مدیریت کودپاشی مراتع با استفاده از مدل‌های شبکه عصبی مصنوعی (استان آذربایجان غربی)

در صورت بهره‌برداری مداوم از علوفه مرتع در صورتی که عناصر مهمی همانند npc به خاک برنگردد، موجب می‌شود اراضی مرتعی حاصلخیزی خود را از دست بدهند. بنابراین، امروزه در حوزه مدیریت مراتع، اصلاح و احیاء مراتع اهمیت بالایی پیدا کرده است. یکی از روشهای اصلاح مراتع، کودپاشی می‌باشد. اگر عملیات کودپاشی متناسب با شرایط اقلیمی، وضعیت پوشش و خصوصیات خاک انجام شود، باعث بهبود مرتع می‌گردد. در غیر این صورت سبب افزایش غلظت املاح و سمی شدن خاک، آلودگی آب‌ها و خشک شدن گیاهان می‌شود. هدف از این پژوهش ارائه مدلی مبتنی بر استفاده از شبکه عصبی مصنوعی است که روابط بین کربن آلی، نیتروژن و فسفر خاک مرتع و عوامل گیاهی و ادافیکی موثر بر آن را بیان کند که بر مبنای نتایج آن، بتوان در زیست‌بوم‌های مرتعی فاقد آمار، عناصر مذکور را به‌منظور مدیریت کودپاشی برآورد نمود. در این پژوهش متغیرهای وابسته شامل کربن آلی، نیتروژن و فسفر خاک مراتع نازلوچای ارومیه بودند. هشت عامل هدایت الکتریکی، اسیدیته، درصد رس، درصد سیلت، درصد شن، میزان آهک، تولید و درصد تاج پوشش گیاهان مرتعی نیز به‌منظور انجام تحلیل عاملی انتخاب گردیدند. سپس با استفاده از شبکه عصبی پرسپترون چند لایه با توابع انتقالی سیگموئید و تانژانت هیپربولیک و آکسون خطی در لایه پنهان و تابع انتقال خطی در لایه خروجی، میزان کربن آلی، نیتروژن و فسفر خاک مراتع تخمین زده شد. نتایج نشان داد که تابع انتقال سیگموئید برای نیتروژن، فسفر و کربن آلی خاک مرتع با ضریب تبیین به‌ترتیب 0.70، 0.66 و 0.79 و میانگین مربعات خطای به‌ترتیب 0.008، 0.21 و 0.08 نسبت به تابع انتقال تانژانت هیپربولیک و آکسون توانسته است بخوبی کربن آلی، نیتروژن و فسفر خاک مرتع را مدل‌سازی کند. بنابراین با توجه به نتایج مذکور، شبکه عصبی توانست با دقت بالایی میزان کربن آلی، نیتروژن و فسفر خاک مرتع را در تیپ‌های مرتعی که فاقد نمونه‌برداری مقادیر npc بودند، پیش‌بینی کند. در مورد کودپاشی در تیپ‌های مرتعی فاقد آمار، بر اساس میزان نیتروژن، فسفر و کربن آلی تخمین زده شده خاک تصمیم‌گیری شد. بدین صورت کهبر اساس نتایج، تیپ گیاهی astragalus gummifera prangos ulopterabromus tomentellus نیاز به کود فسفره و نیتروژنه دارد. تیپ گیاهی onobrychis cornuta festuca ovinathymus kotschyanus نیازمند کود فسفره و تیپ گیاهی astragalus macrostachys noeae mucronatastipa barbata به مواد آلی و کود نیتروژنه و فسفره نیاز دارد.

Management of rangelands by using artificial neural network in Nazlouchai rangelands in West Azarbayjan province

If the rangeland forage is used continuously, the important elements such as NPC do not return to the soil, which will cause the rangeland lands to lose their fertility. Therefore, nowadays, in the field of rangeland management, rangeland improvement and rehabilitation has become very important. The use of fertilizers is one of the methods to rehabilitation the rangelands. If the proper fertilizer application is carried out in accordance with the climatic conditions, cover condition, and soil characteristics, it will improve the rangeland. Otherwise, it will increase the concentration of salts, soil toxicity, and surface and groundwater contamination and leads to drying of the plants. The aim of this study is to present a model based on the use of an artificial neural network that expresses the relationships between organic carbon, nitrogen and phosphorus of rangeland soil and plant factors, based on which, it is possible to estimate the mentioned elements in the rangeland ecosystems without statistics to manage fertilization. Based on the results, organic carbon, nitrogen and phosphorus of the soil were estimated in the Nazlocha rangeland of Urmia. Eight factors of electrical conductivity, acidity, clay percentage, silt percentage, sand percentage, lime content, production and canopy cover percentage of rangeland plants were also selected for factor analysis. Therefore, according to the mentioned results, the neural network was able to accurately predict the amount of organic carbon, nitrogen and phosphorus in rangeland soils. According to the results, the vegetation type Astragalus gummiferaprangos ulopteraBromus tomentellus requires phosphorus and nitrogen fertilizers. Onobrychis cornuta Festuca ovinaThymus kotschyanus requires phosphorus fertilizer, and Astragalus macrostachysNoeae mucronataStipa barbata requires organic matter and nitrogen and phosphorus fertilizers.