Від середньої проби до цифрової карти

Тему дослідження ґрунтів ми вже порушували в одному з оглядових матеріалів про сервіси Ukravit. Тоді Сергій Сальніков розповів про стрімке зростання попиту на агрохімічні дослідження та поділився практичними рекомендаціями щодо правильного відбору проб. Утім, тема настільки цікава й актуальна, що в ній варто розібратися детальніше. Сьогодні йдеться вже не просто про аналіз зразків ґрунту, а про поєднання лабораторних досліджень, супутникового моніторингу, цифрових карт і автоматизованих систем відбору проб. Адже точне землеробство неможливе без якісних даних, а дані про стан ґрунту залишаються одним із базових елементів для ухвалення агрономічних рішень.

— Сергію, як за останні десять років змінилися підходи до агрохімічного обстеження?

— Найбільша зміна полягає в тому, що сьогодні ми не їдемо в поле навмання. Спочатку аналізуємо супутникові дані, рельєф, за наявності — карти ґрунтів і карти продуктивності. Коли всі ці шари накладаються один на один, стає добре видно ділянки зі схожими характеристиками. Саме за цими зонами ми й плануємо відбір проб. Якщо бачимо, що певна проблема повторюється на різних частинах поля з однаковими параметрами, то розуміємо, де потрібно досліджувати ґрунт детальніше. Тому зараз зонування фактично стало першим етапом агрохімічного обстеження.

Раніше основу становили старі агрохімічні карти, які могли використовувати роками. Тепер аграрії мають доступ до значно більшого масиву інформації: історії вегетації, опадів, карт урожайності, цифрових моделей рельєфу. Це дозволяє набагато точніше планувати дослідження й отримувати справді репрезентативні результати.

— Чому середня проба з поля дедалі частіше не дає повної картини?

— Українські поля здебільшого неоднорідні. Навіть на декількох гектарах можна зустріти різні типи ґрунтів, які суттєво відрізняються за своїми властивостями. Якщо змішати їх в одну середню пробу, ми втратимо інформацію про ці відмінності.

Це не означає, що середня проба взагалі втратила сенс. Вона залишається ефективним інструментом для локальної діагностики. Наприклад, якщо на окремій ділянці рослини пригнічені, мають нетипове забарвлення чи симптоми фітотоксичності, можна відібрати кілька проб саме з проблемної зони, сформувати середній зразок і порівняти його з аналогічною пробою із сусідньої здорової ділянки.

Але якщо йдеться про повноцінне агрохімічне обстеження всього поля, сьогодні працює вже інший підхід: спочатку супутниковий моніторинг і зонування, а потім — автоматизований відбір проб у межах сформованих зон.

— Як формується схема відбору? Наскільки активно в цьому бере участь саме господарство?

— Насправді від аграрія потрібно зовсім небагато — достатньо надати межі поля. Далі ми самі аналізуємо його історію за кілька років, використовуючи супутникові дані та спеціалізовані цифрові сервіси. На цій основі формуємо зони продуктивності й погоджуємо їх із замовником.

Бувають різні підходи. Дехто й досі просить працювати за звичною схемою: одна проба на 10 або 20 гектарів. Але якщо господарство хоче отримати максимально точну картину, ми рекомендуємо працювати саме за зонами продуктивності. Після цього система автоматично будує маршрут відбору проб всередині кожної зони. У результаті один зразок характеризує не випадкову точку на полі, а ділянку зі схожими властивостями, яку ми попередньо визначили за допомогою супутникового аналізу.

Після лабораторного аналізу ми накладаємо агрохімічні показники на ті самі зони продуктивності. Саме тоді стає зрозуміло, чому певна ділянка поводиться інакше. Наприклад, агроном знає, що в одному місці врожайність постійно нижча. Аналіз показує причину: особливості рельєфу, перерозподіл вологи або накопичення окремих елементів живлення саме в цій частині поля. Такий підхід став світовим стандартом, оскільки дозволяє отримати значно репрезентативніші дані, ніж рівномірна сітка відбору. Якщо замовник планує точне внесення, можемо підготувати карти-завдання.

— Наскільки українські господарства готові працювати з картами і точними технологіями в цілому?

— Найактивніше їх ще декілька років тому розпочали впроваджувати в Західній Україні. Там висока строкатість ґрунтів, тому диференційне внесення дає відчутний економічний ефект.

У світі сьогодні використовують два підходи. Європейський передбачає поступове вирівнювання родючості поля: у слабші зони вносять більше добрив, у сильніші — менше, щоб із часом отримати максимально однорідне поле. Американський підхід більш прагматичний. Якщо певна зона має високий потенціал, саме туди спрямовують більше ресурсів, щоб отримати максимальну віддачу. Натомість на менш продуктивних ділянках витрати свідомо обмежують.

Який із підходів обрати — залежить від господарства, ґрунтів і бізнес-моделі. Бо якщо йдеться, наприклад, про піщані ґрунти, що мають низьку здатність до накопичення та втримання, то навіть значні інвестиції не завжди дають бажаний результат.

— Чому важливий автоматизований відбір проб?

— Насамперед це продуктивність. Ще у 2023 році ми розробили власний автоматизований пробовідбірник, який забезпечує GPS-прив'язку, регульовану глибину відбору до 36 см, відбір однієї проби до 5 секунд та роботу за різних умов обробітку ґрунту. Після того як ми сформували маршрут відбору, автомобіль рухається за заданим треком і відбирає проби у визначених точках. За восьмигодинну зміну один екіпаж може обстежити до 500–600 га — звісно, якщо дозволяють рельєф, погодні умови та стабільний GPS-сигнал (якщо сигнал глушиться, система не може точно визначити місце відбору).

Друга перевага — точність. Усі координати фіксуються, тому через два-три роки можна повернутися саме в ті самі точки й повторити дослідження. Це дозволяє коректно оцінити, як змінюються агрохімічні показники. Якщо ж відбирати проби щоразу в інших місцях, порівняти результати буде значно складніше.

Ще один важливий фактор — дефіцит кадрів. Автоматизований відбір зменшує залежність від людського чинника, прискорює роботу та забезпечує однакову якість виконання на великих площах. Думаю, через кілька років проби ґрунту відбиратимуть роботизовані комплекси. Ми теж працюємо над такими рішеннями. Особливо актуальними вони можуть стати для прифронтових територій.

— Яку площу можна обстежити одним авто за сезон? Скільки таких машин сьогодні працює в Україні?

— Зараз у нас працює один екіпаж, і поки цього достатньо, бо ми орієнтуємося не лише на можливості відбору, а й на потужність нашого лабораторного комплексу. Адже, окрім ґрунтів, в Ukravit Institute досліджують воду, добрива, пестициди, насіння, готову продукцію та багато іншого. Торік автоматизований пробовідбір охопив понад 25 тис. га. Кількість екіпажів будемо збільшувати, але поступово.

Крім того, на ринку України в останні два роки з’явилося багато компаній, що займаються лише відбором зразків, а для досліджень більшість із них використовує наш лабораторний комплекс.

Для нас важливо не просто відібрати проби чи провести лабораторний аналіз. Ми супроводжуємо весь процес: від формування зон і дослідження зразків до інтерпретації результатів та підготовки практичних рекомендацій для господарства. Після цього продовжуємо працювати із замовником, адже в процесі впровадження рекомендацій часто виникають нові запитання, які також потребують фахового аналізу.

— Чи приймаєте на аналіз зразки, які господарства відбирають самостійно?

— Так, звісно. Якщо йдеться про невеликі господарства або навіть присадибні ділянки, ми консультуємо, як правильно відібрати пробу, після чого її можна надіслати до Ukravit Institute.

Другий випадок — це локальна діагностика проблемних ділянок. Якщо агроном бачить пляму, де рослини пригнічені або проблема повторюється з року в рік, він може відібрати проби саме з цієї зони. Ми порівнюємо їх із показниками решти поля, що часто допомагає знайти причину.

Крім того, ручний відбір залишається актуальним для багаторічних насаджень, виноградників, теплиць та інших ділянок, де автоматизований пробовідбір фізично неможливий. У таких випадках використовуємо ручні або напівавтоматизовані бури й працюємо за заздалегідь визначеними GPS-точками.

— Багато господарств проводять агрохімічне обстеження раз на чотири-п'ять років. Чи цього достатньо?

— На мою думку, вже ні. Сучасне землеробство стало значно інтенсивнішим. Якщо раніше господарства переважно контролювали азот, фосфор, калій, pH і вміст гумусу, то сьогодні дедалі більше уваги приділяють мікроелементам, біологічній активності ґрунту, його структурі та іншим показникам.

Змінилися й самі культури. Таблиці винесення елементів живлення, якими досі користуються багато агрономів, розробляли десятки років тому, коли врожайність пшениці на рівні 3–4 т/га вважали дуже високою. Сьогодні господарства працюють із зовсім іншими рівнями продуктивності, тому й споживання елементів живлення суттєво змінилося.

Крім того, дедалі ширше застосовуються біологічні препарати, азотфіксувальні та фосформобілізувальні мікроорганізми, деструктори рослинних решток. Вони також змінюють доступність елементів живлення, а отже — і агрохімічні показники ґрунту.

На це накладаються погодні умови, особливо дефіцит вологи, а також зміни кислотності ґрунту під впливом системи живлення. У результаті вже через два-три роки можна побачити помітні зміни окремих показників.

Саме тому важливі не стільки жорсткі строки повторного обстеження, скільки регулярне відстеження динаміки. Коли господарство проводить аналізи через однакові проміжки часу й у тих самих точках, воно бачить не лише поточний стан ґрунту, а й те, чи правильно працює обрана ним технологія вирощування.

— Чи впливає система обробітку ґрунту на те, як проводиться агрохімічне обстеження? Наприклад, чи є різниця між оранкою, no-till і strip-till?

— Сам принцип відбору проб не змінюється: не потрібно ні збільшувати їх кількість, ні скорочувати інтервали між обстеженнями. Але у strip-till проби відбирають саме зі смуги, де висівають культуру. У no-till особливу увагу приділяють глибині відбору, адже на поверхні формується шар рослинних решток, тому не можна просто виставити бур, наприклад, на 30 см і бути впевненим, що пробу взято саме з 30-сантиметрового шару ґрунту. Якщо 10–15 см займає мульча, то фактична глибина відбору буде меншою. Цю поправку обов'язково слід враховувати.

Значення має і час проведення дослідження. Для систем із мінімальним обробітком ми частіше рекомендуємо весняний відбір, коли після накопичення активних температур активізуються мікробіологічні процеси. За традиційного обробітку сезонність не настільки критична.

Ще один важливий фактор — природні особливості регіону. Наприклад, у деяких районах, зокрема на Західній Україні, материнська порода залягає значно ближче до поверхні, ніж у центральних областях. Якщо відбирати проби надто глибоко, до зразка можуть потрапити вапняки чи інші породи, що спотворять результати аналізу.

— У закордонних медіа багато пишуть про сенсори, сканери та аналіз ґрунту в режимі реального часу. Чи не стане класичний відбір проб і лабораторний аналіз пережитком минулого вже за кілька років?

— Ні, я так не вважаю. Такі технології справді активно розвиваються. Уже сьогодні використовують датчики електропровідності, електрохімічні та спектроскопічні, які встановлюють на сільськогосподарську техніку або застосовують у стаціонарних системах моніторингу. Активно розвиваються й рішення на основі супутникових даних та мультиспектральної зйомки. Вони дають змогу оперативно виявляти неоднорідності та проблемні ділянки поля, а для окремих показників ґрунту — після калібрування лабораторними даними — отримувати досить точні оцінки, оскільки різні властивості ґрунту по-різному впливають на відбиття та поглинання світла в різних спектральних діапазонах.

Однак всі ці технології — лише окремі елементи загальної системи. Будь-який датчик або модель спочатку потрібно відкалібрувати й перевірити за допомогою класичного агрохімічного аналізу. Саме лабораторія залишається еталоном, із яким порівнюють результати вимірювань і шукають кореляцію між показниками.

Наприклад, датчик електропровідності може допомогти з оцінкою окремих характеристик ґрунту, але сам по собі він не визначає вміст гумусу чи інших елементів. Для цього спочатку виконують лабораторні дослідження, а вже потім будують математичні моделі, які дозволяють пов'язати показники датчика з реальними агрохімічними характеристиками.

Ми теж брали участь у таких дослідженнях. До повномасштабної війни

співпрацювали зі швейцарською компанією Gamaya, яка використовувала мультиспектральну зйомку з безпілотників. За окремими показниками кореляція з лабораторними аналізами була дуже високою, зокрема для калію, фосфору та сірки, але для низки елементів такий підхід поки не забезпечує достатньої точності.

Думаю, майбутнє за поєднанням різних технологій. Супутники, сенсори й цифрові моделі допоможуть швидше знаходити проблемні ділянки та працювати на великих площах, а фінальну валідацію ще довго забезпечуватиме лабораторний аналіз.

— Яку економічну помилку найчастіше виявляє агрохімічне обстеження?

— Якщо відповісти на це питання формально, то неправильний розподіл добрив по полю. Однак насправді найбільша помилка — працювати наосліп чи за принципом: «так працював батько, так працюватиму і я». За останні десятиліття змінилися гібриди, технології вирощування, системи живлення, та й показники ґрунтів теж змінюються. Якщо господарство не знає їхнього реального стану, воно ризикує або перевитратити добрива, або, навпаки, недодати потрібних елементів.

Насправді система дуже проста: ґрунт — добрива — рослина. Агрохімічний аналіз показує, які елементи є в ґрунті й чого бракує. Тоді система живлення будується не навмання, а під заплановану врожайність і конкретні умови поля. Не менш важливий агрохімічний аналіз тоді, коли господарство планує освоїти нові культури або починає працювати на нових землях. Ми часто стикаємося з ситуаціями, коли аграрії хочуть вирощувати високорентабельні культури лише тому, що це вдалося сусідам. Але ж поля можуть суттєво відрізнятися за своїми властивостями, навіть якщо вони розташовані поруч. Саме тому агрохімічний аналіз сьогодні — це вже не додатковий сервіс, а відправна точка для будь-яких серйозних агрономічних і бізнес-рішень.

— Які несподівані результати аналізів найбільше запам'яталися? Чи були ситуації, коли саме агрохімічне обстеження допомогло знайти причину проблем, яку неможливо було пояснити на око?

— Таких випадків багато. Наприклад, після початку повномасштабної війни до нас зверталися господарства, які релокувалися в інші регіони. Вони впроваджували на новому місці звичні для себе технології, але швидко переконувалися, що навіть ґрунти з однаковою назвою можуть працювати зовсім по-різному.

Часто згадую фразу одного з аграріїв: «Ми й не думали, що пісок в Україні може настільки відрізнятися». Пісок на Херсонщині — це одне, а на Чернігівщині — зовсім інше. Після досліджень ставало зрозуміло, що частину культур, які добре росли на попередньому місці, на нових полях вирощувати недоцільно.

Інший приклад — коли висновки роблять за двома-трьома точками відбору. Агроном бере кілька проб, бачить низький вміст елементів живлення і переносить цей висновок на все поле. Насправді ж після зонального автоматизованого відбору нерідко виявляється, що картина значно складніша, і різні ділянки потребують різних рішень.

Ще одна типова помилка — ставити «діагноз» лише за зовнішніми ознаками. Наприклад, агроном бачить на полі хвощ і автоматично робить висновок, що ґрунт кислий та потрібно терміново вносити вапно. Але хвощ може свідчити не лише про кислотність, а й про важкі або перезволожені ґрунти. Ми мали випадки, коли після необґрунтованого вапнування господарство отримало надто лужне середовище, а проблема з хвощем нікуди не зникла.

Є й менш очевидні приклади. Одне овочеве господарство кілька років активно використовувало органічні добрива і спочатку отримувало чудові результати. Але згодом продуктивність почала різко падати. З'ясувалося, що разом із органікою в ґрунт потрапляли антибіотики, які поступово пригнічували ґрунтову мікробіоту. Це ще раз показує, що досліджувати потрібно не лише ґрунт, а й те, що ми в нього вносимо. Тому я завжди кажу: хороший результат починається не з вибору добрива чи гібриду, а з розуміння самого ґрунту. Лише комплексний підхід дозволяє ухвалювати правильні агрономічні рішення.

Агрономічні послуги та дослідження Ukravit Institute