Úskalí práce se zonalitou půdního bloku (1)

05. 07. 2024 Ing. Václav Brant, Ph.D. a kol. Technologie pěstování Zobrazeno 435x

Rozvoj technologií umožňujících specifikaci variability půdního bloku (PB) či jeho dílu (DPB) je spojen se vznikem značného počtu mapových podkladů, které jednak dokládají prostorové rozmístění klasifikačních zón daného parametru a zároveň poskytují potřebné informace pro variabilní plánování agrotechnických opatření ve vztahu daným zónám.

Významnou roli z hlediska monitoringu variability půdního prostředí poskytují multispektrální družicové snímky, poskytované systémem Sentinel 2. V současné době systém nabízí periodicitu snímkování v délce 10 dní a rozlišení na úrovni až 10 m. Tyto snímky jsou následně různými platformami využívány pro tvorbu map relativního výnosového potenciálu. Relativní výnosový potenciál vyjadřuje míru produktivity jednotlivých částí PB či DPB. Využití družicových snímků je využíváno pro tvorbu map relativního výnosového potenciálu v případech, kdy nejsou k dispozici víceleté výnosové mapy získané přímo při sklizni.

Relativní výnosový potenciál

Relativní výnosový potenciál poskytuje zonální interpolované informace o produkčním potenciálu pozemku v procentech. Udává tedy, o kolik procent se od středové zóny ostatní části pozemku potenciálně liší. Středová zóna je vnímána jako 100 % a ostatní zóny vůči dané relativní hodnotě vykazují potenciál nižší nebo vyšší (obr. 1). V praxi je dominantně využíváno třízonální nebo pětizonální škálování.

Obr. 1: Mapa relativního výnosového potenciálu PB při využití třech a pěti škál členění

Kvantifikace relativního výnosového potenciálu

Zásadním předpokladem pro efektivní využití map relativního výnosového potenciálu je kvantifikace hodnoty výnosu dané plodiny pro škálu odpovídající relativní hodnotě 100 %. Metody kvantifikace hodnot výnosu pro daný PB či DPB vycházejí z dostupnosti dat o výnosech plodin:

• Dostupnost výnosových dat ze sklizně na základě výnosových map. Výnosové mapy lze v současné době standardně získat pro zrniny ze záznamů výnosoměrů sklízecích mlátiček nebo ze senzorů umístěných na sklízecích řezačkách při sklizni pícnin. U okopanin jsou známé systémy kontinuálního záznamu produkce sklízené plodiny, ale v zemědělské praxi nejsou běžně dostupné. Výnosové mapy slouží, nejen ke kvantifikaci reálných výnosů na zónách PB, ale i k ověření korelace mezi plochami relativního výnosového potenciálu, k doplnění údajů při nekompletní výnosové mapě apod.
• Dostupnost výnosů pro plodinu na PB za delší časovou řadu (min. 3 roky). V těchto případech jsou poté průměrné výnosy použity jako hodnota odpovídající relativní hladině 100 %. Z hlediska proveditelnosti je však tento postup v praxi pro větší část subjektů z důvodu nedostatku kompletních dat problematický. Z hlediska využití map relativního výnosového potenciálu pro variabilní hnojení dusíkem, či pro variabilní setí se pracuje pouze s vybranými plodinami (např. ozimá pšenice, jarní ječmen, ozimá řepka).
• Dostupnost dat o výnosech plodin bez dlouhodobé časové vazby na PB. U většiny subjektů jsou dostupné informace o výnosech, ale neposkytují dlouhodobější informace pro daný PB. Tato situace nemusí vycházet jen z nedostatečné evidence výnosů, ale je způsobena i legislativními požadavky na zmyěny výměr plochy jedné plodiny, změnou držby půdy, změnou ploch PB v důsledku změn kultury, či vyjmutím ze zemědělské půdy apod. V tomto případě lze kvantifikaci výnosů provést na základě poměrů výnosu k průměrným výnosům celého subjektu, či spíše k jeho dílčím částem vykazujícím podobnost na základě půdního druhu, lokality apod. V tomto případě jsou odhady samozřejmě méně přesné než v předchozích případech. Metodický postup kvantifikace relativního výnosového potenciálu je tak řešen rozdílnými metodickými postupy ve vztahu k relevantnosti dostupných dat.

Zásada aktualizace kvantifikace

Většina zemědělských subjektů v současné době řeší primární kvantifikaci relativního výnosového potenciálu, ale již v současné době je nutné začít řešit otázku aktualizace ve vztahu k vývoji podmínek na půdním bloku ve vztahu ke změně klimatu, či klimatických period, ale třeba ji ve vztahu ke změnám technologií zpracování půdy apod. Dosavadní znalosti problematiky zatím neposkytují údaje o časovém intervalu potřeby změny, ani odhady, zda se bude jednat o meziroční posun, či posun ve vztahu k delší periodě. Na základě dosavadních zkušeností lze předpokládat, že vývoj změn zonality výnosu na PB by měl vycházet primárně z map výnosů.

Důvody kvantifikace zón relativního výnosového potenciálu

Tvorba stanovení zón relativního výnosového potenciálu vychází z rozdílných přístupů. Značná část nástrojů pro tvorbu zón relativního výnosového potenciálu využívá normalizované rozdělení ploch zón. Tento krok je spojen s určitou mírou optimalizace plochy jednotlivých zón na PB či DPB a jejich podílem na celkové výměře plochy. Daný přístup má své důvody, zejména omezení vzniku malých, či tvarově problematických zón a jejich rozdrobení na PB. Z hlediska zemědělské praxe se bohužel ukazuje nesprávná práce se zónami relativního výnosového potenciálu, která kvantifikace výnosové úrovně jednotlivých zón opomíjí.

Ověření výsledků práce s relativními potenciály

Pro doložení potřeby kvantifikace hodnot výnosu pro jednotlivé zóny relativního výnosového potenciálu byla na základě dat zpracování výnosových potenciálů pro Školní zemědělský podnik (nově Statky ČZU) za účelem zavedení systémů variabilního hnojení a setí provedena analýza podílu výměry ploch relativních výnosových potenciálů ve vztahu k výměře hodnocených PB pro ekonomické hodnocení a další analytické procesy podílu.

Relativní výnosové potenciály byly stanoveny v software OneSoil Yield jako průměr předchozích let pro pěstované plodiny. Z hodnocení byly vyjmuty pozemky, které bylo nutné upravit (pozemky s biopásy), s výrazným dělením plodin na PB či DPB apod.). Do analýzy byly zahrnuty PB či DPB s výměrou do 35 ha. PB s výměrou pod 5 ha nebyly hodnoceny. Pro potřebu podniku bylo zvoleno škálování na tři zóny výnosového potenciálu.1 zóna - nejnižší potenciál, 2 - průměrný potenciál a 3 - zóna nejvyšší hodnoty výnosového potenciálu.

Celkem se jednalo o analýzu výměry 1 170 ha orné půdy (82 PB či DPB). Po provedení analýz ploch se v zóně 1 nacházelo 374 ha (32 %), v zóně 2 poté 439 ha (39 %) a v zóně 3 celkem 353 ha (29 %), graf 1. Počet půdních bloků ve vztahu k podílu zón 1 až 3 výnosového potenciálu (%) na celkové výměře půdního bloku dokládají grafy 2 až 4.

Výsledky potvrdily předpoklad o vlivu normálového rozdělení dat v souboru. Tento údaj ukazuje, že při běžném rozlišení standardních konstantních dávek hnojení, či výše výsevku, se standardně konstantním snížením či zvýšením dávky o stejnou výši procent pro zónu 1 a 3, by zásadní ekonomický efekt nepřinesl a očekávat nelze ani přínos agronomický.

Graf 1: Výměra ploch výnosového potenciálu na půdních blocích

Graf 2: Počet půdních bloků ve vztahu k podílu zóny 1 výnosového potenciálu (%) na celkové výměře půdního bloku

Graf 3: Počet půdních bloků ve vztahu k podílu zóny 2 výnosového potenciálu (%) na celkové výměře půdního bloku

Graf 4: Počet půdních bloků ve vztahu k podílu zóny 3 výnosového potenciálu (%) na celkové výměře půdního bloku

Závěry experimentů

Z hlediska specifikace variabilních aplikací je samozřejmě nutné parametrizaci pro ekonomické odhady a agrotechnické přínosy podrobněji specifikovat.

• Ve vztahu k plodině je do analýzy potřebné zahrnout jen ty PB či DPB, na kterých se daná plodiny v hospodářském roce pěstuje. Z hlediska pevnější rotace, tak vnikne potřeba konkretizace blokace PB či DPB pro danou plodinu pro x-let rotace. Bloky oseté danou plodinou v daném roce normální rozdělení vykazovat nemusí.
• Základním a v praxi opomíjeným problémem je kvantifikace výnosové úrovně jednotlivých zón relativního potenciálu na půdním bloku. Ta je zásadní pro stanovení úrovně hnojení či výsevku na středové zóně, od které se odvíjí dávky pro zóny 1 a 3. Primárně se může jednat o vycházení z průměrných výnosů plodin za předchozí delší časové období (nejsou-li údaje o výnosech z map výnosů).
• Nejideálnější možností je vycházet z map skutečných výnosů (výnosové mapy), které jsou konfrontovány s mapami potenciálů, tedy z dlouhodobých hodnot reálných výnosů pro dané zóny konkrétního PB či DPB, dnes spíše plochy jedné plodiny. To má zásadní omezení - nedostupnost výnosových map, absence jejich časové řady pro plochu či plodinu. Zásadní rizika pro dlouhodobou práci s mapami relativních výnosových potenciálů přinášející kolísavé plochy osevů, legislativní změny výměr ploch jedné plodiny (stále není dořešeno ani pro stávající období) a změny v krajině způsobené vyjímáním půdy ze zemědělského využití, či změnou kultury. Komplikované je i úhorování, které nelze nahradit ani mapami potenciálů do časových řad.

Práce vznikla v rámci projektu NAZV QL24020309.