بخشی از مقاله
چکیده
بهمنظور بررسی ساختار مکانی بانک بذر و گیاهچه علف هرز بندواش - Paspalum notatum L. - در طول فصل رشد برنج - Oryza sativa L. - ، پژوهشی در سال 1390 در دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبیعی ساري انجام شد. ابتدا مزرعه به شبکه-هاي 2/5 در 2/5 متر تقسیم شد. نقاط تقاطع شبکهها مشخص، و نمونهگیريها تا پایان فصل از این نقاط با روش شبکهبندي انجام شد.
براي انجام محاسبات مربوط به سمیواریوگرام و تعیین همبستگی مکانی علف هرز از نرمافزار Gs+ استفاده شد. نتایج حاکی از همبستگی مکانی قوي و متوسط براي بذور و گیاهچههاي بندواش در تمامی مراحل نمونهبرداري بود که واریوگرامهاي آن با مدلهاي کروي و نمایی مطابقت داشتند. دامنه تأثیر در مراحل مختلف نمونهبرداري متغیر بود. در این میان کمترین دامنه تأثیر معادل 2/07 متر مربوط به نوبت دوم نمونهبرداري از گیاهچه بندواش بود و حاکی از آن است در تحقیقات آتی به فواصل نمونهبرداري کمتر از 2/5 در 2/5 متر که در این تحقیق بهکار رفت، نیاز است. بیشترین دامنه تأثیر نیز برابر 20/22 متر از عمق 10-20 سانتیمتري خاك در نمونهبرداري از بانک بذر بهدست آمد. نتایج این مطالعه نشان داد که توزیع مکانی علف هرز بندواش میتواند بهعنوان عامل مهمی در تصمیمگیريهاي مدیریتی علفهاي هرز تلقی شود.
مقدمه
بانک بذر از یک سو بهعنوان ذخیرهاي براي بذر گونههاي گیاهی در خاك محسوب شده و از سوي دیگر حافظهاي است که تحولات موجود در هر منطقه را ذخیره میکند و بیانگر تاریخچه زراعی و نوع پوشش گیاهی پیشین آن منطقه می-باشد و تا حدودي در تعیین آینده آن نیز نقش دارد
علف هاي هرز پراکنش متفاوتی در بعد مکان و زمان دارند . در واقع آنچه باعث پراکنش در بعد مکان میشود، نحوه پراکنش و آنچه باعث گسترش در بعد زمان میشود، خواب بذرها و اندام تولید مثلی رویشی است. بهطور کلی برهمکنش موجود بین علفهاي هرز و محیط اطراف آن باعث ایجاد این خصوصیات میشود
دانستن پویایی مکانی علفهاي هرز و کنترل مکانی آنها، هزینه نهادهها را کاهش میدهد. اهمیت توزیع مکانی در نمونهبرداري جمعیتهاي علف هرز، مدل کردن پویایی جمعیت و مدیریت بلندمدت، توجهها را به سمت توسعه روشهاي جدید براي توصیف و آنالیز توزیع مکانی علفهاي هرز جلب کرده است
پراکنش علفهاي هرز لکهایست یا در اصطلاح آماري، مشاهدات علف هرز در مزرعهعمدتاً مستقل از هم نیستند، بههمین دلیل از آنالیزهاي آمار مکانی - ژئواستاتیستیکی - که این وابستگی مکانی را تجزیه و تحلیل میکنند استفاده میشود
کریجینگ در واقع یک تکنیک درونیابی مکانی بوده که در راستاي این هدف طراحی شده است . - Wyse-pester et al., 2002 - این روش قادر است بر اساس محاسبات ماتریسی و با استفاده از اطلاعات نقاط نمونهبرداري شده، خصوصیت مورد نظر را در نقاط نمونهبرداري نشده، بر آورد کند
با توجه به مطالب فوق، این پژوهش جهت مطالعه همبستگی مکانی علفهاي هرز در طول فصل رشد برنج بر اساس روابط ژئواستاتیک طراحی و اجرا شد.
مواد و روشها
این پژوهش در سال 1390 در مزرعه پژوهشی دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبیعی ساري و در زمینی به مساحت 1000 مترمربع انجام شد. ابتدا مزرعه به شبکههاي 2/5 متر در 2/5 متر تقسیم شد. نقاط تقاطع شبکهها مشخص، علامتگذاري و تا پایان فصل تمام نمونهگیريها از این نقاط با روش شبکهبندي انجام شد. نمونهبرداري از بانک بذر قبل از آمادهسازي زمین انجام گرفت. نمونهبرداري از گیاهچههاي بندواش نیز در سه مرحله شامل پانزده روز پس از نشاءکاري، زمان خوشهدهی و یک هفته قبل از برداشت صورت گرفت.
نمونهگیري در داخل کوادرات - مربع شکل با مساحت 25 سانتی متر - از 5 نقطه و از اعماق 10 ،20 و30 سانتیمتري خاك - بهطور مجزا - توسط اوگرهاي به قطر 5 سانتیمتر صورت گرفت. سپس نمونهها در درون آون به مدت 24 ساعت در دماي 65 درجه سانتیگراد قرار گرفتند تا خشک شده و از جوانهزنی بذور علف هرز جلوگیري شود
سپس 50 گرم از کل خاك توزین و جداسازي گردید. نمونههاي بهدست آمده داخل کیسههایی از جنس حریر ریخته شده و در آب قرار داده شدند تا کاملاً شسته شوند . - Rahman et al., 2000 - بذرها همراه با ذرات شن بعد از خشک شدن، با استفاده از الکهاي آزمایشگاهی40 و 60 مش تا حد امکان جداسازي شده و پس از آن با استفاده از استریومیکروسکوپ سه چشمی - STMPRO -T model, BEL-Italy - در حد جنس مورد شمارش و شناسایی و براساس تعداد در واحد سطح محاسبه گردیدند.
همبستگی مکانی بین دو نمونه بهصورت یک مدل ریاضی تحت عنوان سمیواریانس1 در قالب معادله زیر توصیف شد :
- 1 که در معادله مذکور:
=N - h - زوج نمونهاي که به فاصله h از یکدیگر واقعاند. =Z - xi - تراکم علف هرز در موقعیت i
=Z - xi+h - تراکم علف هرز در نقطه x که در فاصله h از نقطه xi قرار گرفته است.
= - h - سمیواریانس میباشد. سمیواریوگرام تنوع مکانی را به عنوان تابعی از فاصله بین نقاط ژئوگرافیکی توصیف میکند. به این ترتیب بر اساس نمونههاي موجود مقدار تجربی این معادله بدست آمده و سپس مدلی با این مقادیر تجربی وفق داده شد. از پارامترهاي این مدل براي تخمین تراکمهاي علف هرز در نقاط نمونهبرداري نشده در کریجینگ استفاده شد
سمیواریوگرام شامل حد آستانه - Co+Cs - ، دامنه تأثیر - Ao - و اثر قطعهاي - Co - میباشد. حد آستانه حدي است که واریوگرام به مقدار ثابتی میرسد. دامنه تأثیر فاصلهاي است که در ماوراي آن نمونهها بر هم تأثیر نخواهند داشت. اثر قطعهاي، میزان همبستگی مکانی را نشان میدهد.
بهعبارت دیگر هرچه اثر قطعهاي کاهش بیشتري یابد از احتمال توزیع تصادفی کاسته شده و همبستگی بین نمونهها تشدید خواهد شد - . - Nordmeyer, 2009 در این پژوهش براي درصد اثر قطعهاي مساوي یا کمتر از 25 درصد، همبستگی مکانی قوي، براي نسبتهاي 25 تا 75 درصد همبستگی مکانی متوسط و بیش از 75 درصد، همبستگی مکانی ضعیف درنظر گرفته شد . - Jurado- Expósito et al., 2003 - میانگین، واریانس، حداقل، حداکثر، چولگی و کشیدگی نمونه و همچنین محاسبات مربوط به سمی واریوگرام توسط نرمافزار - Version 7, Gamma Design Software - Gs+ صورت گرفت.
نتایج و بحث
نتایج مربوط به همبستگی مکانی علف هرز بندواش در نمونهبرداري از بانک بذر و سه نوبت نمونهبرداري از گیاهچههاي آن، در جدول مربوطه - جدول - 1 آورده شده است. واریوگرامهاي نمونهبرداريهاي مورد نظر با مدلهاي کروي2 و نمایی3 مطابقت داشتند. نتایج نشان داد که همبستگی مکانی قوي و متوسط براي بذور و گیاهچههاي بندواش در تمامی مراحل نمونهبرداري به ثبت رسیده است
بهنظر میرسد همبستگی مکانی، تحت تأثیر بیولوژي علفهاي هرز، شرایط محیطی و اهداف کشاورزي قرار داشته باشد
دامنه تأثیر در مراحل مختلف نمونهبرداري از 2/07 تا 20/22 متر متغیر بود - جدول . - 1 در این میان کمترین دامنه تأثیر مربوط به نوبت دوم نمونهبرداري از گیاهچه بندواش و بیشترین دامنه تأثیر از عمق 10-20 سانتیمتري خاك در نمونهبرداري از بانک بذر بهدست آمد.
دامنه تأثیر فاصلهایست که در ماوراي آن نمونهها بر هم تأثیري نداشته و آنها را میتوان مستقل از یکدیگر به حساب آورد. چنین فاصلهاي حد همبستگی خصوصیت مورد نظر را مشخص ساخته و اطلاعاتی در رابطه با حد مجاز فاصله نمونهبرداري ارائه میدهد. در واقع دامنه تأثیر الگوي پراکنش علفهاي هرز را نشان میدهند بطوريکه دامنه زیاد نمایانگر توانایی گسترش بذور یا اندامهاي رویشی تولید مثلی در مسافات زیادي هستند. این پراکنش بوسیله تجهیزات شخم، ماشینهاي برداشت و کولتیواتور امکانپذیر است
علاوه بر این دامنه تأثیر زیاد ناشی از عدم امکان برازش مدلهاي واریوگرام بر جمعیتهاي با تراکم بسیار پایین میباشد. زیرا زمانیکه تعداد زیادي از مشاهدات صفر باشد تخمینهاي ژئواستاتیک نیز تحتتأثیر قرار میگیرد . - Wyse-pester et al., 2002 - در پژوهش حاضر، بندواش با دامنه تأثیر 2/07 متر مشاهده شد که نشان میدهد در تحقیقات آتی به فواصل نمونهبرداري کمتر از 2/5 در 2/5 متر که در این تحقیق بهکار رفت، نیاز است. چراکه این احتمال وجود دارد که برخی لکههاي کوچک ناپدید شده و دقت کاهش یابد. براي تهیه یک نقشه خوب و دقیق از توزیع مکانی جوامع علفهرز باید مشاهدات در مسافتهایی کوچکتر نسبت به همبستگی مکانی موجود در بین علفهاي هرز انجام گیرد
