تحلیل اثرات مدیریت کوددهی در افزایش بهره‌وری آب و کود در کشت دیم ذرت: تحلیل سناریوها با استفاده از مدل Hdyrus

آبشویی از اراضی کشاورزی از مهم‌ترین منابع نقطه‌ای نیتروژن محسوب می شود که باعث آلودگی آبخوان‌های طبیعی می‌شود. اگرچه نیتروژن یکی از مهم‌ترین عناصر غذایی در تکمیل فرآیند رشد گیاه است، اما کوددهیِ بدون مدیریت و فراتر از حد نیاز گیاه، باعث افزایش آبشویی نیتروژن به منابع آب زیرزمینی شده و منتج به ناپایداری زیست محیطی می شود. این مساله به ویژه در کشت دیم به دلیل وقوع بارندگی‌های ناخواسته که ممکن است بیش‌تر از ظرفیت نگهداشت آب در خاک باشد، از اهمیت بیش‌تری برخوردار خواهد بود. به همین دلیل در این پژوهش، سطح بهینه‌ی کود نیتروژن در کشت ذرت دیم در استان مازندران تعیین شد. بدین منظور، ابتدا مدل hydrus2d با استفاده از داده‌های جمع آوری شده طی تحقیقی دو ساله در مزرعه ذرت، برای پارامترهای هیدرولیکی و شیمیایی واسنجی و صحت سنجی شد. سپس، از مدل برای شبیه سازی میزان آبشویی نیترات، نیتروژن جذب شده و نیتروژن باقی مانده در خاک در 9 سناریوی شدت کودی شامل تیمارِ بدون کود (تنها در نظر گرفتن 10 کیلوگرم در هکتار نیتروژن اولیه در خاک)، 50، 100، 150، 200، 250، 300، 350 و 400 کیلوگرم در هکتار استفاده شد. در نهایت، ضمن تحلیل این پارامترها، از معیارهای کارآیی مصرف نیتروژن و نسبت عملکرد محصول به شدت کود نیتروژن، بهترین سطح کوددهی در کشت دیم ذرت تعیین شد. اگرچه بر اساس معیارهای جذرمیانگین مربعات خطا (18.18/0 میلی متر برای رطوبت، 7.95-0.38 میلی گرم در لیتر برای غلظت نیترات و 96.8-3.96کیلوگرم در هکتار برای میزان نیتروژن جذب شده به وسیله ی گیاه)، مدل hydrus2d از دقت مقبولی در شبیه سازی انتقال آب و املاح در خاک برخوردار است، اما، تغییرات کم تر رطوبت و غلظت املاح در لایه های پایینی خاک در طول فصل رشد سبب شد تا دقت مدل در شبیه سازی حرکت آب و املاح در این لایه ها بیش تر از لایه های سطحی باشد. بر اساس نتایج شبیه سازی شده با مدل معلوم شد به ازای هر 50 کیلوگرم در هکتار افزایش در میزان کود تا 200 کیلوگرم در هکتار، میزان جذب به طور متوسط 20 کیلوگرم در هکتار افزایش می یابد، اما پس از آن، به ویژه برای سطوح بالاتر از 250 کیلوگرم در هکتار، میزان جذب کم تر از 15 درصد افزایش می یابد. همگام با کاهش جذب نیتروژن به وسیله ی گیاه، میزان آبشویی نیتروژن از محدوده های عمقی مختلف خاک نیز افزایش یافته و باعث خروج عناصر غذایی از لایه های سطحی و تجمع آن در لایه های زیرین در انتهای فصل رشد می شود. شاخص کارآیی مصرف کود بیش ترین مقدار خود را در سطح کوددهی 150 کیلوگرم در هکتار داشته و در سطوح بالاتر، ثابت مانده و یا کاهش می یابد. این در حالی است که افزایش شدت کود نیتروژن همواره باعث کاهش میزان عملکرد تولیدی به ازای واحد کود مصرفی شد.