Jordartskartering av matjord och alv direkt i fält

Sammanfattning av slutrapport
En metod för jordartskartering av matjord och alv utvecklades och utvärderades. Metoden baseras på täta mätningar med sensorer för elektrisk ledningsförmåga (ECa), gammastrålning, penetrationsmotstånd (F) och nära infraröd reflektans (NIR) samt en digital höjdmodell. Referensprover (n=20) togs för laboratorieanalys av textur och mullhalt. Referensdatasetet utökades (n=100) med hjälp av en prob-sensor (NIR, F och ECa). Prob-sensorn användes tillsammans med en sensor baserad på elektromagnetisk induktion (EM38) för att ta fram lagerspecifika ECa-värden. Multivariata modeller för ler-, sand- och mullhalt kalibrerades för tre markdjup ner till 0.8 m. Efter validering tillämpades de på interpolerade sensor- och höjddata. För ler- och sandfraktionerna gav modellerna bättre kartor än rumslig interpolering av referensdata. Kartor över mullhalten i matjorden blev dock bättre vid interpolering av referensdata, d.v.s. utan sensordata. I de två alvlagren var mullhalten låg och kunde inte karteras.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Syfte med studien
Alvens egenskaper har stor betydelse för odlingsförutsättningarna på en plats, inte minst genom att påverka vattentillgången. På SLU i Skara har man utvecklat en metod där modern sensorteknik används för att göra detaljerade kartor över textur och mullhalt i matjord och alv. Syftet var att ta fram en metod som i så stor utsträckning som möjligt bygger på att man mäter markens egenskaper direkt i fält.

Resultat
Projektet visar att det är möjligt att på ett mycket detaljerat sätt kartlägga alven genom att göra mätningar direkt i fält, något som inte var görligt när man enbart var hänvisad till laboratorieanalys av jordprover. På två av de tre gårdarna kunde lerhalt och sandhalt karteras för tre lager i markprofilen med hyggliga resultat. Mullhalten gick bra att kartera i matjorden men halterna i alven var så låga att det inte gick att ta fram meningsfulla kartor.

Metod
Flera sensorer som mäter olika markegenskaper och över olika djup kombineras och kalibreras mot ett begränsat antal jordprover analyserade med traditionella metoder. Med en kombination av karteringsmetoder som bygger på statistiska samband mellan olika sensorvärden tas högupplösta kartor (10 m x 10 m uppläsning) fram för olika djupintervall i markprofilen. I den här studien gjordes kartor för 0-20 cm djup, 40-60 cm djup och 60 80 cm djup på fält fördelade på tre gårdar i Västergötland. Jordprover togs från de tre marklagren på tjugo platser på varje gård (35-55 hektar). Textur och mullhalt bestämdes på laboratorium. I övrigt gjordes alla mätningar av marken med sensorer direkt i fält. Ett sensorsystem med en sorts sensorspjut som registrerar mätvärden från tre olika sensorer samtidigt som den förs ner genom marken med kraft från traktorns hydrauluttag användes på 100 platser på varje gård. Dessutom mättes fältet in med täta mätningar med sensorer som var monterade på en fyrhjuling och som registrerade värden under pågående körning. Den ena av dessa sensorer påverkas i stort sett bara av matjorden medan den andra (EM38) har ett större mätdjup. Förutom sensordata användes lantmäteriets nya nationella höjdmodell (NNH), eftersom jordartsvariationer ofta följer landformen.

Slutsats och råd till näringen eller behov av vidare studier
Att man nu kan ta fram detaljerade kartor över alvens textur med hjälp av modern sensorteknik öppnar för nya tillämpningar, bland annat inom precisionsodling och precisionsbevattning. Metoden används redan nu i två forskningsprojekt där sådana markkartor används i olika modellberäkningar. Mätarbetet tog cirka en vecka per gård och därtill kom arbetet med att ta fram kartorna. Nu har vi visat att det går att kartera alven med hjälp av sensorer. Nästa steg blir att effektivisera så att metoden blir mer kostnadseffektiv.