استفاده از مدل كامپيوتري شبيه‌سازي رشد ذرت(MSM) براي مديريت آبياري و كود نيتروژن

Application of Maize Simulation Model) MSM( for Management of Applied Water and Nitrogen

مديريت آب و كود نيتروژنه محصولات كشاورزي به دليل كمبود منابع موجود و مشكلات زيست محيطي بايد بهبود يابد. در سال‌هاي اخير استفاده از مدل‌هاي كامپيوتري رشد گياهان نقش مهمي در مديريت آبياري و كود نيتروژنه ايفا نموده است. در اين پژوهش مقادير بهينه آب و كود نيتروژنه در شرايط حداكثر محصول ذرت و حداكثر سود در شرايط محدوديت زمين و آب با استفاده از مدل كامپيوتري رشد ذرت MSM (Maize Simulation Model) در دور آبياري هفت روز و بدون بارش در فصل رشد برآورد شده‌اند. با اجراي مدل، عملكرد ذرت در 25 مقدار فصلي آب از 350 تا 1700 ميلي متر و 46 مقدار كود نيتروژنه از صفر تا 450 كيلوگرم نيتروژن خالص در هكتار شبيه‌سازي شد. آب آبياري متناسب با تبخير و تعرق هفتگي توزيع شد و اضافه نمودن 30% و 70% كود نيتروژنه به ترتيب در 19 و50 روز بعد از كاشت در نظر گرفته شد. با محاسبه هزينه‌هاي عمليات زراعي و قيمت‌هاي رايج بازار در استان فارس مقدار بهينه آب و نيتروژن مصرفي تعيين گرديد. در شرايط قيمت‌هاي رايج آب و كود نيتروژنه و هزينه‌هاي رايج كشاورزي براي توليد محصول ذرت (88 ريال بر هر متر مكعب آب و 1946 ريال بر كيلوگرم نيتروژن)، مقدار بهينه آب براي شرايط حداكثر محصول برابر 1336ميلي متر و براي حداكثر سود در شرايط محدوديت زمين و محدوديت آب به ترتيب برابر 1008 و 844 ميلي متر محاسبه گرديد. هم‌چنين مقدار بهينه كود نيتروژن با توجه به مقادير نيترات و آمونيوم خاك در موقع كاشت (به ترتيب برابر 14 و 21 كيلوگرم نيتروژن خالص درهكتار تا عمق 0/6 متري خاك)، براي شرايط حداكثر محصول و محدوديت زمين و آب، به دليل قيمت پايين نيتروژن برابر با 450 كيلوگرم در هكتار تعيين گرديد. با قيمت آب و نيتروژن به ميزان 1000 ريال بر متر مكعب و 30000 ريال بر كيلوگرم نيتروژن مصرفي، مقدار بهينه آب در فصل رشد براي شرايط محدوديت زمين و محدوديت آب به ترتيب 899 و 874 ميلي متر و مقدار بهينه نيتروژن به ترتيب 120 و 210 كيلوگرم نيتروژن در هكتار محاسبه شد.

Water and fertilizer applications management should be improved due to scarce resources and environmental protection aspects. An analysis of crop yield production and profit maximization was conducted to determine the optimal water and nitrogen allocation. In this study, maize grain yields were predicted for 25 different amounts of irrigation water (350-1700 mm) and 46 different rates of nitrogen application (0-450 kg N/ha) were predicted using MSM (Maize Simulation Model) model. Irrigation water was distributed in growth period based on maize evapotranspiration. 30% and 70% nitrogen fertilization was used 19 and 50 days after planting date, respectively. Based on field operational costs and present market value in Fars province, optimal amounts of applied water and nitrogen were determined in different conditions of maximum yield (Wm and Nm, respectively), maximum profit under limited land (WL and NL, respectively) and maximum profit under limited water (Ww and Nw, respectively). At present market value ( 88 Rls m-3 for water, 1946 Rls kg-1 for nitrogen and 1570 Rls kg-1 for maize grain), the amounts of Wm, WL and Ww were 1336, 1008, 844 mm, respectively, and the amounts of Nm, NL and Nw were 450 kg N ha-1. Because of the low price of nitrogen, the optimum amounts of nitrogen in the analyzed conditions were similar. If the price of nitrogen and water are increased (i.e. 30000 Rls kg-1 N and 1000 Rls m-3 water), the optimum amounts of applied nitrogen and water in the analyzed conditions are changed to 450, 120 and 210 kg N ha-1, and 1336, 899 and 874 mm, respectively.