مدیریت آب در کشاورزی

مدیریت آب در کشاورزی

اثرات تغییر اقلیم و تغییر تاریخ کشت بر عملکرد گندم بهاره(مطالعه موردی: دشت قزوین)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی)ره(، قزوین، ایران.
2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران
3 دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی)ره(، قزوین، ایران.
چکیده
بررسی اثرات تغییرات اقلیمی در بهبود وضعیت بهره‌وری کشاورزی بسیار حائز اهمیت است. پیش‌بینی می‌شود که روند افزایش دما در قرن بیست و یک ادامه یابد و منجر به ایجاد تغییراتی در شرایط اقلیمی مناطق شود. تغییر در توزیع بارش، دما و منابع آب از پیامدهای آسیب‌زا تغییر اقلیم شمرده می‌شود که می‌تواند اثرات مخربی را در تولید محصولات کشاورزی همراه داشته باشد. در این مطالعه اثر تغییرات اقلیمی و کشت در تاریخ‌های مختلف؛ بر میزان عملکرد کشت رقم‌ پارسی گندم بهاره در دشت قزوین بررسی شد. این بررسی در بازه 2100-2021 و با مقایسه دو منبع اطلاعاتی LARS-WG و DKRZ در تولید داده‌های سالانه تغییر اقلیم و به کار‌گیری مدل Aquacrop در شبیه‌سازی واکنش گیاه به تغییرات ذکر شده، صورت گرفت. در دوره‌های 2040-2021، 2041-2060، 2061-2080 و 2100-2081 از بین تاریخ‌های مختلف کشت (تاریخ‌های 15 بهمن، 1 اسفند، 15 اسفند، 1 فروردین و 15فروردین)‌ مناسب‌ترین تاریخ، به منظور افزایش عملکرد گندم بررسی شد. طبق نتایج مدل‌ها در هر دو سناریو 5/4 و 5/8، در هر چهار دوره 2021-2040، 2041-2060، 2061-2080 و 2081-2100، عملکرد گندم بهاره نسبت به مقدار آن در دوره پایه افزایش خواهد یافت. بیشترین عملکرد در کل این دوره‌ها و مدل‌ها برای دوره 2081-2100 تحت شرایط اقلیمی مدل LARS-WG در سناریو 5/8 در صورتی که تاریخ کشت 15 بهمن ماه انجام شود، پیش‌بینی می‌شود؛ که مقدار آن برابر 43/12 تن بر هکتار با انحراف معیار 31/0 تن بر هکتار باشد و کمترین عملکرد برای دوره 2040-2021 تحت شرایط اقلیمی LARS-WG در سناریو 5/4 درتاریخ 15 فروردین اتفاق می‌افتد. پیش بینی می‌شود مقدار آن برابر با 87/7 تن بر هکتار با انحراف معیار 36/0 تن بر هکتار باشد. در هر 4 دوره 2021-2040، 2041-2060، 2061-2080 و 2100-2081 تاریخ 15 بهمن (4 فوریه) به عنوان مناسب‌ترین تاریخ کشت این دوره‌ها، برای افزایش عملکرد گندم در دشت قزوین توصیه می‌شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

The effects of climate change and change of planting date on spring wheat yield (case study: Qazvin Plain)

نویسندگان English

fatemeh borzoo 1
Ramezani Etedali, Hadi 2
Abbas Kaviani 3
1 1MSC student, Water Science and Engineering Department, Faculty of Agricultural and Natural Resources, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.
2 Assistant Professor, Department. of Water Engineering, Imam Khomeini International University., Ghazvin., Iran
3 2 Assoc. Professor, Water Science and Engineering Department, Faculty of Agricultural and Natural Resources, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.
چکیده English

Investigating the effects of climate change on improving agricultural productivity is of great importance. It is predicted that the rising temperature trend will continue in the 21st century, leading to changes in the climatic conditions of  regions. Changes in precipitation distribution ، temperature and water resources are considered as harmful consequences of climate change، which could have detrimental effects on agricultural production. . In this study، the impact of climate change and cultivation on different dates was examined in terms of the yield of the 'Parsi' spring wheat variety in the Qazvin Plain. This study covered the period from 2021to 2100, comparing two information sources, LARS-WG and DKRZ, for producing annual climate change data and using the Aquacrop model to simulate the plant’s response to the mentioned changes. During the periods 2021-2040، 2041-2060، 2061-2080، and 2081-2100، the best planting date (February 4, February 20, March 5, March 20, and April 4) for increasing wheat yield was evaluated.  According to the model results in both scenarios 4.5 and 8.5، in all four periods (2021-2040، 2041-2060، 2061-2080 and 2081-2100), the spring wheat yield will increase compared to the baseline.. The highest yield in all of these periods and models is predicted for the period 2081-2100 under the LARS-WG climate model of in scenario 8.5,  assuming planting on February 4, with an estimated yield of 12.43 tons per hectare and a standard deviation of 0.31 tons per hectare. the lowest yield is expected for the period 2021-2040 under LARS-WG climate conditions in  scenario4.5, with planting on April 4, with an estimated yield of 7.87 tons per hectare and a standard deviation of 0.36 tons per hectare. In all four periods (2021-2040، 2041-2060، 2061-2080 and 2081-2100), February 4 is recommended as the most suitable planting date to increase wheat yield in the Qazvin plain.

کلیدواژه‌ها English

Yield
Simulation
Climate change
AquaCrop
LARS-WG
اشراقی، ر.، پورسعید، ع. ر.، چهارسوقی امین، ح.، اشراقی سامانی، ف. 1388. عوامل مؤثر برافزایش عملکرد گندم آبی: مطالعه موردی استان ایلام. اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی (علوم کشاورزی) 3 (11): 71–81.
سلیمانی نژاد، س.، دوراندیش، آ.، صبوحی، م.، بنایان اول، م. 1398. اثرات تغییر اقلیم بر الگوی کشت محصولات زراعی (مورد مطالعه: دشت مشهد). تحقیقات اقتصاد و توسعه کشاورزی ایران. 50 (2): 249–263. doi:10.22059/ijaedr.2019.237998.668461.
سعیدی، ر.، رمضانی اعتدالی، ه.، ستودنیا، ع.، نظری، ب.، کاویانی، ع. 1400. ارزیابی مدل AquaCrop در برآورد روند تغییرات رطوبت خاک، تبخیر تعرق و عملکرد ذرت، تنش‌‌های شوری و حاصلخیزی. تنش‌های محیطی در علوم زراعی. 14(1):  10.22077/escs.2020.2473.1652
حشمتی، س.، رمضانی اعتدالی، ه. 1400. پیش‌‌بینی وضعیت خشک‌سالی در دوره‌‌های آتی با استفاده از مدل LARS-WG (مطالعه موردی استان کرمانشاه). آمایش سرزمین. 13(2): 647-669. 10.22059/jtcp.2021.332432.670263.
حق وردی، ا.، قهرمان، ب.، کافی، م.، داوری، ک. 1390. تحلیل آزمایش‌‌های گزینش شوری-کم‌‌آبیاری برای گندم بهاره در منطقه مشهد. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. علوم و آب و خاک. 15(58):10-1.
جهانگیر، م. ح.، جهان‌‌پناه، م.، ابوالقاسمی، م. 1399. پیش‌بینی وضعیت خشک‌سالی برای دوره‌‌های آتی با استفاده از مدل LARS-WG (مطالعه موردی: ایستگاه شیراز). محیط‌زیست و مهندسی آب. 6 (1): 69- 82.
عابدی، م.، اگدرنژاد، ا.، ابراهیمی پاک، ن. ع. 1398. ارزیابی مدل AquaCrop در شبیه‌‌سازی عملکرد دانه و کارایی مصرف آب گندم تحت شرایط مختلف آبیاری در مزرعه. زراعت و اصلاح نباتات.
عزیزی زهان. ع.، شهابی فر، م، ابراهیمی پاک، ن. ع.، رضوی، ر.، غالبی، س.، سرابی تبریزی م.، طلوعی، ر. و پیری، ر.، 1393. ارزیابی کارایی مصرف آب گندم در ایران و جهان. اولین همایش ملی مدیریت خاک و آب در تولید گندم. 18 آذر. تهران.
محمدی، م.، داوری،ک.، قهرمان، ب.، انصاری، ح.، حق وردی، ا. 1394. واسنجی و صحت سنجی مدل AquaCrop برای شبیه‌سازی عملکرد گندم بهاره تحت تنش هم‌زمان شوری و خشکی. پژوهش آب در کشاورزی 29 (3): 277–95.
Abi saab، M. T.، Todorovich، M.، Albrizio، R. 2015. Comparing AquaCrop and cropSystmodels in simulating barley growth and yield under different water and nitrogen regimes. Does calibration year influence the perfomance of crop groeth models?. Agricultural Water Management. 147:21-33.
Behera، S. K.، and R، K. Panda. 2009. Integrated Management of Irrigation Water and Fertilizers for Wheat Crop Using Field Experiments and Simulation Modeling. Agricultural Water Management. 96 (11): 1532–40.
FAO. 2012. Coping With Water Scarcity - An Action Framework For Agriculture And Food Security. FAO Water Reports 38.
Gaitan، E.، Monjo، R.، Portoles. J. 2019. Pino –Otin MR projection of temperatures and heat col waves for Aragon (Spain) using a two-ste statistical downscalingof CMIP5 model outputs. Science of the total environment. 10، pp. 650:2778-95
Hashmi، M. Z.، Asaad، Y. Sh.، and Bruce، W. M. 2011. Comparison of SDSM and LARS-WG for Simulation and Downscaling of Extreme Precipitation Events in a Watershed. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment 25 (4). Springer: 475–84.
Ozkan، B.، Handan، A. 2002. Impacts of Climate Factors on Yields for Selected Crops in the Southern Turkey. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change 7 (4). Springer: 367–80.
Raes، D.، Steduto، P.، Hsiao، T.C.، and Fereres، E. 2009. AquaCrop-the FAO Crop Model for Predicting Yield Response to Water: II. Main Algorithms and Software Description. Agronomy Journal 101: 438–47.
Semonov، M. A.، Stratonovith، P. 2008. Use of multi- model ensembles from global models for assessment of climate change impacts. J. Climate Research. Vol. 41.2010.p.1-14.
Shagega، F. P.، Munishi، S. E.، Kongo، V. M. 2019. Prediction of futuer climate in Ngerengere river catchment. Tanzania، Physiics and chemistry of the earth، parts A/B/C.(1) 112، pp.200-209.
Steduto، Pasquale، Theodore C Hsiao، Dirk Raes، and Elias Fereres. 2009. AquaCrop—The FAO Crop Model to Simulate Yield Response to Water: I. Concepts and Underlying Principles. Agronomy Journal 101 (3). Wiley Online Library: 426–37.