مدل‌سازي موازنه نيتروژن خاك در توليد گندم (Triticum aestivum L) در گرگان

Simulation of soil nitrogen balance in wheat (Triticum aestivum L.) production in Gorgan, Iran

چالش­هاي زيست محيطي و اقتصادي ناشي از مصرف كودهاي نيتروژني در كشاورزي، لزوم توجه به افزايش بهره­وري آن را ضروري ساخته است. هدف از اين آزمايش شبيه­ سازي بودجه­ بندي نيتروژن در مزارع گندم منطقه گرگان در شيوه‌هاي مختلف مصرف نيتروژن (توليد گندم ديم بدون مصرف نيتروژن، توليد گندم ديم با مصرف نيتروژن كم، توليد گندم آبي بدون مصرف نيتروژن، توليد گندم آبي به شيوه رايج منطقه، توليد گندم آبي با مصرف نيتروژن زياد، توليد گندم آبي با مصرف نيتروژن خيلي زياد) با استفاده از مدل SSM-Wheat در يك دوره 21 ساله (1369-1389) بوده است. نتايج نشان ­داد كه ميانگين كل تلفات نيتروژن در بين شيوه‌هاي مختلف مصرف داراي تفاوت معني­داري بود. در كليه شيوه‌ها، سهم تلفات نيتروژن به صورت گاز (81 درصد) بيشتر از آبشويي (19 درصد) بود. دامنه­ تلفات نيتروژن بصورت دنيتريفيكاسيون 5/9 تا 59/2 و ميانگين آن 23/2 كيلوگرم در هكتار و دامنه­ نيتروژن تصعيد شده صفر تا 14/9 و ميانگين آن 5/8 كيلوگرم در هكتار بود. بيشترين نيتروژن آبشويي شده مربوط به شيوه توليد گندم آبي با نيتروژن خيلي زياد بود كه با ساير شيوه‌ها اختلاف معني­داري داشت و كمترين مقدار آبشويي در شيوه توليد گندم ديم بدون نيتروژن مشاهده شد كه اختلاف معني­داري با شيوه توليد گندم آبي بدون نيتروژن نداشت. بالاترين بهره‌وري به ترتيب مربوط به شيوه‌هاي آبي رايج (26 كيلوگرم در كيلوگرم) و آبي با نيتروژن زياد (25/9 كيلوگرم در كيلوگرم) بود كه با ساير شيوه‌ها اختلاف معني­داري داشتند. بر اساس نتايج آزمايش حاضر، شيوه توليد گندم آبي رايج منطقه بدليل صرفه‌جويي در هزينه، كاهش تلفات آبشويي، كاهش آلودگي زيست محيطي و آبياري كافي و مصرف كود كمتر، مناسب­تر از ساير شيوه‌هاي توليد گندم در منطقه گرگان شناخته شد.

Environmental and economic challenges resulting from the application of nitrogen fertilizers have increased concerns about its productivity in the agricultural systems. This study was conducted to evaluate SSM-Wheat model to simulate nitrogen budgeting with various nitrogen application scenarios (Dry land-without nitrogen, Dry land-low nitrogen, Irrigated-without nitrogen, Irrigated-conventional, Irrigated-high nitrogen and Irrigatedvery high nitrogen) in rainfed and irrigated conditions in the wheat-based cropping systems of Gorgan region in Iran in a 21-years period (1990-2010). Results indicated that the average total losses of nitrogen were significantly different among different scenarios. In all scenarios, the proportion of nitrogen loss (81%), as gaseous was more than that of leaching (19%). Nitrogen loss by nitrification ranged between 5.9 and 59.2 kg.ha-1 with average 23.2 kg.ha-1 while nitrogen volatilization ranged between 0 and 14.9 kg.ha-1 with an average 5.8 kg.ha-1. Also, the maximum nitrogen leached was associated with irrigated wheat-high nitrogen scenario that had significant difference with other scenarios. However, the lowest amount observed in the rainfed wheat-without nitrogen scenario that had no significant difference with irrigated wheat-without nitrogen scenario. The highest productivity was observed in irrigated wheat-conventional scenarios (26 kg.kg-1) and irrigated wheat high nitrogen (25.9 kg.kg-1) which was significantly different than the other scenarios. Therefore, irrigated wheatconventional scenario was identified as suitable scenario in wheat production in Gorgan, Iran, due to cost saving, low leaching, less environmental pollution, adequate irrigation and less fertilizer use.