نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 استادیار پژوهشی، بخش تحقیقات جنگل‌ها، مراتع و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کهگیلویه و بویراحمد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، یاسوج، ایران
2 استادیار پژوهشی، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
چکیده
مقدمه
نقش آب در توسعه کشاورزی و رشد اقتصادی غیرقابل انکار است. عدم توازن بین عرضه و تقاضای آب در کشور، مدیریت منابع آب را به‌خصوص در بخش کشاورزی، با چالش روبرو ساخته است. یکی از مؤثرترین راهکارهای مقابله با بحران آب و افزایش کمی و کیفی تولیدات در بخش کشاورزی، توجه جدی به بهره‌وری آب و ارتقای آن با اعمال روشها و سیاست‌های مناسب است. مفهوم بهره‌وری آب این است که با صرف کمترین مصرف آب، بهترین و بیشترین محصول را تولید کرد. بهره‌وری آب کشاورزی، یکی از مهم‌ترین موضوعاتی است که در سال‌های اخیر مورد توجه جدی مجامع علمی مرتبط با آبیاری و کشاورزی قرار گرفته است. اختلاف در بهره‌وری آب محصولات مختلف در سطح کشور و همچنین، در مقایسه با سایر کشورها با شرایط اقلیمی مشابه، نشان‌دهنده وجود پتانسیل برای افزایش بهره‌وری آب کشاورزی است. در این پژوهش، با بررسی های میدانی، اندازه‌گیری‌های صحرایی و تحلیل‌های سنجش از دوری به بررسی بهره‌وری محصولات زراعی و باغی پرداخته شده است.
مواد و روشها
در مرحله اول، وضعیت منابع آبی آبخوان شامل تغییرات سطح آب زیرزمینی و آب قابل برنامهریزی آبخوان مورد بررسی قرار گرفت. سپس، آب مصرفی گیاهان زراعی از تفاضل بارندگی مؤثر و آب مورد نیاز گیاه (تبخیر-تعرق گیاه) محاسبه شد. در مرحله بعد، سطح زیر کشت آبخوان باشت با استفاده از تصاویر ماهواره سنتینل-2 در نرم‌افزار گوگل ارث انجین مورد بررسی قرار گرفت. عملکرد، تاریخ کشت و برداشت و تعداد دفعات آبیاری محصولات کشاورزی دشت از طریق تکمیل پرسش‌نامه توسط کشاورزان و کارشناسان مراکز خدمات جهاد کشاورزی بررسی شد. در مرحله بعد، نیاز آبی الگوی کشت فعلی با روش فائو پنمن-مانتیث محاسبه شد. در نهایت، با ارزیابی محصولات از نظر شاخص‌های بهره‌وری، میزان بهره‌وری محصولات مختلف تعیین شد.
نتایج و بحث
وسعت آبخوان آبرفتی باشت، 45.5 کیلومترمربع به طول متوسط حدود 25 کیلومتر و عرض پنج کیلومتر محاسبه شد. حجم کل تخلیه و برداشت از منابع آب زیرزمینی در سطح محدوده 39.723 میلیون مترمکعب است. مقدار نفوذ در سطح آبخوان آبرفتی باشت 7.905 میلیون مترمکعب محاسبه شده است. با پیوستن جریانات خروجی شامل جریانات انتقالی از طریق جبهه‌های مختلف ارتفاعات به آبخوان، مجموعاً 20.377 میلیون مترمکعب آبخوان را تغذیه می‌نماید. محاسبات روش فائو پنمن- مانتیث نشان داد که نیاز آبی محصولات غالب آبخوان شامل مرکبات، گندم، جو، ذرت، کلزا، هندوانه، برنج، حبوبات و یونجه به‌ترتیب 9170، 5630، 4821، 7863، 5411، 9291، 20234، 5225 و 14083 مترمکعب بوده است. در مجموع، میزان آب مصرف شده توسط محصولات کشاورزی آبخوان باشت نزدیک به 45 میلیون مترمکعب بوده است که تقریباً معادل یک مترمکعب در هر مترمربع از سطح زیر کشت آبخوان بوده است که این میزان برداشت، 64/2 برابر آب قابل برنامهریزی پیش‌بینی شده برای کشاورزی (17 میلیون مترمکعب) است.
نتیجه‌‌گیری
الگوی کشت، تحت‌تأثیر عامل‌هایی نظیـر سـازگاری اقلیمـی محصـولات، پتانسیل‌های منابع آب و خاک، نیازهای منطقه، عرف و علایق مردم منطقه و ارزیـابی اقتصـادی و درآمد حاصل از تولید خواهد بود. هر نوع تغییر الگوی کشت، باید با لحاظ همه ملاحظات اجتماعی و اقتصادی و زیست‌محیطی صورت گیرد اما با توجه به شرایط موجود منابع آب هر نوع الگوی کشت (حتی با لحاظ بالا بودن درآمد) که سبب بالا رفتن میزان تخلیه نسبت به منابع تغذیه آبخوان شود، برای حیات آینده آبخوان خطر محسوب و موجب شور شدن منابع آب زیرزمینی و نشست آبخوان خواهد شد. کشت گیاهان پرمصرفی مانند ذرت دانه‌ای، با توجه به شرایط وخیم آبی منطقه باید متوقف شده و سرمایه‌گذاری بیشتری در جهت توسعه کشت محصولاتی مانند کلزا که با وضعیت آب‌وهوایی منطقه سازگاری بهتری دارند صورت پذیرد.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Evaluating the amount of consumed water based on the analysis of water productivity and groundwater information, case study: Basht Aquifer
نویسندگان [English]
- majid khazayi 1
- Iman Saleh 1
- reza bayat 2
- Shokr allah Absallan 1
1 Assistant Professor of Forests, Rangelands and Watershed Management Engineering, Kohgiluyeh and Boyerahmad Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Kohgiluyeh and Boyerahmad, Iran
2 Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Tehran, Iran
چکیده [English]
Introduction
The role of water in agricultural development and economic growth is undeniable. The imbalance between water supply and demand in Iran has created a challenge for the management of water resources, especially in agriculture. Paying serious attention to water productivity and improving it through appropriate methods and policies is one of the most effective solutions to address the water crisis and enhance the quantity and quality of agricultural production. The concept of water productivity is to produce the best and most products with the least amount of water. Agricultural water productivity has received serious attention in recent years from scientific societies related to irrigation and agriculture. The variation in water productivity for different crops at the local level and in comparison with other countries with similar climatic conditions indicates the potential for increasing agricultural water productivity. In the present research, the productivity of agricultural and horticultural products was investigated through field surveys, field measurements, and remote sensing analyses.
Materials and methods
First, the status of water resources in the aquifer, including changes in groundwater levels and programmable water, was investigated. Then, the water consumption of agricultural plants was calculated using the difference between effective rainfall and plant water requirement (evaporation-transpiration). In the next step, the cultivated area of Basht Aquifer was examined using Sentinel-2 satellite images in Google Earth Engine software. Yield, dates of planting and harvesting, and irrigation times for agricultural products were verified through questionnaires completed by farmers and experts. After that, the water requirement of the current cultivation pattern was calculated using the FAO Penman-Monteith method. Finally, the productivity of different products was determined by evaluating the products in terms of productivity.
Results and discussion
The area of the alluvial aquifer was 45.5 km², with an average length of about 25 km and a width of 5 km. The total volume of discharge and extraction from groundwater resources was 39.723 MCM. The infiltration amount of the Basht alluvial aquifer was calculated to be 7.905 MCM. By joining the outflow streams, including transfer streams through different elevations, the aquifer was recharged with a total of 20.377 MCM. Calculations using the FAO Penman-Monteith method showed that the water requirements of the dominant crops in the aquifer, including citrus fruits, wheat, barley, corn, canola, watermelon, rice, legumes, and alfalfa, were 9170, 5630, 4821, 7863, 5411, 9291, 20234, 5225, and 14083 m³, respectively. In total, the amount of water consumed by the agricultural products of Basht Aquifer was nearly 45 MCM, which was approximately equivalent to 1 m³m⁻² of the cultivated area. This is 2.64 times higher than the amount of water that can be programmed for agriculture (17 MCM).
Conclusion
The cultivation pattern will be influenced by parameters such as the climatic compatibility of products, the potentials of water and soil resources, regional needs, customs and interests of local people, and economic evaluation and income from production. Any change in the cultivation pattern should consider all social, economic, and environmental factors. However, given the existing conditions of the water sources, any cultivation pattern (even those considering high income) that increases discharge compared to the aquifer's recharge sources will be dangerous for future sustainability and will cause groundwater salinization and aquifer subsidence. Cultivation of high water-consumption plants such as seed corn should be stopped due to the severe water conditions of the region, and more investment should be made in developing crops such as canola, which are better adapted to the region's climate.
کلیدواژه‌ها [English]
- Aquifer
- Agriculture
- Canola
- Cultivation pattern
- Water requirement
)