بهینه‌سازی اثر سطوح کودهای نیتروژن و فسفر بر عملکرد و شاخص‌های کیفی در گندم با استفاده از مدلسازی سطح- پاسخ

Abstract

مدلسازی سطح- پاسخ (RSM) روش آماری برای بهینه‌سازی چند فاکتور است که با استفاده از ترکیب تیمارها شرایط بهینه عوامل تولید را تعیین می‌کند (5،10،11). در این مطالعه، اثر کاربرد کودهای نیتروژن و فسفر بر عملکرد، اجزای عملکرد و خصوصیات کیفی دانه گندم با استفاده از مدلسازی سطح- پاسخ مورد مطالعه قرارگرفت. مواد و روش‌ها: این آزمایش با 13 تیمار و دو تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سال زراعی 95-1394 انجام شد. تیمارها بر اساس سطح پایین و بالای نیتروژن (به ترتیب با صفر و 400 کیلوگرم اوره در هکتار) و فسفر (به ترتیب با صفر و 100 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل در هکتار) تعیین شدند. عملکرد بیولوژیکی، عملکرد دانه، شاخص برداشت، خصوصیات رشد و اجزای عملکرد (شامل تعداد پنجه در متر مربع، ارتفاع بوته، طول خوشه، تعداد دانه در خوشه، وزن دانه درخوشه، وزن دانه دربوته، تعداد خوشه در بوته، وزن خوشه در بوته و وزن خشک ساقه در متر مربع) و خصوصیات کیفی دانه (درصد نیتروژن، درصد پروتئین و درصد فسفر) به عنوان متغیر وابسته مورد اندازه‌گیری قرار گرفتند و تغییرات این متغیرها با استفاده از مدل رگرسیونی ارزیابی شد. به منظور ارزیابی کیفیت مدل از آزمون عدم برازش استفاده شد. بسندگی مدل با آنالیز واریانس مورد ارزیابی قرار گرفت. کیفیت مدل با استفاده از ضریب تبیین (R2) ارزیابی شد. در نهایت، مقادیر بهینه کودهای نیتروژن و فسفر بر اساس سه سناریوی اقتصادی، زیست محیطی و اقتصادی- زیست محیطی محاسبه شد. نتایج: نتایج نشان داد که اثر جزء خطی بر شاخص‌ برداشت، طول خوشه، اجزای عملکرد (شامل وزن دانه در بوته، تعداد خوشه در بوته، وزن خوشه در بوته و تعداد پنجه در متر مربع) و درصد نیتروژن و درصد پروتئین دانه معنی‌دار بود. اثر جزء درجه دو کامل عملکرد بیولوژیکی، عملکرد دانه، تعداد پنجه در متر مربع، وزن دانه در بوته و وزن خوشه در بوته، درصد نیتروژن، پروتئین و فسفر دانه و اثر متقابل ارتفاع بوته، طول خوشه، تعداد دانه در خوشه و درصد نیتروژن دانه را به طور معنی‌داری تحت تاثیر قرار داد. آزمون عدم برازش در مورد هیچ‌یک از صفات مورد مطالعه معنی‌دار نبود که نشان‌دهنده برازش مطلوب مدل رگرسیون درجه دو کامل می‌باشد. بالاترین مقدار مشاهده شده و پیش‌بینی شده عملکرد دانه به ترتیب برای تیمارهای 400 کیلوگرم اوره در هکتار+100 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل در هکتار و 200 کیلوگرم اوره در هکتار+50 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل در هکتار با 54/717 و 89/594 گرم در متر مربع بدست آمد. بیشترین مقدار مشاهده شده و پیش‌بینی شده درصد نیتروژن دانه (به ترتیب با 72/1 و 62/1 درصد) و درصد پروتئین دانه (به ترتیب با 76/10 و 02/10 درصد) برای تیمار 400 کیلوگرم اوره در هکتار+50 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل مشاهده شد. در سناریوی اقتصادی-زیست محیطی عملکرد دانه و درصد نیتروژن و درصد فسفر دانه همزمان مد نظر قرار گرفت و مقادیر بهینه کودهای نیتروژن و فسفر به ترتیب برابر با 41/141 کیلوگرم اوره و بدون فسفر بدست آمد. نتیجه‌گیری: افزایش مصرف کودهای نیتروژن و فسفر تا سطح بهینه موجب افزایش عملکرد و خصوصیات کیفی دانه شد. بهینه‌سازی عناصر غذایی موجب افزایش جذب و بهبود عملکرد در نظام‌های تولید گندم می‌شود و کاهش وابستگی به نهاده‌های خارجی همچون کودهای شیمیایی که افزایش هزینه‌ها و تشدید آلودگی-های زیست‌محیطی را به دنبال دارد. بهینه‌سازی عناصر غذایی خاک اطلاعاتی را در مورد پایداری سیستم‌های زراعی و پتانسیل آلودگیهای زیست‌محیطی فراهم میکند. به طور کلی، بهینه‌سازی مصرف عناصر غذایی ابزاری سودمند است که به طور گسترده‌ای در کشاورزی مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

Keywords

• آزمون عدم برازش
• پایداری سیستم‌های زراعی
• ضریب تبیین
• مدل رگرسیون