ارزيابي و مقايسه روش هاي زمين آماري در تهيه نقشه مديريت اعمال نرخ-متغير (VRA) علف‌كش‌ پيش رويشي سيانازين

Evaluation and Comparison of Geostatistical Methods to Generating Digital Management Map of CyanazineVariable Rate Cyanazine Application

در اين مقاله روش ارزيابي و مقايسه ي رهيافت هاي مختلف ميانيابي در تخمين مقادير نمونه برداري نشده ي ماده ي آلي و بافت خاك ارايه شده است. هدف از اين پژوهش توسعه ي روشي دقيق براي تهيه ي نقشه هاي رقومي مديريتي اعمال علف‌كش‌ها به صورت موضعي است كه در نهايت منجر به كاهش ميزان مصرف علف‌كش‌ها و نيز كاهش خطرات زيست محيطي خواهد شد. بدين منظور پس از نمونه برداري 42 نقطه در مزرعه و تشكيل شبكه محلي و جهاني نقاط نمونه برداري شده در رايانه، به منظور تعيين مقادير ماده ي آلي و بافت خاك در نقاط نمونه برداري نشده از روش هاي مختلف ميانيابي در محيط نرم افزار Surfer استفاده شد. به منظور بسط مقادير به ساير نقاط شبكه از پنج روش ميانيابي فاصله ي معكوس تواني6، كريجينگ7، كمينه خميدگي8، ميانگين متحرك وزن دار9 و تابع شعاع-مبنا10 استفاده شد. به منظور ارزيابي روش هاي مختلف ميانيابي در برآورد مقادير نامعلوم رهيافت ارزيابي متقاطع11 و دو پارامتر آماري "خطاي ميانگين مطلق12 MAE" و " خطاي ميانگين اريب13 MBE" بكار گرفته شد. نتايج ارزيابي روش ها نشان داد كه روش كمينه خميدگي با خطاي 31/1 درصد نسبت به ساير روش هاي ميانيابي كمترين خطا را در برآورد ميزان ماده ي آلي خاك داشت. در مورد درصد ذرات شن، سيلت و رس، مقادير خطا در روش كمينه خميدگي به ترتيب برابر با 60/1، 18/1 و 59/0 بود كه در مقايسه با ساير روش ها كمترين خطا را دارا مي‌باشد. بر اين اساس روش ميانيابي كمينه خميدگي به عنوان مناسب ترين روش براي برآورد درصد ماده ي آلي و بافت خاك در نقاط نمونه برداري نشده انتخاب شد. در گام بعدي، پس از انتخاب مدل مناسب در برآورد داده هاي ماده ي آلي و بافت خاك و نيز با استفاده از جدول تجويز علف‌كش‌ سيانازين، نقشه ي مديريتي كاربرد علف‌كش‌ بر اساس مقادير توصيه شده توسط شركت توليد كننده ي علف‌كش‌ سيانازين در محصول ذرت به دست آمد. بر اساس اين نقشه و با در نظر گرفتن ميزان كاربرد يكنواخت براي كل مزرعه به اندازه 7/1 و 9/2 و 4 ليتر ماده ي موثر در هكتار، مصرف علف‌كش‌ در مقايسه با ميزان 8/1 ليتر به ترتيب به ميزان 39 درصد كاهش، 4 و 50 درصد افزايش مي‌يابد. اين بدان معنا است كه اگر كل مزرعه به ميزان يكنواخت 7/1 ليتر ماده ي موثر در هكتار سمپاشي شود در مقايسه با مقدار 8/1 ليتر كه با استفاده از نقشه ي مديريتي به دست آمده است به ميزان 39 درصد در مصرف علف‌كش‌ صرفه جويي خواهد شد. به همين ترتيب در صورت اعمال يكنواخت 9/2 و 4 ليتر ماده ي موثر در هكتار در مقايسه با مقدار 8/1 ليتر به ترتيب به ميزان 4 و 50 درصد مصرف علف‌كش‌ افزايش خواهد يافت.

In this study evaluation and comparison of various interpolation approaches for estimation un-sampled values of soil Organic Matter Content (OMC) and soil texture is presented. The main objective is to develop a precision method for generation of management maps for variable rate application of herbicide that eventuate to save herbicide application and to reduce adverse impact on the environment. For this purpose after sampling of 42 points on the test field and generation of local and global grid of sample points on a PC, various interpolation methods were applied to estimate soil OMC and texture on un-sampled points by Surfer software. Inverse distance to a power, Kriging, minimum curvature, weighed moving average and radial basis function were used as interpolators. To evaluate the mentioned methods, cross-validation approach and two statistical parameters MAE and MBE were used. The results showed that minimum curvature method with MAE equal to 1.31 has the minimum error than other methods. In this method MAE value for sand, silt and clay was equal to 1.6, 1.18 and 0.59, respectively. In comparison with other methods, this approach had the minimum error. It was demonstrated that minimum curvature method was the best approach to estimate grid point values at un-sampled points. Finally after selection of appropriate method and using considered manufacturer recommendations of herbicide application based on OMC and soil texture, a digital management map of Cyanazine variable rate application in a corn field was generated. Based on this map and considering the herbicide uniform application in the farm as 1.7, 2.9 and 4 Lha-1, herbicide application rate compared with 1.8 Lha-1, decreases 39% and increases 4 and 50% respectively. This means that if the entire field is sprayed with the uniform rate of 1.7 Lha-1, Compared with1.8 Lha-1 which is obtained using management map, herbicide application will be saved 39 %. Similarly, if herbicide is applied 2.9 and 4 Lha-1 uniformly, compared to the amount 1.8 Lha-1, 4 and 50% of herbicide application will increase respectively.