Mapy zón hospodárenia a pestovatelia kukurice: Aký je ich význam?

Počas viacročnej analýzy výskumníci testovali, či mapy zón hospodárenia založené na pôdnych podmienkach, topografii alebo iných krajinných prvkoch dokážu spoľahlivo predpovedať, ktoré časti kukuričného poľa budú mať najväčší úžitok zo zvýšených výsevných dávok alebo aplikácie dusíka.

Štúdia odhalila, že na rozdiel od bežných predpokladov sa reakcie plodín na rovnaké vstupy z roka na rok výrazne líšia. Najnepredvídateľnejší faktor, počasie, mal zrejme najväčší vplyv na to, ako plodiny reagovali na tieto vstupy. Poľnohospodári však stále môžu podniknúť kroky na zvládnutie vplyvov počasia na svoje plodiny.

Mapovanie zón riadenia vzniklo v dôsledku rastúceho záujmu o digitálne poľnohospodárstvo – využívanie nových technológií zhromažďovania a analýzy údajov na lepšie pochopenie vzájomného pôsobenia faktorov ovplyvňujúcich výnosy plodín, vysvetlil profesor pestovateľských vied na University of Illinois Urbana-Champaign Nicolas Martin, ktorý analýzu vykonal spolu s bývalým postdoktorandským výskumníkom Carlosom Agustinom Alessom.

Tieto metódy zahŕňajú použitie senzorov z terénu, satelitných údajov a ďalších digitálnych nástrojov na sledovanie toho, ako plodiny reagujú na miestne podmienky, hnojivá, výsevné dávky a ďalšie vstupy. Cieľom je minimalizovať nehospodárne alebo deštruktívne postupy a zároveň maximalizovať výnos, dodal Martin.

Nedávna štúdia využila jedinečnú metódu na overenie predpovedí máp zón riadenia.

“Naše poľnohospodárske stroje sme využili ako tlačiareň a generovali sme mozaiku vstupov podobnú prešívanej deke s rôznymi farbami,” vysvetlil Martin. “Náš experiment sme realizovali na viacerých miestach s použitím úplne náhodného dizajnu.”

Výskumníci uskutočnili svoju štúdiu na siedmich typických nezavlažovaných lokalitách pestovania kukurice v štáte Illinois. Každá lokalita bola rozdelená na viacero pozemkov. Každému pozemku boli náhodne priradené rôzne dávky výsevu kukurice a aplikácie dusíka.

Výskumníci okrem toho merali zloženie pôdy, topografiu a ďalšie krajinné prvky špecifické pre každé miesto. Štandardizovali všetky premenné okrem poveternostných podmienok na poliach. Táto štúdia sa uskutočnila v rokoch 2016 až 2021.

Výskumníci merali výnos každého pozemku v čase zberu úrody počas niekoľkých rokov. To im pomohlo identifikovať, ktoré pozemky najlepšie reagovali na rôzne vstupy v každom roku. Použili pokročilý algoritmus náhodného lesa, aby zistili, ktoré faktory – ako sú poveternostné podmienky, vlastnosti pôdy alebo sklon – najpresnejšie predpovedali, či zvýšenie aplikácie dusíka alebo použitie vyššej dávky výsevu zvýši výnosy.

Martin vysvetlil, že poveternostné premenné sú primárnymi faktormi ovplyvňujúcimi priestorové vzorce reakcie na dusík alebo výsevné dávky, pričom tesne nasledujú atribúty krajiny a pôdy. Okrem toho poznamenal, že tieto reakcie sa každoročne menia v dôsledku poveternostných vplyvov, čo vedie k nekonzistentnosti, aspoň na poliach, ktoré sme skúmali.

“To znamená, že pozemok, ktorý v jednom roku dobre reaguje na vyššiu dávku dusíka, nemusí tak dobre reagovať pri ďalšej výsadbe kukurice,” povedal. “Vďaka tomu je koncept mapovania zón hospodárenia nespoľahlivým prediktorom reakcií plodín na vstupy.”

“Veríme, že tieto zistenia môžu čiastočne vysvetliť, prečo poľnohospodári jednotne neprijali technológie presného poľnohospodárstva,” povedal Martin.

Výskumníci sa domnievajú, že zhromažďovanie väčšieho množstva údajov počas viacerých rokov a používanie lepších nástrojov na analýzu na mieste by mohlo zvýšiť presnosť mapovania zón riadenia.

Tento výskum podporila Služba pre ochranu prírodných zdrojov Ministerstva poľnohospodárstva USA a Národný inštitút pre potraviny a poľnohospodárstvo.