MENÜ

Gyomfelvételezési mintaterek kijelölése és gyomtérképek készítése precíziós gyomszabályozáshoz

Oldalszám: 16
2014.08.08.

Hazánkban az elmúlt évtizedekben a szántóföldi gyomfelvételezések az általánosan használt Balázs-Ujvárosi módszerrel történtek. A mintaterek kijelölése általában 4-6 ha mintasűrűséggel, elhelyezése bizonyos elvek figyelembe vételével, véletlenszerűen történt, leggyakrabban a táblák átlói mentén, vagy sakktáblaszerűen, esetleg a terület szélétől kiindulva körben, hurokszerűen.

A precíziós mezőgazdasági technológia magasabb követelményeket támaszt a gyomfelvételezéssel szemben, elsősorban a nagyobb mintasűrűség igénye miatt. A tábla heterogenitását jól követő precíziós gyomszabályozás végrehajtásához nagy pontossággal kell ismernünk az egyes táblarészek esetlegesen eltérő gyomviszonyait.

Amíg a hagyományos gyomfelvételezéseknél cél a tábla gyomnövényzetének általános megismerése volt, a precíziós eljárásoknál alapvető a gyomok térképezése, amit elektronikus adatbázisban tárolunk vagy esetleg térképszerűen meg is jelenítünk.

A valós idejű precíziós kezelések vezérléséhez gyomtérképre nincs szükség, mivel a gyomok észlelése és a kezelés egy menetben történik. A nem valós idejű helyspecifikus gyomszabályozás végrehajtásához azonban gyomtérképek szükségesek. Ezek előállításához a gyomfelvételezési mintatereket valamilyen módszer szerint ki kell jelölni, majd a kapott adatok felhasználásával készíthető el a gyomtérkép az egyes fajokról, fajcsoportokról vagy az összes gyomosodásról.

Egy táblán a gyomok térképezése alapvetően kétféle módon történhet: pontszerű mintaterek felvételezési adatainak felhasználásával vagy az egész területet reprezentáló felvétel (távérzékelés) felhasználásával.

Alapelvek

- A precíziós gyomszabályozáshoz a tábla gyomnövényzetének heterogenitása függvényében a lehető legnagyobb mintasűrűséget kell alkalmazni.

- A mintatereket olyan módon kell kijelölni, hogy azok a tábla gyomnövényzetét a lehetõ legjobban reprezentálják.

A mintaszám növelése fokozza a pontosságot, de munka- és időigényes, növeli a költségeket, rontja a munka hatékonyságát és gazdaságosságát.

- A táblán szórványosan előforduló fajokat a kis mintasűrűségű felvételezés sok esetben nem mutatja ki.

- A kisebb foltokban elterjedt, nehezen irtható évelő fajok a pontszerű mintavétellel nehezen lokalizálhatók.

A mintaterek kijelölésének lehetséges módszerei:

Véletlenszerű kijelölés

A hagyományos gyomfelvételezés során elterjedten ezt a módszert alkalmazták. A táblán a felvételező személy a kívánt sűrűségben véletlenszerűen jelöl ki a mintatereket. Előnye, hogy a kijelölés tervezéséhez nem szükséges külön munkaidő ráfordítás. Hátránya, hogy szubjektív és nem kellően reprezentálja a terület minden pontját, ezért a precíziós gyomszabályozás tervezéséhez nem ajánlható.

Szisztematikus kijelölés

Az ilyen típusú mintatér elrendezés során a területen egy rendszer szerint, szabályszerűen jelöljük ki a felvételezési helyeket. A kijelölés történhet négyzethálószerű vagy háromszögeléses eljárással. A precíziós mezőgazdasági alkalmazásoknál legelterjedtebben a négyzetes rácsháló kijelölést alkalmazzák. Előnye, hogy objektív, és viszonylag állandó a mintasűrűség. Hátránya, hogy a mintavételi helyek felkeresése és kijelölése munkaigényes, nagy szintkülönbségeknél a kijelölés pontatlan, nem a heterogenitás függvényében mintáz.

A pontok kitűzése legegyszerűbb esetben geodéziai úton: mérőszalaggal vagy optikai távolság- illetve szögméréssel hajtható végre. Ekkor a mintaterek pozíció adatai általában nem ismertek, földrajzi adatbázisba (GIS) nem rendezhetők. A precíziós alkalmazásokhoz a mintaterek pozíciójának GPS eszközzel történő bemérésére, vagy a mintavételi helyek GPS-el végzett felkeresésére van szükség.

A mintavétel tervezése történhet kézi úton. Ekkor a táblát előzetesen bejárjuk, megismerjük a méreteit, a mûvelési irányt, majd döntünk a mintaterek kijelölési módjáról és sûrûségérõl. Kézzel vagy számítógép segítségével vázlatrajzot készíthetünk, amely alapján a kitûzés végrehajtható

Pontosabb és hatékonyabb eljárás a szoftveres mintavétel tervezés. Az egyes precíziós mezőgazdasági rendszereket gyártó cégek technológiájának részét képező térinformatikai szoftverek általában alkalmasak arra, hogy az ismert határvonalú táblán tetszőleges rendszerben (egyéni döntés alapján vagy szisztematikusan) a mintavételt tervezzék.

A szisztematikus mintavétel ellen szól, ha a táblán nagyobb kiterjedésű homogén foltok vannak, ugyanis ott felesleges több mintát venni. Célszerű azok nagy részét a heterogén területekre koncentrálni. Az ilyen kijelölés a tábláról előzetes információkat igényel, például a területen az előző években tapasztalt gyomelterjedés, szintvonalas térkép, egyes talajtulajdonságok (talajtípus, vízgazdálkodás, tápanyagtartalom stb.) táblán belüli változékonyságának ismerete. A mintavétel tervezése során a fent említett adatbázis összességébõl határozzuk meg a táblán a minták helyét.

Évelő gyomfajok foltjainak felvételezése

Könnyű belátni, hogy alacsony mintasűrűség alkalmazásánál főleg kis méretű (legfeljebb néhány 10 m2) gyomfoltok előfordulása esetén kicsi a valószínűsége annak, hogy a foltok a mintaterekre fognak esni. Ezért azok nem szerepelnek a felvételezési adatok között, akár így egyes fajok ki is maradhatnak. Tehát a pontszerû mintavétel általában nem képes jól reprezentálni a nehezen irtható évelõ fajok táblán belüli elterjedését.

Ezen fajok esetében célszerűbb a foltokat térinformatikai DGPS vevővel körüljárni, így azok mérete, területe és pozíciója az eszköz térinformatikai szoftvere segítségével rögzíthető. Kiszámolható, hogy a foltok területe az összes terület mekkora hányadát teszi ki, amiből következtetni lehet a precíziós kezelés által elérhetõ herbicid megtakarításra, ezzel a kezelés gazdaságosságára.

A felvételezés során a munka hatékonyságának növelése céljából az alábbiak javasolhatók:

- A táblabejárást kelés után, kis állománymagasságnál ajánlott elvégezni, ekkor még a gyomfoltok messziről is jól láthatók.

- A munka megkezdése előtt a GPS pozíciórögzítés gyakoriságát a várható foltmérethez kell igazítani. Kis foltokat akkor tudunk gyorsan és pontosan megmérni, ha a pozíciórögzítési időintervallumot kicsire (5 másodperc alá) vagy távolság esetén legfeljebb 2-3 m-re állítjuk be.

- A teljesítményt nagymértékben növeli, ha a munkát motorkerékpárral, esetleg terepjáró gépkocsival végezzük el.

- Üzemi technológia tervezéséhez - a nagyobb területteljesítmény érdekében - nem célszerû a kis méretû (néhány m2) gyomfoltokat rögzíteni. Ha ezek nagy számban találhatók a táblán, a felvételezés a továbbiakban nem szükséges, teljes felületi kezelést célszerû alkalmazni.

- Egy felvételezõ személy esetén célszerû még belátható (max. 30-40 m széles sávok mentén bejárni a táblát. Ha több személy áll rendelkezésre, jóval szélesebb sáv is rögzíthetõ egy menetben. Észlelés esetén a többiek is megállnak, a GPS-t kezelõ személy felveszi a foltot, majd tovább indulnak.

- A növényállomány eltérõ színárnyalata vagy fejlettsége a gyomfoltok felismerését sokszor már messzirõl lehetõvé teszik.

- Annak érdekében, hogy a már körüljárt folt még egyszer ne legyen felvételezve, célszerû a bejárt gyomfoltokat karóval vagy más módon megjelölni. Nedvesebb talajon jobban láthatók a bejárás nyomai, így ugyanazt a foltot nem vesszük fel újra.

Amennyiben a vizsgálandó területrõl légi fotóval rendelkezünk, háttértérképként alkalmazva a táblabejárás és a foltok felkeresése megkönnyíthetõ.

A mintasûrûség kérdése

A hagyományos gyomfelvételezések során alkalmazott 4-6 ha-os mintasûrûség a precíziós gyomszabályozás céljaira általában nem elegendõ. Kisebb területû táblákon ez csak néhány mintateret jelent, és nagyobb területeken a gyomok elõfordulásának esetleges heterogenitását nem képes kellõen reprezentálni. Természetesen, ha tudjuk, hogy a tábla gyomflórája, illetve annak eloszlása viszonylag homogén, a kisebb mintasûrûség is elegendõ lehet. Javasolható, fõleg kisebb (10-20 ha alatti) területeken, hogy mintasûrûség mindenképpen 1 ha alatti legyen.

A mintaterek kijelölési módja és sûrûsége nagymértékben befolyásolja az elkészített gyomtérkép pontosságát és ezáltal a precíziós kezelés hatékonyságát. Ezért annak körültekintõ tervezésére van szükség.

A gyomtérképezés célja:

A nem valós idejû precíziós kezelések tervezése és végrehajtása során a permetezõ automatikák vezérléséhez gyomtérképre van szükség, amelyek alapján elkészített kijuttatási terv szerint a rendszer utasítást ad, hogy az éppen aktuális ponton szükséges-e a kezelés, illetve annak milyen dózisával.

Gyomtérképezés mintavétel alapján

A fent említettek alapján történt mintavétel után a kapott adatbázisból térkép állítható elõ. Az egyes precíziós mezõgazdaságot támogató rendszereket gyártó cégek szoftverei általában alkalmasak valamilyen gyomtérkép készítésére. Térinformatikai programokkal is elõállíthatunk gyomtérképeket, de ezek felhasználása korlátozottabb, mivel nem speciálisan mezõgazdasági, növényvédelmi célokra készültek. Azonban hangsúlyozni kell, hogy a térinformatikai programokkal készült térképekkel precíziós kezeléseket vezérelni csak komoly hardveres és szoftveres illesztési, fejlesztési munkával lehet. Ezért ajánlott a kifejezetten mezõgazdasági célra fejlesztett rendszerek használata (Agrocom, John Deer Green Star, RDS, Trimble AgGPS stb.). Sajnos azonban az egyes rendszerek általában zárt technológiát képeznek, közöttük komoly kompatibilitási problémák lehetnek, egységes, legalább kvázi szabvány kialakulása sajnos még nem tapasztalható. Ez azt jelenti, hogy ha egy üzem több milliós beruházással megvásárolta egy gyártó rendszerét, célszerû utána a kompatibilitási problémák elkerülése miatt a fejlesztéseket, kiegészítéseket is ugyanattól a gyártótól vásárolni.

Gyomtérképezés teljes felület reprezentálással

A mintavételen alapuló gyomtérképezés legfõbb hátránya az, hogy mivel a tábla bizonyos pontjain felvett gyom egyedsûrûségi vagy borítottsági adatokból következtet valamilyen interpolációs eljárással azok környezetének gyomnövényzetére, nem mindig kielégítõen pontos. A gyomfolt körüljárás során a kis foltok, amennyiben azokat nem felvételezzük, nem kerülnek a térképre.

Igazán pontos, egzakt gyomtérképezés nemcsak a mintaterületeket, hanem a teljes felületet reprezentáló távérzékelés felhasználásával végezhetõ el.

A felvétel készülhet kis (néhány 10 m) közepes (néhány 100 m) és nagy magasságból (több km). Egyszerû légifotóból is lehet számos értékes információt nyerni, de az precíziós kezelés automatizálásához nem alkalmas Mérõkamerás légi felvételek felhasználásával készült ortofotók viszont torzításmentes, a domborzathoz illesztett felvételt adnak, amelyek minden pontjának pozíciója földrajzilag korrekt, a kezelendõ területek kijelöléséhez, ezáltal permetezés automatizáláshoz is felhasználhatók. Az értékelhetõ felvételek fontos ismérve a megfelelõ terepi (kívánatos a méter alatti) és spektrális (fény hullámhossz szerinti) felbontóképesség. A spektrális felbontásnak az egyes gyomfajok, gyomcsoportok talajtól, illetve egymástól szín alapján történõ elkülönítéséhez (klasszifikáció) van jelentõsége, amely akkor lehet eredményes, ha a felvételen az egyes gyomok között megbízható színbeli eltérések vannak. A felvételek készülhetnek kézi fényképezõgéppel (filmre, diára, digitális) vagy mérõkamerával (repülõgép, mûhold), amelyeknél a képhez pontos pozíció adatokat is hozzárendelnek.

Színes fotókból is nyerhetünk adatokat például egy gabona tarló gyomosodását illetõen, fõleg, ha kisszámú gyomfaj van jelen. Lényegesen több információt ad a közeli infra (NIR) felvétel. A gyomtérképezéshez leginkább a multi- illetve hiperspektrális felvételek tûnnek perspektivikusnak. Az elõbbiek az elektromágneses spektrum több sávjában, az utóbbiak akár több száz, néhány nm nagyságú hullámhossz-tartományban készülnek.

A távérzékeléssel nyert, GPS-el pozícionált felvételeken (ortofotó készítése után) megfelelõ szoftveres feldolgozás során a gyomfoltok a szükséges puffer zónákkal kijelölhetõk és utasítás írható a permetezõ komputer számára a precíziós kezelés végrehajtásához.

A nagy teljesítményû gyomtérképezéshez olyan napi visszatérésû hiperspektrális mûholdfelvételek lennének ideálisak, amelyek az Interneten kedvezõ fajlagos áron megvásárolhatók és méter alatti felbontásúak.

A technika gyors fejlõdése miatt remélhetõen ilyen felvételek néhány éven belül rendelkezésre fognak állni, amelyek segítségével lehetõség nyílhat a nagy teljesítményû, gazdaságos gyomtérképezésre. Azonban az üzemi táblák valamilyen szintû gyomfelvételezése és a fontosabb gyomfajok elõfordulásának megismerése akkor is fontos egy gazdálkodó számára, ha a közeljövõben nem kíván automatizált helyspecifikus kezeléseket végrehajtani. Egyes évelõ fajok (acat, nád stb.) posztemergensen vagy tarlón történõ kezelése gyakran egyszerûen megoldható automatizálás nélkül is, a folt permetezésével, de ehhez tisztában kell lennünk a tábla gyomviszonyaival, a gyomfajok várható és tényleges elõfordulásával.

Nagy Sándor

Nyugat-Magyarországi Egyetem

Mezõgazdaság- és Élelmiszertudományi Kar

Mosonmagyaróvár