پهنه بندی عناصر غذایی پر مصرف در خاک و برگ درختان باغ های پرتقال با استفاده از مدل گاوسی (مطالعه موردی شهرستان دزفول)

تهیه نقشه حاصلخیزی اراضی دارای اهمیت ویژه ای از نظر، تعیین مناطقی که نیاز به مواد غذایی خاصی دارند، بهینه کردن مصرف کودهای کشاورزی و تسهیل در مدیریت بهینه تغذیه خاک و گیاه، دارد. تغییرات مکانی در عناصر غذایی خاک و گیاه امری معمول است، ولی شناخت این تغییرات به ویژه در اراضی کشاورزی جهت برنامه ریزی دقیق و مدیریت، امری ضروری است. این تحقیق با هدف پهنه بندی الگوی توزیع مکانی عناصر غذایی نیتروژن، فسفر، پتاسیم، گوگرد، کلسیم و منیزیم در خاک و برگ درختان باغ های پرتقال دزفول با استفاده از مدل گاوسی و سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) انجام شد. 

روش پژوهش:

 در محدوده باغ های پرتقال شهرستان دزفول با مساحت 3200 هکتار تعداد 130 نقطه جهت نمونه برداری روی نقشه مشخص شدند. برای تعیین محل نمونه برداری، فاکتورهایی نظیر خاک، کشت و سیستم آبیاری، شیب، پستی و بلندی، نحوه رشد درختان پرتقال در نظر قرار گرفته شد. پس از نمونه برداری خاک (عمق 0-60 سانتی متری) و گیاه، نمونه ها به آزمایشگاه انتقال یافت و غلظت عناصر غذایی پرمصرف اندازه گیری شد. پس از آنالیزهای آماری اولیه روی داده ها، سطح همبستگی متغیرهای سنجش شده در خاک و برگ درختان پرتقال از طریق آزمون همبستگی پیرسون محاسبه شد. با استفاده از نرم افزار R موقعیت مکانی نقاط نمونه برداری در مدل گاوسین شبیه سازی گردید. میان یابی با استفاده از روش های کریجینگ ساده و کرنل صورت گرفت. تحلیل حساسیت مدل به ازاء تغییرات اعمال شده در مقادیر مبنا برای اجرای الگوریتم نیز بر اساس جایگزینی مقادیر مورد نظر از توابع پسین صورت گرفت.

بررسی شاخص های پراکندگی نشان داد بیشترین ضریب تغییرات در خاک مربوط به عنصر فسفر و در نمونه های برگ مربوط به عنصر ازت است. نتایج نشان داد مقدار مجذور میانگین مربعات خطا برای عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم و گوگرد در کریجینگ ساده در خاک به ترتیب 171/0، 152/0، 132/0 و 153/0 و در روش کرنل 212/0، 152/0، 229/0 و 166/0 و برای نمونه های برگ درختان پرتقال در کریجینگ ساده به ترتیب 121/0، 188/0، 116/0 و 131/0 و در روش کرنل 184/0، 206/0، 172/0 و 229/0 محاسبه گردید. نتایج الگوی توزیع مکانی هر کدام از عناصر اندازه گیری شده در خاک و برگ درختان پرتقال نشان داد کمترین مقدار ازت در جنوب منطقه است (42/0 تا 33/1 میلی گرم بر کیلوگرم) و الگوی توزیع آن شبیه توزیع در برگ درختان پرتقال (09/1 تا 29/1 میلی گرم بر کیلوگرم) است. منیزیم در شمال و قسمتی از جنوب کمترین مقدار (11/3 تا 57/4 میلی گرم بر کیلوگرم) و گوگرد در بیشتر خاک منطقه بین 31/21 تا 25/26 میلی گرم بر کیلوگرم است.

در بررسی کارایی مدل آماری گاوسین در پراکنش عناصر غذایی در خاک و برگ درختان پرتقال باغ های شهرستان دزفول، نتایج نشان داد ضریب همبستگی خطی پیرسون محاسبه شده، بیشترین همبستگی بین کلسیم و پتاسیم همچنین منیزیم و کلسیم در خاک وجود دارد ولی در برگ درختان پرتقال همبستگی خطی بین هیچ کدام از عناصر غذایی وجود ندارد. در برآورد بهترین روش درون یابی عنصر کلسیم در خاک کمترین خطا در هر دو روش کرنل و کریجینگ ساده را داشت درحالی که در برگ گیاه، منیزیم در روش کرنل و پتاسیم در روش کریجینگ ساده خطای کمتری دارد. بالاترین خطا برای خاک و گیاه به ترتیب مربوط به پتاسیم و کلسیم در روش کرنل است.