpums, visprecīzāk prognozēja, vai slāpekļa lietošanas palielināšana vai lielākas sēšanas devas izmantošana palielinās ražu.

Martins paskaidroja, ka laikapstākļu mainīgie ir galvenie faktori, kas ietekmē slāpekļa vai sēklu daudzuma reakcijas telpiskos modeļus, un cieši seko ainavas un augsnes īpašībām. Turklāt viņš atzīmēja, ka šīs reakcijas katru gadu mainās laikapstākļu ietekmes dēļ, kā rezultātā rodas nekonsekvence, vismaz mūsu pārbaudītajos laukos.

“Tas nozīmē, ka zemes gabals, kas vienu gadu labi reaģē uz augstāku slāpekļa devu, nākamajā reizē, kad to sēj ar kukurūzu, var nereaģēt tik labi,” viņš teica. “Tas padara apsaimniekošanas zonu kartēšanas koncepciju par neuzticamu kultūraugu reakcijas uz izejvielām prognozētāju.”

“"Mēs uzskatām, ka šie atklājumi var daļēji izskaidrot, kāpēc lauksaimnieki nav vienādi pieņēmuši precīzās lauksaimniecības tehnoloģijas," sacīja Martins.

Pētnieki uzskata, ka vairāku gadu laikā apkopoti dati un izmantot labākus rīkus analīzei uz vietas varētu uzlabot pārvaldības zonu kartēšanas precizitāti.

Šo pētījumu atbalstīja ASV Lauksaimniecības departamenta Dabas resursu saglabāšanas dienests un Nacionālais pārtikas un lauksaimniecības institūts.