Talajmintavétel a tábla minden egyes pontjáról – lehetséges?

2019-ben a gyártó jóvoltából kipróbálhattuk a kanadai fejlesztésű SoilOptix^® talajszkennert. Ez a talajjal való érintkezés nélküli, azaz nem invazív érzékelő előre kalibrálva kerül felerősítésre a méréshez használt járműre, 60 cm-rel a felszín felett. Mi egy quadra szereltük fel, 15 km/órával haladva végig a táblákon a biztos adatgyűjtéshez. A kísérletet két helyen végeztük el, egy Somogy, valamint egy Fejér megyei gazdaság területén.

Hogyan működik?

A műszer maga egy vákuumcsőben elhelyezkedő, egykristályos félvezetővel működő, gamma háttérsugárzást mérő spektroszkópiás detektor. Magyarra fordítva négy izotóp gammakibocsátását méri: Tórium-232, Urán-238, Kálium-40 és Cézium-138. Ha ezek emiszszióit spektroszkópiai rendszerrel érzékeljük és elemezzük, akkor a kapott spektrum anyagvizsgálati elemzésre is alkalmas, mivel a gammaspektrum ugyanúgy jellemző a forrás összetevőire, mint ahogy az optikai spektroszkópiában a színkép utal a mintában található anyagra. A mi forrásunk pedig a talaj, tehát egyszerűen szólva ezzel a módszerrel megnézhetjük, hogy milyen anyagokból épül fel.

1. kép. SoilOptix^® pontfelhőrétegek a Somogyban mért tábláról (az egyes rétegek értékei közül a legalacsonyabbak pirossal, a legmagasabbak zölddel jelezve). Ezt a rengeteg adatot minden mért pontra egyenként kiértékelhetően veszi fel a műszer, így hektáronként több mint 700 pontos felbontásban állhatott rendelkezésünkre a 20-féle rétegre bontható adatfelhő

Ezek mellett RTK és más alapvető szenzorok is segítik a műszert abban, hogy a következő rétegek állhassanak rendelkezésünkre a kiértékelés végén:

• fizikai tulajdonságok: mechanikai összetétel, kationkicserélő kapacitás és szervesanyagszint;
• makrotápanyagok szintjei (nitrogén, foszfor, kálium) és mezoelemek szintjei (kalcium, magnézium, kén), valamint a talaj-pH;
• mikroelemek szintjei: bór, réz, vas, mangán, nátrium, cink, molibdén;
• komplex modellek, például térfogatsűrűség, beszivárgás, növények számára elérhető vízmennyiség és nem utolsósorban a tengerszint feletti magasság.

A fejlesztők a szkennelés után egy ott helyben létrehozott, az összesmért izotópra alapozott zónatérképalapján 3–5 hektáronkénti talajminta megvételét ajánlják, ezzel pontosíthatjuk ugyanis a talajszkenner által mért eredményeket.

Ezután az ismert talajvizsgálati értékek (azaz a laborjelentés) és a szkenner mérési eredményei alapján a kanadai csapat a teljes táblára részletesen meg tudja határoznia fent ismertetett fizikai és kémiaitalajparamétereket. Erre jelenleg csak a SoilOptix^® és a hasonló elven működő szkennerek képesek, az elektromágneses indukció vagy a vezetőképesség mérésére alapozó talajszkennerek nem. Az igazán izgalmas az volt, hogy a talajmintavétel és SoilOptix^® szkennelés eredményeit keresztelemzésnek vethettük alá, így tovább árnyalhattuk saját magunk számára a képet azzal kapcsolatban is, hogy a jól beváltnak hitt talajmintavétel mint vizsgálati módszer, hogyan állja meg a helyét egy hasonlóansok paramétert mérő, de nagyságrendileg háromezerszer pontosabb felbontással dolgozó eszközhöz képest. Amíg 10–20 darab talajminta manuális megvételével foglalkoztunk, addig a quadra szerelttalajszkenner mindkét vizsgált tábla esetében több mint 30 ezer mérésből álló pontfelhőt hozott létre. Hogy erre a megmérettetésre lehetőség adódott, úgy rögtön mindkét talajmintázási szisztémát alávetettük a próbának, amit klasszikusan használni szoktunk.

Az eredmények

Mint bebizonyosodott, az egymástól nagyjából egyenlő távolságban, rácshálóként a területre húzott, az előírás szerinti legalább 5 hektáronkénti felbontású talajmintavétel a sötétben tapogatózáshoz hasonlít egy szkenner munkájához képest. Nagyjából el fogjuk tudni helyezni magunkat, azaz lesznek átlagos értékeink a talaj összetételéről, de nem fogjuk tudni lekövetni, vagy egyáltalán észrevenni a talajösszetétel változatosságának valódi mértékét, sem annak határait. Emellett nem tudjuk ilyen felbontásban vizsgálva megkülönböztetni egymástól az általános jellemzőket az anomáliáktól. Ezt a fajta mintázást tápanyagtervezéshez nem is ajánljuk 10 hektárnál nagyobb táblák esetében. A felbontás növelésével, azaz a rács szemeinek kisebbre szövésével, és így exponenciálisan növekvő számú mintavételi pontokkal (és laborköltségekkel) kiküszöbölhetőek a módszer vakfoltjai ugyan – de a legjobban akkor járnánk, ha a mintavételi pontok számának növelése nélkül is kaphatnánk egy valósághű eredményt, amit jó szívvel használhatnánk tápanyag-gazdálkodásunk tervezésekor.

2. kép. A Somogy megyei tábla térképei, balról jobbra, fentről lefelé a képek: 1. pontfelhő magasságadatokból, 2. precíziós mintavételi pontok, 3. rácshálós mintavételi pontok, 4. talaj-pH-értékek térbeli interpolációja a talajszkenner eredményei alapján (min.: 4,3, max.: 7,4), 5. talaj-pH-értékek térbeli interpolációja a precíziós talajmintavétel eredményei alapján, 6. talaj-pH-értékek térbeli interpolációja a rácshálós talajmintavétel eredményei alapján, 7. káliumértékek térbeli interpolációja a talajszkenner eredményei alapján (min. 86,3 mg/kg, max. 207,7 mg/kg), 8. káliumértékek térbeli interpolációja a precíziós talajmintavétel eredményei alapján, 9. káliumértékek térbeli interpolációja a rácshálós talajmintavétel eredményei alapján

A precíziós talajvizsgálat épp ennek érdekében célzott területekre koncentrál: terméstérképek, műholdképből származó vegetációs indexek vagy más, korábbi vizsgálatok eredményei alapján lehatárolt zónák „súlypontjait” választjuk ki a talajmintavételek helyeként, így az eredményeink a valós viszonyokhoz jobban közelítenek majd, mint egy fent említett szabályosan véletlenszerű szórású mintázás esetében. Elég arra gondolnunk, ha domborzatmodellt építünk egy változatos domborzatú területről, és csak az emelkedők tetejéről és lankák aljáról veszünk magasságadatot, a közöttük lévő részeket pedig átlagoljuk, pontosabb képet kaphatunk a domborzatról, mintha ugyanannyi ponton mérve vizsgálnánk a terület magasságait, de egyáltalán nem figyelnénk a topográfiai különbségekre a mérések helyének kiválasztásakor. Ezt a képet árnyalja, hogy a Fejér megyei tábla esetében több rétegnél is ugyanakkora vakfoltokat tapasztaltunk mindkét mintavétel esetében, csak a súlyozás miatt ezek különböző helyeken jelentkeztek.

3. kép. A Fejér megyei tábla térképei, balról jobbra, fentről lefelé a képek: 1. pontfelhő magasságadatokból, 2. precíziós mintavételi pontok, 3. rácshálós mintavételi pontok, 4. összesszervesanyag- (nem csupán a humusz) értékek térbeli interpolációja a talajszkenner eredményei alapján (min.: 8,6, max.: 14,1), 5. összesszervesanyag-értékek térbeli interpolációja a precíziós talajmintavétel eredményei alapján, 6. összesszervesanyag-értékek térbeli interpolációja a rácshálós talajmintavétel eredményei alapján, 7. foszforértékek térbeli interpolációja a talajszkenner eredményei alapján (min.: 131,1 mg/kg max.: 519,6 mg/kg), 8. foszforértékek térbeli interpolációja a precíziós talajmintavétel eredményei alapján, 9. foszforértékek térbeli interpolációja a rácshálós talajmintavétel eredményei alapján

Ásó vs. SO: a verdikt

Egy ilyen részletgazdag kiértékelés mutatja meg igazán, hogy a talaj változatossága túlmutat azon, amit szabad szemmel látunk, és a legegyértelműbb helyekről történő mintavétel sem adhatja vissza azt az anyagi sokszínűséget, ami a talpunk alatt lapul. Ha erre vagyunk kíváncsiak, kapóra fog jönni egy talajszkenner. A teljesség igényét kielégíteni csak a teljes lefedettség tudta. Ugyanakkor, ahogy a legtöbb szülőnek nem okoz fennakadást, ha nem tudja az ultrahangról a gyermek hajának a színét, akkor, ha összevetjük az általunk is használt precíziós talajmintavételen alapuló vizsgálatot egy csúcstechnológiás szkenner eredményeivel, azt kell mondanunk, hogy legtöbb esetben a precíziós agronómia belépő módszereivel is bőven jól választunk a mindennapi gazdálkodáshoz.

Át kell gondolnia mindenkinek, hogy egy komolyabb beruházás vagy paradigmaváltás, mint a precíziós agronómiára való technológiai átállás, hogyan térül meg, menynyire tud hasznosulni területeink méretéhez viszonyítva. Szétszabdalt, kevés hektárt felölelő táblákon nehézkesebb a váltás, az eredmények pedig kevésbé lesznek sokatmondóak, mint a nagyobb, egyben művelt területeken.

Tapasztalatunk szerint egy bizonyos határon túl nem a pontosság a döntő faktor a precíziós módszerek sikeres alkalmazásakor. Az egyértelmű hiánytünetek orvoslása után a precíziót sem lehet mindent nyitó kulcsként használni – a talaj akkor lesz egészséges igazán, ha törődünk vele. Minden felelős gazda tárházában helyet kaphat a célzott talajvizsgálaton kívül számos más precíziós fogás is, azonban figyelnünk kell a megtérülésre, amikor a különböző lehetőségek közül választunk. Kalkuláljunk vele, hogy a felmérés, a kijuttatás módjai és maguk az inputanyagok is csak egy-egy lépcsőfokot jelentenek a jövedelmező és hatékony tápanyag-utánpótlás, valamint az egészséges növény-, állat- és talajlakó-populációk eléréséhez.

Lőrinczy Márk
Talajreform.hu