(1) Pecze Zsuzsanna - (1) Nagy Lajos- (2) Horváth József- (3) Neményi Miklós- (4) Németh Tamás

1 IKR Rt,. Bábolna
2 Talajerőgazdálkodás KKT, Kaposvár.
3 NYME MÉK Agrárműszaki Élelmiszeripari és Környezettechnikai Intézet, Mosonmagyaróvár
4 MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézete, Budapest

Bevezetés:

A tíz éve még elérhetetlennek tűnő precíziós gazdálkodási technológia mára már olyan szintre jutott el, hogy 2000- ben megvalósíthattuk a műtrágya differenciált kijuttatását. Természetesen a kezdet nem volt könnyű és a rendszer tökéletesítéséig is még számos feladatot kell megoldanunk. A Széchenyi-Terv keretében elnyert pályázati támogatással 17 konzorciumi tag tudományos szakembereinek közös munkája eredményeként egy teljes körű szaktanácsadási rendszer kiépítését tűztük ki célul.

A témában az első szakmai sikert az 1998-ban elkészített hozamtérkép jelentette.

A hozammérés és hozamtérképezés folyamata természetesen még koránt sem befejezett, hiszen meg kell oldani pl. az aktív vágóasztal szélesség automatikus detektálását (Pecze, 2001.) és az egész munkafolyamatot olyan készség szintre kell kifejleszteni, hogy technikusi szakértelemmel rendelkező gépkezelők is tudják működtetni a rendszert.

1999-ben Ácson készített kukorica növény terméstérképe alapján elkezdhettük a precíziós tápanyagvisszapótlási folyamat előkészítését és bebizonyítottuk, hogy - Magyarországon először - a helyspecifikus tápanyag - kijuttatás elve napjainkban már a gyakorlatban is használható, működőképes rendszer (Pecze et al, 2001a.).

Anyag és módszer:

Hozamtérképezéshez a DGPS- vevő és a hozammérő mellett még egyéb szenzorokra is szükség van ahhoz, hogy betakarítás közben korrekt hozamértékeket rendelhessünk a táblán belüli helyünk azonosítását szolgáló koordinátaértékekhez.

Vizsgálatainkat 1998-ban, 1999-ben, 2000-ben és 2001-ben gabonafélékkel, napraforgóval és kukoricával végeztük. (Neményi et al., 2001a.)

Az aratás megkezdése előtt különböző beállításokat kell végezni a fedélzeti számítógépen. Aratás közben pedig mindig gondosan ügyelni kell a hl- és a nedvesség értékek ellenőrzésére, hiszen azok jelentősen módosíthatják a tömeg alakulását (Pecze,2001.).

Az elvégzett kísérletek során az Agrocom rendszer ACT fedélzeti számítógépét használtuk a talajmintavételi pontok felkereséséhez és a mintavételi pontok rögzítéséhez.

Kísérleteink során az AMAZONE ZA-M MAX Tronic típusú repítő tárcsás műtrágyaszóró gépet alkalmaztuk. A helyspecifikus tápanyagpótláshoz a DGPS vevő mellett szükségünk volt a fedélzeti számítógépre a megfelelő számítógépes programokkal, a műtrágyaszórón egy speciális számítógépre, egy központi kommunikációs egységre, TLT fordulatszám- és sebességmérőre (Neményi et al, 2001a., Pecze et al, 2001a.).
Mint minden a precíziós gazdálkodásban használt rendszernél itt is csak a megfelelő kalibrálások és beállítások után kezdhettük el a munkát.

A térbeli adatok térképi megjelenítéséhez, a talajmintavételi és műtrágyázási tervek elkészítéséhez az RDS PF és az AGRO-MAP Basic programokat használtuk. Az egységes térinformatikai adatbázis építéséhez az "ArcView alapú" AGRO-MAP Professional programot választottuk (Neményi et al, 2001a., Pecze 2001.).

Eredmények:

Megállapítottuk, hogy a hozamtérképezés pontatlanságának a forrása lehet pl. a motolla egyenlőtlen működése, a menetirány rossz megválasztása, kerékcsapás, bekapcsolt termésmérővel a tarlón való áthaladás, fordulás a táblasarkoknál, helytelen kalibrálás, ingadozó haladási sebesség.

Az RDS rendszerrel a területmérés illetve a helymeghatározás gyakorlatilag pontosnak tekinthető. Megállapítottuk, hogy a rendszer egyik kritikus pontja a folyamatos nedvesség meghatározás. Ezen területen gabonánál is eltérések adódtak (2-4%), olajos magvaknál pedig jelentős különbség volt az általunk illetve a műszer által mért értékek között (10-20%).

Ugyancsak hibaforrásnak tekinthető az is, hogy a termény áthaladási idejét a betakarítógépen meg kell adni, hiszen a helyzet meghatározó ennek alapján pozícionálja a mért hozamot. Ez az idő azonban a dobfordulatszámtól, a terheléstől, a szem-szalma aránytól, illetve a fajtól, de a fajtától illetve a hibridtől is függ. A haladási sebességtől függően 1-2-s-es eltérés 2-5 m-es hibát is okozhat.(Pecze,2001. ,Pecze et al. 1999.)

Ácson 1999-ben készített kukorica növény hozamtérképe (1. ábra) (Pecze et al., 2001b.) alapján kora tavasszal vett talajminták vizsgálati eredményeit felhasználva differenciáltan juttattuk ki a 34%-os ammóniumnitrát műtrágyát.

A tábla hozamtérképét az 1. ábrán mutatjuk be. Az ábrán feltüntettük a hozam eloszlás diagrammját is. Igen kis hozamokat kaptunk a tábla három oldalán, az alacsonyan fekvő részeken, mivel a nedves évben fellépő belvizesedés miatt ott az állomány egy része kipusztult.

1. ábra: A kiválasztott tábla 1999. évi kukorica hozamtérképe (Pecze 2001.)
Figure 1.:1999 maize yield map for the experimental field

2. ábra: A kiválasztott tábla fizikai féleség szerinti (KA) térképe (Pecze,2001.)
Figure 2. Soil texture (KA) map of the experimental field

A 2000. évi tavaszi talajvizsgálatok közül az Arany-féle kötöttség (KA) (2. ábra) és a százalékos humusztartalom (3. ábra) táblán belüli eloszlásának térképes ábrázolását mutatjuk be.

A táblán belül az Arany-féle kötöttség 35 (homokos vályog) és 47 (agyagos vályog) között változott. A tábla nagyobb része jó vízgazdálkodású vályog fizikai talajféleségű.

A kötöttebb részek a tábla szélein helyezkedtek el (2. ábra).

A táblán belül a humusztartalom 1,5 és 5,1% között változott. Nagyobb humuszkoncentrációkat a magasabb Arany-féle kötöttségű területeken állapítottunk meg (3. ábra).

3. ábra: A kiválasztott tábla százalékos humusztartalom térképe
Figure 3: Humusz content (%) map of the experimental field

A 2000. évi hozamtérképet a 4. ábrán mutatjuk be. A száraz, - májusban és júniusban hosszantartó aszályos periódusokkal jellemezhető - 2000. évben meglepően magas kukorica szemtermés mennyiségeket takarítottunk be a vizsgált 32,5 ha- os területen. A nagy termésszint többek között a jó vízgazdálkodási tulajdonságú vályog fizikai féleséggel, az átlagosnál nagyobb téli csapadékmennyiséggel, a jó minőségben elvégzett talajmunkákkal, az időben történt vetéssel, valamint a trágyázási szaktanácsadási rendszer megfelelő ajánlásaival magyarázható.

4. ábra: A kiválasztott tábla 2000. évi kukorica hozamtérképe
Figure 4. 2000 maize yield map for the experimental field.

A két év hozamtérképét összevetve megállapítható, hogy a 2000. évi növényállomány sokkal homogénebb volt. Úgy tűnik, hogy az extrémen nedves 1999. évben a tengerszint feletti magasságnak - az időjárási viszonyokon keresztül - nagyobb hatása volt, mint a könnyen oldható tápelem tartalmakban meglevő különbségeknek, hiszen ebben az évben a mélyebb részeken víznyomásos foltok fordultak elő. A száraz 2000. évben - ellentétben az előző évvel - a kötöttebb, nagyobb KA értékekkel jellemezhető táblarészeken kaptuk a nagyobb termésszinteket. Az egyes hozamkategóriákhoz tartozó átlagos talajtulajdonságok is kiegyenlítettebb képet mutattak 2000-ben, mint 1999-ben (Pecze et al, 2001b.).

Következtetések:

A termesztési tapasztalatok arra hívják fel a figyelmet, hogy adott tábláról mindenképpen többéves eredményekre van szükség ahhoz, hogy biztonságos döntéseket hozzunk, hiszen a domborzat és a tápanyag ellátottság nagymértékű befolyása mellett igen jelentős szerepe lehet az évjárathatásnak is.

Megállapítható, hogy a precíziós- helyspecifikus mezőgazdasági termelés műszaki és térinformatikai feltételrendszere ma már lehetővé teszi ennek az új technológiának a gyakorlati alkalmazását. Ugyanakkor több olyan feladatot kell "rövid távon" megoldani, amely pontosabbá (precízebbé) teszi a rendszert ill. az egyes műveleteket. A térinformatikai rendszereket szabványosítani kell, hogy azok átjárhatósága (kompatibilitása) megoldódjon. A hozamméréssel egy időben történő termény nedvességmérés pontosságát növelni kell. Meg kell oldani továbbá a vágási szélesség változásának szenzorálását., valamint a termény tartózkodási (áthaladási) idejének folyamatos érzékelését. Az alkalmazási tervek készítéséhez használt szoftverek esetében is mindenképpen fejlesztések szükségesek. Mind a műtrágyaszórók, mind a növényvédő gépek adott nyomvonalon történő vezetésére rövid időn belül a gyakorlatban is használható megoldást kell találnunk. A rendszer alkalmazhatóságát a szemes termény termelésen túl a kapásnövényekre és a szálastakarmányokra is ki kell terjeszteni. (Neményi et al, 2001a., Pecze et al, 2001b.)

A témában megkezdett kísérletezések óta nagy méretű helyspecifikus adatbázist integráltunk rendszerünkbe, melyek elemzésével meggyőző következtetéseket vonhatunk le munkánk, illetve a helyspecifikus növénytermesztés eredményességéről támpontot nyújtva a további munkák tervezéséhez.

A technológia komplexitásából adódóan a munkafolyamatok megvalósítása során felmerült számos problémára (a munkafolyamatok, munkafázisok, gépi kapacitások és a különböző rendszerek adatbázisainak összehangolása) is nagy részben látjuk a megoldást.

A műszaki feltételrendszer kialakításánál arra törekedtünk (a négy éves tapasztalatok alapján), hogy egy egységes rendszerre adaptáljuk a technológiát. Az IKR Rt. az RDS rendszer egy tovább fejlesztett változatát adaptálva géprendszerére nagyszabású programot indított Pécs környékén.

A gazdaságokon belül részben a már meglévő, korábbi talajvizsgálati adatokra, később a friss talajvizsgálati eredményekre támaszkodva a gazdaság szakembereivel konzultálva kerültek kijelölésre a kísérleti táblák.

A terület kiválasztás tekintetében Dr. Horváth József (Talajerő KKT., Kaposvár) korábbi és a tárggyal kapcsolatos jelenlegi eredményei nagyban segítették munkánkat.

A közel 1000 ha nagyságú területről gyűjtött adatbázis és a Széchenyi- Tervben együttműködő kutatók munkájának segítségével terveink szerint 3-4 éven belül rendszerszintű termesztéstechnológiai eljárást tudunk átadni a gyakorlatnak.

Irodalomjegyzék:

Neményi M. - Pecze Zs. - Mesterházi P., Á. - Németh T. (2001a.): A precíziós-helyspecifikus növénytermesztés műszaki és térinformatikai feltételrendszere. Növénytermelés, 50.4: 419-430.
Neményi M. - Mesterházi P., Á. - Kacz K. - Stépán Zs. - Pecze Zs. (2001b.): A GPS- re alapozott növénytermesztési technológiák műszaki háttere - lehetőségek és korlátok. II. Növénytermesztési Tudományos Nap Proceedings 118-125.
Pecze Zs. (2001.): Precíziós (helyspecifikus) növénytermesztés feltételei. PhD értekezés. VE Georgikon Mezőgazdaságtudományi Kar, Keszthely.
Pecze Zs. - Neményi M. - Mesterházi P., Á. (2001a.): A helyspecifikus tápanyagvisszapótlás műszaki háttere. Mezőgazdasági Technika. .42, 02:5-6.
Pecze Zs. - Neményi M. - Debreczeni K. - Csathó P. - Árendás T. (2001a.): Helyspecifikus tápanyagvisszapótlás kukoricára. Növénytermelés. 50.2-3.:269-284.
Pecze Zs. - Neményi M. - Kiss E. - Petróczki F. (1999.): Investigation of the accuracy of the RDS yield mapping system. 2nd European Conference on Precision Agriculture Abstracts. Odense, Denmark. 11-15. July.

Köszönetnyilvánítás:

Eddigi tapasztalataink meggyőztek bennünket arról, hogy a rendszer elterjesztése valóban az ember központúbb környezetgazdálkodást segíti és a minőségi árutermelést szolgálja.

Bölcs és előrelátó gondolat volt az OM részéről programnak a Széchenyi-Terv keretén belüli támogatása, amelyet ezúttal is köszönünk.

Summary:

Practikal experience in precision crop-production

In fertilization precision farming enables the advisers to change the earlier practice, when the decisions were made regarding field-based information on an average condition within the field. Soil nutrient status was determined by the collection of several soil probes into a single sample, without taking into account the mosaic like difference of the soil (this was true also for plant protection), the whole field was considered as a single production unit.

The basis for calculation is the yield map, however this map illustrates the areas of yield varibility which may result from different origins (natural processes and management practices). This is the reason why - from precision fertilization point of view - the information from the yield map is not sufficient directly for the determination of the fertilizer rate. On the basis of soil characteristics a fertilizer recommendation system was elaborated. This system is able to hand the homogeneous plots within a field.

Further needs from technical point of view are:

compatibility of the different GIS systems;
software developments;
sensoring of changes in the cutting width;
continuous monitoring of the passage time of products;
it is necessary to establish a method for the direction of fertilizer and plant protection agent spreaders on a given track for practical purposes.

Summarizing the possibilities of the application of precision fertilization, as a tool, we suggest to start mapping the soil physical and chemical characteristics, grouping them into sub units, and giving fertilization advice for those separate plots, if the calculated amounts of fertilizer give any significant differences between them. All the necessary tools, i.e. GIS background and GPS technics, for the elaboration of soil characteristics based precision fertilizer practice are already involved in our studies using pilot plots on different soils.