Skip to main content
SUPERVISOR
Samsolall Ayubi,Farshid Noorbakhsh
شمس اله ایوبی (استاد راهنما) فرشید نوربخش (استاد مشاور)
 
STUDENT
Samaneh Tajik
سمانه تاجیک

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Spatial Prediction of selected Soil Biological and Biochemical Properties using Terrain Analysis and Geostatistical Techniques
Balance in nutrient cycle is a key indicator that shows significant improvement or degradation of the soil system. Nitrogen is one of the most important elements affecting crop growth and soil fertility. Its deficiency is the major limiting factor in soil productivity and plant growth. Soil enzyme activity can be employed as a measure of soil biological potential. Soil enzymes are indicators of soil quality and fertility and they are considerd as the center of microbial activity and nitrogen transformation in soil. This study was conducted to predict three soil enzyme activities, potential mineralizable nitrogen (PMN) and soluble organic nitrogen (SON) using multivariate linear regression and artificial neural networks. Assessment of the efficacy of two modeling approaches and determining the most factors affecting the variability of the selected soil enzymes, PMN and SON were the other objectives of this study. The studied site with an area of 2400 ha in the Zargham Abad hilly region, located in Isfahan province, south Semirom was selected and soil samples were taken from 0-10cm depth at 125 sampling points. The elevation data were used to create 3×3 m digital elevation models (DEM) using ILWIS software. Then, primary and secondary topographical indices were generated from the DEM using ILWIS software. The soil was air-dry and ground to pass through a 2 mm sieve to remove gravel, roots and large organic residues for laboratory measurements. Urease, L-glutaminase and L-asparaginase activity, NMP, SON, and some soil properties including particle size distribution, soil organic carbon, total nitrogen, calcium carbonate equivalent, pH and EC were measured. Multivariate linear regression and artificial neural network modeling for prediction soil enzyme activities, NMP and, using topographic attributes and soil properties were conducted. In order to identify the most important terrain attributes and remote sensing data explaining the variability of SOC, sensitivity analysis was done using the Hill method The spatial distribution of enzyme activity, PMN and SON were explored by variography analysis and kriging technique. The results of study sowed that there nitrogen, topographic attributes artificial neural networks
تعادل در چرخه عناصر غذایی کلیدی شاخص مهمی است که نشان دهنده بهبود یا تنزل سیستم خاک می باشد. نیتروژن یکی از مهمترین عناصر تأثیر گذار بر رشد محصول و از مهمترین عناصر کودی است و کمبود آن مهمترین عامل محدود کننده تولید می باشد. فعالیت آنزیم های خاک معیار مفیدی از پتانسیل بیولوژیک خاک می باشند. آنزیم ها شاخص هایی از حاصلخیزی و کیفیت خاک هستند و به عنوان مرکز فعالیت های میکروبی و تغییر شکل نیتروژن در خاک در نظر گرفته می شوند. این پژوهش با هدف پیش بینی و تخمین فعالیت آنزیمی و اشکال مختلف نیتروژن توسط رگرسیون چند متغیره خطی و شبکه های عصبی مصنوعی، و بررسی پراکنش مکانی آنها در مراتع انجام گرفت. منطقه مورد مطالعه با مساحت 24 کیلومتر مربع در اراضی تپه ماهوری ضرغام آباد، جنوب سمیرم واقع در استان اصفهان با کاربری مرتع انتخاب و نمونه برداری از 125 نقطه از عمق 10-0 سانتی متری انجام شد. مدل رقومی ارتفاع منطقه در پیکسل هایی به ابعاد 3×3 متر در محیط نرم افزار ILWIS تهیه شدو با استفاده از آن ویژگی های اولیه و ثانویه محاسبه شد. پس از آماده سازی نمونه ها فعالیت آنزیم های اوره آز، ال-گلوتامیناز و ال-آسپاراژیناز، پتانسیل معدنی شدن نیتروژن و نیتروژن آلی محلول و برخی از خصوصیات خاک شامل توزیع اندازه ذرات، کربن آلی، نیتروژن کل، کربنات کلسیم معادل، pHو EC اندازه گیری شد. مدل های رگرسیون چند متغیره خطی و شبکه عصبی مصنوعی برای پیش بینی و مدل سازی فعالیت آنزیمی، پتانسیل معدنی شدن نیتروژن و نیتروژن آلی محلول، با استفاده از پارامترهای توپوگرافی و خصوصیات خاک انجام گردید. همچنین نقشه پراکنش مکانی فعالیت آنزیمی، پتانسیل معدنی شدن نیتروژن و نیتروژن آلی محلول توسط کریجینگ ترسیم گردید. نتایج این تحقیق نشان دادند که همبستگی معنی داری بین پارامترهای توپوگرافی با فعالیت آنزیمی و اشکال مختلف نیتروژن وجود دارد. همچنین نتایج نشان دادند که رگرسیون تنها 62، 53 و 20 درصد از تغییرات فعالیت آنزیمی، پتانسیل معدنی شدن نیتروژن و نیتروژن آلی محلول را به ترتیب توجیه می کنند. در حالیکه شبکه عصبی مصنوعی 96 تا 98 درصد تغییرات فعالیت آنزیمی و پتانسیل معدنی شدن نیتروژن و 94 درصد تغییرات نیتروژن آلی محلول خاک را توجیه می کند. نتایج آنالیز حساسیت بر اساس مدل های شبکه عصبی توسعه یافته نشان داد که جهت شیب و سایه اندازی از جمله مهمترین پارامترهای توپوگرافی، کربنات کلسم معادل و بافت خاک از جمله خصوصیات خاکی مؤثر بر متغیرهای مورد مطالعه هستند. نتایج بررسی توزیع مکانی نشان داد که، فعالیت آنزیمی، پتانسیل معدنی شدن نیتروژن و نیتروژن آلی محلول وابستگی مکانی متوسط دارند .همچنین وابستگی مکانی بین فعالیت آنزیمی با کربن آلی، نیتروژن کل و پتانسیل معدنی شدن نیتروژن، مثبت بوده در حالیکه وابستگی مکانی پتانسیل معدنی شدن نیتروژن با کربن آلی مثبت و با نیتروژن کل منفی بوده است. همچنین پتانسیل معدنی شدن نیتروژن دارای وابستگی مکانی مثبت با فعالیت آنزیم های مورد مطالعه است. کلمات کلیدی: فعالیت آنزیمی، پتانسیل معدنی شدن نیتروژن، نیتروژن آلی محلول، پارامترهای توپوگرافی، شبکه های عصبی مصنوعی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی