ذرت علوفه ای

استفاده از داده های ماهواره ای در برآورد دقیق مقدار بایومس محصول به عنوان یکی از مهم ترین چالش های سنجش از دور محیطی محسوب می شود. اگرچه به طور سنتی از شاخص های طیفی پوشش گیاهی استخراج شده از باندهای قرمز (R) و مادون قرمز نزدیک (NIR) برای برآورد آماری بایومس محصول استفاده شده است، اما بیشتر این شاخص ها در مقادیر خاصی از شاخص سطح برگ اشباع می شوند. لذا جهت غلبه بر محدودیت اشباع شدگی، اخیرا مطالعات زیادی بر روی استفاده از بازتابندگی طیفی در محدوده لبه قرمز انجام شده است. برای ارزیابی عملکرد شاخص های مختلف پوشش گیاهی در برآورد بایومس محصول، پنج نوبت نمونه برداری از ویژگی های بیوفیزیکی ذرت علوفه ای در طول دوره رشد این محصول در اراضی زراعی شرکت کشت و صنعت مگسال، قزوین انجام شد و جمعا 182 نمونه میدانی جمع آوری گردید. سپس ده شاخص طیفی از سری زمانی تصاویر Sentinel-2 که همزمان با نوبت های نمونه برداری میدانی در سال 2017 اخذ شده بودند، محاسبه شده و با استفاده از آنها بایومس ذرت علوفه ای برآورد گردید. بایومس ذرت علوفه ای با اندازه گیری های میدانی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شاخص با ضریب تعیین و کمترین ریشه میانگین مربعات خطا بهترین شاخص برای تخمین بایومس ذرت علوفه ای است. علاوه بر این، تحقیق حاضر نشان داد که تصاویر ماهواره ای Sentinel-2 با توان تفکیک مکانی بالا و محدوده لبه قرمز، قابلیت تخمین مقدار بایومس محصول ذرت علوفه ای را با دقت مناسب دارد.

شاخص سطح برگ استخراج شده (LAI) از تصاویر سنجش از دور پارامتر مهمی، به منظور مدل سازی مکانی تولید پوشش گیاهی، محسوب می شود. معمولاً شاخص های پوشش گیاهی که با بازتاب طول موج های قرمز و مادون قرمز نزدیک محاسبه می شوند، در برآورد LAI با استفاده از روش های آماری، به کار می روند اما بسیاری از این شاخص ها در مقادیر متفاوت LAI به اشباع می رسند. برای رفع این محدودیت، بازتاب محدوده لبه قرمز استفاده شده است؛ بنابراین، باید قابلیت شاخص های متفاوت پوشش گیاهی استخراج شده از داده های سنجش از دور، برای برآورد LAI ذرت علوفه ای، ارزیابی شود. بدین منظور پنج مرحله نمونه برداری میدانی، با فاصله زمانی نزدیک به گذر ماهواره سنتینل 2، از سوی مرکز تحقیقات فضایی پژوهشگاه فضایی ایران، اجرا شد و در مجموع، 234 نمونه از مزارع ذرت علوفه ای شرکت کشت و صنعت مگسال قزوین برداشت شد. سپس سیزده شاخص پوشش گیاهی متفاوت، با استفاده از سری زمانی تصاویر سنتینل 2، محاسبه شد و برای برآورد آماری مقادیر LAI به کار رفت. نتایج نشان داد که شاخص EVI با ضریب همبستگی 76/0 برای برآورد شاخص سطح برگ ذرت علوفه ای بهترین عملکرد را داشته است. علاوه براین، مقدار RMSE روش های رگرسیون غیرخطی بیشتر از روش های خطی بوده است.

با توجه به محدودیت منابع آبی در کشور، بهره برداری بهینه از منابع و افزایش بهره وری فیزیکی و اقتصادی آب در تولید محصولات برای نیل به رشد اقتصادی در بخش کشاورزی کاملاً ضروری است. در این راستا، اهداف پژوهش حاضر تعیین شاخص های بهره وری مصرف آب و سودآوری تولید گندم آبی و ذرت علوفه ای در نظام های مختلف آبیاری در سال های 1395 و 1396 در استان البرز بود. در پژوهش حاضر، به منظور برآورد بهره وری مصرف آب، از شاخص های بهره وری فیزیکی و بهره وری اقتصادی و برای تعیین سودآوری، از شاخص های منافع خالص، درصد بازده فروش محصول و درصد بازگشت سرمایه استفاده شد. طبق نتایج، در مقایسه نظام های آبیاری، میزان صرفه جویی مصرف آب در تولید گندم آبی در نظام آبیاری قطره ای نواری نسبت به نظام های آبیاری سنترپیوت و کلاسیک، به ترتیب، 3/6 و 8/22 درصد و در تولید ذرت علوفه ای، به ترتیب، 2/15 و 6/27 درصد مشخص شد. منافع خالص تولید محصولات در تناوب گندم- ذرت علوفه ای در نظام های قطره ای نواری، سنترپیوت و آبیاری بارانی، به ترتیب، 7/204، 2/174 و 2/153 میلیون ریال در هکتار و بهره وری اقتصادی هر واحد آب مصرفی ناشی از سود در تولید محصولات در تناوب، در نظام های آبیاری قطره ای نواری، سنترپیوت و کلاسیک، به ترتیب، 5/16، 3/12 و 1/9 هزار ریال بر متر مکعب برآورد شد، به گونه ای که منافع خالص و بهره وری اقتصادی تولید محصولات در تناوب در نظام آبیاری قطره ای نواری نسبت به نظام های آبیاری سنترپیوت و کلاسیک بیشتر است. بنابراین، نظام آبیاری قطره ای نواری به عنوان نظام آبیاری برتر و اقتصادی در تولید محصولات در تناوب در منطقه کرج پیشنهاد شد.