برآورد پارامترهای گیاهی مدل QUEFTS برای بهینه سازی تغذیه NPK در گندم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 -

2 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 عضو هیئت علمی گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه ولیعصر رفسنجان

4 عضو هیئت علمی گروه زراعت دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

سابقه و هدف: مدل QUEFTS برای بهینه‏سازی مدیریت کود در گیاهان زراعی استفاده می‏شود، ولی تاکنون در ایران از این مدل استفاده نشده است. این مدل اثرات متقابل NPK روی کارایی درونی جذب عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم را در نظر می‏گیرد و امکان تفکیک سطوح مختلف عملکرد هدف در شرایط مختلف کودی را می‏دهد. پیش از کاربرد این مدل نیاز است که پارامترهای گیاهی برای منطقه مورد مطالعه تعیین شوند. اولین مرحله از مدل نیاز به تخمین ظرفیت خاک برای تامین عناصر یا پتانسیل عرضه خاک برای عناصر NPK در هر مزرعه یا منطقه دارد. در مرحله دوم، میزان جذب واقعی یک عنصر (UN، UP و UK) براساس پتانسیل عرضه عنصر محاسبه می‏شود (SN، SP و SK). در مرحله سوم، دو دامنه عملکرد به دست آمده برای هر عنصر (YND, YNA, YPD, YPA, YKD, YKA) از مقادیر جدب NPK در مرحله دوم محاسبه می‏شود. مواد و روش‏ها: برای این منظور دو آزمایش 1) آزمایش پیمایشی در 45 مزرعه زیرکشت گندم، 2) آزمایشی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 36 ترکیب تیمار کودی صورت گرفت. قبل از انجام هر دو آزمایش از خاک مزارع نمونه‏گیری شد و آنالیز خاک برای تعیین مقدار عناصر موجود در خاک صورت گرفت. در این دو آزمایش عملکرد دانه و بیولوژیک، میزان جذب عناصر NPK، کارایی درونی استفاده از عناصر و حداکثر تجمع و رقیق‏سازی عناصر محاسبه شدند. یافنه‏ها: نتایج نشان داد که مقادیر حداکثر و حداقل کارایی درونی استفاده از نیتروژن در آزمایش اول به‎ترتیب حدود 48 و 25 کیلوگرم بر کیلوگرم و در آزمایش دوم 46 و 17 کیلوگرم بر کیلوگرم به‏دست آمد. آزمایش اول نشان داد که کارایی درونی استفاده از فسفر در مزارع کشاورزان بین 194 تا 442 کیلوگرم بر کیلوگرم تغییر داشت. همین مقادیر در آزمایش دوم بین 97 تا 264 کیلوگرم بر کیلوگرم بود. با محاسبه مقادیر کارایی درونی استفاده از پتاسیم در آزمایش اول مشاهده شد که مقادیر آن بین 32 تا 68 کیلوگرم بر کیلوگرم تغییر داشت. در آزمایش دوم بیشترین و کمترین مقادیر کارایی درونی استفاده از پتاسیم ‎25 و 9 کیلوگرم بر کیلوگرم بود. حداکثر رقیق‎سازی برای عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم به‎ترتیب 46، 415 و 56 (کیلو‌گرم دانه بر کیلو‌گرم عنصر جذب شده) به دست آمد. همچنین حداکثر تجمع برای عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم به‎ترتیب 25، 120 و 14 (کیلو‌گرم دانه بر کیلو‏گرم عنصر جذب شده) بود. نتیجه‏گیری: در گذشته چنین تحقیقی در ایران صورت نگرفته بود و این اولین بار بود که پارامترهای مربوط به دامنه‫های عملکرد (حداکثر تجمع و رقیق‫سازی) برای یک گیاه زراعی در ایران و گرگان تعیین شد. این مدل نه تنها امکان تخمین نیاز کودی برای رسیدن به عملکرد هدف را می‏دهد بلکه ابزاری مفید برای شناسایی شرایط تغذیه‏ای مناسب برای رسیدن به عملکرد هدف را مهیا می‏سازد. کالیبراسیون مدل QUEFTS برای گندم نیاز به تعیین دو حدبالا و پایین حداکثر تجمع (a) و حداکثر رقیق‏سازی (d) عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم در گیاهان در رابطه به عملکرد دانه دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Crop parameters determination of QUEFTS model for optimizing NPK nourishment in wheat

چکیده [English]

Background and objectives: The QUEFTS model is using for optimizing fertilizer managements in crops, but it has not been used in Iran yet. QUEFTS accounts for interactions among NPK affecting the IE of N, P and K and allows differentiation according to different yield levels targeted. It is necessary to determine crops parameters before application the model in the studying area. The first step of the QUEFTS model requires the estimation of the soil-supplying capacity or potential indigenous supplies of N, P and K for a given site or field. In step 2, the actual uptake of a nutrient (UN, UP, UK) is calculated as a function of the potential supply of that nutrient (SN, SP, SK). In step 3, two yield estimates are obtained for each nutrient (YND, YNA, YPD, YPA, YKD, YKA) from the UN, UP and UK estimated in step 2. Materials and methods: In order to, two experiments were conducted. The first one was a survey experiment in the 45 wheat production fields. The latter was an experiment based on completely randomized design with 36 fertilizer treatments. Before the experiments, soil samples were obtained from the farms and analysis were conducted to determine the nutrients. Grain and biological yields, NPK uptake, internal use efficiency and maximum nutrient accumulation and dilution were obtained from these two experiments. Results: Results indicated that maximum and minimum internal use efficiency of N were 48 and 25 Kg/Kg in the first Experiment and 46 and 17 Kg/Kg in the second experiment. Maximum and minimum internal use efficiency of P changed from 194 to 442 Kg/Kg in the studying fields in the first experiment. The same results were 97 to 264 Kg/Kg in the second experiment. Results showed that maximum and minimum internal use efficiency of K ranged from 32 to 68 Kg/Kg in the first experiment. The same results for the second experiment were from 9 to 25 Kg/Kg. Maximum nutrient dilution for NPK were obtained 46, 415, and 56 (Kg grain/Kg nutrient uptake). Maximum nutrient accumulation for NPK were 14, 120, and 14 (Kg grain/Kg nutrient uptake). Conclusion: There was no report on maximum nutrient dilution and accumulation of NPK for a crop in Gorgan or Iran. The presented approach using QUEFTS allows not only the estimation of nutrient requirements to achieve a certain yield target, it also provides a useful tool for identifying nutritionally optimal yield targets. The calibration of the QUEFTS model for wheat required the estimation of the slopes of two borderlines describing the maximum accumulation (a) and dilution (d) of N, P and K in the plant in relation to grain yield.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nutrient uptake
  • internal use efficiency
  • Maximum and minimum internal use efficiency