تخمین رطوبت، نرخ نیترات‌زایی و هیدرولیز اوره در خاک با به کارگیری روش‌های هوشمند ترکیبی-موجک

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

2 دانشگاه تهپژوهشگر پسادکتری، مؤسسه ملی تحقیقات علمی (INRS)، مرکز آب زمین محیط‌زیست، کبک، کانادا. ران

doi
10.22125/iwe.2023.410046.1739
چکیده

بررسی تأثیر شیوه‌های مدیریت زراعی بر میزان نیترات و اوره در خاک از اهمیت ویژه‌ای برخودار است. هدف از این مطالعه، مدلسازی و بررسی ارتباط متقابل متغیرهای هیدرولیکی، واکنشی و جذب املاح عمق‌های مختلف خاک جمع‌آوری شده در سال (1400-1399) از مزرعه پایلوت شالیزاری واقع در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، استان مازندران، به مساحت 6/0 هکتار، است. در این مطالعه، حجم رطوبت باقیمانده در خاک (θr)، نرخ نیترات‌زایی (kn) و نرخ هیدرولیز اوره (kh) به‌ترتیب بر اساس چهار، چهار و دو سناریو تعریف شده، با به کارگیری مدل‌های شبکه عصبی مصنوعی-موجک (WANN)، سامانه استنتاجی فازی-عصبی-موجک (WANFIS) و برنامه‌ریزی بیان ژن-موجک (WGEP)، مدلسازی شد. نتایج نشان داد که درصد بهبود عملکرد مدل‌های WGEP نسبت به WANFIS و مدل WANFIS نسبت به WANN با در نظر گرفتن شاخص ارزیابی RMSE به‌ترتیب برای سه متغیرθr ، kn و kh (96/16، 87/41)، (72/85، 00/1) و (37/20، 27/3) به دست آمد. مدل WGEP دارای بیشترین مقدار R و کم‌ترین مقادیر RMSE و MAE جهت تخمین متغیرهایθr ، kn و kh می‌باشد. نتایج نشان داد که متغیرهای هیدرولیکی، واکنشی و جذب املاح خاک می‌تواند متأثر از شرایط اقلیمی منطقه، باشد. بنابراین، ارائه مدل‌های کاربردی هوشمند جهت تخمین متغیرهای نیترات و اوره در خاک، می‌تواند مدیران و کشاورزان را در مدیریت صحیح منابع آب و خاک و مصرف بهینه کود نیتروژن با صرف هزینه و زمان کم‌تر، یاری دهد.