ارزیابی شاخص های کیفیت خاک و ارتباط آن با عملکرد برنج در شالیزار های مرکزی استان گیلان

ارزیابی کیفیت خاک و ایجاد تعادل بین میزان تولید محصول و بهبود کیفیت منابع طبیعی یکی از مسائل مورد توجه در مدیریت پایدار خاک ها به منظور تولید بهینه کشاورزی و حفظ منابع طبیعی است. در عرصه های کشاورزی آگاهی از عوامل موثر بر کیفیت خاک برای مدیریت بهینه و رسیدن به حداکثر بهره وری اقتصادی، امری ضروری است. در این راستا به منظور دستیابی به مدیریت پایدار خاک و پیش بینی خطرات تخریب خاک، تعیین روشی مناسب برای ارزیابی کیفیت خاک نیز دارای اهمیت می باشد. این پژوهش با هدف ارزیابی کیفیت خاک اراضی شالیزاری، تعیین حداقل ویژگی های موثر بر کیفیت خاک و بررسی تاثیر شاخص های کیفیت خاک به دست آمده با استفاده از روش های مختلف بر عملکرد برنج، در اراضی شالیزاری منطقه پیربازار استان گیلان انجام گرفت. بر اساس متوسط عملکرد سالیانه برنج، دو دسته اراضی شامل شالیزارهای با عملکرد پایین (t ha-1 6/4>) و عملکرد بالا (t ha-1 6/4≤) در منطقه مورد مطالعه انتخاب شدند. جمعا 60 نمونه خاک مرکب از عمق صفر تا 30 سانتی متر و محصول برنج در پلاتی به وسعت 1 متر مربع به مرکزیت محل های نمونه برداری خاک برداشت شد. در این پژوهش با استفاده از روش تجزیه به مولفه های اصلی (PCA)، از میان 20 ویژگی فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک به عنوان ویژگی های موثر بر کیفیت خاک (TDS)، 5 ویژگی به عنوان حداقل ویژگی های موثر بر کیفیت خاکMDS)) انتخاب گردید. سپس کیفیت خاک شالیزارهای با عملکرد پایین و بالا با استفاده از دو مدل شاخص تجمعی ساده (IQISA) و شاخص تجمعی وزن دار (IQIWA) و هر کدام در دو مجموعه ویژگی های خاک TDS و MDS ارزیابی شد. نتایج نشان داد که 5 ویژگی کربن آلی، نیتروژن کل، پتاسیم قابل استفاده، درصد رس و فعالیت آنزیم اوره آز به عنوان مجموعه ویژگی های MDS، می تواند 67 درصد تغییرات کیفیت خاک ها را توصیف نماید. ارزیابی کیفیت خاک اراضی شالیزاری نشان داد زمانی که شاخص تجمعی ساده و وزن دار کیفیت خاک با استفاده از مجموعه MDS تعیین می شوند، اختلاف معنی داری بین شاخص کیفیت خاک شالیزارهای با عملکرد پایین و بالا مشاهده می شود؛ به طوری که شالیزارهای با عملکرد بالا از میانگین IQISA-MDS و IQIWA-MDS بالاتری (به ترتیب 84/0 و 89/0) نسبت به شالیزارهای با عملکرد پایین (به ترتیب 78/0 و 80/0) برخوردار هستند. همچنین بیشترین مقادیر همبستگی شاخص کیفیت خاک با عملکرد برنج برای شاخص های IQIWA-MDS و IQISA-MDS (54/0-44/0=R2) در هر دو سطع عملکرد به دست آمد. اختلاف معنی دار بین شاخص های کیفیت خاک شالیزارهای با دو سطح عملکرد که از مجموعه MDS استفاده کرده اند، نشان می دهد که مجموعه MDS به شکل موثرتری اختلاف کیفیت خاک شالیزارهای با بهره وری متفاوت را نشان می دهد. همبستگی معنی دار شاخص های IQISA-MDS و IQIWA-MDS با عملکرد برنج بیانگر این است که انتخاب تعداد محدودتری از ویژگی های خاک به عنوان MDS به درستی انجام شده و توانسته وضعیت خاک برای تولید برنج را به خوبی ارزیابی نماید. بنابراین با استفاده از مجموعه MDS علاوه بر کاهش هزینه و صرفه جویی در وقت، می توان با اطمینان قابل قبولی شاخص های کیفیت خاک اراضی شالیزاری منطقه مورد مطالعه را تعیین کرد.