ارزیابی سلامت بوم‌نظام‌های زراعی کلزا در شهرستان گرگان با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم کشاورزی ساری

2 پژوهشکده ژنتیک و زیست‌فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 عضو هیات علمی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

4 مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

سابقه و هدف:
در سال‌های اخیر توسعه و تشدید فعالیت‌های کشاورزی و تلاش برای رسیدن به سود‌دهی بیشتر، موجب زوال سریع ساختار و خواص عملکردی در کشت‌بوم‌ها شده و خسارت‌های زیادی را به بوم‌نظام‌ها وارد نموده است؛ در نتیجه امروزه تحقیق و بررسی سلامت و مدیریت کشت‌بوم‌ها بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است (16). امروزه کلزا به‌دلیل کاربردهای فراوان در تغذیه انسان و کنجاله آن در تغذیه دام و طیور، از جایگاه ویژه‌ای در بین محصولات کشاورزی برخوردار است (12). با توجه به نقش مهم استان گلستان در تولید دانه‌های روغنی و کاهش سطح زیرکشت این محصول در سال‌های اخیر، نیاز به بررسی بیش‌تر وضعیت این مزارع می‌باشد.
مواد و روش‌ها:
محدوده مورد مطالعه این پژوهش اراضی کشاورزی شهرستان گرگان بود. نمونه‌برداری‌ها طی ماه‌های اردیبهشت و خرداد سال زراعی 94-1393، در 58 مزرعه تحت کشت کلزا در شهرستان گرگان هم‌زمان با مرحله رسیدگی کلزا انجام شد. در این مطالعه با استفاده از روش W شکل، تعداد و نوع علف هرز به تفکیک جنس و گونه ثبت شد. سپس عملکرد مربوط به هر کادر برداشت و همچنین اطلاعات مدیریتی هر مزرعه با استفاده از پرسش‌نامه جمع آوری گردید. سپس از شاخص‌های شانون-واینر، سیمپسون و عکس سیمپسون، برای اندازه‌گیری تنوع زیستی علف‌های هرز استفاده شد. پس از تهیه و طبقه‌بندی لایه‌ها، سه شاخص تنوع زیستی، عملکرد دانه و مصرف آفت‌کش‌ها (علف‌کش، حشره‌کش و قارچ‌کش)، در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) روی‌هم‌گذاری شدند. مزارع با عملکرد بیش‌تر از میانگین منطقه (دو تن در هکتار)، شاخص‌های تنوع زیستی و مصرف آفت‌کش کم‌تر از میانگین منطقه (4/1 لیتر مصرف آفت‌کش در هکتار) به‌عنوان مزارع دارای سلامت استخراج شدند.
یافته‌ها:
طبق نتایج بدست آمده دامنه تغییرات شاخص‌های تنوع شانون، سیمپسون و عکس سیمپسون به‌ترتیب، 2/2-9/0، 46/0-11/0 و 9/4-1/2 محاسبه شد. طبق نتایج از میان 58 مزرعه کلزا، تنها سه درصد از مزارع نمونه‌برداری شده دارای سلامت بودند. در این پژوهش 43 درصد از مزارع مورد بررسی مصرف آفت‌کش بالاتر از میانگین بود. بیش‌تر این مزارع در محدوده شرقی، شمالی و غربی مشاهده شدند. نتایج حاصل از نقشه بدست آمده از عملکرد دانه مزارع کلزای شهرستان گرگان نشان داد که 39 درصد مزارع دارای عملکرد بالاتر از میانگین بودند. بیش‌تر این مزارع در محدوده شرق شهرستان قرار داشتند.
نتیجه‌گیری:
بطور کلی از دلایل سلامت مزارع بررسی شده، استفاده از آفت‌کش‌ها به میزان مناسب، مصرف بذور بوجاری شده و مرغوب، ادوات سم‌پاشی مناسب و مدیریت بهتر مزرعه بود. از دلایل عدم دست‌یابی به شاخص سلامت اکثر مزارع کلزا در گرگان، وجود بانک بذر قوی علف‌های هرز در مزارع که موجب سبز نشدن مطلوب بذور کلزا گردیده، همچنین آماده‌سازی نامطلوب مزارع و مصرف آفت‌کش بیش از استاندارد می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Assessment of canola agroecosystems health in Gorgan township by geographic information system (GIS)

چکیده [English]

Background and Objectives:
In recent years the development and intensification of agricultural activities and attempts to achieve more profitability, causes rapid deterioration in the structure and functional properties of agroecosystems and a lot of damage to ecosystems has arrived. Therefore, today’s agroecosystems health and management researches are increasingly considered. Considering the important role of Golestan province in production of oilseeds as canola and reducing the acreage of these crops in recent years, the need to investigation the status of these fields is necessary. This study was aimed to assess Canola-grown fields health in Gorgan township, Golestan province, Iran
Material and method:
This study area was agricultural lands of Gorgan township. The present study was conducted using 58 fields in spring 2015. During maturity stage the weed species were sampled and detected using a W method. Then the crop yield of each quadrate was taken and in parallel, management data were recorded by questionnaire. In the first step, geographic information system (GIS) was applied to produce distribution maps of weeds in the studied region. Specific formula of Shannon-Wiener index, Simpson’s index of diversity and reverse Simpson index were used as weeds biodiversity assessment indices. After mapping and classifying of all layers, the three indices of biodiversity, crop yield and pesticide were interpolated in GIS. The fields with higher yield (>2 ton/ha), lower weed biodiversity indices and pesticides application than mean values of studied region, were considered as healthy fields.
Results:
The biodiversity indices range of Shannon-Wiener, Simpson’s and reverse Simpson were calculated as 0.9-2.2, 0.11-0.46 and 2.1-4.9, respectively. Our results revealed that just 3 percentage of surveyed fields were located in healthy condition. In this study, in 43 percent of surveyed farms, pesticides were higher than the average. And most of these farms were in east, north and west of studied area. The results of the yield map showed that 39 percent of farms have had above-average performance. Most of these farms were located within the east of studied area.
Discussion:
The standard amount in applied pesticides, the seeds with high quality, suitable cropping management and spraying equipment were the main reasons for the health of fields. But, existing the strong seed bank in fields can be causes low ability for seed germination, undesirable preparations in farms and higher consumption of pesticide than average of were identified as mean reasons of unhealthy in many canola fields of Gorgan.
Key words: Biodiversity, Canola, GIS, Health Assessment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key words: Biodiversity
  • Canola
  • GIS
  • Health Assessment
 1. Anderson, R.L., Tanaka, D.L., Black, A.L. and Schweizer, E.E. 1998. Weed community and
species response to crop rotation, tillage, and nitrogen fertility. Weed Technol. 12: 531-536.
2. Collings, L., Ginsburg, D. and Clarke, J. 2003. Balancing biodiversity and weed
management through a decision support system. ADAS Boxworth, Cambridge, UK.
3. Conway, G.R. 1985. Agroecosystem analysis. Agri. Admin. 20:31-55.
4. Fedoroff, E., Ponge, J.F., Dubs, F., Gonzalez, F.F. and Lavelle, P. 2005. Small-scale
response of plant species to land-use intensification. Agric Ecosyst Environ. 105:283-290.
5. Jalilian, J. 2012. Sustainability assessment of wheat-sugar beet agroecosystem (Case study:
Piranshahr county). Int. J. Agric. Crop Sci. 4 (10). 609-615.
6. Kamkar, B. Bagherani, N. and Razavi, S.A. 2014. Health assessment of wheat agricultural
systems in Gorgan based on the diversity of weed, yield and consumption of pesticides. J.
Plant Prod. 21(3): 97-115. (In Persian with English abstract)
7. Koocheki, A. and Mahdavi Damghani, A. 2003. The ecological diversity in sustainable
development. University of Mashhad.
8. Koocheki, A. Asgari, R. Mahmoudi, S. and Mahdavi Damghani, A. 2015. Assessment of the
health of agricultural ecosystems in Birjand J. Agroecol. 5(2): 1-13. (In Persian with English
summery).
9. Min Bashi, M. Baghestani, M.A. Rahimian, H. and alifard, M. 2008. Disturbance of weed in
irrigated wheat farms in Tehran province using geographic information system (GIS). J.
Weed Sci. 4(1): 97-118. (In Persian with English summery).
10.Mohammadi, H. 2015. Assessment of ecological health of agricultural ecosystems in Iran.
Thesis, Ferdowsi University of Mashhad.
11.Norouz Zadeh, Sh., Rashed Mohassel, M.H., Nasiri Mahallati, M., Koocheki, A. and
Abbaspour, M. 2008. Assessment of species diversity, function and structure of weed
communities in wheat fields in North Khorasan, Razavi and South. J. Iran Crop. 471-485. (In
Persian with English abstract).
12.Rezai Zad, A. and Zarei, A. 2015. Technical instructions, planting and harvesting of
rapeseed in Kermanshah province. Research organizations, education and agricultural
extension. Agriculture and Natural Resources Research and Training Center of Kermanshah.
40 Pp.
13.Smit, B. and Smithers, J. 1994. Sustainable agriculture and agroecosystem health. In N.O.
Nielson (ed). Proceedings of an International Workshop on Agroecosystem Health.
University of Guelph. Guelph, Ontario. 31-38.
14.Vafabakhsh, K., Koocheki, A. and Nasiri Mahallati, M. 2007. Health assessment in fields of
Mashhad. Iranian J. Field Crops Res. 5(1): 177-185. (In Persian with English abstract).
15.Yunlong, C. and Smit, B. 1994. Sustainability in agriculture: a general review. Agric
Ecosyst. Environ. 49: 299-307