به‌منظور مطالعه صفات مؤثر بر عملکرد دانه کنجد در شرایط کاربرد تیمارهای تغذیه‌ای و رژیم‌های آبیاری، آزمایشی به‌صورت اسپلیت‌پلات فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در دانشگاه شاهد تهران در سال زراعی 1395-1394 انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل رژیم‌های آبیاری آبیاری کامل و قطع آبیاری بر اساس کدهای BBCH 75 و 65، سه نوع کود نیتروژنه (نیتروکسین، اوره و ترکیب نیتروکسین با 50 درصد اوره) و چهار سطح کود پتاسیم (عدم کوددهی به‌عنوان شاهد، محلول‌پاشی و کاربرد خاکی نانوکلات پتاسیم و کاربرد آبی دی‌اکسید پتاسیم) بودند. بر اساس نتایج، اثر متقابل سه‌گانه آبیاری در نیتروژن در پتاسیم بر ارتفاع بوته، تعداد شاخه جانبی، تعداد برگ، تعداد کپسول، تعداد دانه در کپسول و عملکرد دانه معنی‌دار بود. بیشترین عملکرد دانه در آبیاری تا 50 درصد دانه‌بندی (BBCH 75) در عدم محلول‌پاشی پتاسیم و کود زیستی نیتروکسین با میانگین 1340/5 کیلوگرم در هکتار به‌دست آمد که افزایش حدود 35 درصدی در مقایسه با تیمار شاهد داشت. علاوه بر این، عملکرد دانه با صفات قطر ساقه، وزن خشک بوته، تعداد کپسول، تعداد دانه در کپسول و وزن هزار دانه همبستگی مثبت و معنی‌داری نشان داد. بین صفات مورفولوژیک همبستگی ضعیفی مشاهده شد. همچنین بین صفات مورفولوژیک و عملکردی همبستگی قابل توجه و معنی‌دار آماری وجود نداشت. بر اساس نتایج رگرسیون گام‌به‌گام، حداکثر اختلاف عملکرد دانه را می‌توان به تعداد کل کپسول، وزن هزار دانه و تعداد دانه در کپسول نسبت داد که 98/8 درصد از تغییرات عملکرد دانه را توجیه می‌کردند.