ارزیابی شاخص‌های کیفیت خاک و ارتباط آن با عملکرد برنج در شالیزار‌های مرکزی استان گیلان

Abstract

سابقه و هدف: ارزیابی کیفیت خاک و ایجاد تعادل بین میزان تولید محصول و بهبود کیفیت منابع طبیعی یکی از مسائل مورد توجه در مدیریت پایدار خاک‌ها به‌منظور تولید بهینه کشاورزی و حفظ منابع طبیعی است. در عرصه‌های کشاورزی آگاهی از عوامل مؤثر بر کیفیت خاک برای مدیریت بهینه و رسیدن به حداکثر بهره‌وری اقتصادی، امری ضروری است. در این راستا به‌منظور دستیابی به مدیریت پایدار خاک و پیش‌بینی خطرات تخریب خاک، تعیین روشی مناسب برای ارزیابی کیفیت خاک نیز دارای اهمیت می‌باشد. اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﺑﺎ ﻫﺪف ارزیابی کیفیت خاک اراضی شالیزاری، تعیین حداقل ویژگی‌های مؤثر بر کیفیت خاک و بررسی تأثیر شاخص‌های کیفیت خاک به‌دست آمده با استفاده از روش‌های مختلف بر عملکرد برنج، در اراضی شالیزاری منطقه پیربازار استان گیلان انجام گرفت.مواد و روش‌ها: بر اساس متوسط عملکرد سالیانه برنج، دو دسته اراضی شامل شالیزارهای با عملکرد پایین (t ha-1 6/4>) و عملکرد بالا (t ha-1 6/4≤) در منطقه مورد مطالعه انتخاب شدند. جمعاً 60 نمونه خاک مرکب از عمق صفر تا 30 سانتی‌متر و محصول برنج در پلاتی به وسعت 1 متر مربع به مرکزیت محل‌های نمونه‌برداری خاک برداشت شد. در این پژوهش با استفاده از روش تجزیه به مؤلفه‌های اصلی (PCA)، از میان 20 ویژگی فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک به‌عنوان ویژگی‌های مؤثر بر کیفیت خاک (TDS)، 5 ویژگی به‌عنوان حداقل ویژگی‌های مؤثر بر کیفیت خاکMDS) ) انتخاب گردید. سپس کیفیت خاک شالیزارهای با عملکرد پایین و بالا با استفاده از دو مدل شاخص تجمعی ساده (IQISA) و شاخص تجمعی وزن‌دار (IQIWA) و هر کدام در دو مجموعه ویژگی‌های خاک TDS و MDS ارزیابی شد.یافته‌ها: نتایج نشان داد که 5 ویژگی کربن‌ آلی، نیتروژن کل، پتاسیم قابل استفاده، درصد رس و فعالیت آنزیم اوره‌آز به‌عنوان مجموعه ویژگی‌های MDS، می‌تواند 67 درصد تغییرات کیفیت خاک‌ها را توصیف نماید. ارزیابی کیفیت خاک اراضی شالیزاری نشان داد زمانی‌که شاخص تجمعی ساده و وزن‌دار کیفیت خاک با استفاده از مجموعه MDS تعیین می‌شوند، اختلاف معنی‌داری بین شاخص کیفیت خاک شالیزارهای با عملکرد پایین و بالا مشاهده می‌شود؛ به‌طوری‌که شالیزارهای با عملکرد بالا از میانگین IQISA-MDS و IQIWA-MDS بالاتری (به‌ترتیب 84/0 و 89/0) نسبت به شالیزارهای با عملکرد پایین (به‌ترتیب 78/0 و 80/0) برخوردار هستند. همچنین بیشترین مقادیر همبستگی شاخص کیفیت خاک با عملکرد برنج برای شاخص‌های IQIWA-MDS و IQISA-MDS (54/0-44/0=R2) در هر دو سطع عملکرد به‌دست آمد. نتیجه‌گیری: اختلاف معنی‌دار بین شاخص‌های کیفیت خاک شالیزارهای با دو سطح عملکرد که از مجموعه MDS استفاده کرده‌اند، نشان می‌دهد که مجموعه MDS به شکل مؤثرتری اختلاف کیفیت خاک شالیزارهای با بهره‌وری متفاوت را نشان می‌دهد. همبستگی معنی‌دار شاخص‌های IQISA-MDS و IQIWA-MDS با عملکرد برنج بیانگر این است که انتخاب تعداد محدودتری از ویژگی‌های خاک به‌عنوان MDS به درستی انجام شده و توانسته وضعیت خاک برای تولید برنج را به خوبی ارزیابی نماید. بنابراین با استفاده از مجموعه MDS علاوه بر کاهش هزینه و صرفه‌جویی در وقت، می‌توان با اطمینان قابل قبولی شاخص‌های کیفیت خاک اراضی شالیزاری منطقه مورد مطالعه را تعیین کرد.

Keywords

• حداقل ویژگی‌های مؤثر بر کیفیت خاک
• شاخص تجمعی کیفیت خاک
• شاخص تجمعی وزن‌دار کیفیت خاک
• تجزیه به مؤلفه‌های اصلی