بخشی از مقاله
مقدمه
نقشه های حاصلخیزی خاک مبنای توصیه های کودی، پایش تغییرات تغذیه ای خاک و یکی از ابزارهای مهم برای پیش بینی کمبود یا سمیت عناصر غذایی در خاک می باشند. به طور سنتی از آزمون خاک برای توصیه مقدار مصرف کودهای شیمیایی استفاده می گرددکه مبتنی است بررابطه میان عکس العمل تولید، کود مصرف شده و سطح حاصلخیزی خاک که رابطه ای است به شدت غیر خطی . - Non-Linear - در مدل های واکنش تولید - Yield Response Models - غالباً از معادلات درجه چهارم و معادلات غیر خطی دیگر استفاده میشود.
مسئله ای که در توصیه کودی بر مبنای آزمون خاک مطرح است این است که در این روش از نقاطی پراکنده در مزارع نمونه برداری می شود که امکان بررسی کثرت وقوع پدیده کمبود یا فزونی مواد غذایی خاک را فراهم نمی آورد. به عبارت دیگر، متغیرهای مورد اندازه گیری در روش آزمون خاک به روش سنتی گسسته فرض می شوند. بنابر این امکان تعمیم نتایج به نقاطی که از آنها نمونه گیری نشده وجود ندارد در تهیه نقشه حاصلخیزی خاک در مقایسه، این متغیرها پیوسته فرض شده و با اعمال تکنیک های مکان یابی امکان تعمیم نااریب نتایج به مناطق فاقد نقاط مشاهداتی را فراهم می آورد.
در تکنیک کریجینگ میان یابی با اعمال یک وزن متوسط بر مقادیر اندازه گیری شده انجام می شود. کریجینگ یک تخمین گر محلی است و خطای تخمین را می توان با اندازه گیری ارزش متغیر مورد نظر در نقاط همجوار یا نزدیک نقاطی که ارزش آن متغییر در آنها تخمین زده شده است، ارزیابی نمود. به طور کلی هرچه انبوهی نقاط مشاهداتی زیادتر باشد، انتظار می رود که خطای میان یابی کاهش یابد. از طرفی انبوهی نمونه برداری لازم برای کاهش خطای تخمین مستلزم هزینه زیادتر است و از طرفی دیگر همیشه نمی توان تعداد نمونه برداری را در حد بهینه انجام داد. بنابراین قبل از نمونه برداری، تخمینی از ساختار مکانی هر متغیر مورد نظر به دست آورده و براساس نتایج بدست آمده آن الگوی نمونهبرداری برداری را تعیین می نمائیم.
بنابراین با تهیه نقشه حاصلخیزی خاک تفکر آزمون خاک بر مبنای اصول منطقی استوار گشته و توصیه کودی به جای اینکه براساس مشاهدات منفرد صورت گیرد، برمبنای مناطق همگون منفک شده برروی نقشه انجام خواهد شد که علاوه بر هدفمند کردن توصیه کودی بر مبنای آزمون خاک و حفظ محیط زیست مدیریت تغذیه متعادل خاک وگیاه را آسان می کند و ضمنأ به مروجین امکان می دهد که توصیه کودی را به صورت منطقه ای انجام داده و امکان پایش تغییرات بنیه غذایی خاک نیز فراهم می آید.
عمده ترین اهداف این مطالعه عبارت بودند از:
- تخمین بنیه غذایی خاک ها.
- تعیین مناطقی که نیاز به مواد غذایی خاصی دارند.
- تعیین منبع کودی مناسب با خصوصیات خاک و نیاز گیاه.
- بهینه کردن مصرف کودهای کشاورزی حاوی عناصر کم مصرف از طریق محدود کردن مصرف آنها در مزارعی که خاک آنها دچار کمبود هستند و یا فقط اعمال عنصری که کمبود آن برای گیاه ویژه ای مشخص باشد.
- تسهیل در مدیریت بهینه تغذیه خاک و گیاه به منظور کاهش پتانسیل آلودگی محیط زیست توسط کودهای شیمیایی و سایر مواد افزودنی به خاک.
- پایه ریزی کار رایانه ای کردن توصیه کودی براساس نتایج تجزیه خاک بطوریکه بتوان توصیه کودی برای مزارع واقع در مناطق گوناگون را به سهولت انجام و در مواقع ضروری پایش نمود.
مواد و روشها
این مطالعه با هدف تهیه نقشه رقومی عناصر غذایی پرنیاز وکم نیاز و همچنین برخی از خصوصیات فیزیکوشیمیائی مهم خاک برای مراکز خدمات سازمان جهاد کشاورزی گلستان جهت بهینه سازی مصرف کودهای شیمیائی دربرنامه عملیاتی الگوی کشت انجام گردید. ابتدا با مراجعه به مراکز خدمات کشاورزی شهرستانهای استان و مشورت با کارشناسان هر مرکز خدمات، مناطق زیر کشت آبی و دیم استان شناسایی و نقشه آن با مناطق جغرافیایی استان ترکیب گردید.
این محدوده در محیط نرم افزار الویس رقومی شد. مطابق نتایج به دست آمده از پلانیمتری بر روی نقشه در محیط الویس مساحت اراضی زیر کشت آبی و دیم حدود 500 هزار هکتار بوده که تقریبأ معادل 84 درصد از کل اراضی زراعی استان می باشد. در این مطالعه ازجمع بندی فعالیتهای انجام شده بر روی نتایج طرحهای تحقیقاتی اجرا شده جهت تعیین پراکنش جغرافیایی عناصر غذایی در اراضی زیر کشت گندم آبی و دیم در استان گلستان استفاده شد. منطقه مطالعاتی شامل اراضی زیر آبی و دیم بوده و پس از حذف باریکه های مرزی شمالی و اراضی شیبدار جنوبی مساحتی در حدود 500 هزار هکتار را شامل می باشد.
در مطالعات قبلی نقشه های جغرافیایی 1 :50000 به شبکه های یک کیلومتر مربعی با فواصل 1000 متر تقسیم شده و به کمک GPS از محل تقاطع خطوط شبکه نمونه مرکب تهیه شد و علاوه برمقادیر قابل جذب تمامی عناصر غذایی اعم از پرنیاز وکم نیاز برخی از خصوصیات فیزیکوشیمیائی مهم خاک نیزاندازه گیری شدند.
پس از دریافت نتایج کامل تمام نمونه ها، برای هر سری از داده ها، یک لایه الکترونیکی ساخته شده و بعد از میانیابی نقطه ای پهنه بندی انجام شد. ناهمگنی داده ها در جهات مختلف بررسی و همبستگی مکانی داده ها نیز ارزیابی گردید. با آنالیز واریوگرام، تغییرات مکانی داده ها تعیین گردیده و با توجه به مجموع نتایج، واریوگرام هر متغیر برای انتخاب مدل مناسب مورد استفاده قرار گرفته و از طریق میانیابی نقطه ای با تکنیک آماری کریجینگ نقشه هر متغیر مورد مطالعه تهیه و ارائه گردید.
نتایج و بحث
پس از دریافت نتایج مربوط به تجزیه های آزمایشگاهی نمونه های خاک طرحهای تحقیقاتی اجرا شده بر روی محدوده گندم دیم و آبی، برای هر یک از خصوصیات یا متغیرها یک نقشه موضوعی1 نقطه ای ایجاد گردید. روش میانیابی بر اساس ماهیت داده ها و پس از بررسی همبستگی داده ها انتخاب شد. با تکنیکهای زمین آماری، هر لایه نقطه ای پهنه بندی گردید. در هر یک از این نقشه ها هر محیط بسته یا پلی گون نماینده سطحی از منطقه مطالعاتی با دامنه تعریف شده در راهنمای نقشه است.
نقشههای توزیع مکانی و مطالعه الگوهای مکانی، دادههای نقطه ای طی فرآیند درونیابی به سطح تعمیم مییابند. درونیابی مکانی فرآیندی است که در آن با استفاده از مقادیر اندازهگیری شده در نقاط معلوم، مقادیر نقاط مجهول برآورد میشود. امروزه از قابلیتهای سیستم اطلاعات جغرافیایی در درونیابی به منظور استخراج توزیع مکانی متغیرهای مختلف در قالب شبکههای سلولی و یا مدلهای برداری استفاده میگردد. روشهای مختلفی برای درونیابی دادههای مکانی وجود دارد، هرگونه کاستی در انتخاب روش مناسب درونیابی و بیتوجهی به دقت روشهای درونیابی میتواند موجب بروز خطا در برآوردها گردد.
صرفنظر از خطای قابل قبولیکهدرطبیعت درون یابی است، در بسیاری از موارد میزان اینخطا تا حدی بالا میرود که بکلیصحت داده را مورد سوال قرار میدهد. اصولا هرکمیتی مانند S+ خاک،EC و... از الگوی خاصی ناشی از رفتار طبیعت ایجاد کننده آن کمیت تبعیت می کند. بنابراین شکل تغییرات آن کمیت در بستر مکان نیز مطابق با شیب مدل ایجاد کنند کمیت خواهد بود.
از اینرو شناسایی مدل ایجاد کننده طبیعت کمیت، برای تعیین پارامترهای مدل الزامی خواهد بود. در این نقشه ها سعی شده است یک دید کلی از پراکنش داده ها و سطوح عناصر غذایی اصلی و فرعی و همچنین برخی خصوصیات فیزیکو شیمیائی مهم نظیر اسیدیته، شوری، بافت و ... ارائه شود. با توجه به اطلاعات جمع آوری شده و نقشه های تهیه شده پیشنهاد می گردد که:
-1 توصیه های مناسب برای کود های پر مصرف، بویژه ازت، فسفر و پتاسیم بایستی با توجه به نقشه های پراکنش فسفر، پتاسیم، ماده آلی و بافت خاک در استان و بر مبنای آزمون خاک استوار گردد.
-2 با توجه به نقشه های موجود و پس از یک جمع بندی از وضعیت عناصر در خاک بایستی از مصرف زیاد و نامتعادل کود در خاک پرهیزگردد.
-3 برای افزایش و حفظ مواد آلی خاک توصیه می گردد که بقایای گیاهی بعد از برداشت محصول سوزانده نشود و از کود سبز وکودهای حیوانی و آلی به نحو مطلوب استفاده شود.
