مدلسازی رشد و مدیریت کوددهی نیتروژن در تولید گیاه دارویی موسیر (allium altissimum regel.) و پیاز (.allium cepa l)
Abstract
چکیده تعیین مقدار بهینه منایع در اکوسیستمهای کشاورزی، علاوه بر کاهش هزینه¬های تولید و حفظ منابع، باعث کاهش آلودگی¬های زیست¬محیطی ناشی از مصرف بی¬رویه این منابع می¬شود. از طرفی، تعیین مقادیر بهینه منابع نیازمند صرف هزینه و زمان زیادی می¬باشد. از این¬رو، استفاده از مدلسازی به¬دلیل کاهش هزینه و صرفه¬جویی در زمان می¬تواند یک رویکرد مناسب در مدیریت بوم نظام زراعی به¬شمار آید. بنابراین، هدف از اجرای این پژوهش، بهره¬گیری از تکنیک مدلسازی جهت مدیریت بهینه کوددهی نیتروژن در تولید پیاز و همچنین شبیه¬سازی رشد و نمو گیاه دارویی موسیر جهت دست یافتن به عملکرد مطلوب با مدیریت بهینه کود بود. در این راستا، سه مدل سطح پاسخ در قالب طرح مرکب مرکزی (برای موسیر و پیاز)، مدل دانش محور و مدل رشد در شرایط محدودیت نیتروژن بر اساس کارایی مصرف نور برای گیاه موسیر مورد استفاده قرار گرفت. برای این منظور دو آزمایش در قالب طرح مرکب مرکزی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد و منطقه آذرشهر در استان آذربایجان شرقی در دو سال زراعی 91-1390 و 92-1391 اجرا شد. تیمارهای آزمایشی با توجه به سطوح بالا و پایین نیتروژن (100 و 300 برای موسیر و 100 و 500 کیلوگرم اوره در هکتار برای پیاز)، آب (1500 و 3500 برای موسیر و 8000 و 10000 متر مکعب در هکتار برای پیاز) و تراکم (10 و 18 برای موسیر و 25 و 75 بوته در متر مربع برای پیاز) تعیین و در مجموع 20 ترکیب تیماری به عنوان متغیرهای مستقل مشخص گردید. عملکرد پیاز، تلفات نیتروژن، کارایی مصرف نیتروژن و آب به¬عنوان متغیرهای وابسته در نظر گرفته شدند که به¬ترتیب در سه سناریوی اقتصادی، زیست¬محیطی و سناریوی اقتصادی-زیست محیطی مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین دادههای موردنیاز برای مدلسازی رشد موسیر از منابع علمی مختلف و همچنین آزمایشات مزرعه¬ای جمع¬آوری گردید. این آزمایشات در دو سال زراعی 90-1389 و 91-1390 بصورت طرح بلوک‌های کامل تصادفی در 3 تکرار انجام شد و تیمار آزمایشی شامل مقادیر مختلف کود نیتروژن در 7 سطح (0، 100، 200، 250، 300، 350 و 400 کیلوگرم اوره در هکتار) بود. نتایج آزمایش نشان داد که بالاترین عملکرد مشاهده شده و برازش شده برای پیاز موسیر و پیاز در طرح مرکب مرکزی با کاربرد بالاترین سطح کود نیتروژن و آبیاری حاصل شد، در صورتی که در چنین شرایطی بیشترین تلفات نیتروژن نیز مشاهده گردید. افزایش تراکم کاشت در هر دو گیاه علاوه بر افزایش عملکرد، کاهش تلفات نیتروژن را نیز موجب شد. با توجه به نتایج، از آنجایی که سناریوی اقتصادی- زیست محیطی هم عملکرد (بعنوان یک شاخص اقتصادی) و هم میزان تلفات نیتروژن (بعنوان یک شاخص زیستمحیطی) را به¬صورت همزمان در تصمیم¬گیری مدیریتی مدنظر قرار می¬دهد، به¬نظر می¬رسد که مصرف منابع بر اساس این سناریو می¬تواند به¬عنوان راهکاری مناسب برای نیل به حصول عملکرد قابل قبول به¬همراه کاهش آلودگی¬های زیست¬محیطی مورد توجه قرار گیرد. ارزیابی نتایج مدل دانش محور و مدل رشد نشان داد که این مدل¬ها برای شبیه¬سازی عملکرد و میزان کود نیتروژن در مدیریت کوددهی نیتروژن در تولید موسیر از کارایی کافی برخوردار میباشند. نتایج شبیه¬سازی نشان داد که گیاه موسیر در تیمارهای کودی 0، 100، 200 و 250 کیلوگرم اوره در هکتار با محدودیت نیتروژن مواجه بوده و در تیمارهای 300، 350 و 400 کیلوگرم اوره در هکتار نیتروژن را به صورت تجملی جذب کرده و دارای بیش¬بود نیتروژن بود و کاربرد 293 کیلوگرم اوره در هکتار منجر به حفظ میزان نیتروژن موجود در گیاه موسیر در حد بحرانی شد. بنابراین مصرف کود بیشتر از این مقدار نه¬تنها باعث افزایش تولید نخواهد شد بلکه مشکلات زیست¬محیطی و تجمع نیترات در گیاه را نیز به¬دنبال خواهد داشت. کلید واژه¬ها: بهینه¬سازی منابع، شاخص تغذیه نیتروژن، طرح مرکب مرکزی، کارایی مصرف نور، مدل دانش محور