Wetenschap
Tijdbesparende bodemtests voorspelt belangrijke kenmerken van de bodemgezondheid
Boeren die in een tijdscrisis zitten, hebben een nieuwe, snellere optie om de textuur en het organische stofgehalte van de bodem op hun velden te analyseren.
Gerson Drescher, assistent-professor bodemvruchtbaarheid bij het Arkansas Agricultural Experiment Station, heeft een onderzoek geleid om voorspellingsmodellen te creëren voor deze belangrijke indicatoren voor de bodemgezondheid, gebaseerd op standaardtests die al worden gebruikt om bodemmonsters te analyseren.
"We willen mensen de maximale hoeveelheid informatie bieden die ze kunnen krijgen uit de monsters die ze al indienen, zonder de extra kosten en tijd van analyse", aldus Drescher.
Het nieuw ontwikkelde voorspellingsmodel kan helpen informatie over de eigenschappen van de bodem toe te voegen, die beslissingen over bemesting, irrigatie en herbiciden kan sturen, voegde Drescher eraan toe. Standaard grondtesten evalueren het voor planten beschikbare voedingsstoffengehalte en de pH van de bodem. Deze eigenschappen worden echter ook beïnvloed door de bodemtextuur en het organische materiaal in de bodem, waarvoor aanvullende dure en tijdrovende tests nodig zijn.
"De traditionele methoden die worden gebruikt voor zowel de bodemtextuuranalyse als de bepaling van organische stof zijn relatief tijdrovend, en over het algemeen zijn producenten geïnteresseerd in een snelle doorlooptijd wanneer ze een monster indienen, zodat ze hun beslissingen over nutriëntenbeheer kunnen nemen en plannen kunnen maken voor de hoeveelheid kunstmest die ze moeten toepassen', zei Drescher.
Het onderzoeksartikel met de titel "Bodemtextuur en organische stofvoorspelling met behulp van Mehlich-3 extraheerbare voedingsstoffen" is gepubliceerd in Agrosystems, Geosciences &Environment . Co-auteurs zijn onder meer Trent Roberts, professor en interim-afdelingshoofd van gewas-, bodem- en milieuwetenschappen; Nathan Slaton, vice-president voor landbouw en adjunct-directeur van het Agricultural Experiment Station in Arkansas; en Alden D. Smartt, programmamedewerker op de afdeling gewas-, bodem- en milieuwetenschappen.
De modellen zijn nauwkeurig voor het voorspellen van de meest voorkomende bodems die worden gebruikt bij de gewasproductie in Arkansas. De modellen zijn echter minder nauwkeurig voor zandgronden en bodems met een zeer hoog organisch stofgehalte, aldus Drescher. De gemeenschappelijke landbouwgronden van de staat zijn fijne en middelgrote categorieën, waaronder slibleem en siltige klei.
Het experimentstation is de onderzoeksafdeling van de University of Arkansas System Division of Agriculture.
Wat zit er in de grond?
De tijd die een grondonderzoek duurt, is afhankelijk van de gevraagde informatie, aldus Drescher. Elke extra test bovenop de routinematige bodemanalyses kan dagen of weken toevoegen aan de totale testtijd. Het voorspellingsmodel van Drescher voor organische stof en bodemtextuur vermindert het aantal aanvullende tests en kan de doorlooptijd met minstens de helft verkorten.
Bodemmonsters die voor analyse naar een laboratorium worden gestuurd, worden gedroogd, gemalen en gezeefd voor uniformiteit om de precisie en nauwkeurigheid van de analyse te garanderen. In Arkansas biedt het Marianna Soil Test Laboratory van het experimentstation routinematige bodemonderzoeksdiensten aan, die gratis zijn voor inwoners van Arkansas.
Routinematig bodemonderzoek vereist het meten van de pH van de bodem en de Mehlich-3-bodemanalyse, die de beschikbare voedingsstoffen in bodemmonsters extraheert en identificeert.
De twee eigenschappen die door het model van Drescher worden voorspeld – organische stof in de bodem en bodemtextuur – vereisen uitgebreidere tests, zei Drescher. Het testen op organisch materiaal in de bodem wordt bepaald door een methode die bekend staat als 'verlies bij ontsteking', waarbij monsters worden gewogen, aan hoge temperaturen worden blootgesteld om het organische materiaal te verbranden, en het monster opnieuw wordt gewogen om het gewichtsverlies te meten.
De bodemtextuur wordt gemeten met behulp van een apparaat dat een hydrometer wordt genoemd en dat de grootte van de bodemdeeltjes bepaalt, zei Drescher. Het begrijpen van de bodemtextuur is een belangrijk aspect van de gewasproductie, omdat dit het vermogen van de bodem om voedingsstoffen vast te houden, de snelheid waarmee herbiciden of kunstmest wordt toegepast, de irrigatieplanning en de protocollen voor bodembemonstering bepaalt.
Deze tests helpen producenten de gezondheid van hun bodem te begrijpen en begeleiden bemestingstoepassingen en gewasbeheerbeslissingen, aldus Drescher.
Beter dan een kaart
Kaarten, zoals de Web Soil Survey, aangeboden door de Natural Resources Conservation Service van het Amerikaanse ministerie van Landbouw, kunnen worden gebruikt om informatie te verschaffen over het bodemtype in verschillende gebieden, maar de resolutie van de kaart geeft mogelijk niet in kleine hoeveelheden veranderingen in de bodemtextuur aan. van ruimte binnen een veld, zei Drescher. Het nieuwe voorspellingsmodel is nauwkeuriger dan een kaart, omdat het veldspecifieke informatie gebruikt.
Het Marianna Soil Test Lab leverde al voorspellingen over de bodemtextuur, maar dit nieuwe onderzoek heeft het model verfijnd om de schatting nauwkeuriger te maken, aldus Drescher.
Het Marianna Soil Test Lab analyseert jaarlijks zo’n 200.000 grondmonsters. Routinematige bodemtests voor voedingsstoffen en pH zijn gratis voor inwoners van Arkansas dankzij de steun van Fertilizer Tonnage Fees. Voor niet-routinematige tests van de analyse van de bodemtextuur of de organische stof zijn echter kosten verbonden en de analyse kost extra tijd.
De voorspellingsmodellen
Drescher gebruikte Mehlich-3-voedingsstoffen en pH-gegevens van de bodem uit bodemmonsters die waren ingediend bij het Marianna Soil Test Lab om de voorspellingsmodellen te kalibreren en te valideren.
Voor de klei- en zandvoorspellingsmodellen gebruikte hij gegevens van 409 bodemmonsters, die verschillende productiesystemen en bodems in heel Arkansas vertegenwoordigen. Ongeveer de helft was afkomstig van rijgewassen en de andere helft van voedersystemen.
Bij het ontwikkelen van het model voor organische stof in de bodem gebruikte hij gegevens van 604 monsters uit rijengewassen en 415 monsters uit voederproductiegebieden.
Na de kalibratie valideerde Drescher de modellen met behulp van 103 verschillende bodemmonsters uit productiegebieden voor rijgewassen, voedergewassen, groenten, fruit, graszoden en sierteelt.
In de loop van de tijd kunnen de modellen worden geëvalueerd op nauwkeurigheid en worden geoptimaliseerd met nieuwe bodemmonsters om de bodemtextuur en de voorspelling van organisch materiaal te verbeteren. Drescher zei dat de modellen kunnen worden gebruikt in gebieden buiten Arkansas als ze vergelijkbare bodems hebben.
Drescher zei dat hij het werk waardeerde dat werd uitgevoerd door het personeel van het Marianna Soil Test Laboratory, dat assisteerde bij de bodemanalyse en de gegevens leverde voor de kalibratie van de modellen.