بخشی از مقاله
چکیده
آب یکی از مهمترین عوامل محدود کننده تولید محصول در بسیاری از مناطق جهان است. بهبود بهرهوری آب ضرورتی حیاتی برای مناطقی است که در آنها منابع آبی محدود بوده در حالی که پتانسیل کشاورزی از لحاظ اقلیم و خاک وجود دارد. این مقاله یک طرح از تابع تولید نسبت به آب را ارایه میدهد. به این منظور اطلاعات به دست آمده از سه منطقه سوریه، شمال دشت چین و ایالت اورگان آمریکا استفاده شده است. در این پژوهش، عملکرد گیاهی با استفاده از تابع تولید نسبت به آب توسعه داده شده است.
نتایج نشان داد بعد از یک افزایش اولیه در تولید محصول به ازای افزایش میزان آب، تابع تولید به یک بیشینه رسیده و بعد از آن با افزایش بیشتر آب مقدار عملکرد محصول ثابت مانده و یا کم میشود. در این پژوهش کم آبیاری به عنوان یک شیوه مدیریتی به عنوان راهبردی در مزرعه برای افزایش بهرهوری آب در مناطق نیمه خشک شناخته شده است.
خطر احتمالی که با کم آبیاری همراه است را میتوان با کمک برنامه آبیاری - چه زمان و چه مقدار آبیاری کنیم - کاهش داد و تنشهای آبی را در زمان مناسب برای گیاه در نظر گرفت. به علاوه در این پژوهش اطلاعات منطقهای بارندگی، آبیاری و تولید محصول در منطقه شمال دشت چین در سامانه اطلاعات جغرافیایی جمعآوری شد تا بتوان با کمک این اطلاعات، تغییرات مکانی بهرهوری آب را برای محصول گندم محاسبه کرد. نتایج نشان داد تغییرات مکانی بهرهوری آب برای این محصول زیاد است.
-1 مقدمه
کمبود آب تهدید واقعی برای تولید غذای میلیونها نفر است که در مناطق خشک و نیمه خشک زندگی میکنند - گرت و راس، . - 2009 اگر جمعیت جهان همچنان در حال افزایش باشد سرانه زمینهای قابل کشت کاهش مییابد - علی و همکاران، . - 2007 برای تامین غذای جمعیت آینده باید تولید در واحد سطح افزایش یابد. پیشبینی فائو نشان میدهد که حدود 2 تا 3 برابر باید تولید محصول کنونی افزایش یابد تا بتوان برای جمعیت در حال افزایش غذای کافی داشت و این موضوع مستلزم افزایش تولید در واحد سطح است .
بنابراین برای بهبود عملکرد محصول باید آب حاصل از بارندگی و آبیاری با بازده بیشتری مورد استفاده قرار گیرد. بهبود بهرهوری آب به وسیله تولید غذای بیشتر با کاهش مصرف آب یک ضرورت برای تولید غذا در آینده و کشاورزی پایدار است. در زراعت دیم تولید محصول به طور کلی بستگی کامل به مقدار، شدت و زمانی دارد که نزولات جوی رخ میدهند - دراگر و کیت، . - 2001 با توجه به این که بارندگی پدیدهای است تصادفی، که هیچ وقت به طور قطع نمیتوان مقدار و زمان آن را پیشبینی کرد، بنابراین برنامهریزی آبیاری روی زراعتهای دیم برای تولید مواد غذایی نیز جنبه احتمالاتی خواهد داشت.
در حالی که زراعتهای آبی علاوه بر اینکه از مزایای بارشهای طبیعی استفاده میکنند، این مزیت را دارا هستند که با استفاده از آبیاری در مواقعی که گیاه به شدت به آب نیاز دراد شرایط رشد گیاه تامین شود. به عبارت دیگر در بهترین شرایط محصول تولیدی در زراعت دیم کمتر از نصف مقدار محصول در زراعتهای آبی خواهد بود - ماچو . - 1989
در شرایطی مانند کشور ایران که بارندگی در اغلب نقاط کشور به لحاظ مقدار بسیار اندک بوده و اکثر ریزشهای جوی در فصول غیر زراعی و یا در مناطقی است که در آنها کشت و کار صورت نمیگیرد، آبیاری از نظر تولید محصول حایز اهمیت است. با این وجود باید توجه داشت که افزایش محصول در اثر آبیاری قانونمند بوده و برای هر گیاه در هر شرایط آب و هوایی متفاوت است - مولدن، . - 1997 استفاده از توابع تولید نسبت به آب که نشان دهنده افزایش یا کاهش مقدار محصول به ازای مقدار آب مصرفی گیاه است میتواند برای تصمیمگیری در مورد اینکه به زراعت چه مقدار و در چه زمانی آب داده شود مفید باشد.
در این مقاله تابع تولید نسبت به آب برای سوریه - ژنگ و وویس، - 1999، شمال دشت چین - ژنگ و همکاران، - 1999 و ایالت اورگان امریکا - انگلیش و راجا - 1996 توسعه یافته است. این تابع نشان داد که بهرهوری آب در مزرعه به میزان آب به کار رفته در تولید محصول وابسته است. در این پژوهش ثابت شده که کم آبیاری روی هم رفته نسبت به آبیاری کامل بهره-وری را افزایش میدهد.
کم آبیاری میتواند به عنوان یک شیوه مدیریتی به عنوان راهبردی در مزرعه برای افزایش بهرهوری آب در مناطق نیمه خشک باشد. خطر احتمالی که با همراه کم آبیاری است را میتوان با کمک برنامه آبیاری - چه زمان و چه مقدار آبیاری کنیم - کاهش داد و تنشهای آبی را در زمان مناسب برای گیاه در نظر گرفت. به علاوه در این پژوهش اطلاعات منطقهای بارندگی، آبیاری و تولید محصول در منطقه شمال دشت چین در سامانه اطلاعات جغرافیاییٍ جمعآوری شد تا بتوان با کمک این اطلاعات، تغییرات مکانی بهرهوری آب را برای محصول گندم محاسبه کرد.
-2 تابع تولید نسبت به آب
رابطه بین مقدار محصول و مقدار آبی که به زمین داده میشود به عنوان تابع تولید نسبت به آب شناخته میشود - ساندر و بستینسن، . - 2004 ووس و پرویت - 1983 - در بررسیهای خود نشان دادند که بهرهوری مطلوب آب را با در نظر گرفتن استفاده از آب در سه سطح میتوان طبقهبندی کرد:
-1 در دیدگاه کشاورزان و تولیدکنندگان محصولات کشاورزی بهرهوری مطلوب آب زمانی اتفاق میافتد که بتوان از آب در جهت رسیدن به بالاترین عملکرد در واحد سطح استفاده کرد.
-2 در تعریف مهندسی آب، بهرهوری مطلوب زمانی محقق میشود که راندمان آبیاری بیشینه باشد.
-3 استدلال اقتصاددانان از بهرهوری مطلوب آب این است که باید از آب به بهترین نحو استفاده نمود. یعنی سود حاصل از به کارگیری آب بیشتر از قیمت هر واحد آب باشد. از یک مدل ساده میتوان استفاده کرد تا هدف نهایی از بهرهوری مطلوب را به صورت شکل 1 نشان داد. با توجه به این شکل میزان تولید محصول با افزایش میزان مصرف آب افزایش مییابد.
شیب نمودار محصول در ابتدا تندتر از قسمتهای میانی و انتهایی نمودار است و این موضوع نشان میدهد که تغییر در میزان آب در سطوح پایینتر تاثیر بیشتری روی عملکرد محصول میگذارد. بهرهوری نیز با افزایش میزان آب رابطه مستقیم داشته و با افزایش در هر واحد از آب، بهرهوری نیز متناسب با شرایط خود افزایش مییابد. هر دو نمودار پس از رسیدن به نقطه بیشینه ثابت شده و حتی با افزایش آب میزان عملکرد و بهرهوری رو به کاهش میگذارد به این معنا که افزایش بیش از اندازه در مصرف آب نمیتواند ضامن افزایش محصول باشد.
-3 منطقه مورد مطالعه برای بررسی تابع تولید نسبت به آب
تابع تولید نسبت به آب برای گیاه گندم در مزارع تحقیقاتی سوریه - ژنگ و وویس، - 1999، شمال دشت چین - ژنگ و همکاران، - 1999 و ایالت اورگان امریکا - انگلیش و راجا - 1996 مورد بررسی قرار گرفت. در هر سه بررسی از تابع عملکرد درجه دوم - معادله - 5 استفاده شد تا پاسخ تغییرات تولید محصول نسبت به میزان آب دریافتی نشان داده شود.
