由于内布拉斯加州实施了精准农业的各个方面，生产者、肥料经销商和作物顾问最常问的一些问题与土壤取样有关。我应该在网格上对这块地进行土壤取样吗?我应该使用什么网格间距?我应该多久试一次?我可以用产量图来告诉土壤样本在哪里吗?所有这些都是好问题，但通常我们没有确定的答案。然而，内布拉斯加州近年来进行的特定地点管理研究，为如何实施精确农业的土壤取样计划提供了一些方向。
基本的抽样原则
在历史上，土壤取样的目的一直是确定一块地的平均养分状况，并提供一块地养分变异性的某种测量方法。精确农业的土壤取样具有相同的目标，但进行了一些修改。生产商感兴趣的不是油田，而是油田内部的区域。他们还对将土壤肥料水平的趋势与其他可预测或容易测量的田间特性联系起来感兴趣。了解影响土壤养分水平的因素，包括土壤类型、地形、种植历史、肥料施用、灌溉水平等，将有助于生产者确定最有效的取样方法。土壤取样的基本原理仍然适用于精确取样。应收集足够数量的样品，以准确地描述营养水平。对于非流动和流动的营养物，应将样品收集到适当的深度。样品的处理和储存应尽量减少污染和降解。
网格采样
当8-10年前首次实行可变施肥时，施肥图通常来自网格土壤样品，以平均密度为每3 - 4英亩一个样品收集。在内布拉斯加州进行的研究中，对农田进行了密度高得多的网格取样(每英亩多达42个样本)，以接近一些土壤养分水平的真正空间变化率。高密度取样可以在营养图上评估较低的取样密度。在某些情况下，较少的样本可能导致不准确的映射。
考虑网格采样，如果:
- 以前的管理措施，如圈养家畜、大量施肥或大力灌溉，已经显著改变了土壤养分水平。
- 不同种植历史的小块土地合并成了一块。
- 需要一份准确的土壤有机质基础图。
如果:
- 产量图、遥感图像或其他空间信息来源是可用的，并显示出从一层到另一层的一致性。
- 你有种田的经验，你觉得这将为划分管理区域提供方向。
- 农田中家畜或粪肥的影响有限或没有历史。
下图显示了在林肯县的一个研究地点，10倍范围的采样密度是如何产生微小不同的模式的。在这种情况下，较粗的采样网格错过了土壤硝酸盐的系统模式，可能与牲畜围栏有关。在较高栅格密度下，平均推荐施氮量为148磅N/英亩。栅格密度较低时，平均推荐施氮量为162 lb N/英亩;45%的农田用粗网格得到了不同的氮推荐值。粗网格比肥料经销商和作物顾问使用的大多数商业网格取样密度更大。
在其他情况下，精确的地图可以在低得多的采样密度下生成。在布法罗县的一个地点，每英亩14个样本的网格密度与每3.7英亩一个样本的密度进行了比较。粗糙的网格与商业上使用的相似。在这种情况下，施氮量图并没有太大的不同——17.6%的农田在粗格网中收到了不同的推荐氮量，而且两格网的平均施氮量相同——158磅N/英亩。
最佳网格密度取决于场地，以及在某种程度上评估的养分——土壤有机质、硝酸盐、磷、锌等。了解电场的空间变异性有助于了解最佳网格密度——毕竟，这是网格取样的原因。这也提出了我们为什么选择网格化土壤样品的基本问题。有没有更好的方法来获取所需的信息?
定向抽样
定向土壤取样在许多方面只是过去土壤取样方式的延伸。例如，如果一块土地包含一个以上土壤系列的重要区域，内布拉斯加-林肯大学的建议是收集每个土壤系列的样本。此外，如果农田的部分有不同的作物，不同的施肥历史，侵蚀地区，或旧农场位置，这些地区将分别取样。在这些情况下，生产者利用他的空间因素知识来指导样品的采集，以确定他们是否有不同的肥料需求。产量图、航空照片和遥感图像等新工具只是提供了更多关于田间变异性的信息，以及土壤取样可以帮助解释变异性的地方。
建议
对精确农业土壤取样感兴趣的生产者应首先考虑如何利用土壤取样的信息。一些可变施肥设备采用基于网格样本的软件控制。在这些情况下，需要对字段进行网格采样，或者必须有某种方式从定向样本生成网格信息。与您的定制应用程序检查，以确保您所收集的信息将与可变费率设备要求兼容。
网格采样
密度。从网格样本中得到的一份制作精良的营养图可以是多年的宝贵资源。因此，密度应足以使人们对根据数据绘制的地图的准确性有信心。我们建议每英亩分析一个样品，这是由在样品点附近的紧密半径内收集的5个岩芯组成的(图3)。这样的密度将形成一个适合多年-10到20年的土壤有机质和阳离子交换能力的地图;pH值为5至10年;磷、钾和锌则需要四到五年。在预计变异性较低的地区，每个样本2 - 2.5英亩的取样密度可能是可以接受的。如果目标是开发一种可以可靠地在数年内使用的营养地图资源，则不推荐密度大于每2.5英亩一个样本的网格取样。
采样模式和深度．建议使用偏移网格模式，如下图所示。这将以比常规网格模式更低的成本提供更多的信息。应在网格点半径8-10英尺，深度8英寸范围内收集单个核。网格点应该代表合成样品的中心位置。随机收集8-10英尺半径内的样品，以避免系统模式，如启动器或预种植带。对样品进行一般的肥力分析，包括土壤有机质、pH值、磷、钾和其他感兴趣的养分。
频率．正如前面提到的，从网格取样的田地中得到的营养图可以持续很长一段时间。如果采用化肥或石灰的可变用量，随着时间的推移，将有可能改变养分水平或土壤pH值。土壤磷水平不会因单一变量施用而发生剧烈变化。我们建议每五年采集一次磷的网格样本。按照建议施用石灰可改善土壤pH值8-10年。即使根据pH网格采样图进行了变率石灰施用，施用后8-10年内也不需要对土壤pH进行网格采样。
硝酸残留取样．不建议对硝态氮进行网格取样，因为硝态氮水平的年度波动需要每年进行网格取样，在目前的肥料价格下，这对大多数作物都不划算。相反，应在定向取样的基础上进行残留硝酸盐取样(深度为3英尺)。
定向抽样
考虑多个数据层．从一个数据层到另一个数据层显示一致性的模式，如多年产量图或产量图和航空照片，更可能与土壤有关，而不是其他变化来源。在许多情况下，土壤系列图或地形图可以作为覆盖产量图和其他空间信息来源的良好基础。你从耕作、耕作、收获和实地考察中获得的经验也可以作为有效的数据层。
最小化细分．在从多个数据层(包括您的经验)获得信息之后，将字段细分为管理区域。在细分的时候寻找一般的分类，避免创建太多的细分。一般来说，四到六个细分就足够了。过度的细分可能会造成难以管理的小区域。管理区域不需要连续。从一块田地的多个区域采集的样品可能在产量、土壤颜色等方面属于相同的范围，因此属于同一个区域。
土壤肥力并不是一切．当您在田间寻找一致的模式时，请记住，土壤肥力将不是影响产量图、遥感图像和其他空间信息来源模式的唯一因素。除肥力以外的土壤因素，如压实度、表层土壤深度和质地将影响格局。其他压力来源，如疾病、杂草和昆虫，可能会显著影响产量和其他模式。考虑在生长季节根据空间数据分类来寻找这些因素。
准确采样每个区域．应根据当前的建议(NebGuide G91-1000，土壤取样指南)从每个区域采集土壤样品。对于一般的生育建议，从该区域内收集10-15个岩心，深度为8英寸，然后将复合样本送入实验室进行分析。如果需要，样品可以用GPS接收器进行地理参考。这将允许您在未来从基本相同的位置收集样本，即使您正在合成用于分析的岩芯。
硝酸残留取样．从每个区域收集6到8个3英尺深的岩心，收集残留的硝酸盐，将样本合成一个送到实验室进行硝酸盐分析。为方便起见，可以考虑在收集表面样品的其他位置收集深层样品，特别是在地理参照样品位置的情况下。
选择一个方法
网格取样和定向取样都是精确土壤取样的有效选择，各有优缺点。除非网格足够密集，否则网格取样可能会错过从土壤调查或产量图中显而易见的模式和边界。网格抽样是非常昂贵的-无论是收集和分析样本。定向取样利用其他空间信息来源对取样地点作出明智的决定，然而，土壤肥力的模式可能只有通过网格取样才能检测到。旁边的人物就是这种情况的一个例子。这是克雷县一块地里的土壤磷地图。在过去的某个时间点，即40年或更久以前，土壤磷的模式受到农田北部圈养牲畜的农场的位置的强烈影响。如果不知道直接取样的地点，直接取样方法就不可能检测到这一地区的土壤磷含量高。其他空间信息来源(县土壤调查、产量图、航拍照片)没有表明土壤磷含量高或过去有农田存在。这也是精确抽样优于传统抽样方法的一个例子。 The averageBray-1 P test is 15.1 ppm — just slightly over the critical level of 15 ppm at which phosphorus fertilization is recommended by the University of Nebraska for corn. Traditional sampling procedures might suggest that this field does not need phosphorus fertilizer; however, precision sampling shows that most of the field actually tests well below 15 ppm and phosphorus fertilization should significantly increase yield
有关更多信息，请参阅UNL扩展通告精确农业土壤取样- EC 154(157 KB;4页)
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