ارزيابي روش هاي خطي و غيرخطي آماري براي تخمين برخي پارامترهاي جذب عنصر روي در خاك‌هاي منطقه قروه استان كردستان

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي خاك

كارشناسي ارشد

روي از عناصر ضروري كم¬مصرف براي رشد و توسعه گياهان است. با اين وجود غلظت زياد آن در محلول خاك ممكن است اثر سمي گياهي داشته و عملكرد و كيفيت محصول را محدود كند. جذب روي توسط فاز جامد خاك مهمترين فرايندي است كه فراهمي، تحرك و سميت اين عنصر را در خاكها كنترل مي¬كند. شاخص هاي جذب روي خاك ها توسط هم¬دماي جذب تعيين مي¬شوند. هم دماهاي جذب، اطلاعات مفيدي درباره گنجايش نگهداري و قدرت جذب روي درخاك فراهم مي¬كنند. آزمايشهاي همدماي جذب بسيار وقت گير و پرهزينه بوده و اين امر تعيين ويژگيهاي جذبي خاك را با مشكل مواجه مي¬كند. اما با تخمين ويژگيهاي جذبي روي با استفاده از ويژگي¬هاي زوديافت خاك مي¬توان بر اين مشكل غلبه نمود. اين تحقيق با هدف امكان¬سنجي پيش¬بيني پارامترهاي جذبي روي در سطح حوضه آبخيز در منطقه قروه استان كردستان با استفاده از روشهاي رگرسيوني و مدل هاي يادگيري ماشين انجام گرفت. بدين منظور براي برآورد پارامترهاي جذب روي، 101 نمونه خاك از دشت قروه استان كردستان تهيه گرديده و همدماهاي جذب روي اين خاكها در آزمايشگاه اندازه گيري شده. پس از برازش مدل هاي مزبور برخي شاخص هاي جذب شامل حداكثر جذب سطحي روي (Qmax)، انرژي پيوند(KL)، ثابت جذب روي فرندوليچ (KF)، شاخص شدت جذب روي (N)، ظرفيت بافري حداكثر (MBC) و ظرفيت بافري روي در غلظت واحد (ZBC1) محاسبه شدند. سپس ارتباط اين شاخص¬ها با برخي ويژگي¬هاي فيزيكي و شيميائي خاك نظير درصد رس، سيلت و شن، درصد آهك، ظرفيت تبادل كاتيوني و مواد آلي خاك به كمك مدل رگرسيون چندمتغيره خطي و روش هاي ماشين يادگيري شامل شبكه عصبي مصنوعي(ANN)، جنگل تصادفي(RF)، ماشين هاي بردار پشتيبان(SVM)، K- نزديك ترين همسايه(KNN) بررسي شد. نتايج اين مطالعه نشان داد روش رگرسيون خطي در ايجاد ارتباط بين ويژگيهاي خاك و پارامترهاي جذب روي موفق نيستند، در حالي كه مدل¬هاي جنگل تصادفي و ماشين بردار پشتيبان به دليل داشتن ضريب تبيين بزرگتر دقت بيشتري نسبت به بقيه مدل¬ها نشان دادند. در مورد پارامتر Qmax مدل RF با 65/0= R2 ، در مورد KL مدل RF با 59/0= R2 ، براي پارامتر KF مدل SVM با 59/0= R2 ، براي پارامترN نيز مدلRF با 54/0= R2 ، و براي MBC مدل SVM با 52 /0= R2 بهترين عملكرد را نشان دادند. نتايج آناليز حساسيت نشان داد كه از ويژگي¬هاي خاك درصد رس، ماده آلي، درصد سيلت،گنجايش تبادل كاتيوني وكربنات كلسيم مهم ترين پارامترهايي بودند كه تغييرات اين ضرائب را كنترل مي¬كنند. بطوركلي نتايج اين تحقيق نشان داد با توجه به اندازه¬گيري پرهزينه همراه با محاسبات زمان بر تعيين شاخص¬هاي جذب عنصر روي در سطح وسيع و تعداد زياد نمونه مي¬توان بر اساس روشهاي رقومي و استفاده از داده¬هاي بانك اطلاعاتي خاك به راحتي اين پارامترها را تخمين زده و از آنها در مديريت كودي و ارزيابي حاصلخيزي خاك‌ها استفاده نمود.

230482

مديريت حاصلخيزي و زيست‌ فناوري خاك- شيمي،حاصلحيزي خاك و تغذيه گياه

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان