بخشی از مقاله
چکیده
برنج نقش مهمی در تغذیه نیمی از مردم جهان، بهویژه ساکنان کشورهای در حال توسعه دارد. میزان عناصر موجود در خاک و ویژگیهای فیزیکی آن نقش تعیین کنندهای در عملکرد برنج دارند. این پژوهش در بخشی از شالیزارهای استان گیلان به منظور بررسی روابط بین عملکرد برنج با برخی از ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک و تعیین سهم آن دسته از ویژگیها که بیشترین تأثیر را بر عملکرد دارند، اجرا گردید.
در این راستا به منظور تخمین عملکرد از رگرسیون گام به گام استفاده شد. در این روش عملکرد برنج به عنوان متغیر وابسته و ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک به عنوان متغیر مستقل در نظر گرفته شدند. مقدار نیتروژن کل، رسانایی الکتریکی، فسفر قابل دسترس، میانگین وزنی قطر خاکدانهها و درصد سیلت خاک به عنوان مهمترین ویژگیهای خاکی مؤثر بر عملکرد برنج معرفی شدند.
مقدمه
برنج از قدیمیترین گیاهان زراعی دنیا است و پس از گندم، بیشترین سطح زیر کشت زمینهای کشاورزی جهان به برنج اختصاص دارد. با توجه به افزایش روز افزون جمعیت و تقاضای سرانه برای محصولات کشاورزی به ویژه برنج و عدم امکان افزایش قابل توجه سطح زیر کشت با اشراف به این که برنج تولیدی درکشور تنها دو سوم مصرف سالانه کشور را تأمین می-کند و هر سال، یک سوم نیاز داخلی ما از خارج وارد میشود، این موضوع بسیار مهم است که از اراضی استفاده شود که از هر نظر مناسب کشت برنج باشند تا شاهد بیشترین عملکرد باشیم
اصولاً رشد و نمو گیاهان وابسته به تمام عوامل محیطی است و هیچ عاملی به تنهایی نمیتواند نقش مؤثری بر رشد داشته باشد. یکی از این عوامل ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک است
برنج هم مانند سایر گیاهان زراعی برای استفاده حداکثر از شرایط محیطی، افزون بر شرایط آب و هوایی و مدیریت زراعی بهینه، نیاز به خاک مناسب برای رسیدن به بیشترین عملکرد را دارند. بنابراین، یکی از مهم ترین مسائل برای افزایش کارایی استفاده از منابع موجود و افزایش عملکرد در واحد سطح، افزایش باروری خاک می باشد
شناسایی فاکتورهای خاکی به عنوان مبنای تصمیمهای مدیریتی اغلب به دلیل برهمکنشی که بین آنها وجود دارد و عملکرد محصول را تحت تأثیر قرار میدهد، فرایند پیچیدهای است. برای تأثیر بهتر برنامههای مدیریتی زراعی، باید تغییرپذیری خاک و ویژگیهای خاکی محدود کننده عملکرد را مد نظر قرار داد
مارالینو و همکاران - - 1999 حاصل-خیزی خاک را به عنوان عواملی مؤثر در ارزیابی عملکرد ذرت معرفی کردند . با توجه به تأثیرپذیری عملکرد محصولات زراعی از ویژگیهای مختلف خاک، تعیین مهمترین ویژگیهای مؤثر بر عملکرد به منظور اعمال مدیریت بهینه اراضی از اهمیت ویژهای برخوردار است. یکی از این روشهای مورد استفاده در این راستا رگرسیون گام به گام است. تجزیه رگرسیونی یک روش ساده برای بررسی روابط تابعی بین متغیرهاست
از آنجا که ارزیابی کلیه رگرسیونهای ممکن به محاسبات زیادی نیاز دارد، روشهای مختلفی ایجاد شده است. تنها تعداد کمی از مدلهای رگرسیونی دارای زیرمجموعهای از متغیرها هستند که از راه افزودن یا حذف کردن متغیرها، آنها را در یک زمان بررسی میکنند. این روشها عموما به روشهای نوع گام به گام معروف هستند
این پژوهش با هدف بررسی ارتباط آماری برخی از ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک با عملکرد برنج و همچنین تعیین میزان تأثیرگذاری هر ویژگی بر عملکرد آن در شمالغرب استان گیلان انجام گرفت.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه شامل مزارع برنج تحت مدیریت کشاورزان منطقه بوده که در شمالغرب استان گیلان با عرض جغرافیایی 37 درجه و 33 دقیقه و طول 49 درجه و 8 دقیقه واقع است.60 نمونه خاک به روش سیستماتیک-تصادفی از عمق 0-30 سانتیمتری برداشت شد. ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک از قبیل فراوانی نسبی ذرات، میانگین وزنی قطر خاکدانهها، درصد کربن آلی، درصد نیتروژن کل، پتاسیم و فسفر قابل دسترس، کربن زیستتوده و ضریب متابولیک که در منابع مختلف به عنوان ویژگیهای مؤثر بر کیفیت خاک معرفی شدهاند، اندازهگیری و تعیین شدند
نمونهبرداری از محصول برنج در پلات 1 مترمربع با مرکزیت 60 نقطه نمونهبرداری خاک در شهریور ماه 1395 صورت گرفت. سپس از روش رگرسیون گام به گام که میتواند ویژگیهای موثر بر عملکرد برنج را تعیین کند، در محیط نرمافزار SPSS استفاده شد. در تجزیه رگرسیون گام به گام عملکرد برنج به عنوان متغیر وابسته و ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک به عنوان متغیر مستقل در نظر گرفته شدند. میزان تاثیرگذاری هر ویژگی بر روی متغیر وابسته - عملکرد برنج - بر اساس قدر مطلق ضریب تابعیت - شیب - استاندارد آن ویژگی تعیین شد.
نتایج و بحث
خلاصه آمارههای توصیفی برای ویژگیهای خاک در جدول 1 ارائه شده است. براساس طبقهبندی وایلدینگ - Wilding, - 1985 اگر ضریب تغییرات ویژگیای از خاک بیش از 35 درصد باشد، تغییرپذیری آن زیاد است. از این رو مقدار ضریب تغییرات نشاندهنده آن است که بیشتر ویژگیهای بررسی شده از تغییرپذیری بالایی در منطقه مورد مطالعه برخوردار هستند
جدول -1 ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاکهای مورد مطالعه
با استفاده از رگرسیون گام بهگام، ویژگیهای خاکی تأثیرگذار بر عملکرد برنج مشخص شدند. با توجه به مقدار ضریب تبیین معادله که در جدول 2 ارائه شده است میتوان نتیجه گرفت که مجموعه این ویژگیها مهمترین عوامل خاکی تاثیرگذار روی عملکرد برنج هستند و با اندازهگیری این ویژگیهای خاک و معادله به دست آمده از راه رگرسیون گام به گام، میتوان مدل رابطه بین مهمترین ویژگیها و عملکرد برنج را بهصورت رابطه - 1 - پیشنهاد کرد. این رابطه میتواند تخمین قابل قبولی از میزان عملکرد برنج در منطقه داشته باشد.
در این رابطه Y عملکرد برنج - تن در هکتار - است که متأثر از ویژگیهای خاک است.
جدول -2 نتایج تجزیه رگرسیون گام به گام بر روی عملکرد برنج
بر اساس قدر مطلق ضریب رگرسیون استاندارد شده، نیتروژن کل - 0/44 - و پس از آن رسانایی الکتریکی - - 0/378 بیشترین تاثیر را بر عملکرد برنج داشتند - جدول . - 2 همچنین، رابطه نیتروژن کل با عملکرد رابطه مثبت اما رابطه رسانایی الکتریکی با عملکرد منفی بود. نیتروژن یکی از عناصر پرنیاز گیاهان بوده و میران مصرف آن بسیار بالاست. بنابراین کمبود آن حتی در خاکهایی با میزان ماده آلی بالا نیز دیده میشود
نیتروژن بیشترین تاثیر را بر رشد سبزینهای برگ گیاهان دارد که مربوط به تاثیر آن بر کلرفیل برگ میباشد . - Piekielek and Fox, 1992 - گیاه برنج در سه مرحله اصلی رشد یعنی پنجهزنی، شروع تشکیل خوشه و پر شدن دانه به نیتروژن نیاز دارد که حضور نیتروژن کافی در این مراحل سبب افزایش عملکرد محصول برنج میشود . - IRRI , 1979 - فجریا - 2001 - گزارش کرد که نیتروژن عملکرد برنج را با افزایش تعداد و طول خوشه، تعداد سنبلچه در خوشه و شاخص برداشت افزایش میدهد.
فرجی و میرلوحی - 1377 - و سایتو و همکاران - 2006 - نیز به نتایج یکسانی دست یافتند. رسانایی الکتریکی خاک - EC - بیانگر مقدار نمکهای محلول در خاک است. غلظت بالای نمکهای محلول خاک باعث کاهش جذب آب و عناصر غذایی توسط ریشه گیاه می شود. هرچه مقدار نمکها در خاک بیشتر باشد فشار اسمزی در گیاهان بیشتر خواهد بود. زیرا گیاه باید حداقل فشار اسمزی، معادل فشار اسمزی محلول خاک تولید کند تا بتواند آب و عناصر غذایی را جذب کند
شوری سبب کاهش عملکرد دانه و محصول برنج میگردد. آثار شوری ناشی از انباشت یونهای منیزیم، کلسیم، کلر و سولفات میتواند سبب تأخیر در جوانهزنی و رشد گیاهچه، تأخیر در گلدهی و افزایش خوشهچههای پوک گیاه برنج، بازداری رشد، لوله شدن برگها، لکههای سفید در سطح برگ، خشک شدن برگهای مسنتر، رشد ضعیف ریشه و افزایش درصد مرگ برگها شود که رابطه منفی EC با عملکرد بیانگر این موضوع است پس از این دو ویژگی به ترتیب فسفر قابل دسترس - 0/318 - ، میانگین وزنی خاکدانهها - 0/309 - و درصد سیلت - 0/295 - بر عملکرد برنج تاثیر داشتند که فسفر و میانگین وزنی خاکدانهها با عملکرد رابطه مثبت و درصد سیلت رابطه منفی داشت.
فسفر بعد از نیتروژن، مهمترین عنصر غذایی محدودکننده تولید محصول در بسیاری از نقاط جهان است. اگر مقدار فسفر معدنی در گیاه کاهش یابد، سرعت فعالیتهای متابولیسمی کند میشود. زیرا فسفر کافی برای انتقال انرژی در دسترس نخواهد بود. در اثر تغذیه ناکافی با فسفر، بسیاری از فعالیتهای متابولیسمی تحت تأثیر قرار میگیرند که حساسترین آنها ساخت اسید نوکلئیک و پروتئین است که در شرایطکمبود فسفر مستقیماً از طریق کاهش رشد خود را نشان میدهد
