По­пе­ре­днє те­сту­ва­н­ня ґрун­ту

The Ukrainian Farmer - - Техніка - ВО­ЛО­ДИ­МИР ОГІЙЧУК

Ще де­ся­ти­лі­т­тя то­му єди­ним дже­ре­лом ін­фор­ма­ції про стан ґрун­ту був хі­мі­чний ана­ліз. Ра­зом із без­сум­нів­ни­ми пе­ре­ва­га­ми цьо­го спосо­бу він має й не­до­лі­ки: ве­ли­ку, м’яко ка­жу­чи, вар­тість і до­во­лі зна­чний час для отри­ма­н­ня ре­зуль­та­тів. Зві­сно, та­кий ана­ліз ро­би­ли раз на 5–7 ро­ків, щоб хоч при­бли­зно ро­зу­мі­ти, яку кіль­кість і яких до­брив уно­си­ти. Та­ка си­ту­а­ція аб­со­лю­тно не від­по­від­а­ла ви­мо­гам су­ча­сних те­хно­ло­гій, то­му на рин­ку з’яви­ли­ся при­ла­ди й агре­га­ти, що зда­тні ви­зна­ча­ти пев­ні па­ра­ме­три ґрун­ту в ре­жи­мі ре­аль­но­го ча­су. Мо­жли­во, їхня то­чність бу­ла де­що ниж­чою, але для опе­ра­тив­но­го ухва­ле­н­ня рі­шень цьо­го ціл­ком до­ста­тньо.

Одни­ми з пер­ших з’яви­ли­ся при­ла­ди, що ви­мі­рю­ва­ли еле­ктро­про­від­ність ґрун­ту.

На осно­ві цьо­го по­ка­зни­ка мо­жна бу­ло ви­зна­ча­ти від­мін­но­сті у гра­ну­ло­ме­три­чно­му скла­ді, вмі­сті по­жив­них ре­чо­вин і ки­сло­тно­сті. Ска­не­ри цьо­го ти­пу, як пра­ви­ло, скла­да­ю­ться з кіль­кох пар ди­сків, які ві­ді­гра­ють фун­кцію еле­ктро­дів. На­при­клад, ком­па­нія Veris у сво­є­му ска­не­рі вста­но­ви­ла при­ймаль­ні ди­ски на рі­зній гли­би­ні, що дає змо­гу оці­ню­ва­ти стан ґрун­ту на кіль­кох рів­нях одно­ча­сно (на гли­би­ні 30 та 90 см).

На осно­ві отри­ма­них да­них бу­ду­є­ться кар­та еле­ктро­про­від­но­сті, яка до­по­мо­же ви­яви­ти зо­ни по­ля з рі­зни­ми фі­зи­чни­ми вла­сти­во­стя­ми.

Якщо го­во­ри­ти про та­кі ти­пи сен­со­рів, як опти­чні й де­які ін­ші, то мо­жна звер­ну­ти ува­гу на агре­гат Veris MSP3. Річ у тім, що йо­го осна­ще­но чер­во­ним й ін­фра­чер­во­ним сен­со­ра­ми для ви­зна­че­н­ня вмі­сту ор­га­ні­ки. Сен­со­ри зби­ра­ють ін­фор­ма­цію на гли­би­ні

3–10 см, однак для отри­ма­н­ня ко­ре­ктних ре­зуль­та­тів тре­ба ві­ді­бра­ти про­би в кон­троль­них то­чках і зро­би­ти тра­ди­цій­ний ана­ліз на ор­га­ні­ку.

Для ви­зна­че­н­ня ки­сло­тно­сті ґрун­ту на ска­не­рі вста­нов­ле­но про­бо­від­бір­ник. Про­би від­би­ра­ють під час ру­ху агре­га­та. Два pH-еле­ктро­ди ав­то­ма­ти­чно ви­зна­ча­ють цей по­ка­зник за кіль­ка се­кунд, пі­сля чо­го очи­щу­ю­ться і при­йма­ють на­сту­пну про­бу.

Єм­ність ка­тіон­но­го обмі­ну ви­зна­ча­є­ться пі­сля ана­лі­зу па­ра­ме­трів еле­ктро­ма­гні­тної ін­ду­кції і да­них опти­чно­го сен­со­ра. Та­кож про­во­ди­ться ана­ліз проб ґрун­ту з кон­троль­них то­чок. Це по­трі­бно для то­го, щоб пе­ре­йти від від­но­сних до аб­со­лю­тних зна­чень, бо сен­со­ри «ба­чать» тіль­ки один па­ра­метр (ки­сло­тність, ко­лір, зна­че­н­ня еле­ктро­про­від­но­сті). Від­по­від­но, для пе­ре­ра­хун­ку цих па­ра­ме­трів у по­трі­бні фер­ме­ру ха­ра­кте­ри­сти­ки ґрун­ту не­об­хі­дно від чо­гось від­штов­ху­ва­ти­ся. Са­ме кон­троль­ні про­би є та­кою то­чкою від­лі­ку.

Якщо го­во­ри­ти вза­га­лі про без­кон­та­ктні ме­то­ди, то в пер­шу чер­гу слід зга­да­ти при­строї, які ви­зна­ча­ють від­мін­но­сті у скла­ді та стру­кту­рі ґрун­ту за до­по­мо­гою еле­ктро­ма­гні­тних по­лів. Та­кі при­ла­ди скла­да­ю­ться з двох ко­ту­шок — пе­ре­да­валь­ної та при­ймаль­ної. Від­по­від­но до то­го, як утво­рю­є­ться вто­рин­не еле­ктро­ма­гні­тне по­ле, мо­жна ви­зна­ча­ти ха­ра­кте­ри­сти­ки ґрун­ту.

Одні­єю з пер­ших спроб ство­ри­ти без­кон­та­ктний ска­нер мо­жна на­зва­ти до­бре ві­до­мий EM-38 ви­ро­бни­цтва ка­над­ської ком­па­нії Geonics. Цей при­лад по­трі­бно тя­гну­ти по по­верх­ні по­ля на спе­ці­аль­них сан­ча­тах, то­му без­кон­та­ктним йо­го на­зи­ва­ти не зов­сім ко­ре­ктно. Втім, сам прин­цип йо­го ро­бо­ти не ви­ма­гає пов­но­го при­ля­га­н­ня до ґрун­ту, хо­ча й від­стань має бу­ти мі­ні­маль­ною. Ска­нер обла­дна­но дво­ма ко­ту­шка­ми: одна — для ство­ре­н­ня ма­гні­тно­го по­ля (ко­ту­шка пе­ре­да­ва­ча), а дру­га — для від­сте­же­н­ня зов­ні­шньо­го ма­гні­тно­го по­ля (ко­ту­шка при­йма­ча).

У ко­ту­шці пе­ре­да­ва­ча ство­рю­є­ться пер­вин­не ма­гні­тне по­ле. Це по­ле про­ни­кає в ґрунт (і в будь-який ін­ший об’єкт у ґрун­ті) і ви­кли­кає там ви­хро­ві стру­ми. В ре­зуль­та­ті ство­рю­є­ться вто­рин­не ма­гні­тне по­ле, яке при­йма­є­ться ко­ту­шкою при­йма­ча, роз­та­шо­ва­но­го на ін­шо­му кін­ці при­строю.

Ще одним ду­же схо­жим за прин­ци­пом при­ла­дом є Topsoil Mapper, роз­ро­бле­ний ав­стрій­ською ком­па­ні­єю Geoprospectors.

На сьо­го­дні Topsoil Mapper є су­ча­сні­шим ска­не­ром, оскіль­ки з йо­го до­по­мо­гою мо­жна фі­ксу­ва­ти ущіль­не­н­ня, стру­кту­ру й во­ло­гість ґрун­ту в ре­жи­мі ре­аль­но­го ча­су. Да­ні від­прав­ля­ють на тер­мі­нал тра­кто­ра чи ав­то­мо­бі­ля, який здій­снює ска­ну­ва­н­ня. За по­тре­би мо­жна одра­зу вно­си­ти ко­ри­гу­ва­н­ня в те­хно­ло­гі­чні про­це­си, змі­ню­ю­чи, на­при­клад, гли­би­ну обро­бі­тку або нор­му вне­се­н­ня до­брив.

Topsoil Mapper до­зво­ляє ви­зна­ча­ти вла­сти­во­сті ґрун­ту на гли­би­ні до 1 м. Йо­го не по­трі­бно бу­кси­ру­ва­ти — він вста­нов­лю­є­ться за до­по­мо­гою спе­ці­аль­но­го крі­пле­н­ня на ав­то­мо­біль або тра­ктор.

На при­лад вста­нов­лю­є­ться за­хи­сний екран з ком­по­зи­тно­го ма­те­рі­а­лу, який бло­кує еле­ктро­ма­гні­тні хви­лі від транс­порт­но­го за­со­бу. Для ство­ре­н­ня карт ґрун­тів за­сто­со­ву­ють спе­ці­аль­не про­грам­не за­без­пе­че­н­ня, яке пра­цює в ав­то­ма­ти­чно­му ре­жи­мі.

Го­лов­на пе­ре­ва­га Topsoil Mapper пе­ред кон­ку­рен­та­ми по­ля­гає в то­му, що він без­кон­та­ктний. Це до­зво­ляє зна­чно при­ско­ри­ти про­цес ска­ну­ва­н­ня. Ін­ші при­ла­ди, що ма­ють еле­ктро­дні ди­ски для кон­та­кту із ґрун­том або пе­ре­мі­щу­ю­ться на спе­ці­аль­них сан­ча­тах по­за­ду тра­кто-

ра чи ав­то­мо­бі­ля, де­мон­стру­ють мен­шу про­ду­ктив­ність та біль­шу за­ле­жність від по­го­дних умов.

До ін­ших без­кон­та­ктних ме­то­дів до­слі­дже­н­ня ґрун­тів мо­жуть на­ле­жа­ти зйом­ки рі­зни­ми ти­па­ми ка­мер із без­пі­ло­тни­ків і пі­ло­то­ва­них лі­таль­них апа­ра­тів, а вже не­вдов­зі та­кі мо­жли­во­сті з’яв­ля­ться й у су­пу­тни­ків. Зві­сно, що чим ближ­че до зем­лі ви­ко­ну­ва­ти­ме­ться зйом­ка, тим то­чні­ши­ми бу­дуть ре­зуль­та­ти. На­при­клад, без­пі­ло­тни­кам не за­ва­жа­ти­ме хмар­ність, їхні ка­ме­ри зна­чно ближ­чі до по­верх­ні по­ля, то­му й ре­зуль­та­ти мо­жуть бу­ти до­сить то­чни­ми. На­то­мість су­пу­тник мо­же да­ти ли­ше за­галь­ні кар­тин­ки, які зна­чно менш ін­фор­ма­тив­ні, а ви­зна­че­н­ня скла­ду ґрун­ту за ни­ми пра­кти­чно не­мо­жли­ве. Однак слід за­ува­жи­ти, що всі ди­стан­цій­ні сп­осо­би (опти­чні, еле­ктро­ма­гні­тні то­що) по­тре­бу­ють по­ту­жно­го ана­лі­ти­чно­го ком­пле­ксу, який міг би обро­би­ти отри­ма­ні да­ні й по­ка­за­ти ко­ре­ктний ре­зуль­тат. Адже змі­ни ін­ду­ктив­но­сті, еле­ктро­про­від­но­сті або ко­льо­ру ґрун­ту мо­жуть ви­кли­ка­ти­ся ба­га­тьма чин­ни­ка­ми, і не­об­хі­дно ро­зу­мі­ти, який са­ме до­мі­нує в кон­кре­тно­му ви­пад­ку. Від цьо­го за­ле­жа­ти­ме кін­це­вий ре­зуль­тат — ви­снов­ки та на­сту­пний ком­плекс дій по­чи­на­ю­чи від сі­во­змі­ни до роз­ра­хун­ку вне­се­н­ня до­брив.

Ура­хо­ву­ю­чи, що су­ча­сні на рин­ку ска­не­ри не мо­жуть на­віть із низь­кою то­чні­стю ви­зна­ча­ти хі­мі­чний склад ґрун­ту, ці­ка­вою є но­ва роз­роб­ка укра­їн­сько­го стар­та­пу Soil Lines. Їхній ана­лі­за­тор ви­ко­ри­сто­вує те­хно­ло­гію ла­зер­ної спе­ктро­ско­пії (LIBS): ко­ли ла­зер­ний ім­пульс фо­ку­су­є­ться на зраз­ку (тут це — ґрунт), у ре­зуль­та­ті з’яв­ля­є­ться пла­зма, яка мі­стить усю ін­фор­ма­цію про хі­мі­чний склад. Да­лі ця ін­фор­ма­ція пе­ре­да­є­ться на спе­ктро­метр й обро­бля­є­ться про­грам­ним за­без­пе­че­н­ням. Тоб­то без­по­се­ре­дній обра­ху­нок кіль­кі­сно­го та які­сно­го скла­ду ґрун­ту ви­ко­нує комп’ютер.

Го­лов­ни­ми пе­ре­ва­га­ми та­ко­го ана­лі­за­то­ра є уні­вер­саль­ність, від­но­сно низь­ка вар­тість і зна­чна про­ду­ктив­ність. З йо­го до­по­мо­гою мо­жна ви­зна­ча­ти кон­цен­тра­цію всіх хі­мі­чних еле­мен­тів на мі­сці, в по­льо­вих умо­вах, без по­пе­ре­дньої під­го­тов­ки ґрун­ту. До то­го ж при­лад пра­цює швид­ко, що до­зво­ляє ска­ну­ва­ти всю пло­щу по­ля й ство­рю­ва­ти де­таль­ну кар­ту обро­блю­ва­них зе­мель. Ана­лі­за­тор мо­жна ін­те­гру­ва­ти в сіль­сько­го­спо­дар­ський транс­порт і си­сте­ми ав­то­ма­ти­чної по­да­чі до­брив. Ра­зом з ін­ши­ми да­тчи­ка­ми він змо­же на­да­ти агра­рі­ям пов­ну ін­фор­ма­цію про стан ґрун­ту. На­ра­зі про­ве­де­но се­рію до­слі­дів, екс­пе­ри­мен­тів зі зраз­ка­ми ґрун­ту для ви­зна­че­н­ня які­сно­го та кіль­кі­сно­го хі­мі­чно­го скла­ду, ство­ре­на від­по­від­на ба­за да­них і про­грам­не за­без­пе­че­н­ня. Го­то­вий ста­ціо­нар­ний про­то­тип, і те­пер ро­зро­бни­ки пра­цю­ють над ство­ре­н­ням пов­но­цін­но­го ро­бо­чо­го пор­та­тив­но­го ва­рі­ан­ту.

Ска­не­ри ґрун­ту на­сам­пе­ред до­по­ма­га­ють ви­зна­чи­ти ді­лян­ки з рі­зни­ми ха­ра­кте­ри­сти­ка­ми. На осно­ві цих да­них фор­му­є­ться сі­тка для від­бо­ру зраз­ків, що дає змо­гу за­оща­ди­ти зна­чні ко­шти на хі­мі­чно­му ана­лі­зі. Крім то­го, пев­ні ти­пи сен­со­рів мо­жуть ви­зна­ча­ти кон­кре­тні ха­ра­кте­ри­сти­ки, як, на­при­клад, рі­вень ки­сло­тно­сті, вміст ор­га­ні­ки або на­яв­ність і гли­би­ну пе­ре­у­щіль­не­но­го ша­ру. Це вже кон­кре­тна до­по­мо­га, бо цю ін­фор­ма­цію мо­жна ви­ко­ри­сто­ву­ва­ти в опе­ра­тив­но­му пла­ну­ван­ні. Від­по­від­но, ска­ну­ва­н­ня ґрун­тів мо­жна на­зва­ти обов’яз­ко­вою опе­ра­ці­єю для го­спо­дарств, які хо­чуть ста­ти ефе­ктив­ні­ши­ми.

Newspapers in Ukrainian

Newspapers from Ukraine

© PressReader. All rights reserved.