بهینه سازی کاربرد کودهای نیتروژن، فسفر و دامی در زراعت گندم پاییزه (Triticum aestivum L.) با استفاده از روش سطح-پاسخ (RSM)

نیاز روزافزون به تولید گندم به عنوان اصلی ترین منبع تامین انرژی جوامع انسانی، استفاده ی گسترده از کودهای شیمیایی را به ویژه در کشورهای در حال توسعه به دنبال داشته است. اولین گام در جهت کاهش مصرف کودهای شیمیایی و پیش گیری از پی آمدهای منفی زیست محیطی حاصل، بهینه سازی مصرف و افزایش کارایی این نهاده ها است. در این راستا و به منظور برآورد مقادیر بهینه مصرف کودهای شیمیایی نیتروژن و فسفر و کود دامی در زراعت گندم، با استفاده از روش سطح- پاسخ، آزمایشی در قالب باکس- بنکن طراحی و طی دو سال زراعی 91-1390 و 92-1391 اجرا شد. تیمارهای آزمایشی با توجه به سطوح بالا و پایین کود نیتروژن (صفر و 300 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار)، کود فسفره (صفر و 200 کیلوگرم P2O5 در هکتار) و کود گاوی (صفر و 30 تن در هکتار) طراحی شدند، به طوری که نقطه مرکزی در هر تیمار سه مرتبه تکرار شد و کلا 15 ترکیب تیماری به دست آمد. عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، تعداد پنجه ی بارور، محتوای نسبی رطوبت، تلفات نیتروژن و کارایی مصرف نیتروژن به عنوان متغیرهای وابسته مورد اندازه گیری قرار گرفتند. سپس با استفاده از مدل رگرسیونی گام به گام و برازش تابع درجه دو کامل به داده ها، سطوح پاسخ متغیرهای وابسته تحت تاثیر تیمارها محاسبه شد. نتایج نشان داد که با افزایش مصرف نیتروژن و فسفر تا سطح 200 کیلوگرم در هکتار، عملکرد دانه افزایش یافت. تعداد پنجه بارور در بوته در سطح 300 کیلوگرم در هکتار نیتروژن، با افزایش مصرف فسفر از صفر تا 200 کیلوگرم در هکتار، به صورت تقریبا خطی افزایش یافت. محتوای نسبی رطوبت با افزایش سطح مصرف کود دامی افزایش یافت. تلفات نیتروژن به موازات افزایش سطوح مصرف نیتروژن و کود دامی، به صورت خطی افزایش یافت. روند افزایش کارآیی مصرف نیتروژن، به موازات افزایش کاربرد نیتروژن و فسفر به صورت تابع درجه دو کاهشی بود. مقادیر بهینه شده ی کودهای نیتروژن، فسفر و دامی براساس سه سناریوی اقتصادی، زیست محیطی و اقتصادی- زیست محیطی برآورد شد. در سناریوی اقتصادی، مصرف 145 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص، 200 کیلوگرم در هکتار فسفر و 18 تن در هکتار کود دامی، منجر به تولید 6500 کیلوگرم در هکتار عملکرد دانه و کارآیی مصرف نیتروژن برابر با 49/10 کیلوگرم دانه بر کیلوگرم نیتروژن مصرفی شد. در سناریوی زیست محیطی، با مصرف 21 کیلوگرم در هکتار نیتروژن، بدون کاربرد فسفر، با مصرف 16 تن در هکتار کود دامی، عملکرد دانه ای برابر با 3160 کیلوگرم در هکتار و کارآیی مصرف نیتروژن برابر با 08/9 کیلوگرم دانه بر کیلوگرم نیتروژن مصرفی حاصل شد. در سناریوی اقتصادی- زیست محیطی، کاربرد 145 و 34 کیلوگرم در هکتار به ترتیب نیتروژن و فسفر و 30 تن در هکتار کود دامی، عملکرد دانه ای برابر با 4031 کیلوگرم در هکتار داشت و افزایشی 36 درصدی در کارآیی مصرف نیتروژن نسبت به سناریوی اقتصادی (50/16 در برابر 49/10) را به دنبال داشت. با توجه به نتایج به دست آمده، به نظر می رسد که برای تولید گندم پاییزه، سناریوی اقتصادی-زیست محیطی نسبت به دو سناریوی دیگر اولویت داشته باشد، هرچند، منافع و مضار هر سناریو در برابر سناریوهای دیگر، باید در عمل و تحت شرایط واقعی سنجیده و نسبت به کاربرد آن تصمیم گیری شود.

کلیدواژه ها:

تلفات نیتروژن ، سناریوی اقتصادی-زیست محیطی ، طرح باکس بنکن ، عملکرد دانه ، کارآیی زراعی مصرف نیتروژن