برآورد عملكرد پتانسيل برنج و نياز كودي در استان گيلان با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافيايي و مدل سازي گياه زراعي

مقدمه: مديريت منطقي در استفاده بهينه از منابع كود كه اساساً تجديدناپذير هستند و در صورت استفاده بدون پايه علمي مي توانند تأثيرات زيست محيطي زيادي داشته باشند، بسيار مهم است. ابزارهاي تصميم گيري علمي محدودي جهت كاربرد منابع كود وجود دارد. نرم افزار FertiliCalc-Fertigate برنامه اي جهت محاسبه ميزان مصرف كودهاي NPK در طول فصل رشد به صورت مقرون به صرفه و پايدار است. امروزه سامانه اطلاعات جغرافيايي در برنامه‌ريزي مكاني با تعيين پراكنش پديده ها و روي هم گذاري نقشه‌ها و تفسير داده‌هاي بوم‌شناختي، در مراحل مختلف برنامه ريزي كاربرد گسترده اي دارد. همچنين پتانسيل عملكرد در يك منطقه را مي توان با استفاده از آزمايش هاي ميداني و مدل هاي شبيه سازي برآورد كرد. مدل ORYZA2000، يكي از مدل‌هاي كارآمد در بررسي پتانسيل عملكرد برنج است كه رشد و نمو گياه برنج را در شرايط مطلوب، محدوديت آبي و محدوديت نيتروژن شبيه‌سازي مي‌كند. در اين مطالعه سعي شد تا با تلفيق مدل ORYZA2000 و سامانه اطلاعات جغرافيايي (GIS)، عملكرد پتانسيل در سطح استان گيلان برآورد شود. همچنين پس از تعيين عملكرد پتانسيل، ميزان نياز كودهاي NPK نيز با استفاده از نرم افزار FertiliCalc-Fertigate برآورد شد.مواد و روش ها: اين پژوهش به منظور بررسي عملكرد پتانسيل برنج در سطح استان گيلان با استفاده از مدل ORYZA2000 صورت گرفت. پس از واسنجي و اعتبارسنجي مدل در سطح آزمايش مزرعه، از اين مدل جهت ارزيابي عملكرد پتانسيل برنج در 12 ايستگاه همديدي استان گيلان استفاده شد. از پردازش تصاوير ماهواره لندست 8 جهت تفكيك مزارع برنج استان گيلان استفاده و محدوده مورد مطالعه با استفاده از طبقه بندي نظارت شده جدا شد. برآورد عملكرد پتانسيل در سطح استان گيلان با تلفيق محيط GIS و مدل ORYZA2000 صورت گرفت. ميزان تابش براي كل حوزه از تابعPoints Solar Radiation  در GIS محاسبه شد. سپس از رابطه بين مقدار تابش رسيده طي فصل رشد برنج و عملكرد پتانسيل برآورد شده در مدل ORYZA2000، عملكرد پتانسيل محاسبه و بر مبناي كاربري زراعي استان گيلان به كل سطح تعميم داده شد. نياز كودي زمين ها با استفاده از نرم افزار FertiliCalc-Fertigate 1.0 محاسبه شد. جهت بررسي نياز كودي در سطح استان، ابتدا تعداد 320 نقطه در سطح محدوده كشت برنج استان به صورت تصادفي انتخاب و در هر نقطه بر اساس اطلاعات مورد نياز از جمله ميزان عملكرد پتانسيل و اطلاعات خاك، نياز كودي هر نقطه تعيين شد. سپس درون يابي نقاط صورت گرفت و نتايج مطالعه به صورت نقشه هاي نياز كودي ارايه شد.يافته هاي تحقيق: نتايج اين مطالعه نشان داد كه ميزان تابش مزارع برنج طي فصل رشد در منطقه گيلان از 2552 تا 6259 (به‌طور ميانگين 4405 مگاژول بر مترمربع) در سال 1395 و از 2423 تا 5337 (به‌طور ميانگين 3880 مگاژول بر مترمربع) در سال 1396 بود. كم ترين ميزان تابش دريافتي در مناطق مركزي حوزه بود كه دليل آن مي‌تواند شرايط توپوگرافي منطقه باشد. با استفاده از رابطه رگرسيوني بين تابش رسيده طي فصل رشد و ميزان عملكرد پتانسيل، نقشه عملكرد پتانسيل مزارع برنج تهيه شد. بر اساس نتايج، عملكرد پتانسيل در مزارع برنج استان گيلان در سال 1395 بين 4416 تا 7038 كيلوگرم در هكتار (با ميانگين 5160 كيلوگرم در هكتار) و در سال 1396 بين 4558 تا 7180 كيلوگرم در هكتار (با ميانگين عملكرد 5302 كيلوگرم در هكتار) متغير بود. نتايج اين مطالعه نشان داد كه رهيافت تلفيق مدل ORYZA2000 و GIS از توانايي مناسبي براي شبيه سازي عملكرد پتانسيل در منطقه مورد مطالعه برخوردار است. بررسي سطوح نياز كودي در زمين هاي برنج استان گيلان نيز نشان داد كه جهت دستيابي به عملكرد پتانسيل، مصرف 262 تا 274 كيلوگرم در هكتار كود پتاسيم، 116 تا 171 كيلوگرم در هكتار كود نيتروژن و 8 تا 12 كيلوگرم در هكتار كود فسفر نياز است. همچنين، بر اساس نيازهاي كودي محاسبه شده در اين مطالعه، پتاسيم مهم ترين نقش را جهت دستيابي به عملكرد پتانسيل برنج در سطح استان گيلان داشت.نتيجه گيري: به نظر مي رسد در بسياري از مناطق استان گيلان، كاربرد كودهاي NPK در مقدار و زمان نامناسب سبب كاهش عملكرد برنج مي شود. نتايج اين تحقيق مي تواند الگوي مصرف مناسب كود را مشخص كند تا از طريق كارشناسان برنج به كشاورزان توصيه و ضمن دستيابي به حداكثر عملكرد برنج، از مشكلاتي چون آبشويي فسفر در اثر مصرف بيش از حد آن خودداري شود.