Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường ỨNG DỤNG MƠ HÌNH CÂY QUYẾT ĐỊNH ĐÁNH GIÁ THÍCH HỢP ĐẤT TRONG CÂY CAM TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN BẮC TÂN UYÊN, TỈNH BÌNH DƯƠNG Yõ Quốc Khánh*, Nguyễn Văn Cương, Trương Thị Diệu Quân Trường Đại học Tài nguyên Môi trường TP Hồ Chí Minh https://doi.Org/10.55250/jo.vnuf.2022.4.088-095 TĨM TẲT Phương pháp khai phá liệu với mơ hình định phương pháp đánh giá thích hợp đất đai mang tính định lượng với biến mục tiêu liệu suất trồng thu thập thực tế nông hộ địa bàn huyện Bắc Tân Uyên, tỉnh Bình Dương Phương pháp khắc phục hạn chế phương pháp đánh giá theo yếu tố hạn chế lớn có phân tích tính tương hỗ yếu tố thông qua tiêu suất thu trồng Nghiên cứu thực 127 phiếu điều tra có độ tin cậy cao sử dụng để chạy phần mềm Dtreg phân tích liệu xây dựng mơ hình định Mơ hình chia tách thành 18 đơn vị đất đai, có đơn vị đất đai đánh giá mức thích họp Sl, chiếm 33% 12 đơn vị đất đai đánh giá mức thích họp S2, chiêm 67% Theo diện tích, đánh giá thích họp đât đai theo mơ hình qut định cho thích hợp cao (Sl) có diện tích 25.796 ha, chiếm 66,2% thích họp trung bình (S2) có diện tích 9.652 ha, chiếm 24,8% so với diện tích đất tự nhiên Ket dùng đối chiếu với phương pháp đánh giá FAO, nghiên cứu sử dụng mơ hình định có khác biệt với nhóm đất có mức thích nghi SI S2 66,2% 24,8% Từ khóa: Cây cam, định, đánh giá đất đai, khai phá liệu ĐẠT VÁN ĐE Trong sản xuất nông nghiệp địa bàn huyện Bắc Tân Uyên, việc phát triển trồng cam địa phương cịn mang tính tự phát, chưa có nghiên cứu, đánh giá thích họp loại đất với điều kiện tự nhiên khác cách khoa học, có hệ thống Điều dễ dẫn đến hậu tiêu cực sau phát triển trồng cam ạt ừên vùng có điều kiện đất đai khơng phù họp, đặc biệt lâu năm cam Phương pháp khai phá liệu (data mining) áp dụng rộng rãi đánh giá đất đai, mô hình định phương pháp sử dụng thuật toán để phân lớp phổ biến khai phá liệu (Kumar et al., 2013) Đã có nhiều nghiên cứu áp dụng phương pháp đánh giá đất đai Trên giới, Lanen cộng (1992) nghiên cứu đánh giá đất đai hỗn họp định tính định lượng tiến hành với khoai tây Hà Lan Tại Việt Nam, Nguyễn Hữu Cường sử dụng phương pháp để đánh giá thích họp đất đai cho cao su huyện Phú Giáo tỉnh Bình Dương cho kết 99,12% diện tích đất có khả phù hợp (Nguyễn Hữu Cường, 2018) Mục tiêu nghiên cứu áp dụng phương pháp khai phá liệu đánh giá thích hợp đất đai mơ hình định so sánh kết với phương pháp FAO *Corresponding author: khanh692002@yahoo.com 88 ừên cam địa bàn huyện Băc Tân Uyên, tinh Bình Dương PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 2.1 Địa bàn nghiên cứu Nghiên cứu thực địa bàn huyện Bắc Tân Uyên, huyện tách từ 10 xã huyện Tân Uyên (cũ) năm 2013 Bắc Tân Un có diện tích 40 ngàn hecta đất tự nhiên, có vùng chuyên canh có múi dọc ven bờ hai sơng Đồng Nai sơng Bé Phía Bắc huyện có cao trình 40 - 50 m , số đồi cao độc lập có cao trình 70 - 80 m, phía Nam huyện có cao trình thấp khoảng 20 - 30 m, đất đai phẳng, bị chia cắt, tạo thành vùng rộng lớn thuận lợi cho việc trồng công nghiệp lâu năm Tổng dân số huyện năm 2021 87.532 người (UBND huyện BTU, 2021) 2.2 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp khai phá liệu mơ hình định để xử lý phân tích số liệu thu thập từ việc điều tra khảo sát - Khai phá liệu trinh trích xuất thơng tin có giá trị tiềm ẩn bên ữong lượng lớn liệu lưu trữ kho liệu Để đạt tri thức từ sở liệu có, nhiều kỹ thuật khai phá liệu khác đời như: phân lớp liệu, phân cụm liệu, khai phá luật kết hợp, hồi quy, giải thuật di truyền, mạng nơ-ron, định Trong đó, kỹ thuật định (decision tree) công cụ mạnh hiệu việc phân lớp dự báo - Cây định cấu trúc biểu diễn TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 Quản lý Tài ngun rừng & Mơi trường dạng Trong đó, nút (intemal node) biểu diễn thuộc tính, nhánh (branch) biểu diễn giá trị có thuộc tính, (leaf node) biểu diễn lớp định đỉnh hên gọi gốc (root) Cây định dùng để phân lớp cách xuất phát từ gốc di chuyển theo nhánh gặp nút (Nguyễn Ánh Nga, 2012) - ứ n g dụng định đánh giá thích hợp đất đai việc xác định tổ hợp yếu tố đặc điểm đất đai (độ dày tầng đất, độ dốc, thành phần giới, khả tư i ) mức sản lượng trồng tương ứng Quy trình đánh giá đất đai theo tiêu chí định dễ tiếp cận minh bạch (Bouma etấl., 1993) - Sử dụng phần mềm DTREG để xây dựng mơ hình định - Biến dự báo tập hợp liệu đầu vào giá ị loại đất, độ dày tầng đất, độ dốc địa hình, thành phần giới, khả tưới - Biến mục tiêu suất thu thập từ x i l í _ A _ _ A J • 4• _ _ * /V r mềm phân theo nhóm có tương đồng suất điểm node Chúng dựa vào đề xuất mức thích hợp theo tỷ lệ suất tối hảo FAO để đánh giá mức thích hcrp SI (thích hợp cao), S2 (thích họp trung bình), S3 (thích hợp kém) N (khơng thích hợp) cho nhóm - Phương pháp ứng dụng GIS: Sử dụng phần mềm M aplnío phân tích liệu thuộc tính khơng gian để xây dựng đồ phân bố mẫu điều tra đồ mức thích họp đất đai cho cam địa bàn nghiên cứu 2.3 Quy trình thực đánh giá đất đai theo mơ hình định Bắt đầu việc xác định biến cho mơ hình, gồm biến dự báo biến mục tiêu Biến dự báo đề xuất dựa đặc điểm tự nhiên đất đai địa phương yêu cầu sử dụng đất trồng Biến mục tiêu suất thực tế trồng địa bàn nghiên cứu Mơ hình nghiên cứu xây dựng dựa thông tin thu thập thông qua điều tra nông hộ Chúng tơi đề xuất quy trình thực theo hỉnh Hình Khung quy trình thực nghiên cứu TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SÓ - 2022 89 Quản lý Tài nguyên rùng & Mơi írường K É T QUẢ VÀ TH Ả O LUẬN 3.1 Số lượng m ẫu điều tr a Số liệu thu thập từ 140 điểm khu vực trồng cam huyện Tân Uyên, trình sàng lọc liệu có 13 phiéu điều tra khơng đạt u cầu khảo sát bị loại bỏ, cịn lại 127 số liệu đưa vào nghiên cứu Bảng Phân bố mẫu điều tra theo đon vị đất đai Tổ hợp yếu tố Đon vị Độ dày Thành phần Đơ dốc Khả đất đai Nhóm đất tầng đat giới tưói o (cm) Đỏ vàng Fs 50-70 Trung bình D > 15 Có tưới Đỏ vàng Fs 50-70 Trung bình D - 15 Có tưới Đỏ vàng Fp 50-70 Nhẹ D - 15 Có tưới Đỏ vàng Fs 70 -100 Trung bình D - 15 Có tưới Đỏ vàng Fp 50-70 Nhẹ D3-8 Có tưới Đỏ vàng Fs 70 - 100 Trung bình D3-8 Có tưới Đỏ vàng Fp 70 -100 Nhẹ D - 15 Có tưới Xám > 100 Nhẹ D3-8 Có tưới Đỏ vàng Fs 70 -100 Trung bình D -3 Có tưới 10 Đỏ vàng Fp > 100 Nhẹ D - 15 Có tưới 11 Xám 70 - 100 Nhẹ D -3 Có tưới 12 Đỏ vàng Fp 70 -100 Nhẹ D3-8 Có tưới 13 Xám > 100 Nhẹ D -3 Có tưới 14 Phù sa > 100 Nặng D -3 Có tưới 15 Đỏ vàng Fp 70 -100 Nhẹ D -3 Có tưới 16 Đỏ vàng Fp > 100 Nhẹ D3-8 Có tưới 17 Đỏ vàng Fp > 100 Nhẹ D -3 Có tưới 18 Phù sa > 100 Trung bình D -3 Có tưới mẴ Ẵ X Tơng sơ mâu Số mẫu điều tra 8 10 6 10 10 127 BẢN ĐỒ PHÂN BỐ MẪU ĐIỀU TRA BẤC TẦN UYÊN — _ I— i I ẳ I i, |L , — I Hình Bản đồ phân bố mẫu điều tra 90 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường 3.2 Xây dựng biến cho mơ hình định Mơ hình hồi quy định đánh giá tính thích hợp cho cam địa bàn huyện Bắc Tân Uyên xây dựng biến: Biến mục tiêu (Target): N ăng suất (tấn/ha/năm) - lấy từ kết điều tra nông hộ Các biến dự báo (Predictor): Nhóm đất, độ dày tầng đất, thành phần giới, độ dốc, khả tưới với mức sau: nhóm đất: phù sa, đỏ vàng phù sa cổ, đỏ vàng đá phiến sét xám phù sa cổ Độ dày tầng đẩt: 50 - 70; 70 - 100, 100 (cm) Thành phần giới: nặng, trung bình, nhẹ Độ dốc: - 3°, - 8°, - 15°, > 15° Khả tưới: có tưới Các liệu thu thập biến đưa vào để chạy phần mềm DREG mơ hình định xây dựng có tầng, chia thành 18 nhóm có tổng số node 35 3.3 Kết đánh giá thích họp đất đai cho cam theo mơ hình định Phân tích phương sai Phương sai liệu đưa vào trước phân cành theo mơ hình định 45,1 sau xây dựng mơ hình định 1,89 Tỷ lệ phương sai giải thích 95,8% thể mức độ tin cậy cao xây dựng mơ hình định Điều cho thấy phù họp sử dụng mơ hình định để đánh giá định lượng khả thích họp đất đai cho cam dựa suất điều a thực tế Bảng Kết phân tích phưong sai mơ hình đỉnh STT Thông số Kết Phương sai mẫu liệu đầu vào 45,1 Phương sai sau tạo 1,89 Tỷ lệ phương sai giải thích Mức độ quan trọng yếu tố tự nhiên đến suất cam Khi khai phá chuỗi liệu, phần mềm DTREG phân tích liệu đầu vào đánh giá STT 95,8% mức độ ảnh hưởng biến dự báo đến biến mục tiêu (năng suất) kết mức độ quan trọng yếu tố Bảng Bảng mức độ quan trọng biến dự báo Biến mơ hình Mức độ quan trọng Độ dốc 100,0 Nhóm đất 43,9 Độ dày 35,5 Thành phần giới 1,2 Theo đó, yếu tố độ dốc có ảnh hưởng mạnh đến suất cam nên có mức độ quan ưọng cao nhất, yếu tố nhóm đất, độ dày thành phần giới Kết phân tích mơ hình định Mơ hình đưa tầng 35 nút (node) đánh giá thích họp cam với yếu tố nghiên cứu Trong 127 mẫu phiếu điều a đưa vào phần mềm tính tốn cho suất trung bình 46,9 tấn/ha Nút phần mềm chọn biến độ dốc để chia tách liệu N hư vậy, độ dốc yếu tố quan ưọng ảnh hưởng đến sinh trưởng phát ưiển suất cam theo liệu đưa vào nghiên cứu TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SÓ - 2022 91 Quản lý Tài ngun rừng & Mơi trường Hình Một nhánh mơ hình định Dựa kết mơ hình định, đánh giá phân nhánh mơ hình để xác định tổ họp yếu tố đặc điểm đất đai mức suất trung bình cam tương ứng với tổ hợp c ấ p thích nghi phân chia theo gợi ý FAO dựa tỷ lệ suất thực tế so với suất tối hảo trồng (với suất tối hảo thu thập nghiên cứu 60 tấn/ha/năm) Bảng Phân cấp thích nghi FAO theo suất trồng Phân câp nghiên cứu STT Cấp thích họp Tỷ lệ phân cấp (tắn/ha/năm) Thích hợp cao (Sl) > 80% >48 Thích hợp trung bình (S2) 40% - 80% 24-48 Thích hợp (S3) 20% - 40% 12-24 Khơng thích họp < 20 % < 12 Từ bảng trên, xác định mức độ thích nghi cho tổ họp dựa vào suất trung bình tương ứng tổ họp Kết thể bảng _ Bảng Kết đánh giá thích họp đất đai đối vói cam theo mơ hình đinh Tồ hợp yếu tố Đom vị Điểm Độ dày Thành Năng Khả Mức độ Đơ dốc đất đai node Nhóm đất tầng đẫt phần suất TB thích họp (°) (ém) giói tưới Đỏ vàng Fs 50-70 Trung bình D > 15 Có tưới 29,8 S2 Đỏ vàng Fs 50-70 Trung hình D8 -15 Có tưới 39,2 S2 Đỏ vàng Fp 50-70 Nhẹ D - 15 Có tưới 39,3 S2 12 Đỏ vàng Fs 70 -100 Trung bình D - 15 Có tưới 42,5 S2 24 Đỏ vàng Fp 50-70 Nhẹ D3-8 Có tưới 42,7 S2 18 Đỏ vàng Fs 70 -100 Trung bình D3-8 Có tưới 43,1 S2 13 Đỏ vàng Fp 70 - 100 Nhẹ D 8- 15 Có tưới 43,1 S2 19 Xám > 100 Nhẹ D3-8 Có tưới 43,9 S2 20 Đỏ vàng Fs 70 - 100 Trung bình D -3 Có tưới 44,0 S2 10 11 Đỏ vàng Fp > 100 Nhẹ D - 15 44,2 Có tưới S2 11 22 Xám 70 - 100 Nhẹ D -3 Có tưới 46,3 S2 12 28 Đỏ vàng Fp Nhẹ 70 -100 D3-8 Có tưới 46,5 S2 13 23 Xám Nhẹ D -3 Có tưới > 100 48,1 SI 14 30 Nặng D -3 Phù sa > 100 Có tưới 53,3 SI 15 29 Đỏ vàng Fp Nhẹ D -3 70 -100 Có tưới 54,0 SI 16 32 Đỏ vàng Fp > 100 Nhẹ D3-8 Có tưới 55,3 SI 17 34 Đỏ vàng Fp D -3 > 100 Nhẹ Có tưới 56,3 SI 18 35 Trung bình DO-3 Có tưới Phù sa > 100 56,6 SI 92 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SĨ - 2022 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường Kết bảng cho thấy mức độ thích hợp cho suất trung bình 45,1 tấn/ha Điều cam theo tổ hợp tính chất đất đai chịu cho thấy đất phù sa đỏ vàng ảnh hưởng lớn yếu tố độ dốc Nhóm phù sa cổ thích hợp với cam cao đất đỏ có độ dốc từ - 15 15 độ, có suất vàng đá phiến sét đất xám trung bình 40,5 tấn/ha, nhóm có độ dốc từ 0Nhóm đất có độ dày tầng đất 100 cm cho - độ, có suất trung bình 49,7 suất đạt 55,6 tấn/ha, nhóm đất có tầng đất tấn/ha Như vậy, độ dốc thấp từ 0-3 độ 3-8 dày 70 - 100 cm cho suất 50,5 tấn/ha độ phù hợp cho phát triển cam Trong nhóm đất có độ dày 50 - 70 cm Điều lý giải địa hình dốc cao đạt suất 42,7 tấn/ha Điều cho ta thấy khả giữ nước dinh dưỡng bị hạn chế cam thích hợp với loại đất có độ rửa trơi nên có ảnh hưởng khơng tốt đến dày tầng đất lớn suất cam Mơ hình tiếp tục phân nhánh theo thành phần Tiếp theo nhóm loại đất, nhóm này, đất giới, thành phần giới nhẹ trung bình có đỏ vàng ừên phù sa cổ đất phù sa thích hợp suất trung bình đạt 56 tấn/ha, cao nhất, cho suất đạt trung bình 52,7 tấn/ha nhánh có thành phần giới nặng đạt 53,3 Nhóm đất đỏ vàng đá phiến sét đất xám tấn/ha Bảng Tổng hơp đánh giá mơ hình định theo diện tích Mức thích họp Diện tích (ha) Tỷlệ( %) SI 25.796,99 66,2 S2 9.652,03 24,8 Không đánh giá 9,0 3.495,41 Tổng 38.944,44 100 BẲN ĐỒ THÍCH HỢP ĐẮT ĐẠI CHO CÂY CAM HUYỆN BẮC TÂN UYÊN (MỒ HÌNH CÂY QUYẾT ĐỊNH) Hình Bản đồ thích họp đất đai cho cam theo mơ hình định 3.4 Đánh giá thích họp đất đai theo yếu tố hạn chế lớn FAO Đe có sở nghiên cứu, so sánh đồng thời thực đánh giá thích họp cam địa bàn, sử dụng phương pháp đánh giá truyền thống theo phương pháp yếu tố hạn chế lớn FAO TAP CHÍ KHOA HOC VÀ CƠNG NGHÊ LÂM NGHIÊP S - 2022 ã ô ã ã 93 Qun lý Tài nguyên rừng & Môi trường Bảng Mức thích họp yếu tế tự nhiên vói cam Thích hợp Chỉ tiêu S2 SI S3 N Đất xám, Đất cát, Loai đất Phù sa Đất đỏ Fs(*9 Đất đỏ Fp( * nâu, xám gley Độ dốc (°) -3 -8 8-15 > 15 Độ dày tầng đất (cm) > 100 50-70