پژوهش آب در کشاورزی
سال:1397 | دوره:32 | شماره:2 (ب) |تعداد مقالات:11

زیرساخت ها که بستر اصلی برای فعالیت و تولید کشاورزی از منابع محدود آب را فراهم می کنند، از الزامات راهبردی توسعه این بخش محسوب می شوند. هدف پژوهش حاضر شناسایی، تعیین اهمیت، میزان تأثیر و بررسی روابط مؤلفه ها و شاخص های زیرساختی در ارتقاء بهره وری آب کشاورزی بود. روش این تحقیق میدانی و پیمایشی بود که در آن پس از مطالعات اسنادی و کتابخانه ای و مصاحبه با خبرگان، به کمک ابزار پرسشنامه محقق ساخته، میزان اهمیت شاخص ها را در یک طیف لیکرت 5 گزینه ای دریافت کرده و به بررسی سؤالات و فرضیات پرداخته است. این تحقیق با استفاده از مدل سازی معادلات ساختاری و نرم افزار Smart PLSروابط و میزان تأثیر متغیرها را مشخص کرده است. طبق نتایج حاصله، تمرکز زیرساخت ها روی عرضه آب کشاورزی بود و ضعف رویکرد تقاضا محوری، جامع نگری، سیستمی، و فرایندی را به عنوان مسائل اصلی این زیرساخت ها نشان می داد. همچنین مؤلفه «مجهز کردن اراضی پایاب چاه ها به تجهیزات اندازه گیری و کاربرد آب آبیاری» و شاخص «سهم اراضی پایاب چاههای مجهز به سامانه های کم مصرف آب از کل این اراضی»، از مؤثرترین آنها بود و مشخص گردید که (با فرض ثابت بودن سایر متغیرها)، «زیرساخت های آب کشاورزی» حدود 6/87 درصد در «ارتقاء بهره وری آب کشاورزی» تأثیر داشته و بین هر یک از مؤلفه ها و شاخص های مربوطه نیز رابطه مثبت و معنی داری برقرار می باشد.

به منظور بررسی اثر الگوی کاشت و آبیاری موضعی ریشه بر بهره وری آب و سودمندی بهره برداری از زمین در کشت مخلوط گندم و شبدر ایرانی، پژوهشی به صورت مزرعه ای در شهرستان سلسله (استان لرستان) در سال زراعی 95-1394 اجرا گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل دو عاملی در سه تکرار انجام شد. عامل اول مدیریت آبیاری شامل آبیاری کامل (I1) و آبیاری موضعی (I2) بر اساس عمق ریشه بود و عامل دوم الگوی کاشت شامل کشت خالص گندم (W) و شبدر ایرانی (C)، کشت مخلوط گندم-شبدر ایرانی روی ردیف های جداگانه (WC1) و روی یک ردیف (WC2). در کلیه الگوهای کشت، مصرف آب در آبیاری موضعی ریشه به طور معنی داری (P≤ 0. 01) کمتر از آبیاری کامل بود. عملکرد دانه گندم و شبدر ایرانی در آبیاری موضعی کمتر از آبیاری کامل ریشه بود به طوری که به ترتیب با کاهش 27% و 36% عملکرد دانه در کشت خالص مواجه شدند. با این حال، کاهش میزان مصرف آب از طریق اعمال آبیاری جزئی ریشه باعث افزایش بهره وری آب در کلیه الگوهای کاشت شد (32 % در کشت خالص گندم، 92 % در کشت خالص شبدر، 44 % در کشت مخلوط روی ردیف های جداگانه و 51 % در کشت مخلوط روی یک ردیف). نسبت برابری زمین در الگوهای کشت مخلوط در شرایط آبیاری موضعی ریشه 5/19 % بیشتر از آبیاری کامل ریشه بود که نشان می داد کشت مخلوط تا حدودی اثرات منفی کاهش فراهمی آب را جبران نمود. چرا که محتوای نسبی آب برگ گندم و شبدر ایرانی در الگوهای کشت مخلوط بیشتر از کشت خالص بدست آمد. بر این اساس، آبیاری موضعی ریشه همراه با کشت مخلوط می توانند به عنوان راهکاری مناسب برای افزایش بهره وری آب در تولید دانه گندم و شبدر ایرانی بکار رود.

به منظوربررسیتأثیرسطوحمختلف آبیاری، کود نیتروژن و روش های آبیاریبرعملکرد واجزایعملکردپیاز، آزمایشیبهصورتاسپلیتپلات (کرت های خرد شده)فاکتوریل در قالبطرحبلوککاملتصادفی با 48 تیماردرسهتکراروبهمدتدوسالدر مزرعه تحقیقاتی شهرستان زهک اجرا گردید. روش آبیاری به عنوان تیمار اصلی و ترکیب مقدار کود نیتروژن و آب آبیاری به عنوان تیمار فرعی در نظر گرفته شد. تیمارهای کودی شامل چهار سطح کود نیتروژن از منبع اوره (130، 5/97، 65 و 5/32 کیلوگرم در هکتار) بود. کشت پیاز به صورت نشایی در سال های 1394 و 1395 و آبیاری به صورت آبیاری سطحی، آبیاری قطره ای سطحی و آبیاری قطره ای زیرسطحی انجام شد. بیشترین مقدار عملکرد و بهره وری مصرف آب آبیاری در سیستم آبیاری قطره ای زیرسطحی( 42/28تن در هکتار و 19/5کیلوگرم بر متر مکعب در هکتار) و کمترین آن در روش آبیاری سطحی (19 تن در هکتار و 33/2 کیلوگرم بر متر مکعب در هکتار) به دست آمد. کاهش مقدار کود نیتروژن به کمتر از 100٪ باعث کاهش عملکرد سوخ و کارآیی مصرف آب آبیاری گردید. بیشترین عملکرد و بهره وری مصرف آب آبیاری در تیمار 100٪ کود نیتروژن(59/31 تن در هکتار و 75/4 کیلوگرم بر متر مکعب در هکتار) و کمترین آن در تیمار 25٪ کود نیتروژن(12/16 تن در هکتار و 67/2 کیلوگرم بر متر مکعب در هکتار) حاصل شد. اثر مقدار آب آبیاری بر عملکرد سوخ پیاز و بهره وری مصرف آب آبیاری نشان داد که با کاهش آب آبیاری به کمتر از نیاز آبی گیاه، عملکرد کاهش و بهره وری افزایش یافت اما از این نظر بین تیمار 100٪ نیاز آبی گیاه و تیمار 75٪ نیاز آبی گیاه اختلاف معنی دار مشاهده نشد. بنابراین با توجه به نتایج به دست آمده و با توجه به کمبود آب در منطقه می توان آبیاری این گیاه را با 75٪ نیاز آبی گیاه انجام داد بدون آن که تأثیر معنی دار در میزان عملکرد تولید شده داشته باشد. بهترین تیمار برای استفاده از کود نیتروژن همان استفاده 100٪ از کود نیتروژن به خصوص در شرایط تنش آبی می باشد. با توجه به پتاسیل بالای تولید در آبیاری قطره ای زیرسطحی و کاهش تبخیر و تعرق در آن، می توان از این روش آبیاری برای کاشت پیاز در منطقه استفاده نمود و با درنظرگرفتنآلودگیآب های زیر زمینیبه دلیل مصرفبی رویهکود هاینیتروژنوجلوگیری ازتجمعنیتراتدرسوخ-ها، به نظرمی رسد استفادهازآبیاریقطره ایمدیریتمصرفکودهاینیتروژنرابهبود می دهد.

ترکیب پایه و پیوندک، خصوصیات بیوشیمیایی بادام را در شرایط شوری، تحت تاثیر قرار می دهد. به منظور ارزیابی اثر تنش شوری بر تغییرات بیوشیمیایی تعدادی از ژنوتیپ های بادام، آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با دو عامل ژنوتیپ در چهار سطح (’ شکوفه‘ ، ’ سهند‘ و ژنوتیپ’ 40-13‘ پیوند شده روی پایه GF677و پایه GF677بدون پیوند)و شوری آب آبیاری در پنج سطح (5/0، 5/2، 9/4، 3/7 و 8/9 دسی-زیمنس بر متر)، انجام شد. پس از اعمال تیمارهای آزمایشی، صفات بیوشیمیایی از قبیل فنل کل، ظرفیت آنتی اکسیدانتی، قندهای محلول و نامحلول، پرولین، پروتئین های محلول کل، فعالیت آنزیم های کاتالاز، گایاکول پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز، پراکسید هیدروژن، مالون دی آلدئید و سایر آلدئیدها اندازه گیری شد. نتایج حاصل از آزمایش نشان داد، محتوای پراکسید هیدروژن، مالون دی آلدئید و سایر آلدئیدها، با افزایش غلظت نمکتا سطح شوری 8/9دسی زیمنس بر متر در ژنوتیپ های مورد مطالعه، افزایش یافت. همچنین، محتوای فنل کل، ظرفیت آنتی اکسیدانی، قندهای محلول، پرولین، پروتئین محلول کل، فعالیت آنزیم های کاتالاز، گایاکول پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز در ژنوتیپ های مطالعه شده، ابتدا با زیاد شدن غلظت نمک، افزایش یافت و سپس با افزایش بیشتر سطح شوری، مقدار آن ها کم شد. در مجموع، بیشترین محتوای پروتئین های محلول کل، فعالیت آنزیم های کاتالاز، گایاکول پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز در سطح شوری 3/7 دسی زیمنس بر متر و بیشترین محتوای فنل کل، ظرفیت آنتی اکسیدانی، قندهای محلول و پرولین در سطح شوری8/9 دسی زیمنس بر متر و کمترین محتوای پراکسید هیدروژن، مالون دی آلدئید، سایر آلدئیدها و قندهای نامحلول در دو سطوح شوری 3/7 و 8/9 دسی زیمنس بر متر در رقم ’ شکوفه‘ ، مشاهده شدند. در مجموع، از میان ژنوتیپ های مورد مطالعه، ارقام ’ شکوفه‘ و ’ سهند‘ پیوند شده روی پایهGF677به ترتیب، به عنوان متحمل ترین و حساس ترین ارقام به شوری، تشخیص داده شدند.

مطالعات فیزیولوژیک گیاهان زراعی تحت تأثیر عوامل تنش زای غیر زنده با هدف بهبود تولید آن در آینده دارای اهمیت می-باشد. این پژوهش در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس تهران در سال 1394، برای بررسی مورفولوژی، عملکرد و اجزای عملکرد ذرت شیرین تحت سطوح مختلف دی اکسیدکربن (500، 900 و 1300 میکرو مول بر مول هوا)، اشعه فرابنفش (UV-A, B, C) و سطوح مختلف آبیاری (آبیاری کامل و کم آبیاری (60 % ظرفیت زراعی)) اجرا شد. کم آبی تأثیر معنی داری بر ارتفاع بوته گذاشت بطوریکه نسبت به شاهد 10 درصد کاهش نشان داد. تعداد برگ های زیر بلال تحت تأثیر تیمار اثر متقابل کم آبی و دی اکسید کربن و تیمار برهمکنش پرتو فرابنفش و دی اکسیدکربن کاهش یافت اگرچه این کاهش از لحاظ آماری تفاوت معنی داری نداشت. با کاهش میزان آبیاری، سطح ویژه ی برگ، سطح برگ بوته و شاخص برداشت نیز کاهش نشان داد. سطح ویژه برگ و سطح برگ کامل در اثر کم آبی کاهش محسوسی داشت بطوریکه نسبت به شاهد به ترتیب 11% و 19% کاهش نشان داد. در شرایط آبیاری کامل زراعی بین غلظت CO2 و تعداد دانه در ردیف رابطه ی مستقیم وجود داشت و در شرایط اعمال تنش کم آبی این رابطه از نوع معکوس بود تحت اثر متقابلCO2و تابش فرابنفش، با کاهش طول موج پرتو فرا بنفش عملکرد کاهش یافت. کاهش طول موج از A به B بر میزان عملکرد تأثیر چندانی نداشت اما از B به C مقدار عملکرد کاهش بسیاری یافت. بنابراین می توان گفت که افزایش غلظت پرتو فرا بنفش در شرایط تنش خشکی منجر به کاهش تعداد برگ و سطح برگ می شود و کاهش عملکرد اجتناب ناپذیر است.

تبخیر-تعرق مرجع یک پدیده چند متغیره و پیچیده است که به عوامل متعددی وابسته است. دقیق ترین روش برآورد آن، استفاده از لایسیمتر است که مستلزم صرف وقت و هزینه زیادی است. از این رو هدف اصلی این تحقیق برآورد تبخیر-تعرق واقعی براساس الگوریتم های تک منبعی SEBALو SSEBو الگوریتم دو منبعی TSEBدر سه سنجنده MODIS، ETM+وOLI & TIRSاست که در سه مرحله صورت گرفته است. در برآورد تبخیر-تعرق براساس الگوریتم SEBAL، شاخص تعدیل شده پوشش گیاهی(SAVI) و فاکتور تصحیح اثرات زمینه خاک (L)از اهمیت ویژه ای برخوردار است به همین منظور این شاخص به عنوان ضریب کالیبراسیون در نظر گرفته شد که با توجه به وضعیت درصد پوشش سبز روی سطح زمین انتخاب شد. نتایج حاصل از هر سه سنجنده نسبت به داده های لایسیمتری خطای کمتری نسبت به مقدار تبخیر-تعرق بدست آمده با فرض 5/0L= داشته است (mm/day 49/1، 84/0، 76/1=RMSE). برای صحت سنجی نتایج حاصل از کالیبراسیون از 30 % باقیمانده داده های لایسیمتری استفاده شد. نتایج شاخص های آماری تفاوت معنی دار(در سطح 95%) داده های پیش بینی شده را بیان می کند. نتیجه اینکه، با مقایسه سه الگوریتم در سه سنجنده MODIS، ETM+و OLI & TIRSالگوریتم SSEBدر سنجنده ETM+در سطح معنی دار( 95%) و مشاهده کمترین میزان خطا (mm/day 41/0=RMSE) به عنوان الگوریتم برتر برای تخمین تبخیر-تعرق در دشت قزوین معرفی شد.

مدل های ریاضی متعددی در زمینه چگونگی پاسخ گیاهان به تنش هم زمان شوری و خشکی و سهم هر یک از آن ها در کاهش جذب آب، وجود دارد. مدل های جذب آب در شرایط تنش هم زمان به سه دسته جمع پذیر، ضرب پذیر و مدل های مفهومی تقسیم بندی می شوند. دراین مطالعه، شش تابع ماکروسکوپی کاهش جذب آب شامل ون گنوختن جمع پذیر و ضرب پذیر، دیرکسن و آگوستیجن، ون دام و همکاران، همایی و همکاران و اسکگز و با استفاده از داده های کشت گلدانی گیاه گوجه فرنگی مینیاتوری مورد ارزیابی قرار گرفت. پژوهش در قالب طرح آزمایشی کاملاً تصادفی با سه تکرار و در دو سطح شوری (4 و 7 دسیزیمنس بر متر) انجام شد. سطوح خشکی به صورت تغییرات پتانسیل ماتریک (سه سطح تخلیه رطوبتی40%، 50% و 65% گنجایش مزرعه ای) اعمال گردید. نتایج نشان داد که در سطوح چهار و هفت دسی زیمنس بر متر واکنش گیاه به تنش هم زمان شوری و خشکی بیشتر ضرب پذیر است. از میان مدل های ضرب پذیر، مدل دیرکسن در سطح شوری هفت دسی زیمنس بر متر (متوسط خطای بیشینه 14/0 و متوسط ریشه مربعات خطا 15/0) نزدیکی بیشتری با نتایج اندازه گیری ها داشتند. در سطح شوری هفت دسی زیمنس بر متر، مدل ون دام (متوسط خطای بیشینه 09/0 و متوسط ریشه مربعات خطا 017/0) و اسکگز (متوسط خطای بیشینه 14/0 و متوسط ریشه مربعات خطا 018/0)برازش بهتری را با داده های اندازه گیری شده نشان داد.

برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی در بخش کشاورزی اگرچه سبب افزایش سطح زیر کشت و تولیدات کشاورزی شده اما از طرفی سبب افت سطح ایستابی و تخلیه آبخوان ها شده است؛ به گونه ای که اکثر دشت های ایران در حال حاضر ازنظر استخراج آب زیرزمینی جزو دشت های ممنوعه می باشند. لذا اعمال سیاست های مدیریت صحیح منابع آب زیرزمینی ضروری است. به همین منظور، در مطالعه حاضر با استفاده از الگوی برنامه ریزی ریاضی اثباتی (PMP) و رهیافت حداکثر آنتروپی (ME)به ارزیابی اقتصادی سیاست های مختلف بخش کشاورزی در راستای مدیریت منابع آب زیرزمینی در دشت کبودرآهنگ پرداخته شد. داده ها و اطلاعات موردنیاز با مراجعه به سازمان های ذی ربط و با استفاده از تکمیل 141 پرسشنامه به روش نمونه-گیری خوشه ای چندمرحله ای توسط کشاورزان دشت کبودرآهنگ در سال زراعی 95-1394 تکمیل و جمع-آوری گردید. نتایج تحقیق نشان داد که اعمال سناریوهای افزایش قیمت، سهمیه بندی آب زیرزمینی و سناریوهای سهمیه بندی توأم با افزایش قیمت (تلفیقی) در سطوح 10%، 20%و 30% موجب کاهش سطح زیر کشت، کاهش سود ناخالص کشاورزان و کاهش آب مصرفی می شود. همچنین نتایج نشان داد که سناریوی افزایش قیمت آب زیرزمینی چندان تأثیرگذار نیست و تنها هزینه کشاورزان را افزایش می دهد، اما سیاست سهمیه بندی و تلفیقی به عنوان یک سیاست مؤثر توصیه می شود. سناریوهای سهمیه بندی نسبت به دو سناریوی دیگر دارای بازده اقتصادی بیشتری به ازای هر مترمکعب آب مصرفی بود و به عنوان سناریوی برتر در این تحقیق معرفی گردید. در پایان پیشنهاد می شود که الگوی کشت به سمت محصولاتی مانند گندم و سیب زمینی سوق داده شود که نسبت به آب مصرفی، سود ناخالص بیشتری را حاصل کرده و به عبارتی دیگر بازده اقتصادی بیشتری دارند.

به دلیل کمبود آب استفاده از پساب ها برای آبیاری اهمیت بیشتری پیداکرده است. همچنین کاربرد مواد طبیعی و غیر سمی مانند زئولیت که سبب افزایش راندمان کاربرد کود می شود و هم زمان آبشویی نیترات خاک را کاهش می دهند، موردتوجه زیادی قرارگرفته است. پژوهش حاضر با اهداف بررسی تأثیر دو اندازه برای ذرات شامل 1 تا 68/1 میلی متری و 53 تا 63 میکرون ومقدار کاربرد (20 و 60 گرم در کیلوگرم خاک) زئولیت کلینوپتیلولایت طبیعیCp)) و زئولیت اصلاح شده با سورفکتانت SMZ)) بر آبشویی نیترات و آمونیوم خاک و عملکرد گیاه گندم با استفاده از ستون های خاک و برای آبیاری با پساب در فصل زراعی 95-1394 انجام شد. خاک های مورد آزمایش در استوانه هایی از جنس پلی اتیلن با قطر داخلی 11 سانتی متر و ارتفاع 65 سانتی متر موردمطالعه و ارزیابی قرار گرفتند. آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی و در سه تکرار برای هر تیمار طراحی گردید. نتایج نشان داد میزان کل نیتروژن نیتراتی (NO3-N) خارج شده از ستون های خاک اصلاح شده با SMZو Cpدر مقایسه با تیمار کنترل که بدون مواد اصلاح کننده بود به ترتیب 32% و 27% کاهش یافت. همچنین، استفاده از اصلاح کننده هایCpو SMZرشد گیاه گندم را بهبود بخشید. اندازه ذرات اصلاح کننده ها اثر معنی داری بر آبشویی نیترات و رشد گیاه گندم نداشت. به طورکلی نتایج نشان داد که اصلاح کننده های Cpو SMZبه عنوان موادی سازگار با محیط زیست در کنترل آبشویی نیترات خاک و بهبود عملکرد گیاه گندم مؤثر می باشند.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

کمیابی آب و افزایش آلودگی منابع آب از یک طرف و افزایش سریع تقاضای آب به دلیل افزایش جمعیت و بهبود سطح زندگی در کنار تغییرات اقلیمی، دامنه ای گسترده برای بحران آب در سراسر جهان و ایران ایجاد نموده و در تولید محصولات کشاورزی آب به عامل محدود کننده ای تبدیل شده است. از این رو کشاورزان راهبرد های سازگاری گوناگونی را برای کاهش اثرات کمبود آب در شیوه های مبتنی بر کشاورزی خود بکار گرفته اند. هدف از انجام تحقیق حاضر بررسی باور کشاورزان و راهبردهای سازگاری برای مدیریت آب کشاورزی تحت شرایط کمبود آب و عوامل موثر بر آنها در شهرستان ممسنی در استان فارس بود. جامعه آماری این پژوهش کشاورزان آبی کار به تعداد 4033 نفر بودند. به منظور انتخاب افراد برای مطالعه از روش نمونه گیری تصادفی متناسب بهره گرفته شد که بر اساس جدول کرسی و مورگان، نمونه ای 351 نفری از کشاورزان برای تحقیق انتخاب شد. نتایج تحقیق نشان داد که متغیرهای فاصله مزرعه تا مرکز شهر، تجربه کار کشاورزی، آگاهی از عواقب خطر، احساس تعهد، ریسک پذیری و دسترسی به اعتبارات، 2/42% از تغییرات متغیر باور کشاورزان نسبت به کمبود آب را تبیین می نمایند. همچنین نتایج رگرسیون عوامل موثر بر انتخاب راهبردهای سازگاری با کمبود آب نشان داد که متغیرهای اندازه مزرعه، تمایل به حفاظت آب، اهمیت خطر و سرمایه اجتماعی می تواند 27% تغییرات متغیر راهبردهای سازگاری با کمبود آب را پیش بینی نمایند.