پژوهش آب در کشاورزی
سال:1396 | دوره:31 | شماره:1 (ب) |تعداد مقالات:10

در این تحقیق، میزان عملکرد ذرت (رقم مبین)، در شرایط آبیاری با آب شور در منطقه اهواز، تحت سناریوهای مختلف تغییر اقلیم شبیه سازی گردید. با در نظر گرفتن دوره مبنا (2010- 1981)، برای تولید سناریوها در دو دوره آتی 2050- 2021 و 2100- 2071، از مدل CSIRO-MK3.5 در ترکیب با سه سناریوی انتشار A2 و B1 و A1B استفاده شد و برای بررسی اثر سناریوهای مختلف بر روی عملکرد، تحت پنج تیمار شوری آبیاری: (S0: آب کارون (شوری 2.3 dS/m)، S1 شوری3.5 dS/m،S2 شوری4.5 dS/m، S3 شوری5.5 dS/m و S4 شوری6.5 dS/m ) مدل Aqua Crop انتخاب گردید. برای نشان دادن اثر تغییر اقلیم به تنهایی، میزان عملکرد هر تیمار تحت هر سناریو با میزان عملکرد همان تیمار در سناریوی مبنا مقایسه گردید و نتایج نشان داد در دوره آتی اول اثر تغییر اقلیم بر روی عملکرد ناچیز بود. در دوره دوم آتی، به صورت میانگین در همه تیمارها، کاهش عملکرد تحت سناریوی A1B، 15%، تحت سناریوی B1، 24% و در سناریوی A2، 35% مشاهده گردید. نتایج اثر توام تغییر اقلیم و شوری بر میزان عملکرد نشان داد که در دوره آتی اول، بیشترین کاهش عملکرد در سناریوی S4B1N1 (37%)، و در دوره دوم آتی در سناریوی S4A2N2 (%58)، رخ خواهد داد. در نهایت مشخص گردید که روند تغییرات عملکرد نسبت به شوری، تحت هر یک از سناریوها به صورت خطی بود.

عامل مهم در مدیریت آبیاری در مناطق خشک، شناسایی پاسخ گیاه به تنش خشکی می باشد. اما با توجه به این که آب های زیرزمینی در این مناطق دارای نمک های محلول می باشند، تنش شوری نیز باید به طور همزمان مورد بررسی قرار گیرد. در نتیجه این پژوهش به منظور تعیین عمق بهینه آبیاری در شرایط جداگانه و توأم تنش های شوری و خشکی برای بکارگیری در مدیریت و برنامه ریزی آبیاری گیاه سورگوم علوفه ای در سه چین برداشت علوفه انجام شده است. این بررسی به صورت فاکتوریل در قالب طرح اسپلیت پلات در زمان با سه سطح شوری (دو، پنج و هشت دسی زیمنس بر متر) و چهار سطح آبیاری (50، 75، 100 و 120 درصد نیاز آبی گیاه) در سه مرحله برداشت علوفه و در سه تکرار انجام گرفت و عمق آبیاری برای سطوح مختلف شوری و در برداشت های مختلف تعیین شد. به منظور بررسی اثرات جداگانه و توأم شوری و عمق آب آبیاری از شاخص های تولید نهایی نسبت به عمق آب آبیاری (MPI)، تولید نهایی نسبت به شوری آب آبیاری (MPECw)، نسبت نهایی نرخ جایگزین فنی برای شوری و عمق آب آبیاری (MRTSI,ECw)، ارزش تولید نهایی نسبت به عمق آب آبیاری (VMPI) و ارزش تولید نهایی نسبت به شوری آب آبیاری (VMPECw) در هر برداشت استفاده گردید. MPI نشان داد که به ازای افزایش یک سانتی متر عمق آب آبیاری، برداشت اول کمترین تغییر عملکرد (1.22 تن در هکتار) و برداشت سوم بیشترین مقدار (2.9 تن در هکتار) را داشته است. MPECw نشان داد که کاهش عملکرد در شوری های کم، برداشت دوم و سوم به ترتیب کمترین و بیشترین کاهش عملکرد علوفه تازه را داشته اند. نرخ جایگزینی نهایی کمیت و کیفیت آب آبیاری (MRTS) نسبت به عملکرد علوفه تازه نشان داد برای این که عملکرد با افزایش یک واحد شوری آب آبیاری تغییر نکند، باید در برداشت اول، دوم و سوم عمق آب آبیاری به ترتیب 5.86، 1.97 و 1.72 سانتی متر افزایش یابد. همچنین با افزایش تنش شوری در هر سه برداشت، عمق بهینه آبیاری افزایش یافت و در همه سطوح شوری، عمق بهینه آبیاری در برداشت اول بیشتر از برداشت دوم و در برداشت دوم بیشتر از برداشت سوم بود.

به منظور تعیین تاثیر شوری آب آبیاری و تراکم کوشیا (Kochia indica) بر میزان عملکرد، ارتفاع بوته و غلظت عناصر برگ سورگوم و کوشیا یک مطالعه مزرعه ای در سال 1391 و 1392 در ایستگاه تحقیقاتی مرکز ملی تحقیقات شوری انجام شد. تیمارها شامل سطوح شوری آب آبیاری: 2 (شاهد)، 6، 10 و 14 دسی زیمنس بر متر و کاشت کوشیا با تراکم های 0.0، 2.5، 3.3 و 5.0 بوته در متر مربع در روی ردیف های سورگوم بود. نتایج نشان داد که عملکرد ماده خشک سورگوم با افزایش تراکم کوشیا در تمام سطوح شوری کاهش یافت. آستانه تحمل به شوری سورگوم بر اساس میزان ماده خشک تولیدی 4.1 دسی زیمنس بر متر بود. افزایش هر واحد شوری بیشتر از میزان آستانه، باعث کاهش عملکرد ماده خشک به میزان 10.5% گردید. برخلاف سورگوم، عملکرد ماده خشک کوشیا تحت تاثیر سطوح شوری در هر دو سال قرار نگرفت. شوری آب آبیاری باعث کاهش ارتفاع سورگوم و کوشیا در هر دو سال آزمایش گردید. بر اساس متوسط دو سال، در شوری های آب آبیاری 2، 6، 10 و 14 دسی زیمنس بر متر غلظت سدیم برگ کوشیا به ترتیب در حدود 94.4، 88.6، 78.7 و 76.8 برابر بیشتر از غلظت سدیم برگ سورگوم بود. غلظت کلر برگ کوشیا در سال 1391 در شوری های آب آبیاری 2، 6، 10 و 14 دسی زیمنس بر متر به ترتیب در حدود 2.3، 2.4، 2.0 و 2.2 برابر بیشتر از غلظت کلر برگ سورگوم بود. این میزان ها در سال 1392 به ترتیب 3.6، 2.9، 2.5 و 1.9 برابر بود. غلظت کلسیم برگ کوشیا در سطوح شوری 2، 6، 10 و 14 دسی زیمنس بر متر به ترتیب 2.9، 3.4، 2.4 و 2.7 برابر بیشتر از غلظت کلسیم برگ سورگوم بود. بطورکلی کوشیا می تواند به عنوان یک گونه با توان رقابتی بالا، به شدت عملکرد گیاهان زراعی تابستانه از جمله سورگوم را در شرایط شور کاهش دهد. لذا توصیه می شود کشت این گیاه به منظور تولید علوفه در اراضی غیر زراعی انجام گیرد.

در شرایط حاضر مهمترین چالش بخش کشاورزی، افزایش بهره وری آب است. متاسفانه تاکنون در کشور ما تعیین و تحلیل شاخص بهره وری آب در کشاورزی مورد توجه جدی قرار نگرفته است و این امر موجب عدم اطمینان از مصرف صحیح آب در بخش کشاورزی شده است. این پژوهش با هدف بررسی بهره وری آب گندم تحت مدیریت های متفاوت آبیاری در ایستگاه های تحقیقاتی هشت استان کشور و تعیین عمق مناسب آبیاری گندم (در شرایط محدودیت منابع آبی) طی سال های 90-1377 انجام شد. دامنه تغییرات بهره وری آب کاربردی گندم در آزمایش های انجام شده برابر با 0.3-1.5 کیلوگرم بر مترمکعب بود که نسبت به دامنه گزارش شده توسط سازمان خواربار جهانی برای کل جهان (0.8-1 کیلوگرم بر مترمکعب) بالاتر، لیکن تقریبا در محدوده دامنه گزارش شده توسط زوارت و بستیانسن (0.6-1.7 کیلوگرم بر مترمکعب) است. دامنه وسیع بهره وری آب گندم، نشان دهنده پتانسیل بالا برای افزایش تولید این محصول به ازای مصرف آب کمتر است. حداکثر مقادیر بهره وری آب آبیاری و آب کاربردی (آب آبیاری + بارندگی موثر) قابل حصول گندم در ایستگاه کرج به ترتیب 2.1 و 1.5 کیلوگرم بر مترمکعب با آبیاری قطره ای و اعمال کم آبیاری نتیجه گردید. همچنین در ایستگاه کرمان، کمترین مقادیر بهره وری آب آبیاری و آب کاربردی گندم به ترتیب 0.4 و 0.36 کیلوگرم بر متر مکعب، در آبیاری سطحی مشاهده شد. حداکثر مقادیر بهره وری آب آبیاری و آب کاربردی گندم در ایستگاه مشهد، به ترتیب 1.9 و 1.5 کیلوگرم بر مترمکعب در شرایط کاربرد کم آبیاری به دست آمد. نتایج نشان داد برای دسترسی به مقادیر بهینه بهره وری آب آبیاری در منطقه مشهد و در شرایط محدودیت منابع آب، اولویت کشت گندم با مزارعی است که با اعمال مدیریت کم آبیاری کنترل شده و با مصرف آب آبیاری به میزان 300 میلی متر، بهره وری آب این گیاه در حدود 1.6 کیلوگرم بر مترمکعب شود. همچنین با در نظر گرفتن میزان بارندگی موثر این منطقه، بایستی با بکارگیری کل آب کاربردی به اندازه 420 میلی متر و با اعمال مدیریت کم آبیاری، مقدار بهره وری آب کاربردی گندم برابر 1.1 کیلوگرم بر مترمکعب حاصل گردد.

با نصب زهکشی زیرزمینی در اراضی شالیزاری، امکان کشت زمستانه و مدیریت آب در فصل کشت برنج فراهم می شود. با توجه به شرایط متفاوت کشت و عملیات کشاورزی، اتخاذ تدابیر مناسب برای کاهش هدر رفت عناصر غذایی از اراضی شالیزاری دارای زهکشی زیرزمینی، ضمن افزایش بهره وری مصرف این مواد، منجر به کاهش آلودگی منابع آب پذیرنده نیز خواهد شد. برای بررسی اثرات زهکشی زیرزمینی بر غلظت نیترات خروجی و نیترات موجود در لایه های مختلف، تحقیقی از خرداد 1394 تا اردیبهشت 1395 (طی یک فصل کشت برنج و یک فصل کشت کلزا) در اراضی شالیزاری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری انجام شد. تیمارهای مختلف زهکشی زیرزمینی، سه نوع سیستم زهکشی زیرزمینی معمولی شامل سیستم زهکشی با فاصله 30 متر و عمق نصب 0.9 متر، سیستم زهکشی با فاصله 30 متر و عمق نصب 0.65 متر، سیستم زهکشی با فاصله 15 متر و عمق نصب 0.65 متر؛ و یک سیستم زهکشی دو عمقی (سیستم زهکشی با فاصله 15 و اعماق نصب 0.65 و 0.9 متر به صورت یک در میان) بودند. از زه آب زهکش های این تیمارها و همچنین از آب پیزومترها در اعماق 0.4، 0.9، 2 و 5 متر برای تعیین میزان نیترات، نمونه هایی تهیه شد. نتایج نشان داد که غلظت و میزان کل نیترات خروجی در فصل کشت برنج به ترتیب 33% تا 80% و 91% تا 99% کمتر از فصل کشت کلزا بود. همچنین، غلظت نیترات زه-آب زهکش های با عمق 0.9 متر بیشتر از مقدار آن در زه آب زهکش های با عمق 0.65 متر بود. از طرف دیگر، نیترات موجود در آب برای تمامی تیمارها، در لایه های بالایی خاک، بین 1 تا 18.3 میلی گرم بر لیتر بیشتر از نیترات در لایه های پایین تر بود. به طور کلی در هر دو فصل کشت برنج و کلزا، تیمار زهکشی با فاصله بیشتر و عمق کم، نیترات کمتری را آبشویی کرده اند.

تحقیق حاضر به منظور ارزیابی اقتصادی سیستم آبیاری تحت فشار در مزارع کشت توت فرنگی شهرستان بابلسر طی یک دوره چهار ساله از سال 1391 تا 1394 صورت پذیرفت. در ابتدا، با استفاده از روش نمونه گیری طبقه بندی نسبی تعداد 282 مزرعه کشت توت فرنگی (170 مزرعه با سیستم آبیاری غرقابی و 112 مزرعه مجهز به سیستم آبیاری قطره ای) انتخاب گردید. آمار مربوط به هزینه و درآمد مزارع نمونه در طول چهار سال و با همکاری جهاد کشاورزی شهرستان بابلسر و بهره برداران نمونه جمع آوری شد. سپس داده های جمع آوری شده با استفاده از شاخص های ارزش حال خالص، نسبت منفعت به هزینه و نرخ بازده داخلی مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس تجزیه و تحلیل داده های پژوهش، بهره برداری از هر دو روش غرقابی و آبیاری قطره ای برای محصول توت فرنگی توجیه اقتصادی دارد. همچنین نتایج حاکی از این می باشد که در روش قطره ای ارزش حال خالص و نسبت منفعت به هزینه بزرگتر از روش غرقابی می باشد. مطابق با نتایج، نرخ بازده داخلی روش قطره ای نیز بیشتر از نرخ بازده داخلی روش غرقابی و برابر با 48 درصد بوده در حالی که این نرخ برای آبیاری غرقابی 37 درصد می باشد. همچنین نسبت منفعت به هزینه در روش قطره ای برابر با 48.1 بوده در حالی که در روش غرقابی این نسبت برابر با 37.1 می باشد. بنابراین با توجه به بحران کم آبی در منطقه و کل کشور پیشنهاد می گردد که به توسعه سیستم های آبیاری قطره ای جهت حفظ منابع آبی منطقه و کشور بیش از پیش توجه گردد.

شوری یکی از عوامل مهم تاثیرگذار بر رشد و عملکرد بسیاری از گیاهان به شمار می آید. تحمل گیاهان به شوری با میزان نیتروژن دریافتی متغیر است. دراین راستا پژوهشی با هدف مدل سازی پاسخ گیاه گوجه فرنگی به تنش های توأمان شوری و نیتروژن. به صورت گلدانی انجام شد. شش سطح شوری شامل 1،2، 4، 6، 8 و 10 دسی زیمنس بر متر و سه سطح کود نیتروژن شامل صفر، 50 و 100 درصد نیاز کودی در سه تکرار اعمال شد. حداکثر عملکرد ماده خشک (25.8 گرم) در تیمار با شوری یک دسی زیمنس بر متر و کود مصرفی 100 درصد و حداقل عملکرد ماده خشک (5.8 گرم) در تیمار با شوری 10 دسی زیمنس بر متر و کود مصرفی صفر درصد به دست آمد. مدل های تعدیل یافته لیبیگ-اسپرینگل (LS)و میچرلیخ-بال(MB) برای مدل سازی پاسخ گیاه به عناصر غذایی مورد ارزیابی قرار گرفتند. مقایسه آماره های ارزیابی مدل ها نشان داد که برای مدل سازی گیاه گوجه فرنگی در شرایط توأمان تنش شوری و کمبود نیتروژن، مدل تعدیل یافته MB (d=0.95) در مقایسه با مدل تعدیل یافته LS (d=0.88) برازش بهتری با داده های اندازه گیری شده داشت. بنابراین، استفاده از مدل تعدیل یافته (MB) برای برآورد عملکرد نسبی گوجه فرنگی توصیه می گردد. همچنین نتایج اثرات توأمان تنش های شوری و نیتروژن نشان می دهد که در یک سطح شوری با افزایش مقدار کود نیتروژن عملکرد ماده خشک گیاه افزایش یافته و با زیاد شدن شوری در یک سطح نیتروژن، عملکرد ماده خشک کاهش یافته است. آستانه کاهش عملکرد درشرایط شوری ثابت نبوده و بستگی به مقدار نیتروژن موجود در خاک دارد. در تیمار بدون مصرف نیتروژن، افزایش شوری تاثیر چندانی بر کاهش عملکرد نسبی نداشت. این امر نشان دهنده تاثیرگذار بودن عامل کمبود نیتروژن نسبت به شوری می باشد. بنابراین با مدیریت کود نیتروژن می توان، آستانه تحمل گیاه گوجه فرنگی به شوری را افزایش داد.

هدف اصلی مطالعه حاضر تعیین ارزش اقتصادی آب آبیاری و شبیه سازی واکنش کشاورزان به سیاست کاهش منابع آب دردسترس در شهرستان تاکستان (از توابع استان قزوین) است. برای تحقق این هدف، از رویکرد برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP) و توابع تولید منطقه ای محصولات کشاورزی (SWAP) استفاده شد. ابتدا ارزش اقتصادی آب آبیاری در سطح شهرستان مورد مطالعه تعیین شد. سپس، واکنش کشاورزان به سیاست کاهش منابع آب در دسترس تحت سناریوهای کاربردی 5%، 10%، 20% و 30 درصد تحلیل و ارزیابی شد. داده های موردنیاز مربوط به سال زراعی 93-1392 هستند. برای حل مدل تجربی ارائه شده از نرم افزار GAMS نسخه 1/24 استفاده شد. پس از حل مدل، ارزش اقتصادی هر متر مکعب آب آبیاری در سطح شهرستان تاکستان 1690 ریال برآورد شد. نتایج نشان داد که تفاوت فاحشی بین ارزش اقتصادی آب آبیاری و نرخ آب بهای پرداختی کشاورزان در این شهرستان وجود دارد و کاهش آب دردسترس سبب افزایش ارزش اقتصادی آب آبیاری و کاهش سود ناخالص کشاورزان می شود. در پایان، به منظور جلوگیری از مصرف بی رویه آب آبیاری، تعیین نرخ آب بهای پرداختی برای کشاورزان شهرستان تاکستان با توجه به روند تغییرات ارزش اقتصادی آب آبیاری و ملاحظه برابری توصیه شد.

در این پژوهش منبع تامین آب کشاورزی (قنات) و عملکرد محصولات کشاورزی روستای مزرعه نو از توابع شهرستان اردکان-یزد مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا با استفاده از داده های هواشناسی و نرم افزار CROPWAT نیاز آبی محصولات باغی (پسته و انار) و گیاهان زراعی (گندم، جو، یونجه و زعفران) در تمام ماه های سال مشخص شد. سپس حجم آب مازاد بر نیاز و کمبودها در هر ماه مشخص شد. با توجه به نیاز آبی هر محصول نسبت به درآمد اقتصادی آن، در یک سناریو کشت گندم، جو و یونجه حذف شد و آب مورد نیاز این گیاهان به کشت جایگزین زعفران اختصاص داده شد. سپس سطح زیر کشت جدید و نیاز آبی در هر ماه مشخص شد. با توجه به غیر همسو بودن نیاز آبی و آب در دسترس در ماه های مختلف، ساخت استخر ذخیره پیشنهاد گردید. و درآمد خالص حاصل از سطح زیر کشت جدید محاسبه و با کشت موجود مقایسه شد. نتایج نشان داد تغییر الگوی کشت راه کار ی مناسب برای افزایش بهره وری از آب و اصلاح الگوی مصرف آن می باشد. تغییر الگوی کشت مطابق سناریوی تعریف شده باعث افزایش درآمد خالص اقتصادی سه برابری نسبت به الگوی کشت موجود خواهد شد.

به منظور بررسی اثرات فواصل آبیاری و مقادیر مختلف سوپرجاذب بر میزان انتقال مجدد کنجد در شرایط آب و هوایی شهرستان حمیدیه، آزمایشی در سال زراعی 1393 در شهرستان حمیدیه به صورت کرت های یک بار خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل فواصل آبیاری در سه سطح (60، 100 و 140) میلی متر تبخیر از تشت تبخیر کلاس A در کرت های اصلی و مقادیر مختلف سوپر جاذب در سه سطح (0، 75 و 150 کیلوگرم در هکتار) در کرت های فرعی بودند. نتایج نشان داد که اثر فواصل آبیاری و سوپر جاذب، باعث افزایش معنی دار عملکرد دانه، میزان انتقال مجدد، و فتوسنتز جاری گردید. بیشترین عملکرد دانه، انتقال مجدد و فتوسنتز جاری، سهم انتقال مجدد و سهم فتوسنتز جاری از تیمار 100 میلی متر تبخیر از تشت و 150 کیلوگرم در هکتار سوپر جاذب بدست آمد. در بررسی برهمکنش فواصل آبیاری و سوپر جاذب، بیشترین عملکرد دانه (1216 کیلوگرم در هکتار) به تیمار 100 میلی متر تبخیر و 150 کیلوگرم در هکتار سوپر جاذب تعلق گرفت. با توجه به کمبود آب در کشور به نظرمی رسد تیمار 100 میلی متر تبخیر از تشت و کاربرد 150 کیلوگرم در هکتار سوپر جاذب، افزون بر صرفه جویی در مصرف آب عملکرد اقتصادی قابل قبولی را نیز تولید می کند.