مدلسازي اثرات متقابل شوري و كود ازتي اوره بر اساس قوانين"ليبيك - اسپرنگل" و "ميچرليخ - بال"

The modeling interactive effects of salinity and urea-N fertilizer based on the Laws of Liebig - Sprengel and Mitscherlich - Baule

شوري و كمبود عناصر غذايي، دو عامل مهم كاهش دهنده‏ي توليد فرآورده‏هاي كشاورزي در مناطق خشك و نيمه خشك مي‏باشند. براي‏ بررسي كمّي واكنش گياه سورگوم (Sorghum bicolor L. Moench) به مقادير متفاوت كود اوره در سطوح مختلف شوري و نيز اثرهاي متقابل آن‏ها بر يكديگر، آزمايشي فاكتوريل در قالب طرح بلوك‏هاي كامل تصادفي با دو فاكتور شوري آب آبياري شامل 7 سطح (6/0، 2، 4، 6، 8، 10 و 12 دسي‏زيمنس بر متر) و كود ازتي شامل 5 سطح (تيمار بدون مصرف كود، تيمار كود پايه و بدون مصرف كود ازتي، 114، 137و 160 كيلوگرم ازت عنصري در هكتار) در سه تكرار در دانشكده كشاورزي دانشگاه تربيت مدرس انجام شد. پس از برداشت گياهان، مقدار عملكرد اندازه‏گيري و عملكرد نسبي محاسبه شد. مدل‏هاي خطي (LS)و غيرخطي(MB) ارايه شده بر اساس قوانين ليبيك- اسپرنگل و ميچرليخ ‏- بال كه تنها براي يك عامل محدود كننده پيشنهاد شده اند، به گونه اي اشتقاق يافتند كه بتوان از آن‏ها براي تنش توامان شوري و كمبود عناصر غذايي استفاده كرد. سپس، مدل ها براي برآورد عملكرد نسبي ماده خشك، با استفاده از داده‏هاي آزمايشگاهي واسنجي شد و كارايي آن‏ها به‏ صورت كمّي آزموده شد. مدل خطي، زماني‏كه شيب‏هاي تابع پاسخ گياه به شوري و نيز كاربرد نيتروژن، به ‏ترتيب در سطح بهينه نيتروژن (160 كيلوگرم ازت عنصري در هكتار) و در پايين‏ترين سطح شوري (2 دسي‏زيمنس بر متر) محاسبه شد، توانست داده‏هاي آزمايشگاهي را بهتر و دقيق‏تر از وقتي كه شيب‏هاي مذكور، در كل سطوح نيتروژن و در تمامي سطوح شوري بود، برازش دهد. با توجه به P-Value حاصل از هر دو مدل، هر دو در سطحي فراتر از 01/0 معني‏دار هستند. بنابراين مي‏توانند به ‏طوري موفقيت‏آميز در مدل‏هاي كامپيوتري كه بر اساس سيستم آب - خاك - گياه باشد براي برآورد عملكرد نسبي مورد استفاده واقع شوند. با اين حال، بررسي دقيق آمار‏ه‏هاي كمّي، مزّيت نسبي مدل غيرخطي نسبت به مدل خطي را از نظر دقت و كارايي نشان مي‏دهد به طوري‏كه مقادير (16/0=ME) و (08/0=RMSE) در مدل غير‏خطي MB كم‏تر و مقادير 93/0R2= ، 75/0= CD و 89/0= EF در اين مدل، بيش‏تر از آمار‏ه‏هاي مذكور در مدل خطي LS مي‏باشد كه نشان‏دهنده‏ي كارايي و دقت بيش‏تر مدل غير‏خطي MB نسبت به مدل خطي LS در اين آزمايش است.

Salinity and nutrient deficiencies are the most important issues that reduce crop productivity in arid and semi arid regions. The purpose of this study was to model interactive response of sorghum {Sorghum bicolor L. Moench) to different urea fertilizer rates at different salinity levels. Consequently, a randomized complete block factorial experiment with two factors of irrigation salinity (7 treatments) and nitrogen fertilizer (5 treatments) with three replications was conducted. After harvesting, the obtained yield was measured and the relative yield was calculated. Two linear and non-linear models that are based on Liebig- Sprengel and Mitscherlich- Baule formulations were derived such that can be used for combined salinity and nutrients deficiency stresses. The derived models were then verified to predict relative dry matter, using the designated statistics. For the derived linear model, when the slopes of salinity response function and nitrogen were at optimal levels, a reasonable fit was obtained with the experimental data. However, by increasing salinity and nitrogen deficiency, more accurate predictions obtained with the nonlinear derived model. The both models have the same P-value that in level more than 0.01 are significant. It can be concluded that both models can reasonably well predict the relative yield when plant imposed to simultaneous salinity and nutrient stress. However, the statistics indicated that the non-linear model provides higher in accuracy and efficiency compares to linear model. The statistics for the MB nonlinear model (ME=0.16), (RMSE=0.08) are less than that of the LS linear model and the statistics (R2=0.93), (CD=0.75) and (EF=0.89) in this model are larger than the MB model, indicating a better performance and accuracy for the LS model