پیش‌بینی نیاز نیتروژنی گیاه ریحان در طول دوره رشد با استفاده از شاخص تغذیه نیتروژن

نیتروژن یکی از پرمصرف ترین عناصر مورد نیاز گیاه است. کاربرد کودهای نیتروژنی نقش تعیین کننده ای در افزایش عملکرد بسیاری از محصولات کشاورزی دارد. برای دستیابی به حداکثر عملکرد محصول و کاهش اثرات منفی زیست محیطی، کاربرد کودهای نیتروژنی می بایست بر اساس دینامیک بین عرضه نیتروژن و تقاضای گیاه انجام گیرد. برای مدیریت مصرف کودهای نیتروژنی، پیش بینی دقیق نیاز گیاه به نیتروژن در مراحل مختلف رشد ضروری است. در این پژوهش، مفهوم غلظت نیتروژن بحرانی (ncritical) به عنوان یک رویکرد موثر برای سنجش وضعیت نیتروژن و تخمین نیاز نیتروژنی گیاه ریحان مورد استفاده قرار گرفته است. بدین منظور، گیاه ریحان در گلخانه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران واقع در کرج طی دو دوره کشت شد. تیمارهای مختلف کود نیتروژن در هفت سطح با سه تکرار اعمال شدند. مقادیر زیست توده خشک و غلظت نیتروژن در هفت نوبت طی دوره رشد اندازه گیری و شاخص تغذیه نیتروژن (nni) و نیاز نیتروژنی (nr) ریحان برای کشت اول محاسبه شد. نتایج نشان داد، بین nni و nr گیاه ریحان رابطه رگرسیونی معنا داری (r2>0.96) وجود دارد. بر این اساس، مدل پیش بینی nr با استفاده از مقادیر nni و روز پس از کاشت (dap) توسعه یافت. سپس دقت و عملکرد رابطه nrnni توسط داده های کشت دوم صحت سنجی شد. مقادیر به دست آمده برای شاخص های آماری ریشه میانگین مربعات خطا (rmse)، میانگین خطای اریب نرمال شده (nmb) و ریشه میانگین مربعات خطا نرمال شده (nrmse) به ترتیب کمتر از 1 کیلوگرم در هکتار و 0.10 درصد و 3.10 درصد بود که بیانگر دقت بالای مدل در برآورد نیاز گیاه به نیتروژن است. به طور کلی نتایج نشان داد، تخمین nr بر اساس مفهوم nc می تواند به عنوان یک روش علمی و مناسب برای مدیریت مصرف کودهای نیتروژنی در تولید محصولات کشاورزی به کار رود.

Estimation of Inseason Basil Nitrogen Requirement Using the Nitrogen Nutrition Index

Nitrogen is one of the most widely used nutrients for crop development. Application of nitrogen fertilizers plays a crucial role in increasing agricultural yield and production. In order to achieve maximum crop yield and reduce the negative environmental effects, application of nitrogen fertilizers should be based on the dynamics between nitrogen supply and crop demand. In order to manage the consumption of nitrogen fertilizers, it is necessary to accurately predict the crop nitrogen requirements at different growth stages. In present study, the concept of critical nitrogen concentration (Nc) has been used as an effective approach to determine nitrogen status and estimate nitrogen requirement of basil. For this purpose, basil was cultivated in the research greenhouse of the College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran. Different nitrogen fertilizer treatments were applied at seven levels with three replications. Crop dry matter and nitrogen concentrations were measured seven times during the growth period. Then nitrogen nutrition index (NNI) and basil nitrogen requirement (NR) were calculated for the first experiment. Results showed that, there was a significant regression relationship between basil NNI and NR (R2> 0.96). Accordingly, the NR prediction model was developed using NNI values and day after planting (DAP). Then, accuracy and performance of the NRNNI relationship were verified by the second experiment data. The values ​​obtained for RMSE, NMB and NRMSE statistical indicators were less than 1 kg / ha, 0.10% and 3.10%, respectively, which indicates high accuracy of the model for prediction of crop nitrogen requirement. In general, results showed that estimation of crop NR based on the concept of Nc could be used as a scientific and suitable approach for managing nitrogen application in agricultural production.