بهینه سازی مصرف آب بخش کشاورزی با استفاده از نتایج یک مدل شبیه سازی رشد گیاه (مطالعه موردی: ماهیدشت- کوزران استان کرمانشاه)

Abstract

ایران با میانگین بارش سالانه حدود 230 میلی متر یکی از کشورهای جهان است که در مناطق خشک و نیمه خشک جهان قرار گرفته است. توزیع نامناسب زمانی و مکانی نزولات جوی با توجه به نیازهای کشاورزی یکی دیگر از مشکلات بخش کشاورزی می باشد. استفاده از مدل های شبیه سازی رشد محصول راهکاری است که از طریق آن می توان بیلان آبی را مورد بررسی قرار داده، فرایند رشد را شبیه سازی کرده و به مطالعه سناریوهای مختلف مدیریتی پرداخت. در این راستا، ترکیب مدل های شبیه سازی رشد گیاهی با سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) و مدل های بهینه سازی نیز ضرورت پیدا کرده است. یکی از عوامل محدود کننده استفاده از مدل های شبیه سازی رشد محصول واسنجی پارامترهای گیاهی این مدل ها می باشد. تحقیقات نشان داده است که کاربرد مدل های شبیه سازی خارج از محدوده اغلب منجر به نتایج مأیوس کننده ای می شود. تعدادی از این پارامترها بستگی به رقم دارند، بنابراین برای کاربرد این مدل ها ابتدا بایستی آنها را با توجه به رقم محلی واسنجی نمود. در دهه های گذشته مدل های مختلفی برای برنامه ریزی اراضی کشاورزی در مقیاس های مختلف توسعه یافته است. هدف از مطالعه کنونی تعیین سطح زیر کشت محصولات عمده کشاورزی در دشت ماهیدشت استان کرمانشاه بر اساس ترکیب نتایج مدل های شبیه سازی رشد گیاهی و برنامه ریزی خطی می باشد. در این تحقیق برای شبیه سازی رشد گیاه از مدل WOFOST و برای برنامه ریزی خطی از نرم افزار GAMS استفاده شده است. <br /> مواد و روش ها: آزمایشات مزرعه ای در سال های زراعی 1390- 1389 برای واسنجی و اعتبارسنجی پارامترهای گیاهی مدل WOFOST برای محصولات عمده ( گندم، جو و ذرت ) با مدیریت های کم آبیاری انجام گردید. آزمایشات مذکور در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه رژیم آبیاری (آبیاری کامل، 20 و 40 درصد کم آبیاری) و در چهار تکرار انجام شد. اراضی کشاورزی دشت با توجه به خصوصیات خاک و تقسیمات اداری به 440 واحد همگن طبقه بندی گردید. به حداکثر رساندن درآمد کشاورزان به عنوان تابع هدف در مدل برنامه ریزی خطی مد نظر قرارگرفت. محدودیت های فصلی و ماهانه آب، کارگر، زمین و ماشین آلات کشاورزی نیز در سطح منطقه در نظر گرفته شد. با در نظر گرفتن منابع آب موجود با استفاده از مدل تهیه شده الگوی کشت بهینه تحت 8 سناریوی محتلف تامین منابع آب و نوع سیستم آبیاری مشخص گردید. <br /> یافته ها: با استفاده از واسنجی مقدار پارامترهای حساس مدل WOFOST برای محصولات مورد مطالعه در دشت ماهیدشت تعیین گردید. نیاز آبی و مقدار عملکرد محصولات مذکور در شرایط پتانسیل و کم آبی با توجه به میانگین طولانی مدت پارامترهای هواشناسی در منطقه برآورد گردید. تحلیل سناریوهای مورد مطالعه بیانگر این بود که درآمد سناریو6 (دو برابر شدن قیمت آب و سیستم آبیاری بارانی ) با درآمد کل کشاورزان به میزان 140 میلیارد ریال بیشترین در آمد را در بین این سناریوها دارا می باشد. سطح زیر کشت محصولات در این سناریو 75262 هکتار بدست آمد که نسبت به سناریو پایه افزایش نشان داد. <br /> نتیجه گیری: ترکیب مدل های شبیه سازی رشد گیاهی و برنامه ریزی خطی می تواند در تعیین الگوی کشت مناسب تحت شرایط مختلف تامین منابع آب مورد استفاده قرار گیرد. بیشترین در آمد کشاورزان در این مطالعه در سناریوی شماره 6 اتفاق افتد که در آن قیمت آب دو برابر و سیستم آبیاری بارانی به کار رفته بود.