پهنه بندي زمين آماري دماي خاك در محدوده ريشه ذرت تحت رژيم هاي مختلف آبياري

Geostatistical Zoning of Soil Temperature in Maize Root-Zone under Different Irrigation Strategies

دماي خاك يكي از مهم ترين عوامل موثر بر رشد گياه بوده و كنترل آن در حد بهينه مي تواند زمينه نيل به حداكثر محصول را فراهم آورد. دشواري هاي اندازه گيري مستقيم اين عامل و محدوديت نقاط اندازه گيري شده، لزوم استفاده از روش هاي غيرمستقيم در پهنه بندي دماي خاك به منظور يافتن مقادير اين پارامتر در نقاط فاقد مقادير مشاهده اي را اجتناب ناپذير مي سازد. لذا، در اين بررسي، كارايي روش هاي زمين آمار شامل ميانگين متحرك وزني، كريجينگ معمولي و كوكريجينگ با دو متغير كمكي رطوبت و هدايت الكتريكي در برآورد دماي خاك تحت سه تيمار آبياري كامل و آبياري ناقص ريشه در دو سطح 75 و 55 درصد مورد ارزيابي قرار گرفت. به منظور اندازه گيري دما، رطوبت و هدايت الكتريكي از سنسورهاي رطوبت سنج الكترومغناطيس استفاده شد. مقايسه مقادير مشاهده اي و برآورد شده دماي خاك با استفاده از روش هاي زمين آمار و بر اساس شاخص هاي RMSE، MAE و MBE نشان داد مقدار اين شاخص ها بين 001/0 تا 04/0 درجه سانتي گراد متغير است. مقدار ناچيز آن ها حاكي از اعتبار روش هاي منتخب در اين مطالعه در پهنه بندي ميزان دماي خاك در محدوده ريشه گياه در هر سه تيمار مي باشد. با اين وجود، ميزان شاخص هاي ارزيابي در روش كريجينگ در تمام تيمارها در حد معني داري كمتر از ساير روش ها بود. استفاده از متغير كمكي رطوبت در روش كوكريجينگ در هر سه تيمار، ميزان شعاع تاثير را كاهش داده و استفاده از متغير كمكي هدايت الكتريكي منتج به عدم پيوستگي كوواريوگرام متقابل دما و هدايت الكتريكي شده است. لذا، مي توان مطرح نمود كه حتي در شرايط رطوبتي خاص حاكم بر استراتژي آبياري ناقص ريشه، روش كريجينگ در مقايسه با روش كوكريجينگ با متغير كمكي رطوبت، خطاي تخمين دماي خاك در محدوده ريشه گياه را در حد معني داري كاهش مي دهد.

Soil temperature is one of the most effective parameters for plant growth. Although the spatiotemporal monitoring of soil temperature is important for providing an optimum condition to maximize the yield efficiency, indirect measurements for zoning of soil temperature are essential due to difficulties in direct methods of measuring it and also the limited measurement points. Thus, the efficiency of some geostatistical methods including weighted moving average, kriging, and co-kriging with soil water content and electrical conductivity, as covariates, were investigated for estimating the soil temperature under three irrigation treatments: (FI) full irrigation, (PRD75) partial root zone drying at 75%, and ( PRD55) at 55% levels. TDR sensors were used to measure soil temperature, water content, and electrical conductivity. Comparing the observed and estimated soil temperature by geostatistical methods based on root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE), mean bias error (MBE), and index of agreement (d) indices confirmed the validity of the selected methods for zoning of soil temperature in the plant root zone under all treatments. Duncan variance analysis showed that the values of evaluation indices for kriging method were significantly lower than that for all other geostatistical methods under all treatments (P < 0.05). Results confirmed that using soil water content as covariate in co-kriging method significantly decreased the range of influence in all treatments and, also, using the soil electrical conductivity as covariate in co-kriging method caused a discontinuity of the cross-variogram. Thus, it could be concluded that even under the especial soil water content condition in partial root-zone drying strategy, kriging method significantly decreases the estimation error of soil temperature compared with co-kriging method with soil water content as covariate.