تغییرپذیری مکانی ویژگی‌های خاک در یک واحد نقشه تناسب کیفی (مطالعه موردی: کشت سویا در منطقه آستانه، استان گیلان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه علوم خاک دانشگاه گیلان

2 استادیار گروه علوم خاک دانشگاه گیلان

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: نقشه‌های خاک، منبع معمول و رایج اطلاعات خاک برای ارزیابی تناسب اراضی هستند و تهیه آنها، همواره از مهم‌ترین بخش‌های مطالعات خاک محسوب می‌شود. در واقع، نقشه‌برداری خاک در مدیریت اراضی تأثیر به‌سزایی دارد، زیرا به‌عنوان منبع داده‌هایی از خاک محسوب می‌شود که به‌منظور تصمیم‌گیری در مورد تناسب اراضی برای اهداف مختلف، مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین، دقت نقشه‌هایی که برای توصیه کشت محصول استفاده می‌شوند، به دقت نقشه خاک بستگی دارد .از آنجا که خاک، یک سیستم پیچیده است و عوامل مؤثر بر تغییر و تحولات آن به خوبی قابل شناسایی نیستند، بنابراین تهیه نقشه‌هایی از خاک، که توانایی نمایش پراکنش و تغییرات خاک را داشته باشند، یکی از دغدغه‌های اصلی خاکشناسان می‌باشد. پژوهش حاضر به‌منظور ارزیابی کیفی تناسب بخشی از اراضی منطقه آستانه استان گیلان برای کشت آبی سویا و بررسی میزان تغییرپذیری مکانی ویژگی‌های خاک، در یکی از واحدهای نقشه تناسب کیفی به‌دست آمده در منطقه مطالعاتی انجام شد.
مواد و روش‌ها: به‌منظور ارزیابی کیفی تناسب اراضی منطقه مورد مطالعه، 24 خاک‌رخ حفر گردید. پس از تعیین خاک‌رخ‌های شاهد، انجام آزمایش‌های لازم و رده‌بندی خاک‌ها، ارزیابی تناسب کیفی واحدهای اراضی بر اساس نتایج خاک‌رخ‌ شاهد مربوط به هر واحد، به روش پارامتریک انجام شد. در مرحلة بعد، به‌منظور آگاهی از چگونگی تغییرپذیری مکانی ویژگی‌های خاک،‌ در یکی از واحدهای نقشه تناسب کیفی به‌دست آمده، 76 نمونه خاک سطحی (صفر تا 30 سانتی‌متر) برداشت شد. نمونه‌برداری در قالب الگوی نمونه‌برداری شبکه‌ای منظم، در پلاتی به ابعاد 80×380 متر و با فواصل 20×20 متر انجام پذیرفت. پس از اندازه‌گیری ویژگی‌های خاک شامل درصد رس، سیلت، شن، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل، pH و قابلیت هدایت الکتریکی خاک، پهنه‌بندی متغیرهای مورد مطالعه با استفاده از روش کریجینگ معمولی صورت گرفت.
یافته‌ها: نتایج ارزیابی تناسب کیفی نشان داد که منطقه مورد مطالعه برای کشت سویا، تناسب متوسط (S2) و بحرانی (S3) دارد و محدودیت اصلی برای کشت این محصول، وضعیت زهکشی منطقه می‌باشد. توصیف آماری ویژگی‌های خاکی مطالعه شده در واحد اراضی با کلاس تناسب کیفی S3 نشان داد که از بین ویژگی‌های مورد بررسی، pH با 03/1 درصد و قابلیت هدایت الکتریکی خاک با 35/24 درصد به ترتیب دارای کم‌ترین و بیش‌ترین ضریب تغییرات هستند. تحلیل تغییرنماها حاکی از آن بود که تمامی متغیرها دارای ساختار مکانی هستند؛ به‌طوری‌که دامنه تاثیر تغییرنماها از 1/22 متر برای pH تا 120 متر برای قابلیت هدایت الکتریکی خاک در نوسان بود. نقشه‌های کریجینگ نشان می‌دهند که ویژگی‌های خاک در منطقه مورد مطالعه الگوی تصادفی نداشته و دارای پراکنش مکانی می‌باشند. از آن‌جا که نقشه‌های کریجینگ، مربوط به واحد اراضی با کلاس تناسب کیفی S3w می‌باشد، بیانگر آن است که تعمیم کلاس تناسب خاک‌رخ شاهد، به کل واحد نقشه و یکنواخت فرض کردن ویژگی‌های خاک در واحدهای نقشه‌های تناسب کیفی، دور از واقعیت و گمراه کننده است.
نتیجه‌گیری: الگو و پراکنش مکانی ویژگی‌های خاک می‌تواند حتی در یک مزرعه و تحت مدیریت یک زارع نیز متفاوت باشد. استفاده از واحدهای نقشة خاک به‌عنوان واحدهای نقشه تناسب اراضی به‌دلیل تعمیم نتایج خاک‌رخ شاهد به کل واحد خوش‌بینانه است و استفاده از این چنین نقشه‌ای به‌منظور برنامه‌ریزی استفاده از اراضی، واقعیت این واحدها را نشان نداده و از قابلیت اعتماد کافی برخوردار نیست. با این وجود استفاده از اطلاعات سایر خاک‌رخ‌ها علاوه بر خاک‌رخ شاهد و بکارگیری علم زمین آمار می‌تواند دقت و کیفیت نقشه‌های تناسب اراضی را ارتقا دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Spatial variability of soil properties in a qualitative suitability map unit (A case study: soybean cultivation in Astaneh area, Guilan province)

نویسنده [English]

  • Nafiseh Yaghmaeian Mahabadi 2
2 aAssistant Professor. Soil SCi. Dept.University of Guilan
چکیده [English]

Abstract
Background and objectives: Soil maps are a common source of soil information for land suitability evaluation. Thus, soil mapping is one of the most important steps in soil studies. Indeed, soil mapping has a significant effect in land management because that used as a source of soil data for decision making in land suitability for different purposes. Therefore, the accuracy of the source maps used for crop recommendations is due to the accuracy of soil maps. Soil is a complex system and effective factors on its changes are not identified properly. So preparation of soil maps can show the soils variability, is one of the main apprehension of soil scientists. The objective of this study was to qualitative land suitability evaluation for soybean in Astaneh area, Guilan province and investigate the soil properties’ spatial variability in one of the qualitative land suitability map in study area.
Materials and methods: In order to qualitative land suitability evaluation 24 pedons were excavated. Then, representative pedons were chosen and soil samples were taken from the genetic horizons to determine soil classification. Qualitative land suitability maps were obtained according to representative pedon analysis using parametric method. Next to know the spatial variability of soil properties, 76 surface soil samples (0-30 cm) were taken from a regular grid of 20 × 20 m in a 80 × 380m plot. Ordinary kriged maps were achieved for studied soil attributes such as percent of clay, silt, sand, organic matter, equivalent calcium carbonate, pH and EC after physico-chemical analyses.
Results: The results of qualitative land suitability evaluation showed that the study area is moderately and marginally suitable (S2, S3) and soil drainage is the main constraint for soybean production. Statistical results in land unit with marginal suitability class (S3) showed that the highest and lowest CV was related to EC (24.35%) and pH (1.03%) respectively. Variography showed that a good spatial structure for studied variables. The ranges of spatial dependence showed a variation from 22.1 m for pH up to 120 m for EC. Kriged maps demonstrated that soil properties did not have a random pattern but had a spatial distribution. Considering the kriged maps were generated for land unit with marginal suitability class (S3w), it can be stated that expansion of representative pedon suitability class to all unit area and assumption of uniformity soil attributes in suitability map units may lead to not credible results.
Conclusion: Soil properties’ spatial variability pattern can be different in a farm managed by a farmer. Generalization of representative pedon analyses to all unit area, the use of soil map units as land suitability units may lead to unsatisfactory results. This indicates that these land suitability maps have not enough credibility for land use planning. Using information of all pedons as well as representative pedons in land units and combining the information of suitability maps with geostatistical data can be a choice way to improve the accuracy and quality of land suitability maps.
Keywords: Qualitative land suitability evaluation, Variogram, Kriging, Soil mapping

کلیدواژه‌ها [English]

  • Qualitative land suitability evaluation
  • Variogram
  • Kriging
  • Soil mapping
1.Afshar, H., Salehi, M.H., Mohammadi, J., and Mehnatkesh. A. 2009. Spatial variability
of soil properties and irrigated wheat yield in a quantitative suitability map, a case study:
Shahr-e-Kian area, Chaharmahal va-Bakhtiari province. J. Water Soil. 23: 1. 161-172.
(In Persian)
2.Barba, J., Yuste, C.J., Martinez-Vilalta, J., Poyatos, R., and Lloret, F. 2011. Spatial variability
of soil respiration in a heterogeneous and ecotonal Mediterranean forest in NE Iberian
Peninsula. Proc. 5th Eur. Geosci. Union General, Assembly, 3-8 April, Vienna, Austria.
3.Geypens, M., Vanongeval, L., Vogels, N., and Meykens, J. 1999. Spatial variability of
agricultural soil fertility parameters in a Gleyic Podzol of Belgium. Precis. Agric. 1: 319-326.
4.Jin, J., and Jiang, C. 2002. Spatial variability of soil nutrients and site specific nutrient
management in the P.R. China. Comput. Electron. Agric. 36: 165-172.
5.Karlen, D.L., Sadler, E.J., and Busschaer, W.J. 1990. Crop yield variation associated with
coastal plain soil map units. Soil Sci. Soc. Am. J. 54: 859-865.
6.Keshavarzi, A., Sarmadian, F., and Abbasi, A. 2011. Spatially-based model of land suitability
analysis using Block Kriging. Aust. J. Crop. Sci. 5: 12. 1533-1541.
7.Lopez-Granados, F., Jurado-Exposito, M., Atenciano, S., Garoa, A., Sanchez, M., and Garcia,
L. 2002. Spatial variability of agricultural soil parameters in Southern Spain. Plant Soil.
246: 97-105.
8.Niekerk, A.V. 2010. A comparison of land unit delineation techniques for land evaluation in
the Western Cape, South Africa. Land Use Policy. 27: 937-945.
9.Safari, Y., and Esfandiarpour Boroujeni, I. 2013. The effect of intra-unit variability of the
detailed soil map on the results of qualitative land suitability evaluation (a case study: main
irrigated crops in the Shahrekord plain). J. Sci. Technol. Agric. Natur. Resour. Water Soil
Sci. 17: 65. 101-111. (In Persian)
10.Salehi, M.H., and Khademi, H. 2008. Fundamentals of soil survey. Isfahan Technol. Univ.
Press. 210p. (In Persian)
11.Soil Survey Staff. 1996. Soil Survey Laboratory Methods Manual. Report No. 42, USDA,
NRCS, NCSS, USA.
12.Soil Survey Staff. 2014. Keys to Soil Taxonomy, 12th ed., NRCS, USDA, 358p.
13.Sys, C., Van Ranst, E., and Debaveye, J. 1991. Land Evaluation. Part I: Principles in land
evaluation and crop production calculations. Agricultural Publications No. 7. General
Administration for Development Cooperation Place, Brussels, Belgium, 274p.
14.Yemefack, M., Rossiter, D.G., and Njomgang, R. 2005. Multi-scale characterization of soil
variability within an agricultural landscape mosaic system in southern Cameroon. Geoderma.
125: 117-143.