60 ‌درصد عملکرد تولید محصول، به کیفیت خاک است/ بررسی خصوصیات اراضی، پیش‌بینی مقدار تولید محصول را میسر می‌کند

مونا شعبان

میزان آب قابل استفاده، میزان فسفر، پایداری خاکدانه و هدایت الکترونیکی بیشترین تأثیر را بر عملکرد خاک در تولید محصول دارند. همچنین برای دستیابی به عملکرد زیاد، علاوه‌ بر مدیریت کیفیت خاک باید دیگر عوامل موثر بر عملکرد محصول از قبیل آفات،‌ آبیاری، هرس و دیگر مسائل دخیل را به طور مناسب مدیریت کرد.

تحقیق حاضر از بین نمایه‌های زیستی مختلف در 24 باغ انار روستای طایقان استان قم نشان داده است که میزان آب قابل استفاده، میزان فسفر، پایداری خاکدانه (1) و هدایت الکترونیکی (2) بیشترین تأثیر را بر عملکرد خاک در تولید محصول را دارند.

"تعیین نمایه‌های کیفیت خاک در باغات انار استان قم و بررسی اثرات آن‌ها بر تولید محصول با استفاده از روش‌های آماری" عنوان پایان‌نامه مسعود ریگی لادز است که در رشته علوم مهندسی خاک (گرایش فیزیک و حفاظت خاک) مقطع کارشناسی ارشد در بهمن 1394 با راهنمایی دکتر منوچهر گرجی در پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران دفاع شده است.

این تحقیق با هدف شناخت مهمترین نمایه‌های کیفیت خاک در بخشی از باغات منطقه طایقان استان قم صورت گرفته است. برای این منظور از تعداد 24 باغ انار نمونه‌برداری انجام گرفته و از هر باغ تعداد سه نمونه از عمق10-0 سانتی‌متر برای تعیین خصوصیات زیستی خاک باغات استفاده شده است. درواقع برای انجام این تحقیق 24 باغ در منطقه مورد نظر براساس میزان عملکرد انتخاب شدند، بر این اساس تعدادی باغ با عملکرد کم (20-10 تن در هکتار)، تعدادی با عملکرد متوسط (20-30 تن در هکتار) و تعدادی با عملکرد زیاد (40-30 تن در هکتار) انتخاب شدند.

ریگی لادز در این تحقیق از روش تحلیل مولفه‌های اصلی برای کاهش حجم متغیرها و جلوگیری از اثر هم‌خطی بین متغیرهای مستقل در پیش‌بینی عملکرد محصول و همچنین به دست آوردن دسته حداقل داده‌ها استفاده کرده است که برای پیش‌بینی میزان عملکرد محصول از روی نمایه‌های خاک، مدل رگرسیونی چند متغیره با الگوریتم گام به گام، بکار رفته است. برای وزن‌دهی به خصوصیات خاک جهت کمی‌کردن شاخص کیفیت خاک از روش تحلیل عاملی براساس میزان واریانس مشترک هر متغیر استفاده شده است. نتیجه مدل رگرسیونی بر مبنای تحلیل مولفه‌های اصلی نشان داد که "حدود 75 درصد تغییرات عملکرد محصول از طریق تغییر در خصوصیات خاک قابل توجیه است. همچنین رابطه رگرسیونی بین عملکرد با شاخص تجمعی کیفیت خاک نشان داده است که این شاخص 60‌درصد تغییرات عملکرد را توجیه می‌کند. از بین نمایه‌های مختلف، نمایه‌های زیستی، میزان آب قابل استفاده، میزان فسفر، پایداری خاکدانه و هدایت الکترونیکی بیشترین تأثیر را بر عملکرد داشته‌اند. نتایج کلی این مطالعه نشان داده است که برای دستیابی به عملکرد زیاد، علاوه‌ بر مدیریت کیفیت خاک باید دیگر عوامل موثر بر عملکرد محصول از قبیل آفات،‌ آبیاری، هرس و دیگر مسائل دخیل را به طور مناسب مدیریت کرد."

ریگی لادز در گزارش این تحقیق اشاره کرده است که "مطالعه نمایه‌های کیفیت خاک در اراضی کشاورزی و بررسی ارتباط هر یک از نمایه‌ها با میزان عملکرد محصول به ارزیابی میزان تخریب یا اصلاح و نعیین نوع فعالیت‌های مدیریتی جهت کاربری پایدار خاک منجر می‌شود. تولید پایدار در سامانه‌های کشاورزی نیازمند ارزیابی کیفیت خاک و حفظ آن در سطح مناسب است. کیفیت خاک که شامل ویژگی‌های مختلف خاک است و لازم است به جنبه‌های زیستی، شیمیایی و فیزیکی خاک به طور همزمان توجه شود."

همچنین در ادامه آمده است: "خاک یکی از مهم‌ترین اجزاء زیست بوم و محیطی مناسب برای ذخیره غذایی، انجام فرآیندها و فعالیت‌های زیستی، فیزیکی و شیمیایی است. خاک یک پالایشگر طبیعت با قابلیت نگه‌داری و انتقال آلاینده‌ها و کاهش اثرات مضر آن‌ها است. مطالعه کیفیت خاک یکی از روش‌های مهم ارزیابی قابلیت کشاورزی و منابع طبیعی است. کیفیت خاک می‌تواند منعکس‌کننده اثرات مدیریت اعمال شده بر آن باشد. برای افزایش درک ما از فرآیندهای خاک، استفاده بهینه از نیروی انسانی، انرژی و سایر نهادها جهت ایجاد کشاورزی پایدار و توسعه آن برای تامین تقاضاهای جهانی معرفی شده است.در حقیقت ارزیابی کیفیت خاک و تغییرات آن با زمان و سامانه‌های تولید زراعی موجب دستیابی به عملکرد مطلوب، حفظ کیفیت آب و محیط زیست می‌شود."

او با تاکید بر این موضوع که کیفیت خاک عامل مهمی در کشاورزی پایدار است، می‌نویسد: "ارزیابی کیفیت خاک باید بتواند اطلاعاتی راجع به مدیریت و تصمیم‌گیری ارائه نماید. کیفیت خاک برای ارزیابی میزان تخریب اراضی یا اصلاح و تعیین نوع فعالیت‌های مدیریتی جهت کاربری پایدار خاک مهم است و آن را می‌توان از 2بعد کیفیت مورد مطالعه قرار داد. یکی از کیفیت‌ ذاتی و دیگری کیفیت پویای خاک در بعد اخیر بیانگر وضعیت سلامت خاک است (3) ."

ریگی لادز اضافه می‌کند: "محاسبه شاخص کیفیت خاک، هسته‌ اصلی ارزیابی آن است که معمولا برمبنای ارزیابی تجمعی نمایه‌های کیفیت و وزن‌های آن‌ها انجام می‌شود (4) . به دلیل عملکرد و وظایف متفاوت و پیچیده خاک، ارزیابی کیفیت آن به صورت مستقیم امکان‌پذیر نیست، اما از طریق خصوصیات قابل اندازه‌گیری و نمایه‌ها، می‌توان کیفیت یک خاک را ارزیابی کرد. به طور کلی نمایه‌های کیفیت خاک به دلیل استفاده آسان، انعطاف‌پذیری و کمی‌ بودن آن‌ها از متداول‌ترین روش‌های ارزیابی کیفیت خاک است. در برخی از تحقیقات به دلایل مختلف با حجم زیادی از متغیرها روبرو هستیم برای تحلیل دقیق‌تر و رسیدن به نتایج علمی‌تر و در عین‌حال عملیاتی‌تر، پژوهشگر به دنبال کاهش حجم متغیرها (حذف متغیرهای اضافی) و ایجاد ساختار جدید (شناسایی و بررسی روابط پنهان بین متغیرها) برای آن‌ها است و به این منظور از روش تحلیل مولفه‌های اصلی استفاده می‌کند."

ریگی ضمن اشاره به اهمیت انجام این تحقیق می‌گوید: "بررسی رابطه بین عملکرد محصول و خصوصیات خاک برای شناسایی و تشخیص علل اساسی تغییرپذیری عملکرد و اجرای مدیریت صحیح مزارع مفید است. مدیریت مناسب مزرعه مستلزم شناخت تغییرپذیری خاک در جهت مصرف بهینه نهادها است (5) . شناسایی عوامل خاکی به عنوان مبنای تصمیم‌های مدیریتی اغلب به دلیل اثرات متقابلی که بین آن‌ها وجود دارد و عملکرد محصول را تحت تأثیرقرار می‌دهد، فرآیند پیچیده‌ای است. برای تأثیر بهتر برنامه‌های مدیریت زراعی، باید تغییرپذیری خاک و ویژگی‌های خاکی محدودکننده عملکرد را مدنظر قرار داد. همچنین در راستای برنامه‌ریزی استفاده از اراضی و آمایش سرزمین، نیاز به روش‌های کمی در ارزایابی اراضی احساس می‌شود. در ارزیابی اراضی، مدل‌های آماری روشهای تجربی نیرومندی هستند که با استفاده از خصوصیات اراضی، پیش‌بینی تولید محصول از طریق آن‌ها میسر می‌شود. ایده اصلی در این مدل‌‌ها بر این مبناست که بین خصوصیات اراضی و تولید محصول ارتباطی وجود دارد که با آن می‌ توان مقدار تولید را برآورد کرد."

او دلیل استفاده از باغ‌های انار به عنوان موضوع مورد تحقیق مطرح می‌کند که "انار به دلیل تولید منطقه‌ای در خاورمیانه و رواج نداشتن کشت و کار تجاری آن در کشورهای غربی، در مراکز پژوهشی سایر کشورها کمتر مورد توجه قرار گرفته است. به همین دلیل پژوهش، روی موضوعات مختلف این محصول به خصوص در مورد مسایل مربوط به کیفیت خاک آن کمتر انجام شده است، در حالی‌که پژوهش در این موارد از ارکان اصلی مدیریت صحیح باغ‌های انار به حساب نمی‌آید. انار یکی از محصولات مهم صادراتی کشور محسوب می‌شود و برای تولید پایدار این محصول، شناسایی عوامل موثر بر رشد آن ضروری است. تحقیق حاضر با هدف شناخت شاخص‌های کیفیت خاک و تأثیر آن بر عملکرد در باغات انار انجام شد. چراکه ارزیابی جامع کیفیت اراضی زراعی و باغی به دست‌یابی به کشاورزی پایدار کمک می‌کند. لذا ارائه روش‌های مناسب ارزیابی کیفیت خاک برای بهبود راهکارهای مدیریتی و عملیات کشاورزی امری ضروری است."

همچنین این پایان نامه در آخر بیان می‌کند که "برای مطالعه بهتر و دقیق‌تر تأثیر نمایه‌های کیفیت خاک پیشنهاد می‌شود در مطالعات بعدی به جای استفاده از عملکرد کمی باغات، از عملکرد درختان مشخص و با مدیریت یکسان،‌ به صورت تعداد و وزن میوه‌های هر درخت استفاده گردد چراکه در این صورت علاوه بر این‌که عملکرد کمی قابل اطمینان‌تری بدست می‌آید، می‌توان کیفیت محصول تولید شده را هم بررسی کرد. هم چنین در این صورت مشخصاتی مانند سن، درخت،‌واریته و دیگر عوامل غیرخاکی موثر بر عملکرد بهتر قابل کنترل است."/

پی‌نوشت و منابع:

1- منظور از پایداری خاک این است که زمان بهره‌برداری از خاک کمترین تخریب صورت بگیرد.

2- منظور از هدایت الکترونیکی،‌ معیاری است که شوری و املاح خاک را تعیین می‌کند.

3- Karlen, D.L., Mausbachm, M.J., Doran, G.E., Cliene, R.G., Harris, R.F. and Schuman, G.E. (1997). Soil quality: a concept, definition, and framework for evaluation (a guest editorial). Soil Science Society of America Journal.61(1), pp.4-10

4- Sun, B., Zhou, S. and Zhao, Q. .(2003). Evaluation of Spatial and Temporal Changes of Soil Quality Based on Geostatistical Analysis in the Hill Region of Subtropical China. Geoderma, 115(1, pp.85-99)

5- Shukla, M.K., R. Lal, and M. Ebinger. (2006). Deterring soil quality indicators by factor analysis. Soil Till. Res., 87: 194-204