ارزیابی تاثیر مدیریت آب و روش های مختلف عرضه کود نیتروژن بر کارآیی مصرف آب و عملکرد برنج

سابقه و هدف:

 کاهش اثرات زیست محیطی مرتبط با تلفات قابل توجه آب و نیتروژن از اراضی شالیزاری، مستلزم ارتقای همزمان کارایی مصرف این نهاده ها می باشد. برنج به عنوان یکی از مهم ترین گیاهان زراعی، غذای اصلی بیش از نیمی از جمعیت جهان را تامین می کند. بر اساس آخرین آمار موجود، در سال زراعی 2018 - 2017 سطح زیر کشت برنج کشور 622991 هکتار بود که به طور عمده متعلق به پنج استان گیلان (3/35 درصد)، مازندران (3/34 درصد)، خوزستان (9/10 درصد)، گلستان (9/9 درصد) و فارس (4/3 درصد) بود. از میان استان های مختلف، استان مازندران با تولید 1113715 تن شلتوک، تولید کننده اصلی برنج کشور محسوب می شود. از سوی دیگر، بیشترین سطح زیرکشت در بین کل محصولات زراعی در استان مازندران مربوط به برنج می باشد.

داده های مزرعه ای مورد نیاز در طول دو فصل کشت برنج رقم دیلمانی در سال های 1390 و 1391 از حدود یک هکتار از اراضی شالیزاری تجهیز و نوسازی شهرستان ساری در استان مازندران تهیه شد. از داده های سال 1390 برای واسنجی و از داده های سال 1391 برای صحت سنجی مدل CERES-RICE از بسته نرم افزاریDSSAT V4.7.5 استفاده شد. با استفاده از مدل واسنجی شده، اثر سناریوهای مختلف مدیریت آب و کود نیتروژن بر شاخص های کارایی مصرف آب (WUE)، کارایی اقتصادی مصرف آبEWP))، کارایی فیزیولوژیکی مصرف نیتروژن برای تولید دانه (NUEg)، شاخص برداشت (HI) و شاخص برداشت نیتروژن (NHI) برنج بررسی شد. از مدل واسنجی شده برای ارزیابی اثر تلفیقی سه نوع مدیریت آبیاری شامل غرقاب دایم (I1)، آبیاری متناوب با دور 5 روز (I2) و آبیاری متناوب با دور 8 روز (I3) و شش تیمار مدیریت کودیN1 (50% زمان کاشت، 25% زمان پنجه زنی و 25% زمان خوشه دهی)، N2 (25% زمان کاشت، 50% زمان پنجه زنی و 25% زمان خوشه دهی)،N3 (25% زمان کاشت، 25%زمان خوشه دهی و 50% زمان پنجه زنی)، N4 (کوددهی در زمان خوشه دهی)، N5 (کوددهی در زمان پنجه زنی) و N6 (کوددهی در زمان کاشت)استفاده شد.

کم ترین عملکرد دانه (832 کیلوگرم در هکتار) در تیمار I1N6 و بیش ترین مقدار آن (3640 کیلوگرم در هکتار) در تیمار I3N5 حاصل شد. شبیه سازی ها نشان داد که تاثیر زمان کوددهی و نوع آبیاری مستقل از یکدیگر نبود. تیمار I3N5، دارای حداکثر HI (39/0)، حداقل تبخیر از سطح خاک (4/173 میلی متر)، حداکثر WUE (یک کیلوگرم بر مترمکعب)، حداکثر EWP (104×12 ریال بر مترمکعب)، کمترین تلفات نیترات (47/52 کیلوگرم بر هکتار)، بیشترین جذب کود نیتروژن (99 کیلوگرم بر هکتار)، حداکثر NUEg (یک) و حداقل تنش نیتروژن (05/0) بود. همچنین حداکثر NHI (37/0)، متعلق به تیمار I2N5 بود.

براساس نتایج، در مدیریت های اعمال شده با توجه به اجزای عملکرد محصول، شاخص برداشت، بهره وری آب، کارایی اقتصادی مصرف آب، کارایی مصرف نیتروژن، نیتروژن جذب شده، آبشویی نیترات و شاخص برداشت نیتروژن، مدیریت آبیاری با تناوب 8 روز، به عنوان بهترین گزینه از نظر مدیریت آبیاری بود. همچنین، استفاده از تیمار I3N5 به عنوان تیمار برتر تحت دو مدیریت کوددهی و آبیاری در پژوهش حاضر (در دوره 20 تا 50 روز پس از نشاکاری)، از نظر کارایی مصرف آب و نیتروژن مصرفی در شالیزارهای استان توصیه می شود.