علوم آب و خاک

با توجه به محدودیت دسترسی به آب، ضرورت دارد مزیت‌ نسبی محصولات زراعی و باغی مناطق مختلف استان سمنان تعیین و محصولاتی که فاقد بهره‌وری مطلوب هستند، شناسایی و راهکارهای لازم برای بهبود بهره‌وری آب یا جایگزینی محصولات دارای مزیت نسبی بیشتر با محصولات کم‌بازده، اندیشیده شود. بر این اساس، شاخص بهره‌وری فیزیکی و اقتصادی محصولات زراعی و باغی تحت سامانه‌های آبیاری سطحی مشخص گردید. بر اساس نتایج حاصل از بهره‌وری اقتصادی ناخالص آب محصولات باغی، پسته با 4869 تومان بر متر مکعب دارای بالاترین بهره‌وری اقتصادی بود و انگور با 3022 تومان بر متر مکعب (62 درصد پسته) در رتبه دوم قرار گرفت. نتایج حاکی از این است که کمترین میزان بهره‌وری اقتصادی ناخالص آب برای جو، یونجه و گندم به ترتیب برابر با 379، 399 و 457 تومان بر متر مکعب بدست آمده است. بررسی وضعیت ذرت علوفه‌ای نشان می‎دهد که سود خالص حاصل از کشت این محصول در سامانه آبیاری سطحی برابر 51/78 میلیون ریال در هکتار و سود خالص آن که در سامانه آبیاری قطره‌ای نواری (تیپ) برابر 110/87 میلیون ریال است که افزایش 2/14 برابری نسبت به روش آبیاری سطحی (مرسوم) دارد. مزیت نسبی محصولات باغی بالاتر از محصولات زراعی بود و جایگزینی و توسعه باغات به جای برخی زراعت‏ها به عنوان یک راهکار توصیه می‌شود. علاوه بر این، راهکارهایی که می‌توان برای بهبود شاخص بهره‌وری توصیه کرد شامل کاربرد سامانه آبیاری قطره‌ای نواری (تیپ) برای محصولات زراعی (ذرت علوفه‌ای، گوجه فرنگی، صیفی‌جات و سیب‌زمینی) و کاربرد آبیاری قطره‌ای (قطره‌ای معمولی، زیرسطحی و زیرسطحی اصلاح شده مطبق) برای محصولات باغی است. بررسی تجارب عملی کاربرد سامانه آبیاری تیپ برای گندم و جو نشان داد که این روش شاخص بهره‌وری فیزیکی و اقتصادی را بهبود نبخشیده است که حاکی از عدم مزیت نسبی کشت گندم و جو در استان سمنان حتی با سامانه آبیاری تیپ است.

هدف این پژوهش، ارزیابی آثار سیاست پرداخت یارانه برای تبدیل شیوه آبیاری غرقابی به قطره‌ای در آبخوان نجف‌آباد با توجه به روش تحویل آب به کشاورز است. به‌منظور بررسی اثر مشوق‌های اقتصادی در تصمیم‌گیری کشاورز برای انتخاب نوع تکنولوژی آبیاری، الگوی کشت، آب کاربردی و آب مصرفی، یک مدل برنامه‌ریزی ریاضی مثبت در محدوده مطالعاتی دهستان گرکن شمالی به‌عنوان بخشی از آبخوان نجف‌آباد، توسعه داده شد. داده‌های مورد نیاز این مدل به سه شیوۀ پیمایشی، استفاده از گزارش‌های ثبتی و نظرات خبرگان، جمع‌آوری شد. نتایج نشان داد که با کاهش هزینه‌های مالی تبدیل آبیاری غرقابی به قطره‌ای، کشاورزان تمایل به سرمایه‌گذاری در این فناوری دارند. در سناریوی تخصیص آب به شیوه فعلی، همگام با افزایش یارانه‌ اجرای آبیاری تحت فشار، مجموع آب مصرفی محصولاتی که از سیستم آبیاری قطره‌ای استفاده می‌کنند؛ 28 درصد افزایش می‌یابد که 19 درصد از این افزایش میزان آبی است که تا قبل از سیاست پرداخت یارانه‌ها مصرف نمی‌شده و مابقی آن مربوط به کاهش سطح کشت زمین‌های غرقابی است. بدین ترتیب با کاهش هزینه‌های بهره‌برداری، درآمد خالص مزارع به‌دلیل بهبود عملکرد و توسعه سطح زیر کشت افزایش می‌یابد که خود باعث بالا رفتن میزان مصرف آب می‌شود، این در حالی است که میزان آب کاربردی ثابت است. در سناریوی تحویل حجمی آب، با افزایش یارانه‌ها، درآمد خالص مزارع بدون توسعه سطح زیر کشت و تنها به‌دلیل بهبود عملکرد، افزایش می‌یابد. بنابراین، تنها در شرایط تحویل حجمی آب، پرداخت یارانه باعث افزایش راندمان آبیاری هم در سطح مزرعه و هم در سطح منطقه می‌شود و به‌عنوان سیاستی به‌منظور مقابله با شرایط خشکسالی، اثربخش است.

بخش کشاورزی به‌منظور پاسخگویی به نیاز روزافزون غذا برای جمعیت روبه‌رشد جهان و فراهم‌کردن آن به‌اندازۀ کافی و مناسب، به میزان زیادی وابسته به منابع آب و انرژی است و بایستی برای ارتقاء بهره‌وری آب و انرژی محصولات کشاورزی، حفظ سلامتی جامعه و محیط‌زیست کوشا باشد. در این پژوهش حجم آب آبیاری، عملکرد، بهره‌وری آب و انرژی مصرفی در آبیاری محصول پیاز در دو روش آبیاری سطحی و بارانی، در شرایط مدیریت کشاورزان اندازه‌گیری و با هم مقایسه شد. اندازه‌گیری‌ها در سال زراعی 1400- 1399 در 17 مزرعه از شهرستان‌های استان اصفهان که محصول پیاز جزء اولویت‌ کشت آن‌ها بود، انجام شد. برای مقایسه آماری نتایج به‌دست آمده از دو سامانۀ آبیاری، از آزمون تی (t-Test) و ضرایب همبستگی پیرسون استفاده شد. بر اساس نتایج، در روش آبیاری سطحی، مقادیر حجم آب آبیاری و عملکرد نسبت به آبیاری بارانی، بیشتر و اختلاف بین مقادیر یادشده معنی‌دار بود و بهره‌وری آب پیاز در روش آبیاری بارانی نسبت به سطحی، به‌صورت معنی‌دار (سطح احتمال 1 درصد) بیشتر بود. همچنین نتایج نشان داد، همبستگی مستقیم معنی‌داری بین حجم آب آبیاری و عملکرد محصول پیاز وجود دارد، زیرا بین حجم آب آبیاری و بهره‌وری آب رابطه غیرمستقیم معنی‌دار دیده شد. بهره‌وری انرژی مصرفی در آبیاری نیز با مقدار انرژی مصرفی همبستگی معکوس معنی‌دار داشت و با افزایش انرژی آبیاری بهره‌وری انرژی کاهش یافت. باتوجه‌به نتایج به‌دست آمده در شرایط مزارع انتخابی، روش آبیاری بارانی در مقایسه با روش آبیاری سطحی برای کشت محصول پیاز کارآمدتر بود.

کم‌آبی و چگونگی سازگاری با آن مهم‌ترین مسئله کشاورزی ایران است. بهینه‌سازی الگوی کشت یکی از راهکارهای اساسی برای سازگاری با کم‌آبی است. در مطالعه حاضر، بهینه‌سازی الگوی کشت محصولات گیاهی آبی در استان فارس، به‌عنوان یکی از مهم‌ترین مناطق تولید محصولات کشاورزی ایران، ارزیابی شد. برای این منظور، از برنامه‌ریزی ریاضی خطی مبتنی بر سامانه استانی بیلان و حسابداری آب (SAWA) استفاده شد. الگوی کشت بهینه با هدف کمینه‌سازی حجم آب آبیاری کاربردی تعیین و با الگوی کشت فعلی و الگوی کشت سازمان جهاد کشاورزی (اکجک) برای سال زراعی 1403-1402 مقایسه شد. بر اساس نتایج، در الگوی کشت بهینه نسبت به الگوی کشت فعلی، سطح زیرکشت گندم 30 درصد، هر یک از گیاهان جو، ذرت دانه‌ای، ذرت علوفه‌ای، یونجه، چغندرقند، سیب‌زمینی، حبوبات سرمادوست و گیاهان روغنی سرمادوست 60 درصد، برنج 80 درصد، درختان گرمادوست 42 درصد و سبزی و صیفی 13 درصد کاهش یافته است. در مقابل، سطح زیرکشت هر یک از گروه‌های گیاهی حبوبات گرمادوست و درختان سرمادوست 60 درصد و حبوبات سرمادوست 150 درصد افزایش پیدا کرده است. در مجموع، برای دستیابی به اهداف سازگاری با کم‌آبی و کشاورزی پایدار تعریف‌شده در این مطالعه، کاهش 24 درصدی سطح زیرکشت آبی در استان فارس اجتناب‌ناپذیر است. یکی از مهم‌ترین دستاوردهای اجرای الگوی کشت بهینه کاهش مصرف آب آبیاری در استان به میزان 34 درصد بدون کاهش درآمد کشاورزان است. همچنین، با وجود اینکه در الگوی کشت بهینه نسبت به فعلی، میزان تولیدات گیاهی 32 درصد کاهش پیدا کرد، ولی  کشت گیاهان با بازده اقتصادی بیشتر و مصرف آب کمتر به‌جای گیاهان با بازده اقتصادی کمتر و مصرف آب بیشتر باعث شد تا بازدهی ناخالص اقتصادی الگوی کشت بهینه تفاوتی با الگوی کشت فعلی و اکجک نداشته باشد. مقایسه الگوی کشت بهینه با اکجک نشان داد که در اکجک به صرفه‌جویی آب، سازگاری با کم‌آبی و اصول کشاورزی پایدار به‌طور جدی توجه نشده است و با توجه به پیامدهای اضافه برداشت آب استان ضرورت دارد تا اکجک بازنگری و با درنظرگرفتن ضرورت سازگاری با کم‌آبی و پایداری تولید بهینه شود.