بخشی از مقاله
چکیده
تراکم خاک به عنوان یکی از مشکلات عمده در تولید محصولات کشاورزی شناخته می شود. آگاهی از وضعیت تراکم خاک، با پیش بینی و پهنه بندی شدت تراکم می تواند خطر زیان های ناشی از این پدیده را تا حد قابل توجهی کاهش دهد. هدف از این پژوهش ارزیابی دقت روش های درون یابی در زمین آمار نظیر روش های مختلف کریجینگ و کوکریجینگ که در تهیه نقشه تراکم خاک به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد می باشد. از نتایج بدست آمده در این مطالعه مشخص شد روش های زمین آمار و درون یابی کرجینگ از جمله مدل های پرطرفدار در این زمینه می باشد و در اکثر تحلیل های صورت گرفته در زمینه فشردگی و مقاومت خاک نتایج خوبی را از خود نشان داده است.
مقدمه
بسیاری از خاک های مناطق مختلف دنیا دارای لایه ی فشرده شدهای میباشند که از بین بردن این لایه نیاز به خاکورزی عمیق دارد که سالیانه هزینه بالایی را به خود اختصاص میدهد. خاکورزی دقیق - زیرشکنی در عمق متغیر - که خصوصیات فیزیکی خاک را در نواحی مختلف مزرعه تا عمقهای مختلفی اصلاح میکند، از لحاظ کاهش هزینهها، مصرف سوخت و انرژی موردنیاز میتواند بسیار مفید باشد .
- Khalilian and Hallman, 1996 - تحقیقات محققین نشان داده است که فشردگی خاک 1می تواند اثر منفی بر رشد گیاه، آب ذخیره شده در خاک، کارایی استفاده آب توسط گیاه، ویژگی های رشد و نمو گیاه، توسعه و توزیع ریشه در خاک، جذب مواد غذایی توسط ریشه و عملکرد گیاه داشته باشد. فشردگی خاک در زمین های کشاورزی عمدتا به وسیله عبور ماشین آلات سنگین در طی عملیات خاکورزی، کاشت، کودهی و در نهایت برداشت ایجاد می شود . - Lipiec et al ., 2009 -
کشاورزان هر ساله یا هرچند سال یکبار در مزرعه برای از بین بردن سخت لایه شخم1 به صورت یکپارچه از زیرشکن استفاده می کنند این عملیات ممکن است در بعضی نقاط غیرضروری باشد و باعث افزایش مصرف سوخت شود Adamchuk, et al., 2008 - - . بنابراین، علاقه محققان به تشخیص مکان لایه های فشرده افزایش یافته است . - Adamchuk et al.,2008 - لذا با تعیین موقعیت مکانی سخت لایه شخم می توانیم خصوصیات فیزیکی خاک را تنها در نقاطی اصلاح نماییم که در آن نقاط عملیات خاکورزی به منظور رشد موثر ریشه محصول مورد نیاز می باشد و با این تشخیص می توانیم میزان سوخت مصرفی را کاهش دهیم .
- Sun et al., 2006 - درحال حاظر با گسترش سیستم های موقعیت یاب جهانی2 در امور کشاورزی تحولی در تعیین خواص مکانی، ایجاد شده است این فناوری تهیه نقشه های خاص مکانی را امکان پذیر می نماید. تولیدکنندگان محصولات کشاورزی با استفاده از سیستم موقعیت یاب جهانی که به اختصار GPS معرفی می شوند، توانایی جمع آوری داده های متغیرهای موثر در تولید محصول از قبیل داده های پارامترهای خاک در نقاط مختلف مزرعه را دارند که این داده ها می تواند در مدیریت فشردگی خاک از طریق خاکورزی دقیق3 مورد استفاده قرار گیرند - عباسپور گیلانده و همکاران، . - 1386
یکی از روش های غیرمستقیم در تهیه نقشه های ویژگی های مختلف خاک، زمین آمار4 است. در این روش فرض بر آن است که کمیت اندازه گیری شده در هرنقطه از منطقه مطالعاتی تابعی از مختصات جغرافیایی آن نقطه است - Rekman and . - paluszek, 1998 به فرایند براورد ارزش های کمی، برای نقاط فاقد داده، به کمک نقاط مجاور و معلوم - که به نام پیمونگاه، نمونه و یا مشاهده - موسومند درون یابی5 می گویند.
این فرایند به دلیل محدودیت داده های نقطه ای و ضرورت تدوین نقشه از کل یک پهنه، به منظور تهیه نقشه های هم ارزش انجام می گیرد. به عنوان مثال می توان مقدار یک کمیت اندازه گیری نشده را در به کمک نقاط مجاور که مقدار آنها اندازه گیری شده است، برآورد نمود. این کار معمولا برای یک شبکه یا گره یا تمامی سلول های یک پهنه انجام می شود. بنابراین درون یابی به معنای تبدیل داده های نقطه ای به داده های پهنه ای می باشد. - Chang.Kang et al., 2004 - سه رکن اساسی در انجام درونیابی وجود دارد : - Chang.Kang et al., 2004 -
الف- تعیین پیمونگاه: پیمونگاه نقاطی است که متغیر مکانی در آن اندازه گیری می شود و دارای ارزش معلوم می باشد. از این رو شرایط را برای برای درون یابی فراهم می کند.
ب- تعیین شبکه : تعیین شبکه به معنی تشخیص اندازه بهینه برای یاخته های نقشه است به طوری که کیفیت و توان تفکیک نقشه به بهترین شکل نمود یابد.
پ: روش درون یابی: تکنیک های درون یابی به دو شیوه کلی انجام می شود. روش اول قطعی1 که در این روش درون یابی براساس تعیین سطح از نقاط نمونه گیری شده بر پایه شباهت ها مانند روش وزن دهی عکس فاصله2 یا درجه هموارسازی مانند روش توابع پایه شعاعی3 انجام می شود. روش دوم درون یابی زمین آماری4 است که کریجینگ5 نامیده می شود و براساس ویژگی های آماری نقاط نمونه گیری شده می باشد.
تکنیک های درون یابی زمین آماری کمیت همبستگی مکانی نقاط نمونه برداری شده را مد نظر قرار داده و تخمین را براساس موقعیت قرارگیری مکان نمونه های اندازه گیری نشده انجام می دهد - قهرودی تالی، . - 1384در این مقاله به منظور معرفی روش و مراحل درون یابی کریجینگ و کاربرد آن در ارزیابی تراکم خاک انجام گرفته است.
روش کریجینگ برای داده هایی که پراکنش نامنظم دارند به کار می رود و روشی محلی- احتمالی، رسا، خطی، نا اریب و با واریانس کمینه در یک نقطه به شمار می آید . - Isaaks and Srinivasta, 1989 - در روش کریجینگ فرض بر این است که تغییرات مکانی پدیده ها در یک گستره از توزیع تصادفی برخوردار بوده، حاوی سه مولفه همبستگی مکانی، روند و خطای تصادفی است. مولفه همبستگی مکانی و میزان آن براساس نیمه پراش نگار6 تعریف می شود. از تحلیل این مولفه و نیمه پراش نگار مربوط، ضرایب وزنی پیمونگاه جهت تخمین ارزش نقطه مجهول بدست می آید . - Tabios and Salas, 1985 -
کاربرد نیمه پراش نگار در درون یابی
پراش نگار تابعی است که به وسیله آن تغییرپذیری مکانی متغیرها اندازه گیری می شود و اندازه ای از شباهت بین گره های شبکه برای فاصله معین را نشان می دهد. با تقسیم پراش نگار بر عدد 2 نیمه پراش نگار بدست می آید. نیمه پراش نگار به شکل تابع زیر تعریف می شود . - Biau et.al., 1999 -
