چکیده:
پراکنش خصوصیات شیمیایی خاک و میزان تغییرات آنها، از عواملی هستند که در تولید پایدار، اهمیت ویژهای دارند. روشهای اندازهگیری این ویژگیها که عمدتا از طریق آزمون خاک امکانپذیر میباشد، آن هم در سطحی وسیع، بسیار وقتگیر و هزینهبر است. یکی از روشهایی که به منظور پایش وضعیت این ویژگیها و نیز کاهش هزینههای نمونهبرداری در سطح وسیع استفاده میشود، درونیابی است. درونیابی روشهای متعددی دارد که هر روش در شرایطی خاص دقت متفاوتی دارد. در این تحقیق دقت سه روش معمول درونیابی به منظور درونیابی برخی فاکتورهای شیمیایی خاکهای اراضی کشاورزی استان خوزستان بررسی شدهاند. متغیرهای مورد نظر در این تحقیق شامل نیتروژن کل (TN)، پتاسیم قابل جذب (AK)،فسفر قابل جذب (AP)، کربنات کلسیم (CaCO3)، درصد کربن آلی (OC)، هدایت الکتریکی (EC) و اسیدیته (pH) میباشند که در 270 نمونه خاک اندازهگیری شدند. روشهای میانیابی به کار رفته نیز شامل کریجینگ معمولی (OK)، میانگین متحرک وزندار (IDW) و توابع شعاعی (RBF) بوده است. برای انتخاب روش مناسب، از معیارهای آماری دقت (MAE)، انحراف (MBE) و مجذور میانگین خطا (RMSE) استفاده شد. بررسی نتایج واریوگرافی نشان داد که ساختار مکانی (نسبت همبستگی) فسفر (243/ 0) و پتاسیم (159/ 0) قابل جذب، قوی، نیتروژن کل ضعیف (خطای اندازهگیری 816/ 0) و بقیه پارامترها ساختار مکانی متوسطی داشتند. بر اساس نتایج این جدول میتوان روش کریجینگ معمولی با مدل نمایی را بهترین و دقیقترین روش (0715/ 0=MAE و 0890/ 0=RMSE و 0006/ 0-=MBE و 912/0=R2) برای درونیابی نیتروژن کل دانست. این در حالیاست که بهترین روش برای درونیابی کربن آلی، فسفر قابل جذب، پتاسیم قابل جذب، کربنات کلسیم، اسیدیته و هدایت الکتریکی خاک به ترتیب RBF، کرجینگ معمولی (با مدل کروی)، کرجینگ معمولی (با مدل کروی)، RBF، کرجینگ معمولی (با مدل نمایی) و RBF بوده است. نتایج نشان داد که روش IDW روش مناسبی برای درونیابی هیچکدام از پارامترها نبود. از نقشههای تهیه شده به وضوح میتوان عدم یکنواختی کوددهیها را مشاهده نمود به نحوی که میزان فسفر قابل جذب در بخشهای جنوبی منطقه مورد مطالعه بیشتر ولی میزان پتاسیم قابل جذب در بخشهای شمالی و مرکزی منطقه مورد مطالعه بیشتر بوده است. در حالی که در بخش شرقی و غربی منطقه مورد مطالعه و در جاهایی که میزان pH بالای 7/7 است، میزان کربنات کلسیم خاکها در بالاترین حد خود یعنی 46 الی 49 درصد میباشد. تهیه نقشههای با دقت مناسب بوسیله روشهای زمینآماری برای پارامترهایی که وابستگی مکانی خوبی دارند، روشی مناسب برای پایش و مدیریت اراضی در سطح کلان میباشد.
Soil chemical properties variability and value of their variability have specific importance in sustainable production. Measuring methods of these which usually possible with soil testing, in a large scale are so timing and cost consuming. One of methods which use for monitoring these properties and decrease the costs of sampling in large scale is interpolation. Interpolation has many methods and each one has a different accurate in various conditions. In current research three ordinary interpolation methods were used for interpolation some chemical properties of Khuzestan’s agricultural soils. These variables in this research were Total Nitrogen (TN), Absorbable Phosphorous (P), Absorbable Potassium (AK), Calcium Carbonate percent (CaCo3%), Organic Carbon percent (OC%), Electrical Conductivity (EC), and Soil Acidity (pH), which measured in 270 soil samples.
Due to the skewness and Kurtosis of these data, it was found they have not a normal distribution. In order to normalize the data, after deleting the outdated data, logarithm and Cox-box method were used.
The interpolation methods which used were kriging (OK), Radial Basic Functions (RBF), and Inverse Distance Weighted (IDW). Mean absolute error (MAE), mean bias error (MBE), and root mean square error (RMSE) were used for detecting the optimum method.
Examination of variographic results showed that the spatial structure (correlation ratio) of absorbable phosphorus (0.243) and absorbable potassium (0.159), strong, total nitrogen weak (measurement error 0.816) and the other parameters had a moderate spatial structure. Based on the results of this table, the ordinary kriging method with exponential model can be considered as the best and most accurate method (MAE = 0.01515, RMSE = 0.0890, MBE = 0.0006 and R2 = 0.912) for interpolation the total nitrogen.However, the best method for interpolation of organic carbon, absorbable phosphorus, absorbable potassium, calcium carbonate, acidity and electrical conductivity of soil are RBF, ordinary kriging (spherical model), ordinary kriging (spherical model), RBF, ordinary kriging (with exponential model) and RBF respectively.The results showed that the IDW method was not a suitable method for interpolating any of the parameters.
From the prepared maps, it can be clearly seen the non-uniformity of fertilization, amount of absorbable phosphorus in the southern parts of the study area is higher but amount of absorbable potassium in the northern and central parts of the study area has been more.While in the eastern and western part of the study area and in places where the pH is above 7.7, the amount of calcium carbonate in soils is at its highest level of 46 to 49 percent.
Preparing maps with appropriate accuracy by geostatistical methods for parameters that have good spatial dependence is a suitable method for monitoring and land management at the macro level.
خلاصه ماشینی:
متغیرهای مورد نظر در این تحقیق شامل نیتروژن کل (TN)، پتاسیم قابل جذب (AK)، فسفر قابل جذب (AP)، کربنات کلسیم (CaCO٣)، درصد کربن آلی (OC)، هدایت الکتریکی (EC) و اسیدیته (pH) میباشند که در ٢٧٠ نمونه خاک اندازه گیری شدند.
نتایج این تحقیق نشان داد که این روش میتواند برآورد خوبی از توزیع اندازه ذرات در تمامی انواع خاکهایی که نمونه های کمی در آن ها مورد آزمایش قرار گرفته ، داشته باشد لذا این مطالعه با هدف ارزیابی دقت سه روش زمین آماری کریجینگ معمولی ٥، وزندهی معکوس فاصله ٦ و توابع شعاعی ٧، به منظور تعیین توزیع مکانی و پهنه بندی برخی خصوصیات شیمیایی خاک در استان خوزستان انجام گردیده است .
بر اساس نتایج این جدول ، بهترین مدل های برازش شده برای نیتروژن کل ، درصد کربن آلی، فسفر قابل جذب ، پتاسیم قابل جذب ، درصد کربنات کلسیم و هدایت الکتریکی مدل کروی و برای اسیدیته خاک مدل گوسی بوده است .
این در حالیاست که بهترین روش برای درون یابی کربن آلی، فسفر قابل جذب ، پتاسیم قابل جذب ، کربنات کلسیم ، اسیدیته و هدایت الکتریکی خاک به ترتیب RBF، کرجینگ معمولی (با مدل کروی)، کرجینگ معمولی (با مدل کروی)، RBF، کرجینگ معمولی (با مدل نمایی) و RBF بوده است .
این در حالیاست که بهترین روش برای درون یابی کربن آلی، فسفر قابل جذب ، پتاسیم قابل جذب ، کربنات کلسیم ، اسیدیته و هدایت الکتریکی خاک به ترتیب RBF، کرجینگ معمولی (با مدل کروی)، کرجینگ معمولی (با مدل کروی)، RBF، کرجینگ معمولی (با مدل نمایی) و RBF بوده است .