پر کردن خلاء عملکرد ناشی از برخی عوامل زراعی در تعدادی از پهنه های اقلیمی اصلی کشت جو آبی در ایران با رویکرد مدل‌سازی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 گروه کشاورزی اکولوژیک، پژوهشکده علوم محیطی دانشگاه شهید بهشتی، تهران

2 دانشیار گروه کشاورزی اکولوژیک، پژوهشکده علوم محیطی دانشگاه شهید بهشتی، تهران

3 استادیار گروه کشاورزی اکولوژیک، پژوهشکده علوم محیطی دانشگاه شهید بهشتی، تهران

10.22069/jopp.2024.22086.3110

چکیده

سابقه و هدف: جو بعد از گندم دومین غله مهم در ایران می‌باشد و نقش مهمی در تغذیه دام و طیور دارد. برای تغذیه جمعیت رو به رشد، تولید غلات باید افزایش قابل توجهی طی سالیان آتی داشته باشد. یکی از راه‌های افزایش تولید، کاستن از خلاء عملکرد موجود می‌باشد. با توجه به میانگین عملکرد حدود سه تن در هکتار کشور و وجود شکاف زیاد عملکرد در مقایسه با عملکرد قابل بهره‌برداری، این مطالعه برای شناسایی و کمّی کردن برخی عواملی که باعث ایجاد خلاء عملکرد در جو آبی در مناطق غالب کشت جو در ایران می‌شود، انجام شد.

مواد و روش‌ها: این مطالعه در سال 1400 انجام شد. در این مطالعه برای شبیه‌سازی عملکردهای قابل بهره‌برداری، آب محدود، تاریخ کشت محدود و رقم محدود از مدل APSIM که قبلا برای جو آبی کالیبره شده بود استفاده شد. داده‌های مورد نیاز برای شبیه‌سازی مدل شامل داده‌های بلند مدت هواشناسی (1368 تا 1398 به مدت 30 سال) که از سازمان هواشناسی کشور اخذ شد و اطلاعات مربوط به خاک مناطق مورد مطالعه از نتایج مطالعات سایر محققان به دست آمد. داده‌های مدیریتی مورد نیاز برای شبیه سازی نیز از کشاورزان مناطق مورد مطالعه از طریق پرسشنامه به دست آمد. پهنه‌های اصلی کشت جو آبی در کشور و عملکردهای واقعی کشاورزان در این مناطق با استفاده از آمارهای وزارت جهاد کشاورزی مشخص شد. در نهایت با محاسبه انواع خلاء عملکرد در سطوح مختلف تولید میزان تاثیر محدودیت آب، تاریخ کشت و رقم بر خلاء عملکرد مشخص شد.

یافته‌ها: نتایج نشان داد که خلاء عملکرد قابل بهره‌برداری در پهنه‌های مورد مطالعه به طور میانگین 4/4 تن در هکتار بود که معادل 4/56 درصد از عملکرد قابل بهره‌برداری است. میانگین خلاء عملکرد آب محدود، تاریخ کشت محدود و رقم محدود به ترتیب در پهنه‌های مورد مطالعه 4/1، 5/0 و 16/0 تن در هکتار برآورد شد. در حالی که خلاء عملکرد سایر عوامل زراعی با 3/2 تن کاهش عملکرد بیشترین سهم را از خلاء عملکرد قابل بهره‌برداری داشت. بیشترین افزایش عملکرد در اثر تغییر تاریخ کشت در کبودرآهنگ به مقدار 8 درصد و کمترین افزایش در سبزوار به مقدار 3 درصد به دست آمد. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان داد که 3 نوبت آبیاری بیشتر در اراک، کبودرآهنگ و همدان و در سایر مناطق مورد مطالعه نیز 2 نوبت آبیاری بیشتر برای پر کردن خلاء عملکرد آب محدود لازم می‌باشد. خلاء عملکرد رقم محدود فقط در سه منطقه شیراز، مرودشت و سبزوار مشاهده شد (به طور میانگین 6/3 درصد از خلاء عملکرد قابل بهره‌برداری) که البته با جایگزینی رقم ریحان با رقم بهمن این میزان خلاء قابل جبران می‌باشد.

نتیجه‌گیری: خلاء عملکرد قابل بهره‌برداری در پهنه‌های مورد مطالعه از 9/3 تا 5 تن در هکتار متغیر بود. حدود 32 درصد از خلاء عملکرد قابل بهره‌برداری در پهنه‌های مورد مطالعه مربوط به خلاء عملکرد آب محدود و حدود 11 درصد مربوط به خلاء عملکرد تاریخ کشت محدود بود. خلاء عملکرد رقم محدود نیز با 6/3 درصد کمترین سهم را از خلاء عملکرد قابل بهره‌برداری داشت. بخش عمده خلاء عملکرد قابل بهره‌برداری به میزان حدود 53 درصد ناشی از سایر عوامل محدود کننده و کاهنده عملکرد از جمله آفات، بیماری‌ها، علف‌های هرز، شوری خاک، فشردگی خاک، تغذیه نامناسب، تراکم نامطلوب و دیگر عوامل اقتصادی-اجتماعی بود. نتایج این مطالعه نشان داد که با اندک تغییری در تاریخ کشت، افزایش دفعات و بهبود مدیریت آبیاری و استفاده از ارقام مناسب می‌توان عملکرد جو را در پهنه‌های مورد مطالعه به طور قابل توجهی افزایش داد و به خودکفایی در تولید این محصول نزدیک‌تر شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Filling the yield gap caused by some agronomic factors in some of the major climatic zones of irrigated barley in Iran using modelling approach

نویسندگان [English]

  • Mohammad Reza Rahimi 1
  • Reza Deihimfard 2
  • Omid Noori 3
1 Department of Agroecology, Environmental Sciences Research Institute, Shahid Beheshi University
2 Department of Agroecology, Environmental Sciences Research Institute, Shahid Beheshi University
3 Department of Agroecology, Environmental Sciences Research Institute, Shahid Beheshi University
چکیده [English]

Background and objectives: Following wheat, barley is the second most important cereal grain in Iran and plays an important role in livestock and poultry nutrition. To feed the growing population, cereal production should be increased noticeably in the coming years. One of the ways to increase production is to reduce the existing yield gap. Considering the average yield of about 3 t ha-1 in the country and the existence of a large gap compared to the exploitable yield, this study was conducted to identify and quantify some of the factors affecting irrigated barley yield in the major barley-growing areas of Iran.



Materials and methods: In this study, the APSIM model was employed to simulate exploitable, water-limited, sowing date-limited, and cultivar-limited yields. The data required for running the model included the long-term weather data (from 1989 to 2019 for 30 years) of the studied areas obtained from the Iran Meteorological Organization, the soil data which were extracted from the HC27 soil database, and management data obtained from some questionnaires filled out by farmers of the study areas. The main zones of irrigated barley cultivation in the country and the farmer's actual yield in these areas were determined using the statistics of the Ministry of Agriculture. Finally, by calculating the types of yield gaps at different production levels, the impact of limitation in water, sowing date, and cultivar on yield gap was determined.



Results: The results showed that the exploitable yield gap in the studied zones was an average of 4.4 t ha-1, equivalent to 56.4% of the exploitable yield. The average of water-limited, sowing date-limited, and cultivar-limited yield gaps were estimated as 1.4, 0.5, and 0.16 t ha-1 in the studied zones, respectively. The other agronomic yield gap with 2.3 t of yield reduction had the largest share of the exploitable yield gap. The highest increase in yield due to the change of sowing date was observed in Kabudarahang (8%) and the lowest one was simulated in Sabzevar (3%). The simulation results showed that three times more irrigation in Arak, Kabudarahang, and Hamedan and two times more in other studied zones is necessary to fill the water-limited yield gap. Cultivar-limited yield gap was observed only in three locations of Shiraz, Marvdasht, and Sabzevar (on average, 3.6% of exploitable yield gap). This type of yield gap could be compensated by replacing the Bahman cultivar with Reyhan.



Conclusion: Our results approved that the exploitable yield gap in the studied areas varied from 3.9 to 5 t ha-1. About 32% of the exploitable yield gap in the studied zones was due to the water-limited yield gap and around 11% of the yield gap was owing to the sowing date-limited yield gap. Cultivar-limited yield gap also had the lowest share of the exploitable yield gap with 3.6 %. The greater proportion of the exploitable yield gap (around 53%) was owing to other limiting and reducing factors such as pests, diseases, weeds, soil salinity, soil compaction, improper nutrition, unfavorable density, and other socio-economic factors. The results of this study showed that with a slight change in the sowing date, increasing the number of irrigation and improving irrigation management, and using appropriate cultivars, a significant increase in barley yield is achievable in the studied locations and close the yield gap to the self-sufficiency level in barley production in Iran.

کلیدواژه‌ها [English]

  • APSIM
  • Cultivar
  • Exploitable yield
  • GYGA
  • Irrigation