تعیین مقدار مناسب آب آبیاری برای گندم، جو، سیب‌زمینی و چغندرقند در استان چهارمحال و بختیاری با استفاده از مدل‌ AquaCrop و مفهوم آب مجازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مدریت منابع آب، گروه مهندسی عمران ، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.

2 استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

3 عضو هیات علمی بخش آبیاری و زهکشی موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی

چکیده

مفهوم آب مجازی به‌عنوان میزان آب مصرف شده برای تولید هر کیلوگرم از محصولات کشاورزی، یکی از راهکارهای کاهش فشار به منابع آب است. بر این اساس لازم است تولید محصولات کشاورزی در تعادل با مقدار مصرف آب و با سیاست کاهش مصرف آب باشد. از این رو، در پژوهش حاضر به‌بررسی سناریوهای مختلف آبیاری در تولید چهار محصول استراتژیک استان چهار محال و بختیاری (گندم، جو، سیب‌زمینی و چغندرقند) براساس مفهوم آب مجازی پرداخته‌شد. بدین منظور ابتدا با استفاده از سند بهره‌وری آب این استان، مقدار آب مجازی در شرایط فعلی و آینده (1405 و 1410) تعیین شد. در ادامه با استفاده از مدل واسنجی‌شده آکواکراپ به‌شبیه‌سازی عملکرد گیاهان تحت بررسی براساس مقادیر مختلف آب آبیاری پرداخته‌شد. نتایج نشان داد که مقدار آب آبیاری بهینه، که از مدل آکواکراپ تعیین شد، برای تولید گندم، جو، سیب‌زمینی و چغندرقند به‌ترتیب 3420، 1530، 4300 و 5020 مترمکعب در هکتار بود. این مقادیر نسبت به‌شرایط فعلی آبیاری در این استان به‌ترتیب 39، 70، 57 و 90 درصد کاهش داشت. میزان آب مجازی مصرف شده در مقادیر آب آبیاری پیشنهاد شده به‌ترتیب 19/0، 03/0، 0/6 و 12/0 میلیون متر مکعب است. میزان آب مجازی در مقدار پیشنهادی برای تولید این محصولات به‌ترتیب 28، 61، 33 و 12 درصد کاهش نشان داد. با انتخاب این مقادیر، به‌ترتیب حدود 7، 12، 5 و 10 درصد از فشار وارد شده به‌منابع آب این استان کاسته می‌شود. بنابراین پیشنهاد می‌شود که مقادیر آب آبیاری به‌دست آمده برای زراعت گندم، جو، سیب‌زمینی و چغندرقند در مزارع این استان به‌کار گرفته شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Determining the Appropriate Amount of Irrigation Water for Wheat, Barley, Potato and Sugar Beet in Chaharmahal-and-Bakhtiari Province Using AquaCrop and the Concept of Virtual Water

نویسندگان [English]

  • seyed mohammad mousavi 1
  • Aslan Egdernezhad 2
  • Saloome Sepehri 3
1 M.Sc. Student, Department of Civil Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.
2 Assistant professor, Department of Water Sciences and Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.
3 A faculty member of irrigation and drainage department of Agricultural Engineering Research Institute
چکیده [English]

The concept of virtual water as the amount of water consumed to produce each kilogram of agricultural products is one of the ways to reduce the pressure on water resources. According to this concept, it is necessary to produce agricultural products in balance with the amount of water consumption and with the policy of reducing water consumption. Therefore, in the present study, different irrigation scenarios in the production of four strategic crops (wheat, barley, potato and sugar beet) in Chaharmahal-and-Bakhtiari province based on the concept of virtual water were investigated. For this purpose, first, using the water productivity outlook of this province, the amount of virtual water in the current and future conditions (2025 and 2030) was determined. Then, the calibrated AquaCrop was used to simulate the yield of plants under study based on different amounts of irrigation water. The results showed that the amount of irrigation water suitable for wheat, barley, potato, and sugar beet production was 3420, 1530, 4300 and 5020 cubic meters per hectare, respectively. These values decreased by 39, 70, 57 and 90%, respectively, compared to the current irrigation conditions in this province. The amount of virtual water consumed in the proposed amounts of irrigation water is 0.19, 0.03, 0.6 and 0.12 million cubic meters, respectively. The amounts of virtual water for the production of these crops were decreased by 28, 61, 33 and 12%, respectively. By selecting these values, about 7, 12, 5 and 10 percent of the pressure applied to the water resources of this province will be reduced, respectively. Therefore, it is suggested that the aforementioned amount for irrigation water be used for the cultivation of wheat, barley, potatoes and sugar beet in the farms of this province.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Virtual water used
  • water consumption intensity
  • irrigation scenarios
  • plant modeling

مراجع

ابراهیمی‌پاک، ن. ع.، احمدی، م.، اگدرنژاد، ا. و خاشعی سیوکی، ع. 1397. ارزیابی مدل AquaCrop در شبیه‌سازی عملکرد زعفران تحت سناریوهای مختلف کم‌آبیاری و مصرف زئولیت. نشریه حفاظت منابع آب و خاک. 8 (1): 132-117.
ابراهیمی‌پاک، ن. ع.، اگدرنژاد، ا.، تافته، آ. و احمدی، م. 1398. ارزیابی مدل‌های WOFOST، AquaCrop و CropSyst در شبیه‌سازی عملکرد کلزا در منطقه قزوین. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 13 (3-75): 726-715.
ابراهیمی‌پاک، ن. و اگدرنژاد، ا. 1396. ارزیابی و تحلیل حساسیت مدل AquaCrop در شبیه‌سازی عملکرد چغندرقند تحت تنش‌های آبی در شهرکرد. نشریه مدیریت آب و آبیاری. 7 (2): 331-319.
احسانی، م.، خالدی، ه. و برقی، ی. 1388. مقدمه‌ای بر آب مجازی. انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران.
احمدی، م.، قنبرپوری، م. و اگدرنژاد، ا. 1400. مقدار آب کاربردی گندم با استفاده از تحلیل حساسیت و ارزیابی مدل AquaCrop. نشریه مدیریت آب در کشاورزی. 8 (1): 30-15.
اگدرنژاد، ا.، ابراهیمی‌پاک، ن. ع.، تافته، آ. و احمدی، م. 1397. برنامه‌ریزی آبیاری کلزا با استفاده از مدل AquaCrop در دشت قزوین. نشریه مدیریت آب در کشاورزی. 5 (2-10): 64-53.
بی‌نام، 1399. برنامه ارتقاء بهره‌وری آب کشاورزی استان چهارمحال و بختیاری. مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان چهارمحال و بختیاری. 25 صفحه.
رستگاری‌پور، ف.، سالاری، ا. و عزیززاده، ف. 1400. تعیین شاخص‌های آب مجازی و ردپای اکولوژیک آب چغندرقند (مطالعه موردی: شهرستان تربت حیدریه)، راهبردهای توسعه روستایی. 8 (2-30): 243-233.
سیاحی، ح.، اگدرنژاد، ا. و ابراهیمی‌پاک، ن. 1399. مقایسه دو مدل AquaCrop و SWAP در شبیه‌سازی عملکرد و کارایی مصرف آب چغندرقند تحت دوره‌های مختلف آبیاری. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 14 (4): 1311-1321.
صفدری، م.، حسینی، س. م.، حکمت‌نیا، م. و دادرس‌مقدم، ا. 1402. ردپای مصرف آب و تجارت آب مجازی خرما در ایران. دانش آب و خاک. انتشار آنلاین. دسترسی در https://water-soil.tabrizu.ac.ir/article_12338.html?lang=fa .
علیزاده، ا. و خلیلی، ن. 1388. بررسی بهره‌وری آب-انرژی در زراعت چغندرقند (مطالعه موردی: استان خراسان رضوی). نشریه آبیاری و زهکشی. 3 (2): 136-123.
محمدی، ع. و بنی‌حبیب، م. ا. 1399. مدل مدیریت راهبردی تبادل آب مجازی محصولات کشاورزی و دامی ایران. نشریه مدیریت آب و آبیاری. 10 (1): 29-15.
مکارمی، م.، قمی‌آویلی، ف. و مرادی‌راد، ع. ا. 1401. بررسی آب مجازی با رویکرد مدیریت منابع آب با استفاده از نرم‌افزار CROPWAT، علوم و مهندسی آب و فاضلاب. 7 (1): 33-23.
موسوی، س. ن.، اکبری، س. م.، سلطانی، غ. و زارع مهرجردی، م. 1388. آب مجازی؛ راهکاری نوین در جهت مقابله با بحران آب. همایش ملی مدیریت بحران آب. دانشگاه آزاد اسلامی.
نیسی، ح.، اگدرنژاد، ا. و سپهری، س. 1400. تحلیل حساسیت پارامترهای رشد گیاهی برای ارزیابی مدل AquaCrop در شبیه‌سازی عملکرد گیاه سیب‌زمینی در مدیریت‌های مختلف کم‌آبیاری در کرمانشاه. نشریه مدیریت آب در کشاورزی. انتشار آنلاین.
یحیی‌زاده برنطین، م. و بذرافشان، ا. 1400. ارزیابی تجارت آب مجازی و ارزش اقتصادی آب در پنبه فاریاب در ایران. نشریه پژوهش‌های پنبه ایران. 9 (1): 142-125.
Akoto-Danso, E. K., Karag, H., Drechsel, P., Nyarko, G. and Buerkert, A. 2019. Virtual water flow in food trade systems of two West African cities. Agricultural Water Management. 213: 760-772.
Bazrafshan. O., Zamani, H., Ramezanietedli, H., Gerkani Nezhad Moshizi, Z., Shamili, M., Ismaelpour, Y., and Gholami, H. 2020. Improving water management in date palms using economic value of water footprint and virtual water trade concepts in Iran. Agricultural Water Management. 229: 105-941.
Chapagain, A.K. and Hoekstra, A.Y. 2004. Water footprints of nations, Unesco-IHE Institute for Water Education.
Chen, G. Q. and Li, J. S. 2015. Virtual water assessment for Macao, China: highlighting the role of external trade. Journal of Cleaner Production. 93: 308-317.
El-Sadek, A. 2010. Virtual Water Trade as a Solution for Water Scarcity in Egypt, Water Resources Management. 2437-2448.
Ewaid, S. H., Ali Abed, S., Abbas, A. J., Al-Ansari, N. 2020. Estimation the virtual water content and the virtual water transfer for Iraqi wheat. 1st International Virtual Conference on Pure Science. doi:10.1088/1742-6596/1664/1/012143.
Fraiture, C. de, Cai, X., Amarasinghe, U., Rosegrant, M. and Molden, D. 2004. Does International Cereal rade Save Water? The Impact of Virtual Water Trade on Global Water Use. Comprehensive Assessment Research Report 4, Colombo, Sri Lanka, Comprehensive Assessment Secretariat.
Jiang, W. and Marggraf, R. 2015. Bilateral virtual water trade in agricultural products: a case study of Germany and China. Water International. 40 (3): 483-498.
Katerji N., Campi P and Mastrorilli M, 2013. Productivity, evapotranspiration, and water use efficiency of corn and tomato crops simulated by AquaCrop under contrasting water stress conditions in the Mediterranean region. Agricultural Water Management. 130: 14-26.
Masud, M. B., Wada, Y., Goss, G. and Faramarzi, M. 2019. Global implications of regional grain production through virtual water trade. Science of the Total Environment. 659: 807-820.
Renault, D. 2003. Value of virtual water in food: Principles and virtues. In: Virtual water trade: Proceedings of the International Expert Meeting on Virtual Water Trade, Value of Water Research Report Series No. 12, UNESCO-IHE, Delft, The Netherlands.
Shi, J., Liu, J. and Pinter, AL. 2014. Recent evolution of China’s virtual water trade: analysis of selected crops and considerations for policy, Hydrology and Earth System Sciences. 18: 1349- 1357.
Stricevic R., Cosic M., Djurovic N., Pejic B and Maksimovic L, 2011. Assessment of the FAO AquaCrop model in the simulation of rainfed and supplementally irrigated maize, sugar beet and sunflower. Agricultural Water Management. 98: 1615-1621.
Wang, YD., Leeb, JS., Adbemabiesea, L., Zamea, K. and Kang, S. 2015. Virtual water management and water energy nexus: A case study of three mid Atlantic. Resources, Conservation and Recycling. 98(3): 76-84.
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 17، شماره 1 - شماره پیاپی 97
فروردین و اردیبهشت 1402
صفحه 25-41

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار