Na Kmetijskem inštitutu Slovenije se že dalj časa ukvarjajo z raziskovanjem mobilnega vzorčenja za analize tal s ciljem optimalne rabe gnojil in zmanjšanja negativnih vplivov na okolje. V okviru tega so razvili večnamensko napravo, ki omogoča strojni odvzem vzorcev tal in meritve specifičnega upora tal, nam je predstavil mag. Tomaž Poje.

Z odvzemanjem vzorcev precej bolj racionalno razpolagamo in apliciramo mineralna gnojila in s tem racionalno in trajnostno delamo z okoljem.

Ročno vzorčenje
Tla ročno vzorčimo s pomočjo sonde za jemanje talnih vzorcev ali pa z lopatko. Povprečni vzorec tal pripravimo z združevanjem podvzorcev, ki jih odvzamemo na več različnih odvzemnih mestih. Število odvzemnih mest mora biti od 20 do 25. Odvzemna mesta enakomerno razporedimo preko celotnega vzorčnega območja. Globina vzorčenja je odvisna od vrste kmetovanja. Na ornih površinah jemljemo do globine cca. 25 cm (oziroma do globine ornice). Na zatravljenih površinah pa odvzemamo vzorce tal na globini cca. 0 do 6 cm, v trajnih nasadih pa na globini cca. 0 do 40 cm.

Strojni odvzem vzorcev tal
Ročno vzorčenje tal je dokaj zamudno in fizično relativno zahtevno. Prav tako vsi nimajo sonde za jemanje vzorcev tal. Zato so se pojavile ideje o napravah za odvzemanje vzorcev tal. V tujini so v zadnjih letih na prireditvah kot so sejmi in predstavitve mehanizacije videli tudi naprave za avtomatiziran strojni odvzem vzorcev tal za kasnejše kemijske analize. Gre za specializirane naprave, ki omogočajo samo strojno vzorčenje tal. Naprava se lahko namesti na avtomobilske prikolice, motorne štirikolesnike (ATV), poltovornjake, traktorje itd. Te naprave prikazujejo ali njihovi proizvajalci ali pa tisti, ki izvajajo storitve z njimi. Tako take storitve v sosednji Avstriji med drugim ponujajo njihovi Strojni krožki. Tudi pri nas so se v letošnjem letu že predstavljala podjetja, ki nudijo tovrstne komercialne storitve (strojni odvzem vzorcev tal, analiza tal, gnojilni načrt itd.).

Večnamenska naprava KIS
V okviru prej omenjenega EIP projekta so na Kmetijskem inštitutu Slovenije razvili večnamensko napravo, ki omogoča strojni odvzem vzorcev tal in meritve specifičnega upora tal. Z nadgradnjo naprave pa bodo možne tudi meritve strižne trdnosti tal.

Večnamenska naprava je namenjena priklopu na traktor. Osnovno nosilno ogrodje ima priklop, ki omogoča priključitev na dvižne ročice tritočkovnega hidravličnega drogovja traktorjev različnih kategorij. Zaradi tega lahko uporabljamo najrazličnejše traktorje, ki so na kmetijah. Traktor omogoča mobilnost naprave, saj jo prevaža po parcelah kjer vzorčimo. Zagotavlja pa tudi hidravlično energijo za pomikanje dveh hidravličnih cilindrov na sami napravi. En hidravlični cilinder omogoča linearen pomik konice vertikalnega penetrometra in linearen pomik sond za odvzem vzorcev tal. Drugi hidravlični cilinder pa se uporablja za izpraznitev sonde za odvzem tal.

Odvzem talnih vzorcev
Za odvzemanje vzorcev tal za kasnejše kemijske analize je namenjena sonda za odvzem tal. Sondo s hitro vpenjalnim sistemom pritrdimo na spodnji del na hidravličnem sklopu. Hidravlični cilinder potisne sondo v tla na predpisano globino. Nato se sonda dvigne. Sname iz hitro vpenjalnega sistema in se prenesa na poseben nosilec, kjer drugi hidravlični cilinder iz nje potisne zemljo v vrečko ali kanglo. S traktorjem se premaknemo na novo mesto vzorčenja tal, kjer ponovimo vzorčenje tal. Tako naberemo potrebnih 20 – 25 podvzorcev tal. Naprava omogoča hitro in enostavno odvzemanje vzorcev tal na različnih (predpisanih) globinah.

Geolokacija vzorčenja
Vsaka lokacija posameznih odvzemov vzorcev in meritev specifičnega upora tal je geolocirana s pomočjo dveh GPS sprejemnikov. En sprejemnik je povezan s prenosnim računalnikom in se podatki o geolokaciji sproti shranjujejo nanj. Drugi GPS sprejemnik pa omogoča prenos podatkov v interni spomin GPS senzorja in se podatki kasneje prenesejo na računalnik.

Meritve specifičnega upora tal
Meritve specifičnega upora tal oziroma zbitosti tal se izvajajo tako, da se v tla s pomočjo hidravličnega cilindra potiska standardiziran konus. Ob tem se meri sila potrebna za prodiranje konusa, meri pa se tudi pomik konusa v tleh (globina prodiranja). Iz znane sile izmerjene za prodiranje konusa in znanega preseka konusa se izračuna specifični upor tal glede na pomik konusa v tleh (glede na globino prodiranja konusa). Senzor sile in inkrimentalni senzor za merjenje pomika sta za zajem meritev povezana z merilnim ojačevalnikom Quantum, Hottinger Baldwin Messtechnik in prenosnim računalnikom. Rezultati meritev se nato v pisarni obdelajo še s programom Excel. Prav tako je vsaka lokacija meritve specifičnega upora tal geolocirana z dvema GPS sprejemnikoma.

Dejansko gre tukaj za vertikalni penetrometer, ki je nameščen na mobilni napravi. Zaradi hidravličnega potiskanja konusa ni več potrebno ročno potiskanje penetrometra v tla. S penetrometrom ugotavljamo eno najpomembnejših mehanskih lastnosti tal – specifični upor tal oziroma zbitost tal. Od zbitosti tal pa so odvisne tudi druge mehansko fizikalne lasnosti tal, posledično pa tudi kemijske in biološke lastnosti tal. Poleg tega je od zbitosti tal tudi odvisna tudi poraba energije za obdelavo tal.

Za konec
Večnamenska naprava razvita na KIS-u omogoča geolocirano določitev zbitosti tal in geolociran strojni odvzem vzorcev tal za kasnejšo kemijsko analizo.