بهینه‌سازی 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 به‌عنوان اصلی‌ترین منبع تامین انرژی جوامع انسانی، استفاده‌ی گسترده از کودهای شیمیایی را به‌ویژه در کشورهای در حال‌توسعه به‌دنبال داشته است. اولین گام در جهت کاهش مصرف کودهای شیمیایی و پیش‌گیری از پی‌آمدهای منفی زیست‌محیطی حاصل، بهینه‌سازی مصرف و افزایش کارایی این نهاده‌ها است. در این راستا و به‌منظور 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، به‌طوری‌که نقطه مرکزی در هر تیمار سه مرتبه تکرار شد و کلاً 15 ترکیب تیماری به‌دست آمد. عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، تعداد پنجه‌ی بارور، محتوای نسبی رطوبت، تلفات نیتروژن و کارایی مصرف نیتروژن به‌عنوان متغیرهای وابسته مورد اندازه‌گیری قرار گرفتند. سپس با استفاده از مدل رگرسیونی گام‌به‌گام و برازش تابع درجه‌دو کامل به داده‌ها، 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، به‌صورت تقریباً 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، به‌صورت خطی افزایش یافت. روند افزایش کارآیی مصرف نیتروژن، به موازات افزایش کاربرد نیتروژن و فسفر به‌صورت تابع درجه دو کاهشی بود. مقادیر بهینه‌شده‌ی کودهای نیتروژن، فسفر و دامی براساس سه سناریوی اقتصادی، زیست‌محیطی و اقتصادی- زیست‌محیطی 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 زیست‌محیطی، با مصرف 21 کیلوگرم در هکتار نیتروژن، بدون کاربرد فسفر، با مصرف 16 تن در هکتار کود دامی، عملکرد دانه‌ای 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- زیست‌محیطی، کاربرد 145 و 34 کیلوگرم در هکتار به‌ترتیب نیتروژن و فسفر و 30 تن در هکتار کود دامی، عملکرد دانه‌ای 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 به‌دنبال داشت. با توجه به نتایج به‌دست آمده، به‌نظر می‌رسد که برای تولید گندم پاییزه، سناریوی اقتصادی-زیست‌محیطی 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 تصمیم‌گیری شود.