پژوهش آب در کشاورزی
سال:1400 | دوره:35 | شماره:1 (ب) |تعداد مقالات:7

در این تحقیق وضعیت موجود بهره وری آب برای تولید گندم و امکان بکارگیری راهکارهای افزایش بهره وری آب در شرایط مختلف دسترسی به آب در شبکه آبیاری سد سیستان، تعیین و تجزیه و تحلیل شد. بدین منظور با در نظر گرفتن وضعیت موجود بهره برداری از منابع آب، مقادیر مختلف آب آبیاری و بهره گیری از اطلاعات مزرعه ای، مدل شبیه سازی SWAP، واسنجی و صحت سنجی شد. برای تعیین برنامه آبیاری (زمان و عمق)، از توابع تولید آب کاربردی برای محصول گندم استفاده شد. نتایج اندازه-گیری های مزرعه ای در سال زراعی 1396-1395 در شبکه آبیاری مطالعه شده نشان داد که در شرایط موجود، کشاورزان منطقه به طور میانگین محصول گندم را در چهار نوبت آبیاری می کنند و متوسط عملکرد محصول حدود 1450 کیلوگرم در هکتار و بهره وری آب حدود 41/0 کیلوگرم بر مترمکعب است. این نتایج نشان می دهد که از آب قابل دسترس به شکل مناسبی بهره برداری نمی شود و باید با راهکارهای کاربردی برای بهبود بهره-وری آب اقدام شود. نتایج صحت سنجی و واسنجی مدل SWAP نیز نشان دهنده صحت بالای مدل در منطقه مطالعه بود. نتایج سناریوهای مختلف مدیریتی حذف تعدادی از نوبت های آبیاری نسبت به شرایط موجود نشان داد که اگرچه در بهره وری آب تفاوت فاحشی مشاهده نشد اما عملکرد محصول حدود 37 % کاهش یافت. نتایج ارزیابی سناریوهای کاهش عمق و دور آبیاری (استفاده از 640 میلی متر آب در کل فصل و آبیاری به میزان 40 میلی متر در هر نوبت)، نشان داد که در صورت تأمین مطمئن و به موقع آب و اجرای آبیاری در نوبت های بیشتر می توان بهره وری آب را نسبت به سناریوی مبنا به مقدار 30 % و عملکرد محصول را تا دو برابر شرایط موجود افزایش داد. در این سناریوها وجود رطوبت مناسب در عمق ریشه گیاه باعث افزایش محصول شده و مقدار نفوذ عمقی به شدت کاهش یافت چون میزان آب کاربردی کشاورزان به علل مختلف بیش از اندازه است، از این رو، توصیه می شود شیوه های بهبود مدیریت آبیاری و مدیریت زراعی با توجه به آب قابل دسترس در شبکه آبیاری به کشاورزان آموزش داده شود تا آن ها خود به توزیع آب، متناسب با نیاز واقعی گیاه و آبیاری در زمان مناسب و به میزان کفایت روی آورند.

کاهو یکی از مهم ترین سبزی های برگی است که بیشتر برای مصارف تازه خوری و سالادی استفاده می شود. هدف از انجام این پژوهش بررسی تأثیر هم زمان سطوح مختلف آب و نیتروژن بر عملکرد کاهو رقم آیسبرگ و یافتن بهترین میزان آبیاری و کودآبیاری نیتروژن برای تولید این گیاه در روش آبیاری قطره ای بود. کشت کاهو رقم آیسبرگ، به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار، در سال 1397 شامل سه تیمار آبیاری (I1، I2و I3 به ترتیب برای تأمین 100%، 80% و 60% تبخیر-تعرق گیاه) و چهار تیمار نیتروژن (N1، N2، N3 و N4 به ترتیب مجموعاً 105، 70 و 35 و صفر کیلوگرم نیتروژن در هکتار) و در سال 1398 شامل دو تیمار آبیاری (I1 و I3) و دو تیمار نیتروژن (N1 و N4) بود. نتایج حاکی از تأثیر تیمارهای آبیاری، نیتروژن، و اثر متقابل آن ها بر عملکرد بازارپسند کاهو بود اما ماده خشک تولیدی تنها تحت تأثیر تیمارهای آبیاری و نیتروژن قرار گرفت. حداکثر عملکرد بازارپسند و ماده خشک تولیدی، به ترتیب برابر با 1/66 تن در هکتار و 2/2728 کیلوگرم در هکتار برای تیمار آبیاری کامل با 105 کیلوگرم نیتروژن در هکتار (I1N1) به دست آمد. حداقل عملکرد بازارپسند و ماده خشک تولیدی نیز مربوط به تیمار 60% تبخیر-تعرق با 35 کیلوگرم نیتروژن در هکتار (I3N3)، به ترتیب برابر با 5/37 تن در هکتار و 6/1929 کیلوگرم در هکتار بود. حداکثر و حداقل بهره وری آب آبیاری برای عملکرد بازارپسند کاهو به ترتیب برابر 63/21 و 38/15 کیلوگرم بر مترمکعب برای تیمار I2N1 و I3N3 به دست آمد. تابع های تولید خطی و غیرخطی عملکرد-آب و عملکرد-نیتروژن برای کاهو رقم آیسبرگ به دست آمد که در شرایط محیطی مشابه در تحقیقات و کاربردهای اجرایی می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

تحقیق حاضر در راستای بهبود بهره وری آب با اعمال برخی فناوری های به-زراعی مانند تغییر روش های خاک ورزی، اصلاح ابعاد کرت آبیاری، تغییر ارقام گیاهی و اصلاح برنامه کودی در هشت مزرعه کشاورزان (چهار مزرعه تیمار و چهار مزرعه شاهد) در شهرستان های بناب، اسکو و عجب شیر واقع در حوضه ی شرقی دریاچه ارومیه در سال زراعی 95-1394 اجرا گردید. در مزارع تیمار، فناوری های پیشنهادی بدون اعمال مدیریت کشاورزان انجام شد و در مزارع شاهد کشاورزان به صورت سنتی و براساس دانش بومی خود و تجربه قبلی اقدام به انجام عملیات کاشت، داشت و برداشت نمودند. آب ورودی به مزارع، رطوبت خاک در عمق توسعه ریشه در طول فصل رشد، و شاخص های مرتبط با رشد و تولید گیاه در زمان برداشت در همه مزارع اندازه گیری گردید. شاخص های بهره وری آب (WP)، کارایی مصرف آب (WUE) و بهره وری اقتصادی آب (WPe) برای هریک از مزارع محاسبه شد. نتایج نشان داد که در مزارع تیمار نسبت به شاهد، آب مصرفی به میزان 9% کاهش و عملکرد محصول 34% افزایش داشت. نیز، در مقایسه با مزارع شاهد، فناوری های اعمال شده در مزارع تیمار به طور متوسط منجر به افزایش شاخص های WP، WUE و WPe به ترتیب به میزان 38%، 31% و 56% گردید.

روش های آبیاری تحت فشار می تواند یک راه حل مناسب برای استفاده بهینه از منابع آب باشد، به شرطی که انتخاب، طراحی، اجرا و بهره برداری سامانه های آبیاری با دقت کافی و به طور اصولی انجام گیرد. در تصمیم گیری و اجرای سامانه-های آبیاری تحت فشار در مقیاس ناحیه ای و منطقه ای، عوامل متعددی همچون شرایط آب، خاک و اقلیم در کنار سایر عوامل اقتصادی-اجتماعی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. دشت دز(شامل دشت های لور، دیمچه، دزغربی، دز شرقی و سبیلی) پهناورترین دشت و از مهمترین قطب های کشاورزی استان خوزستان می باشد. در این پژوهش با استفاده از فرایند تحلیل سلسله مراتبی AHP در محیط نرم افزار GIS امکان اجرای سامانه های مختلف آبیاری (موضعی، کلاسیک ثابت، آبفشان غلطان، مکانیزه دوار، مکانیزه خطی، ارابه ای، کم فشار و سطحی) در دشت دز مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور معیارهای تأثیرگذار شامل دو معیار اقتصادی اجتماعی و شرایط فیزیکی مزرعه در اجرای هر یک از روش های آبیاری در نظر گرفته شد. معیار اقتصادی-اجتماعی به چهار زیرمعیار نگهداری-بهره برداری، هزینه، مهارت کارگران، و فرهنگ و معیار شرایط فیزیکی مزرعه به چهارزیرمعیار آب، اقلیم منطقه، خاک، و توپوگرافی تقسیم بندی شد و در نهایت نقشه نهایی مکان یابی در محیط نرم افزار GIS تهیه گردید. نتایج نشان داد که 77/62 % از مساحت کل دشت برای مجموع سامانه های آبیاری بارانی، 6/14 % برای آبیاری موضعی، 3/14 % برای آبیاری کم فشار و 3/8 % از مساحت کل دشت برای آبیاری سطحی از امتیاز خیلی مستعد برخوردار می باشد همچنین در بین تمام روش های آبیاری، سامانه آبیاری بارانی کلاسیک در تمامی نقاط محدوده مورد مطالعه بالاترین امتیاز را کسب کرده است و در مجموع 04/15 % از کل دشت کاملا مستعد برای اجرای آبیاری کلاسیک ثابت می باشد.

شناخت ارقام مناسب و مدیریت صحیح آبیاری از عواملی است که در رشد و عملکرد گیاه بادام زمینی از اهمیت ویژه برخوردار می باشد. پژوهش حاضر به صورت کرت های دوبار خرد شده در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار، در سال های 1397و 1398 در استان گیلان اجرا شد. تیمار اصلی شامل دو روش آبیاری قطره ای و جویچه ای، و تیمار فرعی شامل تأمین 125%، 100%، 75%، 50% و 25% نیاز آبی، و تیمار فرعی فرعی، دو رقم بادام زمینی گیل و جنوبی بود. نتایج پژوهش در طی سال های مورد مطالعه نشان داد که اثر روش آبیاری بر عملکرد دانه در سطح 5 درصد و اثر تأمین نیاز آبی گیاه بر تمام صفت های اندازه گیری شده، در سطح یک درصد معنی دار بود. بیشترین میزان عملکرد دانه در سال 1397 و 1398 در رقم گیل با تأمین 100% نیاز آبی گیاه به ترتیب با میانگین 3221 و 3161 کیلوگرم در هکتار مشاهده شد. میزان عملکرد دانه در طی دو سال، در روش آبیاری قطره ای (با میانگین 1808 و 1803 کیلوگرم در هکتار) نسبت به روش جویچه ای (با میانگین 1753 و 1754 کیلوگرم در هکتار) به ترتیب با افزایش 1/3% و 8/2% همراه بود. همبستگی بین صفات، اثر مثبت و معنی داری را بین عملکرد دانه با صفات تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در بوته و وزن صددانه نشان داد. بر اساس نتایج به دست آمده، برای کشت بادام زمینی در منطقه مورد مطالعه، رقم گیل با آبیاری قطره ای و تأمین 100 درصد نیاز آبی (5481 مترمکعب در هکتار در این پژوهش)، پیشنهاد می شود.

نفوذ آب به خاک یکی از مهم ترین فرآیندهای فیزیکی خاک است که نقش مهمی در مدیریت خاک دارد. اهداف این پژوهش، بررسی توانایی مدل های متداول نفوذ مانند کوستیاکوف، کوستیاکوف لوییز، هورتون، SCS و فیلیپ برای تخمین میزان نفوذ، بررسی سرعت نفوذ و پتانسیل ایجاد رواناب در بارندگی های طولانی مدت در دو کاربری اراضی (مرتع و زراعی) و سه بافت خاک (لوم، کلی لوم و لوم رس سیلتی) مختلف است. برای تخمین پارامترهای مدل و یافتن مدل مناسب برای این منطقه، این مدل ها به داده های نفوذ اندازه گیری شده برازش داده شد و پس از برآورد پارامترها با استفاده از معادلات سرعت نفوذ، هر یک از مدل ها سرعت نفوذ برای زمان های 2، 4 و 24 ساعت محاسبه شد. برای این منظور داده های حاصل از آزمایش های نفوذپذیری به روش استوانه های مضاعف در 16 نقطه از مناطق مختلف منطقه جمع آوری گردید. پارامترهای مدل های یادشده به روش حداقل مجموع مربعات خطا تعیین گردید. با استفاده از آماره های ضریب تبیین (R2)، کارایی نش ساتکلیف (NSE)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطا (ME)، صحت و دقت برازش ها ارزیابی شد. مقایسه میانگین آماره های ارزیابی با استفاده از روش توکی نشان داد که نحوه برآورد نفوذ تجمعی در مدل کوستیاکوف لوییز در مقایسه با سایر مدل ها، از روند پایدارتری برخوردار بوده و در اکثر کلاس های بافتی خاک و کاربری های موردبررسی حائز رتبه نخست ارزیابی بود. مقایسه میانگین نشان داد که علی رغم وجود اختلاف بین مدل ها در برآورد نفوذ تجمعی، اختلاف بین مدل ها در برآورد سرعت نفوذ معنی دار نبوده و در یک گروه قرار گرفتند. فارغ از نوع مدل مورداستفاده، بافت خاک و کاربری اراضی دو عامل اساسی تأثیرگذار بر سرعت نفوذ نهایی آب به خاک هستند که در کاربری مرتع به دلیل ساختمان خوب و پایداری خاک سرعت نفوذ نسبت به کاربری زراعی بیشتر و پتانسیل ایجاد رواناب کمتر است. طبق نتایج سرعت نفوذ با زمان در کاربری زراعی دارای تغییرات قابل توجه ای است؛ به نحوی که سرعت نفوذ در این کاربری در ابتدا بالا بود و با افزایش زمان از 2 به 24 ساعت، به شدت افت نمود. از این رو، در راستای کاهش اثرات اقدامات کشاورزی بر تضعیف کیفیت خاک و به منظور افزایش سرعت نفوذ آب به خاک در بارندگی های طولانی مدت و کاهش رواناب؛ اقدامات مدیریتی ازجمله گسترش کشاورزی حفاظتی و عملیات زراعی بی خاک ورزی و کم خاک ورزی نقش بسیار مؤثری خواهد داشت.

آب یک نهاده کمیاب است که در فعالیت های کشاورزی به ویژه در مناطق خشک اهمیت فراوانی دارد؛ بنابراین، استفاده بهینه از منابع محدود آب به ویژه در کشاورزی از اهمیت بسزایی برخوردار است. به همین منظور، پژوهشی با هدف بررسی روش های قیمت گذاری و سهمیه بندی آب (کاهش حجم آب در دسترس) در زیربخش های زراعت و باغبانی استان کهگیلویه و بویراحمد با استفاده از رهیافت برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP) انجام شد. در این پژوهش الگوی کشت موجود در منطقه و سیاست های قیمت گذاری و سهمیه بندی آب در قالب هفت سناریو شامل: (بدون سهمیه بندی آب و بدون قیمت گذاری آب)، (بدون سهمیه بندی+10% افزایش قیمت)، (بدون سهمیه بندی+20% افزایش قیمت)، (بدون سهمیه بندی+ 30% افزایش قیمت)، (10% کاهش سهمیه و بدون قیمت گذاری)، (20% کاهش سهمیه و بدون قیمت گذاری)، (30% کاهش سهمیه وبدون قیمت گذاری) بررسی شد. نتایج نشان داد که سطح زیر کشت گندم آبی از 28530 هکتار در الگوی پایه به 23004 هکتار در سناریو کاهش30% سهمیه آب کاهش یافت. همچنین میزان سطح زیر کشت جو آبی در سطوح کاهش 10%، 20%و 30% سهمیه، به ترتیب 1%، 5% و 13% کاهش یافت. سطح زیر کشت ذرت دانه ای در الگوی پایه 1921 هکتار بود که در سناریوهای 10%، 20% و 30% سهمیه بندی به ترتیب 2/6%، 7% و 4/22% کاهش یافت. با این وجود سطح زیر کشت گندم دیم با کاهش سهمیه آب، به میزان یک درصد افزایش یافت. نتایج مربوط به تأثیر سناریوهای مختلف بر مصرف نهاده ها نشان داد که در سناریو (10 درصد کاهش سهمیه آب) میزان مصرف کود، هزینه نیروی کار نسبت به سناریو فعلی تغییری نداشت. . نتایج در بخش زراعت نشان داد که تمام سناریوهای مربوط به افزایش قیمت آب و یا کاهش سهمیه آب، سطح زیر کشت و مصرف آب محصولات آب بر کاهش و سطح زیر کشت محصولات دیم افزایش یافت. به علاوه نتایج گویای کاهش بازده ناخالص فعالیت های کشاورزی می-باشد که خود منجر به کاهش سطح فعالیت های کشاورزی در منطقه می شود و این موضوع تبعات اجتماعی و اقتصادی بر شرایط کشاورزی منطقه دارد. با تشدید محدودیت های آبی (افزایش قیمت و کاهش سهمیه) مقدار آب مصرفی برای باغات استان نیز کاهش یافت. به طور کلی به نظر می رسد که افزایش قیمت آب، کاهش سهمیه آب و نیز ترکیب این دو سناریو می تواند سبب کاهش اتلاف آب در فعالیت های کشاورزی شود.