ارزیابی مکانی عملکرد و شاخص بهره‌وری آب باران در گندم دیم با استفاده از مدل AquaCrop-GIS (مطالعه موردی: استان کردستان)

ضیایی, غزاله; بابازاده, حسین; ابراهیمی پاک, نیازعلی; تافته, آرش; افتخاری, کامران

ارزیابی مکانی عملکرد و شاخص بهره‌وری آب باران در گندم دیم با استفاده از مدل AquaCrop-GIS (مطالعه موردی: استان کردستان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

غزاله ضیایی ¹

حسین بابازاده ²

نیازعلی ابراهیمی پاک ³

آرش تافته ⁴

کامران افتخاری ⁵

¹ گروه علوم و مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی

² گروه مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران

³ دانشیار بخش آبیاری و فیزیک خاک، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

⁴ بخش تحقیقات آبیاری و فیزیک خاک موسسه تحقیقات خاک و آب

⁵ استادیار پژوهش، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

گندم به‌عنوان یکی از مهمترین محصولات زراعی در ایران و جهان سهم قابل توجهی از سطح زیر کشت و تولید را به ‌خود اختصاص داده است. کمبود منابع آب در اقلیم خشک ایران استفاده بهینه از منابع آب موجود را ضروری می‌سازد. تحلیل مصرف بهینه آب در تولیدات کشاورزی با استفاده از شاخص بهر‌وری آب انجام می‌گیرد. در این مطالعه برآورد بهره‌وری آب باران در کشت گندم دیم در سطح استان کردستان با استفاده از مدل AquaCrop-GIS انجام شد. اطلاعات عملکرد از صندوق بیمه محصولات کشاورزی و در بازه شش ساله 1394-1393 الی 1399-1398 اخذ و مورد استفاده قرار گرفت. همچنین برای اطلاعات پایه مورد نیاز از اطلاعات ایستگاه‌های هواشناسی سینوپتیک و همچنین بانک داده‌های جهانی خاک استفاده شد. نتایج مدل نشان دهنده شاخص توافق 90 درصدی در فرآیند شبیه‌سازی است. همچنین با توجه به میانگین شاخص بهره‌وری آب محاسبه شده توسط مدل، نقشه پهنه‌بندی مناطق مستعد کشت گندم دیم ارائه گردید. شهرستان کامیاران با دارا بودن میانگین شاخص بهره‌وری آب معادل 0.68 کیلوگرم بر مترمکعب مستعدترین بخش استان برای کشت گندم دیم شناسایی گردید. با توجه به شرایط ویژه استان کردستان پیشنهاد می‌گردد توسعه سطح زیر کشت با توجه اولویت مناطق مستعدتر و با استناد به شاخص بهره‌وری آب باران در سطح استان صورت پذیرد.

کلیدواژه‌ها

بهره‌وری آب

کردستان

کشت دیم

گندم

‌AquaCrop-GIS

20.1001.1.20087942.1402.17.3.5.3

عنوان مقاله English

Spatial evaluation of yield and rainwater productivity index in rainfed wheat using AquaCrop-GIS model (case study: Kurdistan province)

نویسندگان English

Ghazale Ziaii ¹

Hossein Babazadeh ²

Niazali Ebrahimipak ³

Arash Tafteh ⁴

Kamran Eftekhari ⁵

¹ Department of Water Science and Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University

² Department of Water Science and Engineering, Science and Research Branch, Tehran, Iran

³ Associate Professor of Irrigation and Soil Physics, Soil and Water Research Institute, Agricultural Research and Education Organization, Karaj, Iran

⁴ Irrigation and soil physics research department, SWRI

⁵ Assistant professor, Department of irrigation and soil physics, Soil and Water Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.

چکیده English

Wheat, as one of the most important crops in Iran and all around the world, has taken a significant share of the area under cultivation and production. The lack of water resources in the dry climate of Iran makes it necessary to use the available water resources to the optimal level. The analysis of optimal water consumption in agricultural production is done by using the water efficiency index. In this study, rainwater productivity in rainfed wheat cultivation in Kurdistan province was estimated using the AquaCrop-GIS model. Performance information was collected from the Agricultural Products Insurance Fund in the six-year period from 2014-2015 to 2019-2020. Also, information from synoptic meteorological stations and the global soil data bank were used for the required basic information. The model results show a 90% agreement index in the simulation process. Also, according to the average water productivity index calculated by the model, a zoning map of the areas prone to rainfed wheat cultivation was presented. Kamyaran district, having an average water productivity index of 0.68 kg/m3, was identified as the most suitable part of the province for dry wheat cultivation. According to the special conditions of Kurdistan province, it is suggested that the development of the cultivated area should be done according to the priority of more susceptible areas and based on the rainwater productivity index in the province.

کلیدواژه‌ها English

AquaCrop-GIS

Kurdistan

Rainfed cultivation

Water Productivity

Wheat

بهرامی، م.، خلیلیان، ص.، مرتضوی، س.ا. و اسعدی، م.ع. 1397. بررسی بهره‌وری فیزیکی مصرف آب کشاورزی در استان‌های منتخب ایران مطالعه موردی: محصول گندم، نشریه آبیاری و زهکشی ایران، (12)6: 1518-1511.

پرواز، گ.، رستمی نیا، م. و علیزاده، ح.ع. 1397. بهینه‌سازی الگوی کشت با استفاده از نرم‌افزار AquaCrop-GIS (مطالعه موردی: دشت دهلران، استان ایلام)، تحقیقات آب‌وخاک ایران، 49 (4): 877-865.

حیدری ن. 1400. بهره‌وری آب گندم در ایران و مقایسه آن با مقادیر چند کشور، نشریه پژوهش آب در کشاورزی.
35(4): 421-436.

طاهری، م.، رضاوردی نژاد، و.، بهمنش، ج.، عباسی، ف. و باغانی، ج. 1399. تحلیل مکانی شاخص بهره‌وری آب در قطب‌های تولید گندم کشور، پژوهش آب در کشاورزی، (2)34: 228-217.

عباسی ف.، عباسی ن. و توکلی ع. 1396. بهره‌وری آب در بخش کشاورزی. نشریه آب و توسعه پایدار، 1: 144-141.

میرباقری، س.ش.، رفیعی، ح.، اکبرپور، ا. 1398. الویت‌بندی مناطق تولیدی گندم آبی و دیم در ایران بر مبنای شاخص‌های مزیت تولید، اقتصاد کشاورزی و توسعه، (105) 27 :118-91.

واعظ مدنی، م.ا.، فاخری فرد، ا. و مجنونی هریس، ا. 1398. استفاده تلفیقی از مدل AquaCrop و روش توماس – فیرینگ در بررسی عملکرد گندم دیم، دانش آب‌وخاک، (3)29: 108-95.

Alvar-Beltr´an, J., Heureux, A., Soldan, Manzanas, R., Khan, B. and Dalla Marta, A. 2021. Assessing the impact of climate change on wheat and sugarcane with the AquaCrop model along the Indus River Basin, Pakistan. Agricultural Water Management. 253: 1-15.

Barros, V.D.D., Waltner, I., Minoarimanana, R.A., Halupka, G., Sándor, R., Kaldybayeva, D. and Gelybó, G. 2022. Spatial Aquacrop an R Package for Raster-Based Implementation of the AquaCrop Model. Plants. 11: 2907. https://doi.org/10.3390/plants11212907

Bayat, M. A., and Babazadeh, H. 2014. Evaluation of water use productivity indicators in the main agricultural products of Iran. Journal of Water Sciences Research. 6(1): 17-29

FAO. The Future of Food and Agriculture- Trends and Challenges. 2017. Available online: https://www.fao.org/3/i6583e/i6583e.pdf (accessed on 10 July 2022).

Jalil A., Akhtar F. and Awan U.KH. 2020. Evaluation of the AquaCrop model for winter wheat under different irrigation optimization strategies at the downstream Kabul River Basin of Afghanistan. Agricultural Water Management. 240. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2020.106321.

Lorite, I.J., Garcia-Vila, M., Santos, C., Ruiz-Ramos, M. and Fereres, E. 2013. Aquadata and AquaGIS: two computer utilities for temporal and spatial simulation of water-limited yield with AquaCrop. Computer and Electronics in agriculture. 96: 227-237.

Sun, S., Zhang, C., Li, X., Zhou, T., Wang, Y., Wu, P. and Cai, H. 2017. Sensitivity of crop water productivity to the variation of agricultural and climatic factors: A study of Hetao irrigation district, China Journal of Cleaner Production. 142: 2562-2569

Van Dam, J.C., Singh, R., Bessembinder, J.J.E., Leffelaar, P.A., Bastiaanssen, W.G.M., Jhorar, R. K., Kroes, J. G., and Droogers, P. 2006. International Journal of Water Resources Development. Water Resources Development. 22(1): 115–133.

Wellens, J., Raes, D., Fereres, E., Diels, J., Coppye, C., Adiele, J.G., Ezui, K.S.G., Becerra, L.A., Gomez Selvaraj, M., Dercon, G. and Heng, L.K. 2022. Calibration and validation of the FAO AquaCrop water productivity model for cassava (Manihot esculenta Crantz). Agricultural Water Management. 263(1):107491.DOI:10.1016/j.agwat.2022.107491