بهینه سازی اثر سطوح کودهای نیتروژن و فسفر بر عملکرد و شاخص های کیفی در گندم با استفاده از مدلسازی سطح- پاسخ

مدلسازی سطح- پاسخ (RSM) روش آماری برای بهینه سازی چند فاکتور است که با استفاده از ترکیب تیمارها شرایط بهینه عوامل تولید را تعیین می کند (۵،۱۰،۱۱). 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 روش ها: این آزمایش با ۱۳ تیمار و دو تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سال زراعی ۹۵-۱۳۹۴ انجام شد. تیمارها بر اساس سطح پایین و بالای نیتروژن (به ترتیب با صفر و ۴۰۰ کیلوگرم اوره در هکتار) و فسفر (به ترتیب با صفر و ۱۰۰ 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 اندازه گیری 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 (R۲) 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 معنی دار 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 معنی داری تحت تاثیر قرار داد. آزمون عدم برازش در مورد هیچ یک از صفات مورد مطالعه معنی دار نبود که نشان دهنده برازش مطلوب مدل رگرسیون درجه دو کامل می باشد. بالاترین مقدار مشاهده شده و پیش بینی شده عملکرد دانه به ترتیب برای تیمارهای ۴۰۰ کیلوگرم اوره در هکتار+۱۰۰ کیلوگرم سوپرفسفات تریپل در هکتار و ۲۰۰ کیلوگرم اوره در هکتار+۵۰ کیلوگرم سوپرفسفات تریپل در هکتار با ۵۴/۷۱۷ و ۸۹/۵۹۴ گرم در متر مربع بدست آمد. بیشترین مقدار مشاهده شده و پیش بینی شده درصد نیتروژن دانه (به ترتیب با ۷۲/۱ و ۶۲/۱ درصد) و درصد پروتئین دانه (به ترتیب با ۷۶/۱۰ و ۰۲/۱۰ درصد) برای تیمار ۴۰۰ کیلوگرم اوره در هکتار+۵۰ 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 ۴۱/۱۴۱ کیلوگرم اوره و بدون فسفر بدست آمد. نتیجه گیری: افزایش مصرف کودهای نیتروژن و فسفر تا سطح بهینه موجب افزایش عملکرد و خصوصیات کیفی دانه شد. بهینه سازی عناصر غذایی موجب افزایش جذب و بهبود عملکرد در نظام های تولید گندم می شود و کاهش وابستگی به نهاده های خارجی همچون کودهای شیمیایی که افزایش هزینه ها و تشدید آلودگی-های زیست محیطی را به دنبال دارد. بهینه سازی عناصر غذایی خاک اطلاعاتی را در مورد پایداری سیستم های زراعی و پتانسیل آلودگیهای زیست محیطی فراهم میکند. به طور کلی، بهینه سازی مصرف عناصر غذایی ابزاری سودمند است که به طور گسترده ای در کشاورزی مدرن مورد استفاده قرار می گیرد.

Keywords:

آزمون عدم برازش , پایداری سیستم های زراعی , ضریب تبیین , مدل رگرسیون