Экономия времени на тестирование почвы позволяет предсказать ключевые характеристики здоровья почвы

Фермеры в условиях нехватки времени получили новый, более быстрый способ анализа текстуры и содержания органических веществ в почве на своих полях.

Герсон Дрешер, доцент кафедры плодородия почв Сельскохозяйственной экспериментальной станции Арканзаса, возглавил исследование по созданию моделей прогнозирования этих ключевых показателей здоровья почвы на основе стандартных тестов, которые уже используются для анализа образцов почвы.

«Мы хотим предоставить людям максимальное количество информации, которую они могут получить из образцов, которые они уже отправляют, без дополнительных затрат и времени на анализ», — сказал Дрешер.

Недавно разработанная модель прогнозирования может помочь добавить информацию о свойствах почвы, которая может помочь принять решения об удобрении, орошении и гербицидах, добавил Дрешер. Стандартное тестирование почвы оценивает содержание доступных для растений питательных веществ и pH почвы. Однако на эти свойства также влияют текстура почвы и органическое вещество в почве, что требует дополнительных дорогостоящих и трудоемких испытаний.

«Традиционные методы, используемые как для анализа текстуры почвы, так и для определения органического вещества, отнимают относительно много времени, и, как правило, производители заинтересованы в быстрой обработке результатов при отправке образца, чтобы они могли принять решения по управлению питательными веществами и составить планы относительно количества удобрения, которые им необходимо вносить», — сказал Дрешер.

Исследовательская статья под названием «Прогнозирование текстуры почвы и органического вещества с использованием экстрагируемых питательных веществ Мехлиха-3» опубликована в журнале Агросистемы, геонауки и окружающая среда. В число соавторов входят Трент Робертс, профессор и временный руководитель отдела наук о растениеводстве, почве и окружающей среде; Натан Слейтон, заместитель вице-президента по сельскому хозяйству и помощник директора Сельскохозяйственной экспериментальной станции Арканзаса; и Олден Д. Смартт, научный сотрудник отдела растениеводства, почвы и окружающей среды.

Модели точны для прогнозирования наиболее распространенных почв, используемых в растениеводстве в Арканзасе. Однако модели менее точны для песчаных почв и почв с очень высоким содержанием органического вещества, сказал Дрешер. Обычные сельскохозяйственные почвы штата относятся к тонким и средним категориям, включая пылеватые суглинки и илистые глины.

Экспериментальная станция является исследовательским подразделением системного отдела сельского хозяйства Университета Арканзаса.

Что находится в почве?

По словам Дрешера, время, необходимое для анализа почвы, зависит от запрошенной информации. Каждый дополнительный тест помимо обычного анализа почвы может добавить дни или недели к общему времени тестирования. Модель прогнозирования Дрешера органического вещества и текстуры почвы сокращает количество дополнительных испытаний и может сократить время выполнения работ как минимум вдвое.

Образцы почвы, отправляемые в лабораторию для анализа, высушиваются, измельчаются и просеиваются для обеспечения однородности, чтобы обеспечить точность и достоверность анализа. В Арканзасе лаборатория испытаний почвы Марианны экспериментальной станции предоставляет стандартные услуги по тестированию почвы, которые для жителей Арканзаса бесплатны.

Регулярное тестирование почвы требует измерения pH почвы и анализа почвы Mehlich-3, который извлекает и идентифицирует доступные питательные вещества в образцах почвы.

По словам Дрешера, два свойства, предсказанные моделью Дрешера — органическое вещество почвы и текстура почвы — требуют более обширных испытаний. Тестирование на органическое вещество почвы определяется методом, известным как «потери при возгорании», который требует взвешивания образцов, воздействия на них высоких температур для сжигания органического вещества и повторного взвешивания образца для измерения потери веса.

По словам Дрешера, текстура почвы измеряется с помощью устройства, называемого ареометром, которое определяет размеры частиц почвы. Понимание текстуры почвы является важным аспектом растениеводства, поскольку оно определяет способность почвы удерживать питательные вещества, нормы внесения гербицидов или удобрений, график орошения и протоколы отбора проб почвы.

По словам Дрешера, эти тесты помогают производителям понять состояние своей почвы, а также определять применение удобрений и принимать решения по управлению посевами.

Лучше, чем карта

Карты, такие как Web Soil Survey, предлагаемые Службой охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США, могут использоваться для предоставления информации о типе почвы в различных областях, но разрешение карты может не указывать на изменения в текстуре почвы в небольших количествах. пространства внутри поля, сказал Дрешер. Новая модель прогнозирования более точна, чем карта, поскольку использует информацию, специфичную для поля.

По словам Дрешера, Марианская лаборатория испытаний почвы уже предоставила прогнозы текстуры почвы, но это новое исследование доработало модель, чтобы сделать оценку более точной.

Почвенная испытательная лаборатория Марианны ежегодно анализирует около 200 000 образцов почвы. Регулярные анализы почвы на содержание питательных веществ и pH бесплатны для жителей Арканзаса благодаря поддержке тоннажных сборов за удобрения. Однако нестандартные исследования текстуры почвы или анализа органического вещества являются платными и требуют дополнительного времени для анализа.

Модели прогнозирования

Дрешер использовал данные о питательных веществах Mehlich-3 и pH почвы из образцов почвы, отправленных в Почвенную испытательную лабораторию Марианны, для калибровки и проверки моделей прогнозирования.

Для моделей прогнозирования глины и песка он использовал данные из 409 образцов почвы, представляющих различные производственные системы и почвы по всему Арканзасу. Около половины было получено с пропашных полей, а другая половина – с кормовых систем.

При разработке модели органического вещества почвы он использовал данные 604 проб с полей пропашных культур и 415 проб с зон кормопроизводства.

После калибровки Дрешер проверил модели, используя 103 различных образца почвы с пропашных, кормовых, овощных, фруктовых, газонных и декоративных площадей.

Со временем модели можно будет оценить на точность и оптимизировать с использованием новых образцов почвы для улучшения текстуры почвы и прогнозирования содержания органических веществ. Дрешер сказал, что эти модели можно использовать в районах за пределами Арканзаса, если там схожие почвы.

Дрешер сказал, что высоко ценит работу, выполненную сотрудниками Марианской лаборатории испытаний почвы, которые помогли с анализом почвы и предоставили данные для калибровки моделей.