بخشی از مقاله
چکیده
عناصر کممصرف از جمله آهن، روی، مس و منگنز از عناصر غذایی ضروری برای گیاهان هستند و به ویژه در مناطق کشاورزی دارای تغییرپذیری مکانی زیادی میباشند که میتواند روی تولید محصول اثر داشته باشد. مطالعه حاضر وابستگی مکانی عناصر کممصرف قابل جذب خاک را در مقیاس مزرعهای مورد بررسی قرار میدهد.
در مجموع 48 نمونه خاک با فاصله حدود 250 متر از یک مزرعه 300 هکتاری - مزرعه نمونه در شمال استان گلستان - از عمق 0-30 سانتیمتری بردا شته شد. عناصر کممصرف قابل جذب خاک توسط DTPA عصاره گیری شد. میانگین غلظت عناصر کممصرف خاک 2/33 میلی گرم بر کیلوگرم برای Fe-DTPA، 2/46 میلی گرم بر کیلوگرم برای Zn-DTPA، 1/06 میلی گرم بر کیلوگرم برای Cu-DTPA و 5/92 میلی گرم بر کیلوگرم برای Mn-DTPA میباشد.
غلظت عناصر کممصرف غیر از مس وابستگی مکانی قوی با دامنه تأثیر حدود 370 متر برای آهن و روی و 1079 متر برای منگنز نشان داد، اما مس به لحاظ مکانی فاقد وابستگی بود. نقشه کریجینگ تخمین زده شده برای عنا صر کم مصرف، توزیع مکانی این متغیرها را در مزرعه ن شان داد که برای درک بهتر تغییرپذیری مکانی عنا صر کممصرف و برای تصحیح شیوه های مدیریت کشاورزی در مقیاس مزرعه ای مفید می باشد.
مقدمه
امروزه آگاهی از و ضعیت خ صو صیات فیزیکی و شیمیایی خاک و نحوه توزیع آنها، بدلیل ماهیت تغییرپذیری مکانی بالای آنها حتی در فواصل خیلی کم در چگونگی مصرف نهادهها و دستیابی به مدیریت جامع کشاورزی بر مبنای سیستمهای اطلاعات مدیریتی از اهمیت بسزایی برخوردار است. خصوصیات خاک با نوع مواد مادری خاک،
توپوگرافی، اقلیم، پوشش گیاهی و فعالیتهای انسانی رابطه زیادی دارند، که همه آنها در الگوی توزیع مکانی خاک تاثیرگذار هستند
در سیستمهای کشاورزی مدرن، مدیریت مزرعه متناسب با خصوصیات خاک و تغییرپذیری مکانی این خصوصیات صورت میگیرد که روش منطقی برای تولید کشاورزی، افزایش کیفیت تولید و در عین حال حفظ محیط زیست میباشد. امروزه بحث کشاورزی دقیق و مدیریت مختص مکان مطرح است. یکی از بخش های مهم و عملیاتی این نوع سیستمهای کشاورزی تهیه نقشه حاصلخیزی خاک است. در نقشه حاصلخیزی خاک، اطلاعات مربوط به مقدار و پراکنش مکانی عناصر غذائی مورد استفاده گیاهان و خصوصیاتی از خاک که با تغذیه گیاهان مرتبط هستند مانند واکنش خاک و مقدار کربن آلی تعیین میشود
زمینآمار به عنوان ابزاری برای مطالعه و پیش بینی ساختار مکانی خ صو صیات خاک، طی چهار دهه اخیر در علوم خاک ا ستفاده شده ا ست. یکی از ویژگی های ا ستفاده از تکنیک زمینآمار، امکان پیش بینی مکانی متغیر در نواحی نمونهبرداری ن شده و ارزیابی دقت آن ا ست.
مطالعههای متعددی در زمینه تغییرات مکانی خ صو صیات شیمیایی و فیزیکی خاک در نقاط مختلف ایران و جهان صورت گرفته است. Bogunovic و همکاران - 2014 - تغییرپذیری مکانی پتاسیم و فسفر قابل جذب گیاه، pH خاک و مقدار ماده آلی خاک را در کشور کرواسی با استفاده از ابزارهای زمینآماری و سیستم اطلاعات جغرافیایی برای تهیه نقشه عناصر غذایی انجام دادند.
فاتحی و همکاران - 1391 - در یک شبکه 50×50 متر از روش کریجینگ معمولی برای تهیه نقشه پراکنش فسفر قابل جذب، پتاسیم و کربن آلی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی اسلامآباد غرب در استان کرمانشاه استفاده کردند.
عنا صر کمم صرف Cu - ، Fe، Mn و - Zn برای سلامتی ان سان ضروری ه ستند و کمبود آنها می تواند منجر به مشکلات قابل توجهی در سلامت عمومی شود. کمبود عناصر کمم صرف نگرانی مهمی در میان کودکان و زنان در سراسر جهان است. هدف پژوهش حاضر، بررسی تغییرات مکانی عناصر کم مصرف آهن، روی، مس و منگنز در خاکهای اراضی کشاورزی مزرعه نمونه گرگان، مطالعه همبستگی آنها با برخی ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک و در نهایت پهنهبندی عناصر مورد مطالعه میباشد.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه با م ساحت 300 هکتار بخ شی از ارا ضی ک شاورزی مزرعه نمونه در شمال ا ستان گل ستان ا ست و دارای عرض جغرافیایی 37°07' 12" شمالی و طول جغرافیایی 54° 34' 24" شرقی میبا شد. برای انجام این پژوهش، تعداد 48 نمونه خاک از عمق 0-30 سانتیمتر، با فواصل حدود 250 متر نمونهبرداری شد. نمونهها پس از هوا خشک کردن، از الک 2 میلیمتری عبور داده شدند. برای اندازهگیری غلظت قابلجذب عناصرکم مصرف موجود در خاک از عصاره گیر 1 DTPA استفاده شد و سپس مقدار قابل جذب عناصر کم مصرف در عصارههای حاصل به وسیله دستگاه جذب اتمی تعیین گردید P
سایر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک نیز به روشهای معمول آزمای شگاهی تعیین گردید. پس از انجام آزمایشها و محا سبه مقادیر ویژگیهای خاک، نتایج مورد تجزیه و تحلیلهای آماری و زمینآماری قرار گرفتند. نخست، نرمال بودن دادهها توسط آزمون کولموگروف مورد بررسی قرار گرفت. ضرایب همبستگی پیرسون، برای بررسی ارتباط ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک با مقدار قابل جذب عناصر کم مصرف محاسبه گردید. بدین منظور، نرمافزار آماری SPSS مورد استفاده قرار گرفت. پیشبینی مکانی عناصر کم مصرف به روش کریجینگ معمولی انجام شد. کریجینگ عبارت از یک روش تخمین زمینآماری ا ست که بر پایه میانگین متحرک وزندار ا ستوار میبا شد. بهطوریکه می توان گفت این روش بهترین تخمینگر خطی نا اریب2 میباشد. این تخمینگر به صورت زیر تعریف میشود.
بهمنظور انجام آنالیزهای زمینآماری از نرم افزار GS+ 9 و برای تهیه نقشههای نهایی از نرمافزار Arc GIS 10.5 استفاده شد.
نتایج و بحث
خلاصه آماری
خلاصه آماری عناصر کممصرف در جدول 1 ارائه شده است. استفاده از آزمون Kolmogorov-Smirnov نشان داد که این عنا صر دارای توزیع نرمال میبا شند. غلظت آهن قابل جذب خاک - Fe-DTPA - بین 1/2 تا 4 میلیگرم بر کیلوگرم متغیر است و میانگین آن 2/33 mg/kg میباشد. حداقل مقدار برای روی قابل جذب 0/6 - Zn-DTPA - و حداکثر آن 4/4 mg/kg با میانگین غلظت 2/46 mg/kg میباشد.
همچنین، غلظت مس - Cu-DTPA - و منگنز - Mn-DTPA - قابل جذب به ترتیب بین 0/1-2/4 و 1/1-13/8 میلیگرم بر کیلوگرم متغیر است. ضریب تغییرات - CV - که معیاری از تغییرپذیری نسبی است از 26/54 برای آهن تا 54/02 درصد برای منگنز میباشد که غیر از آهن برای سه عنصر دیگر بالاتر از 35 درصد گزارش شد که در گروه متغیرهای با ضریب حداکثر طبقهبندی میشوند. بالا بودن ضریب تغییرات نشان دهنده آن است که متغیرهای فوق بیشتر تحت تأثیر عملیات مدیریتی قرار گرفتهاند.
برای بررسی رابطه بین غلظت عناصر کممصرف و ویژگیهای خاک، یک تحلیل همبستگی پیرسون انجام شد. ارتباطات بین خصوصیات خاک و غلظت عناصر کممصرف در جدول 2 مشاهده میشود. چنانکه ملاحظه میشود، ماده آلی با عناصر کم مصرف دارای همبستگی مثبت و کربنات کلسیم معادل دارای همبستگی منفی می باشد.اثر اجزا فیزیکی خاک با عناصر کم مصرفاکثراً معنیدار استبه، طوری که شن و سیلت عمدتاً دارای همبستگی منفی و و رس عمدتاً دارای همبستگی مثبت و معنیدار می باشد.
