Grondopnames – ’n hoeksteen van presisieboerdery

Gepubliseer: 12 Julie 2021

53
Martiens du Plessis,
grondkundige, NWK

Presisieboerdery is ’n boerderybestuurskonsep gebaseer op waarnemings, metings en die evaluasie van die geomorfologie van ’n land met gevolglike bestuursaanpas­sings binne die land volgens die variasie van dié data.

Dié tipe bestuurstelsel het ten doel om opbrengste en insette te optimaliseer, terwyl die natuurlike hulpbronne bewaar word. In hierdie artikel gaan die kartering van die grondmorfologie as een van die hoekstene van presisieboerdery toegelig word.

Dit is welbekend dat sekere grondtipes goed presteer wanneer gewasse daarop geproduseer word, terwyl ander swakker presteer en sommiges sommer uiters swak. Wanneer grond vir landboudoel­eindes gekarteer word, word die morfologiese grondeienskappe geografies geïdentifiseer, geëvalueer en op kaart gestel.

Die morfologiese eienskappe sluit in die fisiese samestelling van die grondprofiel soos blyk uit die soorte, dikte en rangskikking van die grondhorisonte in die profiel, met spesifieke verwysing na eienskappe soos kleur, gevlektheid, tekstuur, struktuur, konsistensie, kalkhoudendheid, klipperigheid, soutinhoud asook geloogdheid van elke horison. Hieruit kan afleidings gemaak word soos dreinering, wortelindringing, algemene voedingstatus en waterhouvermoë. In dié proses word gepoog om die grondliggame waarvan die inherente grondeienskappe wat gewasgroei beïnvloed soortgelyk is, geografies in grond­eenhede op ’n kaart van die land of plaas aan te dui.

Deeglike beplanning verseker ’n goeie resultaat
Goeie beplanning van die grondopnameprojek is belangrik ten einde ’n bruikbare produk saam te stel. Hieronder tel die doelwit van die projek, grondeienskappe wat ge­noteer moet word, diepte en digtheid van die waarnemings, of profielgate en/of grondbore gebruik gaan word, die grondontle­dings wat vereis gaan word, die keuse van veldkaart, toerusting, die begaanbaarheid van die terrein en wat in die verslag vervat moet word.

Doelwit van die projek
Grondkaarte word vir verskeie gebruike saamgestel, onder meer om areas in ’n landstreek te identifiseer wat vir gewasver­bouing geskik is, die uitlê van landerye, die uitlê van besproeiing asook vir die gebruik van presisiedoeleindes. In hierdie artikel word op grondopnames vir presisieboerderydoeleindes gefokus.

Grondeienskappe wat genoteer moet word
Vir presisieboerderydoeleindes moet al die eienskappe genoteer word wat die ge­was(se) beïnvloed waarvoor die opname gedoen word (Foto 1). Dit is dus al die grondeienskappe waarvoor die beoogde gewas(se) sensitief is – wat verskil van graan­gewasse na groentegewasse na vrugtegewasse.

Die eienskappe wat die gewas(se) beïnvloed waarvoor die opname gedoen word, moet genoteer word.

Diepte van waarneming
Tydens beplanning van die projek moet daar op die diepte van die waarnemings besluit word. Die meeste graangewasse se wortels sal die grond geredelik tot op ’n diepte van 2,0 m penetreer om plantvoedingstowwe en water op te neem. Grondlae onder dit tot sowat 2,5 m beïnvloed gewasprestasie en moet verkieslik ook genoteer word. Groentegewasse se bewortelingsdiepte is vlakker, terwyl verskillende vrugtegewasse ook van mekaar verskil. Die gewas(se) waarvoor die projek gedoen word, speel derhalwe ’n be­langrike rol in die diepte waartoe die waarnemings gedoen moet word. Hoe dieper die waarnemings gedoen word, hoe duurder word die projek meestal, maar dit verhoog die lewensduur en bruikbaarheid van die kaart en data.

Digtheid van waarnemings
Die afstand tussen die waarnemings (waarnemingsdigtheid) het ’n direkte invloed op die akkuraatheid van die grondkaart en die presisiekaart. Hoe intensiewer die gewas verbou word en hoe hoër die waarde van die geproduseerde produk, hoe meer regverdig dit ’n intensiewe grond­opname (tipies ’n ruitwaarneming van 0,5 ha en selfs meer intensief). Die waarnemingsdigtheid vir ekstensiewe graanverbouing onder droëlandtoestande is tipies 1 ha of 2 ha.

Gebruik van grondbore en profielgate
Wanneer klipperige gronde vir permanente gewasse soos vrugte of druiwe gekarteer word, is die maak van profielgate met behulp van tru-grawers omtrent die enigste opsie. Dit word dan tipies in ’n 1 ha-ruitpatroon gegrawe en geklassifiseer. By gronde wat met grondbore geboor kan word, word die veldwaarnemings tipies in die gekose digtheid in ’n ruitpatroon gedoen. Dit is goeie praktyk om profielgate in die dominante grondliggame te maak en dan hoë­vlakwaarnemings in die profielgate vir die onderskeie grondliggame te maak. Dit verhoog die waarde van die grondkaart betekenisvol.

Grondontledings
Grondmonsters word tipies van die verskillende grondhorisonte in die profielgate geneem en vir die gespesifiseerde parameters ontleed. Dit verhoog die waarde van die grondkaart verder.

Uitvoer van die grondopname
Die grondwaarnemings word gewoonlik met handgrondbore, me­ganiese grondbore (Foto 2) of in profielgate wat met tru-grawers gegrawe is, gedoen. Die gespesifiseerde grondeienskappe word op die posisie op ’n veldkaart genoteer. Vergrote lugfoto’s of satellietbeelde word normaalweg as veldkaart gebruik. Vir presisieboerderydoeleindes is dit belangrik dat elke waarnemingspunt se posisie op ’n GPS vasgelê word. Die geprojekteerde GPS-posisies dien as riglyn waar die volgende waarneming gemaak moet word.

’n Meganiese grondboor wat tydens grondopnames vir presisieboerderydoeleindes gebruik word.

Soos wat die grondkundige deur die land beweeg, word veldwaarnemings voortdurend gemaak: wanneer die grondkleur ver­ander, by kleurverskille op die veldkaart, wanneer die topografie verander, by uitwerksels van miere of muisgate wat op ’n verande­ring dui of wanneer die plantegroei verander. Die grondkundige sal dan tipies duskant en anderkant die verandering boor om sodoende die plek waar die grond verander, meer akkuraat te bepaal. Klipkolle, versuipkolle en leegtes tussen die geprojekteerde GPS-punte word nou opgevang. Dit impliseer dat die grondkundige dikwels van die geprojekteerde GPS-punte sal afwyk.

Dit is raadsaam om die grondliggame se grense (grondgrense) tydens die veldwerk op die veldkaart aan te bring, aangesien grondverskille dikwels as kleurverskille op die lugfoto sigbaar is. Die grondkundige se posisie op die grond waar die verskil voorkom, kan nou op die veldkaart gevind word om sodoende die grondgrens baie akkuraat in te trek (betekenisvol akkurater as wanneer die grond­grense later op kantoor tussen die punte geïnterpoleer word).

Grondkaart en verslag
Terug op kantoor word die grondkaart op die veldkaart gefinaliseer. Die grondlegende word nou uit die velddata saamgestel, sodat die vereiste grondeienskappe vir elke grondliggaam in die grondlegende gereflekteer word. Die veldkaart word nou op rekenaar gedigiteer. Die grondeienskappe word op ’n rekenaarspreivel vir elke waar­nemingspunt vasgelê, ten einde ’n geografiese databasis in die geografiese inligtingstelsel (GIS) te genereer.

Die grondkaart behoort in ’n verslag opgeneem te word of sal die verslag vergesel. In die verslag sal die projek se spesifikasies tipies uiteengesit word, die metodes wat toegepas is, agtergrondinligting soos die klimaat en ’n beskrywing van die landskap, beskrywings van die profielgate en laboratoriumontledings. Interpretasie van die waarnemings en die invloed daarvan op gewasverbouing sal duidelik uitgelig word. Enige aanbevelings sal in die vorm van beskrywings en/of aanbevelingskaarte in die verslag opgeneem word.

Kry die kaart presisiegereed
Die onderskeie grondeienskappe wat die gewasgroei beïnvloed en wat in die geografiese databasis vir elke waarnemingspunt vasgelê is, word nou vir elke waarnemingspunt gebruik om gewasgroei vir daardie punt te modelleer. Derhalwe word gewasproduksiepotensiaal vir elke punt bereken. Hierdie data word nou in die GIS geïnterpoleer om gewasproduksiepotensiale vir die hele area (gewoonlik 20 m x 20 m) te bereken (Figuur 1). Dit beteken dat daar vir elke blokkie van 20 m x 20 m so ’n potensiaal beraam word.

Figuur 1: ’n Potensiaalkaart wat vir presisiedroëlandmielieverbouing gebruik word.

Gegewe dat daar nou vir elke blokkie ’n gewasproduksie­poten­siaal is, kan daar op grond daarvan vir elke blokkie bemestings­aanbevelings gedoen word (Figuur 2). Dit word in ’n elektroniese kaartformaat uitgeskryf, wat in ’n trekker se GPS-skerm ingetrek kan word ten einde die bemesting variërend oor die land te strooi. Dié kaart kan ook in ’n hand-GPS ingetrek word. Die bemestingsones word dan op die land uitgemerk en in inkremente met konvensionele toedieners toegedien.

Figuur 2: ’n Presisiekaart vir variërende voorafplant van ureum volgens die mieliepotensiaal vir die gegewe jaar.

Presisiekaarte vir droëlandgraangewasverbouing
In droëlandgewasproduksiestelsels is die beskikbaarheid van water die enkel grootste drywer vir produksiepotensiaal. Daar bestaan ’n direkte korrelasie tussen graanopbrengs en die beskikbaarheid van water – veral tydens die reproduktiewe fases van die gewas. Daar is verskeie regressies vir ’n verskeidenheid gewasse in die literatuur beskikbaar. Indien die grondprofiel se waterhouvermoë beraam kan word, is dit ’n goeie aanduiding van die spesifieke grond se gewas­produksiepotensiaal.

Die een aspek waarop besluit moet word, is die sogenaamde “effektiewe diep­te”. Van der Walt & Van Rooyen (1995) definieer effektiewe diepte as “die diepte van grondmateriaal tot waar plantwortels geredelik kan indring om water en plantvoedingstowwe te bekom of tot waar ’n laag sodanig van die oorliggende materiaal verskil dat dit wortelgroei verhinder of ernstig vertraag”. Hier is dus ’n diepte van wortelontwikkeling van ’n spesifieke gewas as beperking ter sprake sowel as beperkende lae/grondhorisonte in die grond. Vir die kombinasie van ’n spesifieke gewas en ’n spesifieke grondtipe, sal die vlakste van die worteldiepte of beperkende grondlaag die effektiewe gronddiepte vir simulasiedoeleindes verteenwoordig. Tabel 1 toon die effektiewe worteldiepte van verskillende gewasse. Die bydrae van watertafels in gronde moet ook bygereken word.

Tabel 2 toon die verskillende diagnos­tiese grondhorisonte met hulle bydrae tot effektiewe diepte al dan nie – geredelik­ pene­treerbaar, beperkend penetreerbaar­ en swak penetreerbaar. Uitsonderings be­staan, soos sommige albic-horisonte of goed ontwikkelde harde plintiet wat swak penetreerbaar is, terwyl poreuse harde plintiet beperkend penetreerbaar is. Die grondkundige moet die bydrae van sodanige lae evalueer en in die verslag vervat.

Presisiekaarte vir besproeiing
Onder besproeiing is waterhouvermoë, in­herente soutinhoud, waterinfiltrasie, interne dreinering in die grondprofiel en eksterne dreinering vanuit die wortelsone die be­langrikste determinante vir klassifikasie van grondkwaliteit. Presisiekaarte vir besproeiing sal tipies hierdie aspekte in kombinasie gebruik om die besproeibaarheid van die grond by elke waarnemingspunt te bepaal. Hierdie klassifikasie sal weer eens geïnterpoleer word om die hele land se relatiewe besproeibaarheid aan te dui. Dit kan dan aangewend word om swak besproeibare grond uit te laat en/of om geskikte kultivars op die verskillende sones van besproeiingsklassifikasie aan te plant.

Samevatting
Gedetailleerde inligting van die produsent se belangrikste bate, naamlik grond, is een van die basiese hoekstene waarop presisie­boerdery berus. Die interpretasie van die grondeienskappe en daarmee saam die effek daarvan op gewasgroei, vorm een van die pilare van presisieboerdery. Hierdie geografiese databasis word gebruik om bestuursaanpassings volgens die variasie van dié data binne die land te maak. Ken jou grond … en boer vooruit!

Bronne

  1. Bennie, ATP, Strydom, MG & Vrey, HS. 1998. Gebruik van rekenaarmodelle vir landboukundige waterbestuur op ekotoopvlak. WNK Verslag No. TT 102/98, Waternavor­singskommissie, Pretoria.
  2. Soil Classification Working Group, 2018. Soil Classification: A Natural and
    Anthropogenic System for South Africa. Derde uitgawe. Landbounavorsings­raad. Pretoria.
  3. Precision Agriculture. Beskikbaar by https://en.wikipedia.org/wiki/Precision_agriculture. Bekom op 27 Mei 2021.
  4. Van der Watt, HvH & Van Rooyen, TH. 1995. A Glossary of Soil Science. Tweede uitgawe. Die Grondkundevereniging van Suid-Afrika. Pretoria.
  5. Verster, E, Du Plessis, MJ & Schoeman, JL. 2021. Guidelines for Conducting Soil Surveys in South Africa. Die Grondkundevereniging van Suid-Afrika. Publisering in proses.