استفاده از روش های زمین آماری و فازی در تعیین نواحی مدیریتی بر اساس خصوصیات خاک و عملکرد گندم (مطالعه موردی در منطقه دشت ناز ساری)

چکیدهسابقه و هدف: در حال حاضر، روش های کارآمد و مقرون به صرفه برای مدیریت مزارع به منظور به حداکثر رساندن بازده اقتصادی و به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی، مورد نیاز است. توصیه کودی در حال حاضر برای مزارع تقریبا در ایران برای مناطق بزرگ معمولا یکنواخت انجام می شود. فلذا مدیریت یکنواخت اراضی اغلب منجر به کاربرد بیش از حد کود در مناطق با سطح عناصر غذایی بالا و کم تراز حد لازم در مناطق با سطح عناصر غذایی کم می شود. از این رو بایستی روش های کارآمد برای اندازه گیری دقیق تغییرات ویژگی های خاک درون مزرعه و تعیین نواحی مدیریتی همگن برای کاربرد متعادل کودها اجرا شوند. موادو روش ها: به منظور شناسایی و ارزیابی تغییرپذیری مکانی خصوصیات خاک و تعیین مرز نواحی مدیریتی با استفاده ترکیبی از تجزیه و تحلیل مولفه اصلی و الگوریتم خوشه بندی فازی، پژوهشی در منطقه ای به وسعت ۵/۴۴ هکتار در منطقه دشت ناز ساری صورت پذیرفت. نمونه برداری خاک به صورت شبکه ای منظم به ابعاد۶۰×۶۰ متر به تعداد ۱۰۸ نمونه از عمق ۳۰-۰ سانتی متری خاک تهیه گردید. مقادیر pH، EC، کربن آلی، بافت خاک، نیتروژن نیتراتی، فسفر قابل استفاده، پتاسیم قابل استفاده، ظرفیت تبادل کاتیونی خاک و عملکرد گیاه گندم تعیین و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. تغییرپذیری مکانی خصوصیات خاک با روش های زمین آماری انجام گرفت. به منظور تخمین نقاط در محل های نمونه برداری نشده از روش های کریجینگ و روش وز ن دهی معکوس فاصله (IDW) با توان های ۱، ۲ و ۳ استفاده شد و با محاسبه شاخص آماری RMSE و ME بهترین روش انتخاب شد.یافته ها: بهترین روش درون یابی برای pH،EC ، درصد ذرات رس و کربن آلی به ترتیب، IDW با توان ۲ ، IDW با توان ۱، کریجینگ، IDW با توان ۳ به دست آمد. بهترین روش درون یابی برای پارامترهایCEC ، نیتروژن، فسفر، پتاسیم قابل استفاده و عملکرد به ترتیب، IDW با توان ۱و برای بقیه پارامترها روش کریجینگ انتخاب گردید. نقشه تغییرپذیری مکانی خصوصیات خاک با استفاده از روش های زمین آماری ترسیم شد. سپس تجزیه و تحلیل مولفه اصلی و الگوریتم خوشه بندی فازی برای مشخص کردن ناحیه مدیریتی صورت پذیرفت. بر این اساس شاخص عملکرد فازی (FPI) و شاخص آنتروپی طبقه بندی نرمال شده (NEC) برای تعیین تعداد خوشه بهینه مورد استفاده قرار گرفت. سه ناحیه مدیریتی جدا و مرزبندی شد که ۵/۲۰ هکتار از اراضی مورد مطالعه در ناحیه ۱، ۹/۱۴ هکتار در ناحیه ۲ و ۰۲/۹ هکتار در ناحیه ۳ قرار گرفتند.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬ همچنین ناحیه ۳ از نظر حاصلخیزی و کیفیت عملکرد در شرایط بهتری قرار داشت. بالعکس در نواحی مدیریتی ۱و۲، به خاطر پایین بودن سطح حاصلخیزی کاربرد بیش تر کود توصیه شد. نتیجه گیری: نتایج نشان داد که تعداد بهینه ناحیه مدیریتی برای این منطقه ۳ بود و روش استفاده شده برای جداسازی مرز خاکهای همگن به خوبی توانسته است خاکهای مشابه را از لحاظ حاصلخیزی از یکدیگر جدا کند. تجزیه و تحلیل واریانس، ناهمگونی در خصوصیات حاصلخیزی خاک و عملکرد محصول در ناحیه͏های جدا شده را به صورت معنی͏داری نشان داد. بنابراین می تواند از کاربرد یکنواخت کود به نحو موثری جلوگیری کند. این رویکرد نه تنها هزینه های کشاورزی را بهینه می سازد، بلکه از تخریب منابع خاک نیز جلوگیری کرده و تولید محصول را به حداکثر می رساند.

کلیدواژه ها:

زمین آمار ، کریجینگ ، نواحی مدیریتی ، پتاسیم قابل استفاده ، کربن آلی خاک