Qualitative land Suitability Evaluation of Karkaj Research Station for Sugarbeet, Onion and Sufflower by Simple and Parametric Square Root Methods

ارزیابی کیفی تناسب اراضی ایستگاه تحقیقاتی کرکج برای چغندر قند، پیاز و گلرنگ با روش­های محدودیت ساده و پارامتریک ریشه دوم

ویدا منتخبی کلجاهی¹، علی­اصغر جعفرزاده²و فرزین شهبازی³

تاریخ دریافت: 27/01/90         تاریخ پذیرش:20/12/90

^{1 -} دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم خاک ،دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

^2- استاد گروه علوم خاک ،دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

^3-دانشیار گروه علوم خاک ،دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

^*مسئول مکاتبه: Email:  v.montakhabi@gmail.com

چکیده

این تحقیق در اراضی ایستگاه تحقیقاتی کرکج واقع در 12کیلومتری شرق تبریز جهت ارزیابی کیفی تناسب اراضی برای محصولات چغندر قند، پیاز و گلرنگ صورت گرفته است. اطلاعات خاکشناسی بر اساس مطالعه 11 پروفیل خاک در اراضی مذکور و داده­های اقلیمی از ایستگاه کلیماتولوژی خلعت­پوشان تهیه گردید. همه نیازهای زمین نما، خاک و اقلیمی چغندر قند، پیاز و گلرنگ از جداول ارائه شده توسط سایس و همکاران اقتباس و با استفاده از آنها کلاس تناسب کیفی برای محصولات ذکر شده به روش محدودیت ساده و ریشه دوم مشخص گردید. نتایج نشان داد که منطقه مورد مطالعه برای کشت پیاز و گلرنگ از نظر اقلیمی مناسب و برای چغندرقند دارای تناسب متوسط است. بنابراین تعیین کلاس نهائی تناسب تابع خاک، شرایط زمین، نوع کشت و کار و مدیریت تولید محصول مب­باشد. بر اساس سیستم محدودیت ساده تقریبا 9% اراضی دارای تناسب متوسط (S₂) و 91% اراضی با تناسب بحرانی (S₃) برای کشت چغندرهستند. در این منطقه به ترتیب 18% ، 45/45% ، 2/18 % و 35/18 %در کلاس­های S₂ ، S₃ ،N₁ (بالفعل نامتناسب ولی بالقوه متناسب) و N₂ (نامتناسب) برای پیاز قرار می­گیرند. همچنین در منطقه مطالعاتی 82% و 18% به ترتیب در کلاس­های S₃و N₂ برای گلرنگ اختصاص می­یابند. در روش ریشه دوم 45/45 % اراضی در کلاس S₃ و 55/54 % بقیه دارای کلاس N (نامناسب) برای چغندر بوده و برای کشت پیاز 18/18 % اراضی در کلاس S₂، 45/45% در کلاس S₃ و 37/36% در کلاس N، اما برای گلرنگ 45/45 % اراضی در کلاس S₃ و 55/54 % در کلاس N می­باشند. براساس نتایج حاصله اقلیم برای محصولات پیاز و گلرنگ با تناسب بالا (S₁) بوده و برای چغندرقند دارای تناسب متوسط (S₂) می­باشد. بعلاوه مهمترین محدویت­های خاک منطقه خصوصیات حاصلخیزی از جمله pH و مواد آلی می­باشد.

واژه­های کلیدی: تناسب کیفی، روشهای محدودیت ساده و پارامتریک ریشه­دوم، چغندرقند، پیاز و گلرنگ

Qualitative land Suitability Evaluation of  Karkaj Research Station for Sugarbeet, Onion and Sufflower by Simple and Parametric Square Root Methods

V Montakhabi Kalejahi¹, AA Jafarzadeh² and F Shahbazi³

Recieved:16 April 2011    Accepted: 11 March 2012

^1-M.Sc. Student, Dept. of Soil Sci., Univ. of Tabriz. Iran.

^2-Prof., Dept. of Soil Sci., Univ. of Tabriz. Iran.

^3-Assoc. Prof., Dept. of Soil Sci., Univ. of Tabriz. Iran.

^* Coresponding Author Email:  v.montakhabi@gmail.com

Abstract

In this research work qualitative land suitability evaluation was carried out for sugarbeet, onion and sufflower at Karkaj Research Station which is located at 12 kilometers distance from the East of Tabriz. Soil and climate data were collected from11 soil profiles at research farms and Khalat Poushan climatological Station, respectively. Sugar beet, onion and sufflower growth of landscape, soil and climate requirements were determined using Sys et al tables and qualitative suitability classification of this crops were done by simple limitation and parametric square root methods. The results showed that the study area climate was highly suitable for onion and sufflower and moderately suitable for sugarbeet.Therefore determination of final suitability classes depend on soil, land properties, cultivation and management. Based on simple limitation method moderately (S₂) and marginally (S₃) suitable areas are 9 and 91 % for sugarbeet respectively. In the area 18, 45.45, 18.2 and 18.35% are moderately (S₂), marginally (S₃), conditionally (N₁) and permanently (N₂) unsuitable for onion respectively. Also 82 and 18% of the study area are marginally suitable (S₃) and permanently unsuitable (N₂) for sufflower respectively. In square root parametric method, 45.45% of the area S₃ and the remain area (54.55%) are unsuitable (N) for sugarbeet and 18.2% of area S₂, 45.45% S₃ and 36.35% are N for onion, but 45.45% of area S₃ and 54.54% are N for sufflower. According to the obtained results climate is highly suitable for onion and sufflower and moderately suitable for sugarbeet. In addition, pH and %OC are also important limiting factors in the area.

Keywords: Onion, Qualitative land suitability evaluation, Simple limitation and parametric square root methods, Sufflower, Sugar beet.

مقدمه

کامیابی و هستی بشر به غذای تولید شده از خاک بستگی دارد و تقریبا همه غذای مردم دنیا که جمعیت آنها از 3/5 بیلیون نفردر سال 1990 به 5/8 بیلیون نفردر سال 2025 و 10 بیلیون نفر در سال2050 خواهد رسید بایستی از خاک تولید شود (بانگارت 1994). بنابراین حفظ و نگهداری محصول‌دهی خاک برای کشاورزی پایدار و رفع نمودن نیازهای غذایی اصلی جمعیت در حال افزایش ضروری است که این افزایش جمعیت عمدتا در کشورهای در حال توسعه و در مناطق قحطی‌زده قبلی یا حساس از نظر آب و هوایی اتفاق خواهد افتاد (بلک و همکاران 1994). مطالعات خاکشناسی به عنوان نمونه‌ای از مطالعات شناسایی منابع طبیعی، زمانی ثمر بخش خواهد بود که خاک و اقلیم تواما مورد مطالعه قرار گیرند و یا ارزیابی تناسب اراضی که تعیین کننده عکس‌العمل زمین در قبال بهره‌وری خاص می‌باشد انجام بگیرد. تناسب اراضی مناسب بودن نوع مشخصی از اراضی را برای کاربری معین تعیین می‌کند (سیدجلالی 1378). به بیان دیگر، هدف از مطالعات ارزیابی تناسب اراضی، استفاده بهینه و پایدار از اراضی با بررسی جنبه‌های فیزیکی، اجتماعی و اقتصادی آن اراضی است (خوش­زمان 1382). سازمان فائودر سال 1976 اقدام به تهیه چهارچوبی برای ارزیابی اراضی نمود و آن را در نشریه 32 (بی نام 1976) خود تدوین و منتشر ساخت. در روش فائو از خصوصیات و کیفیت‌های اراضی استفاده شده است که همانند میزان و مقدار بارندگی، درصد شیب و غیره که خود آنها عامل بوجود آمدن واحدهای مختلف اراضی می‌باشند قابل محاسبه هستند.

یانگ و گلداسمیت (1977) براساس راهنمای فائو ارزیابی اراضی را برای کشورهای در حال توسعه مورد بررسی و مطالعه قرار داده و یک مطالعه موردی را در کشور مالاوی انجام دادند. در این تحقیق واحدهای اراضی بر اساس نقشه­های زمین­شناسی، ارتفاع، شکل زمین، متوسط بارندگی، پوشش گیاهی و خاک از هم تفکیک و در مرحله بعد کیفیت­های اراضی را بر اساس استفاده­های اصلی تعریف و درجه­بندی گردید. سپس با تطبیق نیازهای نوع استفاده با کیفیت­های اراضی در واحدهای مختلف خاک، کلاس تناسب اراضی برای استفاده­های مختلف تعیین گردید.شهبازی و جعفرزاده (1383)، ارزیابی کیفی تناسب اراضی شرکت تعاونی تولید خوشه­مهربناب با هر سه روش محدودیت ساده، تعداد و میزان محدودیت­ها و پارامتریک بر روی گندم، جو، یونجه، پیاز، چغندرقند و ذرت انجام و نهایتا نتایج بررسی نشان دهنده دقت و کارایی بالای روش ریشه­دوم نسبت به بقیه روش­های مورد مطالعه بر اساس بررسی­های محلی از زارعین می­باشد. همچنین این کارایی و دقت در تحقیقات خوش­زمان (1382) برای ارزیابی کیفی تناسب اراضی منطقه کرکج در رابطه با محصولات گندم، سیب­زمینی، ذرت، گوجه­فرنگی، لوبیا، یونجه و کلزا گزارش شده است. در مطالعه دیگر جعفرزاده و همکاران (2008)، ارزیابی تناسب اراضی در ایستگاه تحقیقاتی بیلوردی برای گندم، جو، ذرت و آفتابگردان را با استفاده از روش­های مختلف فائو انجام دادند و نتایج حاصله نشان داد که اقلیم ،pH، مواد آلی، ذرات درشت­تر از شن، شوری و سدیمی به عنوان مهمترین فاکتورهای محدود کننده برای محصولات گندم، جو،ذرت و آفتابگردان هستند. هدف از این مطالعه، ارزیابی کیفی تناسب ایستگاه تحقیقاتی کرکج برای کشت چغندرقند، پیاز و گلرنگ با استفاده از روش­های مختلف فائو شامل محدودیت ساده و پارامتریک می‌باشد.

مواد وروش­ها

شرایط و ویژگی­های منطقه

منطقه مورد مطالعه با وسعتی در حدود 50 هکتار در 12 کیلومتری شرق تبریز در مسیر فعلی جاده تبریز- باسمنج قرار گرفته است. ارتفاع آن1360 متر از سطح دریای آزاد بوده و در °46 الی '30 و °46 طول شرقی و °38 الی '15 و°38 عرض شمالی قرار گرفته است. این منطقه عمدتا دارای توف­ها و خاکسترهای آتشفشانی است و به دوره پلیو-پلیوستوسن تعلق دارد. مکانیسم پیدایش آن به فعالیت­های آتشفشانی سهند متعلق بوده و در اوایل دوران چهارم به علت فعالیت­های شدید تکتونیکی و کوهزایی و پسروی آب دریا بتدریج از وسعت دریا در این منطقه کاسته شده است و آن به رسوبات آبرفتی دوران چهارم (دوره های پلیوسن-میوسن) تعلق دارد(خوش­زمان 1382). فیزیوگرافی منطقه مورد بحث با توجه به شیب های موجود عمدتا دشت­های آبرفتی است(خوش­زمان 1382). بر اساس اطلاعات اقلیمی ایستگاه کلیماتولوژی خلعت پوشان، منطقه کرکج دارای زمستان­های سرد و تابستانهای گرم است. اقلیم آن بر اساس فرمول دومارتین " نیمه خشک " تعیین شده و متوسط بارندگی این ناحیه 61/247 میلی­متر در سال است که بیشترین آن به میزان 45/48 میلی­متر در فروردین ماه و کمترین آن به میزان 52/2 میلی­متر در شهریور ماه رخ داده است. متوسط دمای سالانه 94/10 درجه سلسیوس و متوسط حداکثر و حداقل دما بترتیب 7/17 و 18/4 درجه سلسیوس میباشد. میانگین حدکثر مطلق دما 39/38 درجه در مرداد ماه و میانگین حداقل مطلق دما 08/17- در بهمن ماه اتفاق افتاده است (خوش­زمان 1382). بر اساس نقشه رژیم­های رطوبتی و حرارتی (بنایی 1377)، رژیم حرارتی و رطوبتی خاک به ترتیب مزیک (mesic) و زریک (xeric) می­باشد. لازم به توضیح است که در جدول 1 اطلاعات اقلیمی کرکج در سال­های 1369 تا 1388 گزارش شده است (خوش­زمان 1382).

نحوه انجام مطالعات ارزیابی

     بطور کلی ارزیابی کیفی تناسب اراضی شامل سه مرحله 1- جمع­آوری اطلاعات لازم درباره مشخصات اراضی، 2- تعیین نیازمندی­های نوع کاربری اراضی و 3- طبقه­بندی کیفی تناسب اراضی از طریق مقایسه مشخصات اراضی با نیازمندی­های نوع کاربری آنها می­باشد (سایس و همکاران 1991) که ذیلا بطور خلاصه به تشریح آنها خواهیم پرداخت.

جمع­آوری اطلاعات لازم درباره مشخصات اراضی

     در این مرحله مشخصات واحدهای اراضی که ظرفیت تولید و نوع کاربری را تحت تاثیر قرار می­دهند تعیین می­شوند. مشخصات خاک و زمین نمای موثر بر نوع کاربری (پستی و بلندی، خیسی خاک، مشخصات فیزیکی خاک، خواص مربوط به حاصلخیزی) از طریق مطالعات صحرایی در منطقه مورد نظر و تجزیه­های فیزیک وشیمیایی انجام شده در آزمایشگاه، اندازه­گیری و محاسبه شدند. به علاوه مطالعه مشخصات اقلیمی (درجه حرارت، تابش نور خورشید، میزان بارندگی، رطوبت نسبی و طول و عرض جغرافیایی ایستگاه هواشناسی) که شامل انتخاب خواص اقلیمی موثر بر رفتار نوع کاربری اراضی مورد نظر می­باشد به طور جداگانه صورت می‌گیرد (سایس و همکاران 1991). همچنین جدول محدوده زمانی مراحل رشد گیاهان مورد مطالعه بر اساس عرف محلی تهیه گردید (جدول 2).

جدول 2- متوسط محدوده زمانی تهیه زمین و مراحل رشد محصولات مختلف برای منطقه کرکج

تعیین نیازمندی­های نوع کاربری اراضی

نیازمندی­ها به مجموعه­ای از کیفیت­های اراضی گفته می­شود که در تولید و مدیریت نوع استفاده از اراضی تعیین کننده است. این مرحله شامل مطالعه نیازمندی­های اقلیمی، زمین­نما و خاک برای نوع کاربری اراضی مورد نظر می­باشد که بطور جداگانه برای اقلیم از یک طرف و برای زمین­نما و خاک از سوی دیگر صورت می­گیرد. برای این منظور از جداول ارائه شده توسط سایس و همکاران (1991) استفاده گردیده است.

ارزیابی کیفی تناسب اراضی

در این مرحله با توجه به مشخصات اراضی مورد مطالعه یا در نظر گرفتن نیازهای نوع کاربری، کلاس تناسب کیفی اراضی برای آن نوع استفاده بر اساس روش محدودیت ساده و روش پارامتریک تعیین می­شود (بی­نام1983، اسی1993، سایس و همکاران 1991) که به شرح روش‎های مذکور می­پردازیم :

روش محدودیت حداکثر و یا ساده

در این روش محدود کننده­ترین مشخصه زمین برای رشد نبات مورد نظر، تعیین کننده کلاس خواهد بود. در ابتدا مشخصات اقلیمی منطقه مورد مطالعه با نیازهای اقلیمی محصول مورد نظر مقایسه می­شود تا اینکه کلاس زمین وابسته به هر کدام از متغیرهای اقلیمی بدست آید. پایین­ترین کلاسی که به این طریق بدست می­آید، به عنوان کلاس حاصله از اثر اقلیم در محصول مورد نظر می­باشد. به همین ترتیب متغیرهای مربوط به پستی و بلندی و خاک نیز کلاس دیگری را برای آن محصول بوجود می­آورد. از بین این دو، کلاس نهایی حاصله کلاسی است که با محدودیت زیاد و پایین­تر می­باشد.

روش پارامتریک

پس از مشخص نمودن شاخص اقلیمی بر اساس اطلاعات محلی و جداول نیازها ، درجه اقلیمی مربوطه را در صورتیکه بین 5/92- 25 باشد از فرمول I×9/0+67/16 و اگر کمتر از 25 باشد از فرمول I×6/1 محاسبه می­کنند. همچنین در این روش ابتدا یک درجه­بندی کمی بین صفر و 100 به هر مشخصه داده می­شود (سایس و همکاران 1991). سپس بر مبنای آن شاخص اراضی از طریق ریشه­دوم با بکارگیری روابط زیر تعیین گردید.

I = R_min× √ A/100 × B/100 × ….            

R_min= درجه حداقل

A, B, C... = درجات اختصاص داده شده به مشخصه­های مختلف

قابل ذکر است که این روش اولین بار توسط خیدیر (1986) بکار گرفته شده است.

نتایج و بحث

بعد از آنالیز خاک­ها (جدول3) با استناد به مشخصات پروفیل­های شاهد، نقشه خاک منطقه بر اساس روش ژئوپدولوژی به عنوان نقشه عمومی تهیه گردید ومرزبندی کلاس­های تناسب اراضی بر پایه مرز بین واحدهای نقشه خاک انجام گرفت (شکل 1). اطلاعات مربوط به اقلیم، زمین­نما و خاک جهت ارزیابی تناسب اراضی بر اساس روش­های محدودیت ساده و پارامتریک ریشه دوم بررسی شدند که بر اساس ارزیابی داده های اقلیمی (جدول 4) در روش ریشه دوم FAO هیچ محدودیتی برای محصولات مطالعه شده مشاهده نگردید. ولی در محدودیت ساده اقلیم برای چغندر قند دارای تناسب متوسط (S₂) می­باشد همچنین بر مبنای اطلاعات مذکور نقشه­های تناسب کیفی اراضی منطقه برای چغندرقند، پیاز و گلرنگ به روش پارامتریک ریشه دوم تهیه گردید (شکل­های2-الف،3-الف و4-الف). در روش سیستم محدودیت ساده برای چغندرقند (شکل 2-ب) کل منطقه دارای تناسب بحرانی (S₃) می­باشند که بیشترین محدودیت مربوط به حاصلخیزی خاک است. برای چغنرقند در روش پارامتریک ریشه دوم مناطق مربوط به پروفیل­های 1، 2، 5، 9 و 13 دارای تناسب S₃ و پروفیل­های 4، 7، 11، 17، 20 و21 دارای تناسب نامناسب (N) و در محدوده کمتر از40 درصد حالت بهینه می­باشند. برای کشت پیاز در سیستم محدودیت ساده (شکل 3-ب)، محل پروفیل­های 5 و 9 دارای تناسب متوسط (S₂) یا در محدوده 80-60 درصد حالت بهینه، پروفیل­های 1، 2، 7، 11 و 17 دارای تناسب S₃ و پروفیل­های 4، 13، 20 و 21 نامناسب (N) می­باشند. در روش ریشه دوم محل پروفیل­های 5 و 9 دارای تناسب متوسط (S₂)، پروفیل­های 2، 11، 13 و 17 دارای تناسب  S₃و پروفیل­های 1، 4، 7، 20 و 21 نامناسب (N) می­باشند. برای کشت گلرنگ در سیستم محدودیت ساده (4-ب)، محل پروفیل­های 1، 2، 5، 7، 9، 11، 13، 17 و20 دارای تناسب S₃ و پروفیل­های 4 و 21 نامناسب (N) می­باشد و در روش پارامتریک ریشه دوم محل پروفیل­های 1، 2، 5، 9 و20 دارای تناسب S₂ و 4، 7، 11، 13، 17 و 21 نامناسب (N) می­باشند. بنابراین منطقه مورد بررسی به استثنای قسمت جزئی از آن برای کشت هیچکدام از محصولات فوق مناسب نبوده و کشت این محصولات مقرون به صرفه نمی­باشد. لذا جهت استفاده بهینه از اراضی به دلیل وجود بیشترین محدودیت در رابطه با حاصلخیری خاک (pH و %OC)، پیشنهاد می­شود قبل از کشت این محصولات pH خاک را اصلاح کرده و برای افزایش درصد کربن آلی به زمین کود دامی (ماده آلی) اضافه شود. در نهایت اگر مدیریت صحیح اعمال شود و نیازهای گیاهان از نظر حاصلخیزی برطرف گردد می­توان کشت محصولات ذکر شده را بصورت اولویت زیر پیشنهاد نمود.

1- چغندرقند 2- پیاز 3- گلرنگ