پژوهش آب در کشاورزی
سال:1399 | دوره:34 | شماره:2 (ب) |تعداد مقالات:10

در شرایط حاضر، مهم ترین چالش بخش کشاورزی، افزایش کارایی مصرف آب است. این پژوهش با هدف بررسی اثر کم آبیاری و تاریخ کاشت بر عملکرد دانه، کارایی مصرف آب و اجزای عملکرد گندم رقم پیشگام، به صورت کرت های یک بار خرد شده بر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 98-1397 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی کاشمر به اجرا درآمد. آبیاری در چهار سطح شامل: آبیاری بر اساس 100%، 80%، 60% و 40% نیاز آبی گیاه به عنوان عامل اصلی و سه تاریخ کاشت شامل یک مهر، یک آبان و یک آذر به عنوان عامل فرعی، تیمارهای مورد استفاده در این پژوهش بودند. نتایج نشان داد که کم آبیاری بر عملکرد دانه، کارایی مصرف آب و شاخص برداشت در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود به طوری که با افزایش تنش رطوبتی عملکرد دانه، شاخص برداشت و کارایی مصرف آب کاهش یافت. نتایج همچنین نشان داد که اثر تاریخ کاشت بر عملکرد دانه، وزن هزار دانه، تعداد دانه در سنبله، شاخص برداشت و کارایی مصرف آب معنی دار بود. بیش ترین عملکرد دانه، شاخص برداشت و کارایی مصرف آب به ترتیب با مقادیر 33/7227 کیلوگرم در هکتار، 77/32% و 51/2 کیلوگرم بر مترمکعب متعلق به تاریخ کاشت یک آبان و تیمار 100% نیاز آبی و کمترین آن ها به ترتیب با مقادیر 2000 کیلوگرم در هکتار، 3/15% و 14/1 کیلوگرم بر مترمکعب متعلق به تاریخ کاشت یک آذر و تیمار 40% نیاز آبی بود. اثر متقابل تنش رطوبتی و تاریخ کاشت نیز بر تمام صفات زراعی گندم به جز تعداد دانه در سنبله و کارایی مصرف آب معنی دار بود. بر اساس یافته های این پژوهش می توان تیمار آبیاری 100% نیاز آبی و تاریخ کاشت یک آبان را برای کاشت گندم پاییزه رقم پیشگام در منطقه خشک و نیمه خشک کاشمر مناسب دانست.

کشاورزی از مهمترین بخش های اقتصادی ایران و بزرگترین مصرف کننده منابع آب سطحی و زیرزمینی به حساب می آید. از آنجایی که خطرات مختلفی سامانه های تأمین آب کشاورزی را تهدید می کند، لذا توسعه چارچوب تحلیل ریسک به منظور شناسایی و بررسی میزان تأثیر خطرات پیش روی سامانه های مذکور در پیش برد توسعه پایدار کشاورزی اجتناب ناپذیر است. از این رو، تحقیق حاضر برای نخستین بار اقدام به توسعه مدل تحلیل ریسک خطر خشکسالی در سامانه تأمین آب کشاورزی با کمک شبکه بیزین نموده است. ساختار این مدل، که متشکل از گره ها و ارتباط بین آنها است، به گونه ای طراحی شده که با استفاده از اطلاعات دبی رودخانه، آب رهاسازی شده از سامانه انحراف آب بالادست شبکه، حجم آب زیرزمینی برداشت شده و تقاضای شبکه آبیاری، مقدار ریسک سامانه تأمین را ارزیابی کند. به منظور بررسی توانایی مدل توسعه داده شده، تحلیل ریسک سامانه تأمین آب کشاورزی شبکه آبیاری مدرن رودشت اصفهان مورد بررسی قرار گرفت. مقادیر ریسک سامانه تأمین آب شبکه رودشت در بازه صفر تا 11/58 % و به طور متوسط برابر 82/39%(برای 78 رویداد مختلف)برآورد شد. نتایج نشان داد که این مدل در دو بخش آموزش و آزمایش به ترتیب با مقدار جذر میانگین مربعات خطا 09/0 و 1/0، ضریب تبیین 85/0 و 75/0 و شاخص کل عملکرد 74/0 و 82/0 دارای دقت و عملکرد مناسبی در برآورد ریسک است. نتایج این تحقیق و مدل ارایه شده به بهره برداران و تصمیم گیرندگان کمک می کند تا برنامه ریزی بهتری برای تخصیص آب آبیاری بر اساس ریسک های پیش بینی شده در شرایط خشکسالی هیدرولوژیکی ارائه نمایند.

در این مطالعه اثر مدیریت آبیاری قطره ای زیرسطحی روی شاخص سطح برگ، توزیع ریشه، کیفیت و عملکرد محصول نیشکر، برای بازرویی اول مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور در مزرعه ای با مدیریت آبیاری قطره ای زیرسطحی سه ایستگاه اندازه گیری پارامترهای رشد انتخاب شد. مقدار کل آب مصرفی برای این مزرعه در سال زراعی 97-1396، 1/1953 میلی متر اندازه گیری شد. در این سال زراعی، 117 میلی متر بارندگی نیز اتفاق افتاد. تعداد ساقه ها، تعداد برگ های سبز، طول و عرض برگ در طول یک متر از ردیف کاشت، در شش نوبت به ترتیب 91، 99، 105، 112، 119 و 128 روز پس از برداشت شمارش و اندازه گیری شد. تعداد، طول و عرض برگ ها به صورت میانگین و به ترتیب 2/7، 101 و 9/2 سانتی متر بود. مقدار شاخص سطح برگ، تحت تاثیر تعداد ساقه ها قرار داشت. وزن 20 ساقه 8/15 کیلوگرم، بریکس %2/22، پل %8/19، خلوص شربت %1/89، نسبت کیفیت شربت 7/6، عملکرد شکر زرد 3/21 و عملکرد شکر سفید 9/14 تن در هکتار اندازه گیری شد. همچنین ویژگی های مختلف ریشه اندازه گیری شد. وزن، طول، سطح، حجم و قطر ریشه به ترتیب 5/79 گرم، 55/707 سانتی متر، 3/793 سانتی متر مربع، 8/70 میلی لیتر و 05/1 میلی متر تعیین شد. نسبت شاخه به ریشه نیز 73/5 گرم بر گرم بود. علاوه بر آن %20 افزایش قطر ریشه در لایه های عمیق تر خاک نسبت به لایه های سطحی خاک مشاهده شد.

محدودیت منابع آب از یک سو و لزوم حفظ تولید در اراضی فاریاب از سوی دیگر، امروزه باعث جذب نگرش به بهره وری آب شده است. در این راستا، تحلیل، برآورد و تهیه نقشه بهره وری آب به عنوان یکی از عوامل مؤثر در شناسایی پتانسیل زراعی اراضی کشاورزی، ضروری است. هدف از انجام این پژوهش، انتخاب روش مناسب میانیابی برای برآورد بهره وری آب و بررسی تغییرات مکانی آن در قطب های تولید گندم است. در این پژوهش، از داده های میدانی 241 مزرعه در قطب های تولید گندم ایران در سال زراعی 96-1395 استفاده شد که دامنه داده های بهره وری آب (آب آبیاری+ بارش مؤثر) بین 30/0 تا 58/2 کیلوگرم بر مترمکعب با میانگین 79/0 کیلوگرم بر مترمکعب برآورد شد. روش های میانیابی استفاده شده شامل کریجینگ معمولی، درون یابی عکس فاصله وزن دار (IDW) و تابع پایه شعاعی (RBF) بود. برای ارزیابی روش ها، از فن ارزیابی متقاطع با معیارهای آماری مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین انحراف خطا (MBE) و خطای نسبی (MARE)، استفاده شد. بررسی روش های درون یابی نشان داد که در بین روش های بکار گرفته شده، روش کریجینگ معمولی با مدل نیم تغییرنمای نمایی، شرایطمناسبی را برای تهیه نقشه پهنه-بندی بهره وری آب گندم داشت. برآیند ارزیابی تحلیل مکانی شاخص بهره وری آب گندم مؤید این مطلب بود که زمین آمار توانسته بود با دقت قابل قبولی (005/0 = MBE) در تهیه نقشه پهنه بندی شاخص بهره وری آب گندم مورد استفاده قرار گیرد. بر پایه نتایج تجزیه خوشه ای (کلاستر) عوامل تأثیرگذار (شوری آب آبیاری، شوری خاک و نوع رقم) در شاخص بهره وری آب گندم، مناطق مستعد کشت گندم به 13 گروه مستقل در سطح پنج درصد در محدوده مطالعاتی تفکیک شد به نحوی که بیشترین و کمترین میانگین بهره وری آب گندم به ترتیب در گروه 5 (کیلوگرم بر مترمکعب 84/0 = میانگین) و گروه 10 (کیلوگرم بر مترمکعب 41/0 = میانگین) مشاهده شد.

کمبود آب آبیاری یکی از عمده ترین عوامل محدودکننده در تولید محصولات کشاورزی است. این پژوهش با هدف بررسی اثر شدت های مختلف تنش کم آبی بر شاخص های عملکرد گندم رقم چمران 2 در یک خاک با بافت متوسط در استان خوزستان انجام شد. در این پژوهش 10 تیمار آبیاری شامل آبیاری کامل و آبیاری با اعمال تنش کم آبی در سه سطح تنش (کم، متوسط و شدید) در دوحالت در تمام فصل رشد و یا در مرحله ای از رشد گیاه اعمال شدند. این پژوهش به صورت کشت گلدانی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. شوری خاک مورد مطالعه dS m-195/2 و بافت خاک لوم رسی سیلتی بود. میانگین مقدار کل آب مصرفی در تیمارهای مختلف تحت تنش کم آبی از 17% (تنش کم آبی با شدت متوسط در مرحله سوم رشد گندم) تا 43% (تنش کم آبی با شدت زیاد در تمام فصل رشد) کمتر از آبیاری کامل بود. عملکرد دانه گندم با اعمال شدت های مختلف تنش موجب 13 % (تنش کم آبی با شدت کم در تمام فصل رشد) تا 76 % (تنش کم آبی با شدت زیاد در تمام فصل رشد) کاهش شد. نتایج این پژوهش نشان داد که تنش کم آبی در مراحل ساقه-دهی و پر شدن دانه گندم بیش از تنش کم آبی در مرحله گل دهی و خمیری شدن موجب کاهش عملکرد دانه گردید. کمترین میانگین وزن هزار دانه (g 28) در تیمار تنش کم آبی اعمال شده در مرحله پایانی رشد گندم مشاهده شد که مؤید اهمیت اثر آبیاری در مرحله پرشدن دانه بر کیفیت دانه گندم است. کارآیی مصرف آب در تیمار اعمال تنش کم آبی با شدت کم ( g L-1 78/0) نسبت به تیمار آبیاری کامل (g L-1 62/0) بیشتر بود و علت آن احتمالا کاهش تلفات آب آبیاری در اثر زهکشی و تبخیر در آن تیمار بود.

به منظور بررسی تأثیرمواد اصلاح کننده خاک، زئولیت و پلیمر سوپرجاذب، بر عملکرد کمی و کیفی گیاه کنجد در شرایط تنش خشکی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 97-1396 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی شهر بیرجند انجام گرفت. تیمارها شامل آبیاری در دو سطح 50% و 100% نیاز آبی و بهسازها در شش سطح Z0، Z1، Z2، Z3، Z4و Z5(شاهد=Z0، پلیمرسوپرجاذب (125 کیلوگرم در هکتار) =Z1، 2/11 تن بر هکتار زئولیتZ2=و2/6 تن بر هکتار زئولیتZ3=، زئولیت 2/11 تن بر هکتار زئولیت + 125 کیلوگرم در هکتار پلیمرسوپرجاذب =Z4، 2/6 تن بر هکتار زئولیت + 125 کیلوگرم در هکتار پلیمرسوپرجاذب =Z5) [H1] بود. در این پژوهش، وزن هزار دانه، درصد روغن خام دانه، پروتئین خام دانه، ارتفاع بوته، عملکرد دانه، شاخص برداشت و کارایی مصرف آب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج پژوهش نشان داد که وزن هزار دانه، درصد روغن، پروتئین دانه، ارتفاع بوته و عملکرد دانه کنجد در سطح احتمال 1% تحت تاثیر سطوح مختلف آبیاری و ماده بهساز قرار گرفته بود. همچنین سطوح مختلف مواد بهساز بر شاخص برداشت و کارایی مصرف آب در سطح احتمال 1% تأثیر گذاشت. نیز، درصد روغن، عملکرد دانه و شاخص برداشت تحت تأثیر اثر متقابل دوگانه سطوح آبیاری و ماده بهساز در سطح احتمال 1% قرار گرفت. بیشترین وزن هزار دانه، درصد روغن خام دانه، پروتئین خام دانه، ارتفاع بوته، عملکرد دانه، شاخص برداشت و کارایی مصرف آب در تیمارZ4مشاهده شد. بر اساس نتایج، با تغییر سطح آبیاری از 100% به 50% عملکرد گیاه با کاهش معنی داری همراه بود. بیشترین مقدار وزن هزار دانه کنجد در اثر سطوح مختلف بهساز معادل 12/4 گرم در تیمار Z4 و کمترین مقدار معادل 89/2 گرم در تیمار Z0مشاهده شد. همچنین، بیشترین مقدار روغن خام دانه در تأثیر آبیاری و سطوح مختلف بهساز برابر 6/56% و کمترین مقدار برابر 3/40% بود. بیشترین و کمترین مقدار پروتئین خام دانه در تأثیر سطوح مختلف بهساز به ترتیب معادل 2/15% و 1/13% بود. . نتایج نشان داد که اعمال تنش خشکی بر رشد گیاه اثر منفی دارد اما استفاده از زئولیت و پلیمر سوپرجاذب تا حدی این اثر را جبران می کند.

شوری یکی از مهمترین عوامل محیطی و محدودکننده تولیدات کشاورزی است. به منظور بررسی تنش شوری بر آب مصرفی، عملکرد و کارایی مصرف آب گل محمدی (Rosa damascene Mill)، آزمایشی به صورت طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار و چهار سطح شوری 8/2، 5، 8 و 11 دسی زیمنس بر متر در گلخانه پژوهشی مرکز ملی تحقیقات شوری در سال زراعی 98-1397 انجام شد. در این بررسی، حجم آب آبیاری، حجم آب زهکشی، تبخیر و تعرق، عملکرد گل، عملکرد اسانس و کارائی مصرف آب (بر اساس عملکرد گل) تعیین شدند. نتایج نشان داد که میانگین حجم آب آبیاری، تبخیر و تعرق و حجم آب زهکشی شده گلدان ها در هر نوبت آبیاری به ترتیب برابر با 3/14، 4/8 و 9/5 لیتر در بوته برای تمامی تیمارها بوده است. همچنین، مجموع حجم آب مصرفی، تبخیر و تعرق و حجم آب زهکشی شده در طول دوره آزمایش (اول مهرماه تا پایان شهریورماه) به ترتیب برابر با 616، 363 و 253 لیتر به ازای هر بوته بوده است. مجموع حجم آب آبیاری در تیمارهای 8/2، 5، 8 و 11 دسی زیمنس بر متر به ترتیب برابر با 619، 625، 610 و 610 لیتر به ازای هر بوته بود. عملکرد گل در تیمارهای شوری آب آبیاری 8/2، 5 و 8 دسی زیمنس بر متر به ترتیب برابر با 3/60، 8/55 و 1/57 گرم در بوته بود و اختلاف معنیداری با یکدیگر نداشتند، به طوری که گیاهان تیمار شوری پنج و هشت دسی زیمنس بر متر نسبت به تیمار 8/2 دسی زیمنس بر متر به ترتیب 46/7 و 25/5 درصد کاهش عملکرد داشتند، اما تیمار شوری 11 دسی زیمنس بر متر با کاهش 4/62 درصدی نسبت به تیمار 8/2 دسی زیمنس بر متر، پایین ترین مقدار عملکرد گل را (66/22 گرم در بوته) داشت. نتایج نشان داد که بالاترین کارائی مصرف آب عملکرد گل محمدی در تیمارهای 8/2، 5 و 8 دسی زیمنس بر متر به ترتیب برابر 09/0، 08/0 و 09/0 کیلوگرم گل بر متر مکعب و کمترین آن در شوری 11 دسی زیمنس بر متر برابر با 03/0 بود. سطوح تنش شوری 8 و 11 دسی زیمنس بر متر سبب تولید بیش ترین درصد اسانس (به ترتیب برابر با 25 % و 27%) و شوری 8/2 و 5 دسی زیمنس بر متر سبب تولید کم ترین درصد اسانس (به ترتیب برابر با 22%و 21%) شدند.

مدیریت تقاضای آب یکی از مهم ترین موضوعات برای رسیدن به توسعه پایدار بالاخص در کشورهای خشک و نیمه خشک می باشد. این مطالعه با هدف ارزیابی پایداری منابع آب ناشی از سیاست های مدیریت تقاضا (افزایش قیمت آب به میزان 50% و 100% و سهمیه-بندی آب 10% و 20%) در بخش کشاورزی استان گلستان با استفاده از روش برنامه ریزی ریاضی مثبتو شاخص های پایداری منابع آبی انجام گرفت. داده های لازم از آب منطقه ای و سازمان جهاد کشاورزی استان گلستان و تکمیل پرسشنامه و مصاحبه رودررو با 280 کشاورز در استان گلستان در سال زراعی 98-1397 جمع آوری گردید. بر اساس نتایج، اعمال سناریوی افزایش 50% و 100% قیمت آب به ترتیب منجر به کاهش72/2% و 44/5% مصرف آب و همچنین 06/5% و 99/9% سودناخالص (بازده برنامه ای) خواهد شد. همچنین اعمال سناریوی 10% و 20% سهمیه بندی منابع آبی به ترتیب منجر به کاهش 9/8% و 56/11% مصرف آب و کاهش 54/0% و 75/1% سودناخالص خواهد شد. به علاوه سود ناخالص به ازای واحد حجم آب در بخش زراعی با اعمال سناریوی افزایش 50% و 100%قیمت آب به ترتیب 41/2%و 81/4% کاهش و با اعمال سناریوی 10%و 20% سهمیه بندی منابع آبی به ترتیب 17/9%و 09/11% افزایش می یابد. همچنین، کارایی اشتغال مصرف آب، با اعمال سناریوهای افزایش 50%و 100% قیمت آب به ترتیب به میزان 78/0% و 6/1% افزایش و بر اساس سناریوهای 10% و 20% کاهش منابع آبی به ترتیب 6/2%و 8/5% افزایش خواهد یافت. بنابراین، توصیه می شود از سیاست های سهمیه بندی آب مانند توزیع نوبتی آب بین کشاورزان یا تحویل حجمی آب بر اساس نیاز آبی و راندمان آبیاری، با توجه به الگوی کشت در منطقه استفاده کنند و برای جبران کاهش سود کشاورزان، از پرداخت-های مستقیم به کشاورزان حمایت شود. همچنین پیشنهاد می گردد از روش هایی در آبیاری استفاده کنند که بهره وری آب را افزایش می دهد.

امروزه مدیریت مشارکتی آب به عنوان یکی از عناصر اصلی مدیریت پایدار منابع آب به طور گسترده ای مورد توجه قرار گرفته است. امکان پذیری حکمروایی خوب در فرآیند مشارکت ذینفعان در بهره برداری از منابع آب می تواند منافع کلیه بهره برداران را به شیوه ای عادلانه تأمین کند. هدف از این تحقیق بررسی امکان پذیری حکمروایی خوب در فرآیند مدیریت مشارکتی آب است که به صورت موردی در تعاونی تولید پیوند شهرستان آق قلا انجام شده است. روش تحقیق پیمایشی بود و از ابزار پرسشنامه برای جمع آوری داده های مورد نیاز استفاده شد. جامعه آماری شامل 400 نفر از کشاورزان عضو تعاونی تولید پیوند شهرستان آق قلا است که خدمات مرتبط با مدیریت مشارکتی آب را دریافت کرده اند. داده ها از 196 نفر از کشاورزان از هفت روستای هدف گردآوری شد. روایی پرسشنامه تحقیق بر مبنای دیدگاه متخصصان و پایایی آن با محاسبه ضریب آلفای کرونباخ در دو قسمت میزان اهمیت و قابلیت تحقق متغیرهای حکمروایی خوب تأیید شد. نتایج بررسی وضعیت تحقق مؤلفه های حکمروایی خوب در فرآیند مدیریت مشارکتی آب نشان داد که، بیشتر پاسخگویان اعتقاد داشتند که مؤلفه های حکمروایی خوب در فرآیند مدیریت مشارکتی آب در منطقه مورد مطالعه در سطح قابل قبولی مورد توجه قرار گرفته است. همچنین نتایج آزمون t تک نمونه ای هم نشان داد که فرآیند مدیریت مشارکتی آب در منطقه مورد مطالعه از نظر توجه به هر پنج مؤلفه حکمروایی خوب یعنی مشارکت مردمی و توافق جمعی، مسئولیت پذیری و قانون محوری، پاسخگویی و شفافیت، انصاف و کارایی و اثر بخشی موفق بوده است. نتایج آزمون t مستقل نشان داد که گروهی که دارای شغل اصلی کشاورزی هستند (در مقایسه با آنهایی که شغل اصلی آنها کشاورزی نیست) و افرادی که نحوه دریافت آب آنها به صورت گروهی است (در مقایسه با افرادی که به صورت فردی آب دریافت می کنند)، امکان پذیری مؤلفه های حکمروایی خوب را در سطحی بالاتر ارزیابی کرده اند.

ارزش اقتصادی آب به عنوان یکی از عوامل مهم تخصیص این عامل بین مصارف گوناگون و همچنین، تحریک کاربران برای اجرای اقدامات موردنیاز به منظور افزایش سرمایه گذاری های مرتبط با ارتقاء بهره وری آب است. روش های متعددی برای ارزش گذاری اقتصادی آب وجود دارد که با توجه به نقش تولیدی آب زیرزمینی در آبیاری محصولات کشاورزی، در این تحقیق از روش ارزش گذاری باقیمانده برای ارزش گذاری اقتصادی آب در چاه های کشاورزی شهرستان ورامین با طیف گسترده ای از شوری آب استفاده شد. میانگین ارزش اقتصادی آب در صیفی جات، گندم، جو و یونجه به ترتیب برابر با 1/2513، 5/5334، 6/1424 و 6/5647 ریال بر مترمکعب بود. قیمت مبادله ای فروش آب در میان کشاورزان منطقه مورد مطالعه 8/5231 ریال در متر مکعب محاسبه شد که نزدیک به ارزش باقیمانده آب در محصولات گندم و یونجه بود. ضریب تبیین رابطه ارزش اقتصادی و شوری آب آبیاری برای محصولات فوق به ترتیب برابر 806/0، 878/0، 932/0 و 702/0 به دست آمد که نشان دهنده توضیح بخش قابل توجه تغییرات ارزش اقتصادی آب نسبت به شوری آب بود. با توجه به رابطه به دست آمده میان شوری و ارزش آب آبیاری در منطقه مورد مطالعه برای محصولات صیفی، گندم، جو و یونجه به ترتیب در شوری های 61/3، 30/7، 20/5 و 24/8 دسی زیمنس بر متر، ارزش باقیمانده آب به مقدار صفر می رسد. در نتیجه سیاست نرخ گذاری آب در منطقه باید به گونه ای باشد که در شوری های بیشتر از مقادیر ذکر شده برای محصولات، متناسب با آن شوری، قیمت فروش آب کمتر از مقادیر فعلی باشد تا زیانی برای کشاورزان حاصل نشود و یا انتخاب محصول بر اساس مقاومت بیشتر به شوری و ارزش اقتصادی آن در نظر گرفته شود.