Interaktiv jordartskarta

In 2015, SLU in collaboration with SGU will complete the new Farm Soil Map of Sweden (FSMS), a detailed map of topsoil texture of arable land in Sweden. This new, publicly available, information will lower the threshold to start precision farming and help targeting the implementation of environmental measures to where they are most effective. The map accuracy varies between areas, e.g. depending on the geology. We have shown that it can be improved locally by adding a number of texture analyses from a farm. In this project, we will develop the algorithms for local adaptation and design an interactive interface that makes it easy for the user to update the FSMS locally. We will evaluate how well the adaptation works when based on laboratory texture analyses, but also when texture measurements are made with a handheld, portable X-ray fluorescence sensor directly in the field. The latter can reduce costs for analyses even further. We will test the system in practice for varied pH liming.

Under 2015 färdigställer SLU i samarbete med SGU den nya Digitala Åkermarkskartan, en detaljerad karta över matjordens textur med i stort sett nationell täckning. Den här nya informationen sänker tröskeln för att börja med precisionsodling och gör det möjligt att sätta in miljöåtgärder där de gör störst nytta. Kartans noggrannhet varierar mellan olika områden, bl a beroende på geologin. Man kan förbättra kartan lokalt genom att göra ett antal texturanalyser på den egna gården. I det här projektet ska vi vidareutveckla algoritmer för lokal anpassning och skapa interaktiv funktionalitet som gör det lätt för användaren att uppdatera kartan lokalt med egna analysvärden. Vi ska utvärdera hur väl anpassningen fungerar, dels när den görs med labanalyserade värden men för att göra tekniken ännu kostnadseffektivare, även med texturmätningar som gjorts med en portabel röntgenfluorescens-mätare direkt i fält. Ett exempel på tillämpning som vi ska utväderas praktiskt är varierad pH-kalkning.

Det fritt tillgängliga beslutsstödsystemet Markdata.se har vidareutvecklats med interaktiv funktionalitet och ytterligare bakgrundskartor. Hittills har det funnits en lerhaltskarta med 50 m × 50 m upplösning i systemet. Nu finns även kartlager för mål-pH och buffertkapacitet med samma upplösning. Interaktiviteten innebär att systemet kombinerar data som användaren själv laddar upp med de nationella bakgrundskartorna och automatiskt tar fram en förbättrad karta lokalt över användarens egen gård. Man kan ladda upp lerhaltsvärden för att ta fram underlag för att variera utsädesmängd eller strukturkalk, eller analysvärden av pH och Mg-AL för att skapa tilldelningsfiler för pH-kalkning. Som ett alternativ till laboratorieanalys testades två proximala sensorer. Den portabla röntgenfluorescensmätaren (PXRF) bedömdes kunna användas med tillfredsställande noggrannhet för lerhaltsbestämning medan den pH-sensor vi testade inte gav tillförlitliga värden.

Precisionsodling (PO) är ett modernt växtodlingsodlingskoncept som använder digitala tekniker för att optimera användningen av olika insatsmedel i odlingen. Tillämpning av PO i stor skala anses, även internationellt, vara en viktig del i vägen mot en hållbar livsmedelsproduktion (Europaparlamentet, 2016). I stället för att man exempelvis sprider samma mängd gödselmedel över hela jordbruksfält anpassar man mängden som sprids efter de varierande odlingsförutsättningarna så att gödslingen blir optimal i varje del av fältet. Genom PO kan vi öka både kvantiteten och kvaliteten i växtproduktionen, samtidigt som vi använder mindre insatsmedel (vatten, energi, gödselmedel, växtskyddsmedel, etc.). Syftet är att spara kostnader, minska negativ miljöpåverkan och producera mer och bättre mat. Tillämpning av PO kräver en kombination av tekniska och digitala tekniker: satellitbaserade positioneringssystem, sensorteknik för högupplöst kartering av odlingsförutsättningar, beslutsstödsystem för optimerad tilldelning av insatsmedel, och spridarutrusning som kan läsa tilldelningsfiler och reglera spridningen. Utvecklingen går snabbt och PO håller för närvarande på att få ett brett genomslag både i Sverige och i övriga Europa (Europaparlamentet, 2016).
För att kunna variera till exempel mängden utsäde eller strukturkalk över ett fält måste man ha ett bra beslutsunderlag. Det kan t ex. vara en digital karta som visar markens lerhalt. Baserat på beslutsunderlaget kan man ta fram en s.k. tilldelningsfil, som innehåller information om vilken mängd utsäde eller kalk som ska tillföras på varje plats. I Sverige finns ett fritt tillgängligt webbaserat beslutsstödsystem för PO – Markdata.se – som utnyttjar den nationella kartdatabasen Digitala Åkermarkskartan (DSMS), vilken består av ett antal detaljerade (50 m × 50 m) kartlager över olika markegenskaper. DSMS är framtagen av Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) i samarbete med Sveriges Geologiska Undersökning (SGU) och täcker över 90 % av landets åkermark. Genom Markdata.se kan de flesta av landets växtodlare kostnadsfritt ta fram detaljerade lerhaltskartor för sina fält och generera tilldelningsfiler för varierad sådd eller kalkning. I det här projektet har Markdata.se gjorts interaktivt och den som har egna mätvärden kan nu förbättra den nationella texturkartan i systemet genom att ladda upp egna laboratorieanalyser av jordprover. Den nya versionen av Markdata.se har även utökats med fler bakgrundskartor från DSMS som vi tagit fram i det här projektet och man kan nu även ladda upp pH-värden från sina åkrar och direkt ta fram kalkningsfiler för att justera markens pH-värde. Hittills har en jordbrukare inte enbart kunnat använda pH för att beräkna kalkbehovet, utan man har även behövt uppgifter och ler- och mullhalt för detta. Men med de nya bakgrundskartorna som stöd är detta möjligt. Ett bra pH-värde är viktigt för att grödan ska kunna ta upp den näring som tillförs. Utvecklingen av den interaktiva funktionaliteten och produktionen av de nya bakgrundskartorna har finansierats av Stiftelsen Lantbruksforskning (SLF) och tagits fram av SLU i samarbete med Hushållningssällskapet och Dataväxt AB.
I projektet testades även om portabla mätinstrument kan användas som ett alternativ till att analysera jordprover på lab. Ett portabelt röntgenfluorescens (PXRF) instrument testades för lerhaltsbestämning och en pH sensor testades för pH-mätning. PXRF-instrumentet kunde användas med tillfredställande noggrannhet men den modell av pH-sensor som testades gav inte tillförlitliga värden.

Referens:
Europaparlamentet 2016. Precision agriculture and the future of farming in Europe Scientific Foresight Study. ISBN 978-92-846-0475-3
https://doi.org/10.2861/020809