مقایسه مدل‌های سینتیکی برای تخمین معدنی‌شدن نیتروژن کودهای آلی در شرایط رطوبتی مختلف

سابقه و هدف: اطلاع و آگاهی از سرعت معدنی شدن نیتروژن مواد آلی عامل بسیار مهمی برای مدیریت و تعیین نیاز کودی نیتروژن مورد نیاز گیاهان می‌باشد. پیش‌بینی فراهمی نیتروژن برای دوره رشد گیاه از منابع مختلف کودی در ارتقا کارایی کودها و همچنین کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی نقش مهمی دارد (24). عوامل محیطی مانند دما و رطوبت مهم‌ترین عواملی هستند که بر روی فرآیندهای رهاسازی نیتروژن اثر می‌گذارند. رطوبت خاک میزان فراهمی اکسیژن را در خاک تنظیم می‌کند و حداکثر فعالیت هوازی ریزجاندارن در محدوده رطوبتی 50 تا 70 درصد ظرفیت زارعی خاک اتفاق می‌افتد (9، 15). اکثر پژوهشگران از مدل مرتبه اول برای تخمین پتانسیل رهاسازی نیتروژن استفاده کرده‌اند. لطفی و همکاران (2008) دریافتند که مدل مرتبه اول دارای ضریب همبستگی معنی‌داری (001/0p > ) برای تخمین میزان و سرعت رهاسازی نیتروژن در یک خاک تیمار شده با کود گاوی و لجن فاضلاب بود (16). شاخص n0k بیانگر سرعت بالقوه معدنی شدن نیتروژن (8) و معیاری از فراهمی نیتروژن خاک برای گیاه است (4). سودایی مشاعی و همکاران (2008) با بررسی شاخص n0k در کود دامی، ورمی‌کمپوست و کمپوست دریافتند که این شاخص در کود دامی بیش‌ترین و در کمپوست کم‌ترین مقدار بود (26). هدف از این پژوهش بررسی قابلیت برازش مدل‌های مختلف و انتخاب مناسب‌ترین مدل در تخمین میزان رهاسازی نیتروژن از منابع مختلف آلی بود.مواد و روش‌ها: در این پژوهش سرعت و میزان رهاسازی نیتروژن از چهار نوع کود آلی (لجن فاضلاب، کود مرغی، کود گاوی و کاه و کلش گندم) در دو سطح رطوبتی (40 و 75 درصد ظرفیت زراعی) و سه تکرار در مدت 60 روز ارزیابی شد. نیتروژن معدنی شده با روش اسپکتروفتومتر اندازه‌گیری شد و مدل‌های مختلف به روش حداقل مربعات خطا با مقادیر اندزه‌گیری شده برازش داده شدند. برای انتخاب بهترین مدل از آماره‌های ضریب تبیین (r2)، ریشه میانگین مربعات خطا (rmse) و میانگین خطا (me) استفاده شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد با آنکه مدل های مرتبه اول، سهموی، لگارتیمی و الوویچ دارای بشترین ضریب تبیین و کمترین ریشه میانگین مربعات خطا بودند، اما مدل مرتبه اول برازش بهتری با داده‌های اندازه‌گیری شده نشان داد. بیش‌ترین مقدار شاخص فراهمی نیتروژن (n0k) در کود مرغی و کم‌ترین آن در کاه و کلش گندم مشاهده شد و ثابت سرعت معدنی شدن نیتروژن (k) در کاه و کلش گندم نسبت به سایر مواد آلی دارای کم‌ترین مقدار بود. افزایش رطوبت از 40 به 75 درصد ظرفیت زراعی موجب افزایش مقدار نیتروژن معدنی شده (nmin) و ثابت سرعت معدنی شدن نیتروژن شد.نتیجه‌گیری: استفاده از مدل مرتبه اول به‌دلیل انطباق با شرایط واقعی و توجیه پارامترهای آن، برای تخمین میزان نیتروژن رهاسازی شده از کودهای آلی توصیه می‌گردد و بر اساس نتایج این مدل، می‌توان زمان مناسب کاربرد کود در مزرعه را تعیین نمود.