Application of analytical hierarchical process in assessing the suitability of land for growing grain crops

Abstract

Assessing the suitability of land for growing grain crops is a relevant issue for ensuring sustainable agricultural production and improving food security. The Analytical Hierarchy Process (AHP) is an effective method of multi-criteria evaluation that systematically addresses all parameters. The study aimed to analyse the usage of the AHP method to determine the weight and priorities of different soil and climate characteristics to analyse the suitability of land for cereal crop cultivation, using wheat as an example. The study identified key factors affecting yields and developed recommendations for effective land management. An AHP was employed to weight various criteria, including physical, chemical and climatic characteristics. The data were processed to determine the impact of each factor on land suitability, with consistency checks to ensure the reliability of the results. The study showed that Flood and erozion hazard characteristics (32.2%) and Soil pysichal characteristics (25.6%) are the most important physical factors. Acidity (pH) and Cation Exchange Capacity (CEC) have a significant impact on nutrient availability, while average temperature and precipitation determine the main climatic conditions for wheat growth. Flood and erosion risks are also addressed for the long-term suitability assessment. The AHP was used to assess the suitability of land for wheat cultivation, identifying the most important factors and their weights. Practical recommendations included applying agronomic measures to reduce erosion risks and improve soil fertility. The results of the study can be used by agronomists, land managers and policymakers to improve land management, which will contribute to increased agricultural production efficiency and food security in the face of climate change.

Оцінка придатності земель для вирощування зернових культур є актуальним питанням для забезпечення сталого сільськогосподарського виробництва та підвищення продовольчої безпеки. Метод аналізу ієрархій (МАІ) є ефективним методом багатокритеріальної оцінки, який систематично враховує всі параметри. Метою дослідження був аналіз використання методу аналізу ієрархій для визначення вагомості та пріоритетності різних ґрунтово-кліматичних характеристик для аналізу придатності земель для вирощування зернових культур на прикладі пшениці. В результаті дослідження було визначено ключові фактори, що впливають на врожайність, та розроблено рекомендації щодо ефективного управління земельними ресурсами. Для зважування різних критеріїв, включаючи фізичні, хімічні та кліматичні характеристики, було використано метод аналізу ієрархій. Дані були оброблені для визначення впливу кожного фактору на придатність землі з перевіркою на узгодженість для забезпечення надійності результатів. Дослідження показало, що найбільш важливими фізичними факторами є характеристики небезпеки повеней та ерозії (32,2 %) та фізичні характеристики ґрунту (25,6 %). Кислотність (рН) та ємність катіонного обміну (ЄКО) мають значний вплив на доступність поживних речовин, тоді як середня температура та кількість опадів визначають основні кліматичні умови для росту пшениці. Ризики повеней та ерозії також розглядаються для довгострокової оцінки придатності. Для оцінки придатності земель для вирощування пшениці було використано метод аналізу ієрархій, що дозволило визначити найважливіші фактори та їхню вагу. Практичні рекомендації включали застосування агротехнічних заходів для зменшення ерозійних ризиків та покращення родючості ґрунтів. Результати дослідження можуть бути використані агрономами, землевпорядниками та політиками для вдосконалення управління земельними ресурсами, що сприятиме підвищенню ефективності сільськогосподарського виробництва та продовольчої безпеки в умовах зміни клімату.