مقدمه
مفهوم بهبود بهره وری مصرف آب، استفاده موثر از آب در دسترس و تولید حداکثر محصول با در نظر گرفتن محدودیت منابع آبی موجود در منطقه است. به عبارت دیگر، افزایش بهره وری مصرف آب، مستلزم بیشینه نمودن محصول تولید شده و در نتیجه سود حاصل از آن در ازای مصرف بهينه آب می باشد.
مناطق عمده ای از کشور ایران در اقلیم خشک و نیمه خشک واقع شده است و پدیده کم آبی از دیرباز در این مناطق وجود داشته و در سالهای اخیر با تشدید کاهش منابع آب، بخش کشاورزی بیش از پیش تحت تأثیر قرار گرفته است. لذا در شرایط کنونی، استفاده صحیح و با بهره وری بالا از منابع آب، عملاً از یک انتخاب فراتر رفته و به یک ضرورت تبديل شده است.
متأسفانه کشور ایران از لحاظ بهره وری مصرف آب در بخش کشاورزی، در شرایط مناسبی قرار ندارد. با این حال طی سالهای منتهی به سال زراعی ۱۳۹۴ رشد نسبی در شاخص های بهره وری مصرف آب در کشور مشاهده شده است (حدود ۰٫۴۵ کیلوگرم افزایش به ازای هر مترمکعب آب مصرفی). همچنین در افق پیش رو تا سال ۱۴۰۴ بهره وري فيزيكي برابر با ۱٫۶ کیلوگرم به ازای هر متر مکعب آب مصرفی، به عنوان هدف اصلی پیش بینی شده است.
دستیابی به هدف پیش بینی شده، مستلزم جمع آوری داده های میدانی دقیق و کافی در جهت دستیابی به شناخت کامل و قطعی از وضع موجود و سپس ارائه راهکارهای عملی و با قابليت اجرايي، به منظور ارتقای بهره وری مصرف آب کشاورزی در سطوح مختلف می باشد.
انجام فعالیت های کشاورزی، برداشت های بی رویه از منابع آبی، پایین بودن راندمان آبیاری و در نتیجه آن بهره وری پایین مصرف آب، الگوی کشت نامتناسب با شرایط اقلیمی، تخصیص نامتوازن منابع آبی حوضه ها به دلیل رقابت های سیاسی و اجتماعی و تغییر اقلیم، موجب تشدید بحران کم آبی در بسیاری از نقاط ایران و از جمله استان زنجان شده است.
در سالهای اخیر توسعه گسترده مزارع پیاز در اراضي حاشيه رودخانه زنجانرود، موجب كاهش قابل ملاحظه جریان آب سطحی و زیرسطحی این رودخانه گرديده است. به طوري كه شاهد خشک شدن کامل جریان سطحي این رودخانه حتی در اوایل فصل بهار نیز هستيم. علاوه بر کاهش کمی و کیفی آب رودخانه، پیامدهای منفی زیست محیطی ناشی از آن مانند تجمع زباله ها، فرسایش خاک، از بین رفتن اکوسیستم های گیاهی و جانوری و… قابل مشاهده می باشد.
با توجه به اینکه مزارع پیاز به عنوان يكي از مهمترین مصرف کننده هاي آب رودخانه زنجانرود در محدوده شهر زنجان تا ۸۰ کیلومتر پایین دست آن (محل تخلیه زنجانرود به رودخانه قزل اوزن در منطقه سرچم) می باشد، لذا ضروری است وضعیت شاخص ها و راهكارهاي ارتقاي بهره وري در این مزارع مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد.
در کشور ایران ، سالیانه حدود ۵۲٫۸ هزار هکتار از اراضی آبی، تحت کشت پیاز قرار می گیرد ( معادل ۰٫۹۶ درصد از مزارع پیاز جهان). سالیانه ۲٫۰۶ میلیون تن پیاز از این اراضی توليد مي شود و از لحاظ تولید این محصول، در جایگاه هفتم جهان قرار دارد. پیاز یکی از محصولات شاخص تولیدی در استان زنجان با سطح زير كشت حدود ۳۲۰۰ هكتار (معادل حدود ۴٫۷ درصد كل مزارع پياز ايران) مي باشد و حدود ۱۸۰ هزار تن انواع پیاز ( معادل ۵٫۴ درصد از کل پیاز تولیدی کشور) از مزارع مذكور برداشت می شود و از این حیث، استان زنجان در رتبه هفتم کشور قرار گرفته است
ا- چکیده موضوع
این مطالعه با هدف پایش بهره وری مصرف آب محصول پیاز و ارزيابي ميداني راهکارهای ارتقای آن انجام شده است. در مرحله اول مطالعه، تعداد ۱۲ مزرعه پیاز واقع در شهرستان زنجان، انتخاب و مورد مطالعه قرار گرفت. عوامل مرتبط با بهرهوري نظير دبی ورودی به مزارع، حجم آب مصرفی، برنامه آبیاری، مديريت تغذيه، عملکرد محصول، هزینه هاي توليد و درآمد حاصل از فروش محصول تعیین و شاخص های فیزیکی و اقتصادی بهره وری مصرف آب محاسبه شد.
در مرحله دوم، مديريت آبياري(کاهش ساعات آبیاری) به عنوان راهكار اجرايي و به منظور بهبود بهره وری مصرف آب در شرایط واقعی مزرعه، در قالب قطعات كنترل شده پیاده شد و با وضع موجود مقايسه گردید. بر اساس نتايج حاصل از پايش هاي ميداني، میانگین حجم آب مصرفی در مزارع پياز در حدود ۱۹۶۲۶ مترمکعب در هکتار و میانگین شاخص های بهره وری مصرف آب CPD، BPD و NBPD به ترتیب برابر ۳٫۱۴ کیلوگرم بر مترمکعب، ۶۸ و ۴۰ هزار ریال بر متر مکعب برآورد شد.
به طور ميانگين، اعمال برنامه صحيح آبياري در قطعات کنترل شده، منجر به کاهش ۵۸ درصدی حجم آب مصرفی و به تبع آن افزايش ۱۴۷ درصدي شاخص بهره وري فيزيكي شد. استمرار الگوي اشتباه مديريت آبياري و عدم كنترل و نظارت بر بهره برداري از منابع آب، دلايل اصلي مصرف بي رويه آب در مزارع پياز شناخته شد. نتايج مرحله دوم اجراي مطالعه نشان داد که تنها با اصلاح مدت زمان آبیاری، مي توان حجم آب مصرفي را به طور قابل ملاحظه اي كاهش داد و بهره وري مصرف آب را بهبود بخشيد.
۲- معرفی منطقه مورد مطالعه
استان زنجان با وسعت ۲۲۱۶۴ كيلومتر مربع در منطقه شمال‌غرب كشور قراردارد. این استان با ميانگين بارندگی سالیانه ۳۲۳ میلیمتر و ميانگين دمای سالیانه ۹ تا ۱۷ درجه سانتی گراد، بر اساس طبقه بندي اقليمي، جزء اقلیم های نيمه خشك تقسیم بندی مي شود. مهمترین حوضه آبخیز استان زنجان، حوضه رودخانه قزل اوزن مي باشد. قرار گرفتن استان زنجان در حوضه سفیدرود بزرگ، ضرورت مدیریت بهینه مصارف آبی را به خصوص در بخش کشاورزی نمایان می سازد.
منطقه مورد مطالعه و موقعیت مزارع پیاز
۳- مشخصات مزارع پیاز مطالعه شده
در سال اول مطالعه، تعداد ۱۲ مزرعه پیاز با مجموع مساحت ۲۲٫۶ هکتار در اراضي حاشيه رودخانه زنجانرود انتخاب گردید(شكل بالا). انتخاب مزارع كاملاً به صورت تصادفي صورت گرفت و سعي شد از نظر نوع روش و مديريت آبياري، تنوع قابل قبول وجود داشته باشد. لذا شش مزرعه مجهز به سامانه آبیاری قطره ای نواری با مساحت ۱۳ هکتار و شش مزرعه دیگر نیز با روش آبیاری سطحی (نواری) با مجموع مساحت ۹٫۶ هکتار، انتخاب شدند. این مزارع در اراضی ۹ روستا از شهرستان زنجان و با توزيع مكاني مناسب، واقع شده اند. نکته قابل توجه این است که عمده مزارع پیاز انتخاب شده در منطقه مورد مطالعه، دارای مساحت کمتر از ۵ هکتار می باشند.
در سال دوم، برای پیاده سازی نتایج بدست آمده از مطالعات سال اول، به منظور ارزيابي ميداني راهكارهاي بهبود بهره وري مصرف آب، تعداد دو مزرعه انتخاب شد و راهكارهاي بهبود بهره وري مصرف آب اجرا گردید. راهكارهاي بهبود، عمدتاً متمركز بر مديريت آبياري بود. بدین منظور، هر مزرعه به دو قسمت تقسيم شد. بخشي از مزرعه در شرايط موجود (مديريت توسط كشاورز) و بخش دوم نيز در شرايط كنترل شده (اعمال راهكارهاي بهبود) تقسیم بندی گردید.
سپس در قطعات کنترل شده، برنامه آبیاری بهينه و با قابليت اجرایی و قابل فهم براي كشاورز پياده گردید. اصلاح برنامه آبیاری از طریق اعمال ساعات آبیاری بهینه متناسب با دبی ورودی مزارع انجام گرفت. با توجه به اینکه عواملي نظیر دور آبیاری و دبي ورودي در برخی مزارع با منابع آبي از نوع مشاعی، تحت کنترل کشاورز نمی باشد، به منظور ساده و قابل درك بودن راهكار اعمال شده براي كشاورز و همچنین ضمانت اجرایی بالا، مديريت آبياري صرفاً از طريق بهينه نمودن تعداد ساعات آبياري انجام گرفت.
همچنین برنامه تغذیه ای متناسب با خصوصيات کیفی خاک مزارع تهیه و در قطعات کنترل شده اعمال گردید. البته سعی شد در تهیه این برنامه، عواملی نظیر دسترسی کشاورز و هزینه ها در نظر گرفته شود. مشخصات مزارع انتخاب شده در مراحل اول و دوم مطالعه، همچنین مشخصات مربوط به برنامه آبیاری اجراشده مزارع در مرحله دوم مطالعه، به ترتیب در جداول زیر ارائه شده است.
مشخصات مزارع انتخاب شده در مرحله اول مطالعه
مشخصات مزارع انتخاب شده در مرحله دوم مطالعه
برنامه آبیاری اجراشده مزارع در مرحله دوم مطالعه
۴- شاخص های بهره وری مصرف آب
در این مطالعه، به منظور بررسی بهره وری مصرف آب، حجم آب مصرفی، راندمان کاربرد آب آبیاری و شاخص های بهره‌وری فیزیکی و اقتصادی آب در مزارع پیاز محاسبه شده است.
۱-۴- حجم آب مصرفی
به منظور برآورد حجم آب مصرفی در طول فصل رشد محصول، حداقل در سه نوبت آبیاری، میزان دبی ورودی به مزرعه از روش های مختلف اندازه گیری شد.
اندازه گیری دبی آب ورودی به مزرعه
۲-۴- راندمان کاربرد آب (Ea)
مقادیر راندمان کاربرد آب نیز حداقل در سه نوبت و در طول فصل آبیاری برآورد گردید. بدین منظور در هر نوبت، رطوبت خاک قبل از آبیاری، مقدار رطوبت در حد ظرفیت زراعی و جرم مخصوص ظاهری خاک در ابتدای اندازه گیری های میدانی، عمق توسعه ریشه در هر نوبت، اندازه گیری و مقدار عمق آب آبیاری نیز از نسبت حجم آب ورودی به مساحت مزرعه برآورد گردید. سپس با استفاده از روابط موجود، راندمان کاربرد آب آبیاری، محاسبه شد.
۳-۴- شاخص بهره وری فیزیکی آب (CPD)
با توجه به اینکه تاریخ کشت محصول پیاز در استان زنجان عموماً اواخر بهمن تا اوایل اسفند ماه می باشد، آب مورد نیاز مزارع از دو طریق بارندگی و آبیاری تأمین می شود. لذا شاخص بهره وری فیزیکی آب با اعمال اثر بارندگی در فرآیند تأمین آب موردنیاز گیاه، و از نسبت مقدار عملکرد محصول (کیلوگرم در هکتار) به حجم کل آب کاربردی (مترمکعب در هکتار) تعيين شده است.
۴-۴- شاخص های بهره وری اقتصادی آب (BPD و NBPD)
شاخص سود ناخالص، از نسبت مجموع کل درآمد کسب شده (میلیون ریال)، به حجم کل آب کاربردی (مترمکعب) در تولید محصول به دست می آید و واحد آن میلیون ریال بر مترمکعب آب می باشد. شاخص سود خالص نیز برابر است با نسبت سود خالص حاصل از فروش محصول (میلیون ریال) به حجم کل آب کاربردی (مترمکعب).
هزینه های تولید محصول از قبیل هزینه های کاشت (آماده سازی زمین، تهیه بذر، کشت بذر، کود حیوانی و…)، هزینه های داشت (تهیه کود و سم، کارگری، آب بها، هزینه حامل های انرژی و…)، هزینه های برداشت (کارگری، بسته بندی حمل و نقل)، هزینه اجاره زمین و تعمیر و نگهداری سیستم آبیاری، به صورت مستقل برای هر مزرعه و از روش مصاحبه مستقیم با کشاورزان و كنترل آن با نتایج گزارش هاي موجود در سازمان جهادكشاورزي برآورد گردیده است. گفتنی است در این مطالعه، قیمت فروش پیاز در سال های ۱۳۹۸ و ۱۳۹۹ ملاک محاسبات شاخص هاي بهره وري اقتصادي قرار گرفته است.
۵- نتایج و بحث و بررسی در خصوص شاخص های بهره وری
۱-۵- مرحله اول مطالعه
مقادیر پارامترهای مرتبط با بهره وری مصرف آب شامل حجم آب مصرفی، راندمان کاربرد، عملکرد محصول، هزینه های تولید، سود ناخالص و خالص برای ۱۲ مزرعه پایش شده در مرحله اول مطالعات (پايش وضع موجود بهره وري مصرف آب)، در جدول زیر ارائه شده است.
حجم آب مصرفی، راندمان کاربرد، عملکرد محصول، هزینه های تولید، سود ناخالص و خالص در مرحله اول مطالعه
مقدار حجم آب مصرفی از ۸۷۲۷ تا ۲۶۹۶۹ مترمکعب در هکتار متغیر می باشد. میانگین حجم آب مصرفی در هر هکتار حدود ۱۹۶۲۶ مترمکعب برآورد شد. حداکثر مصرف آب، حدود سه برابر بیش از حداقل مصرف آب بوده که این موضوع نشان دهنده تفاوت های چشمگیر بین شیوه های مدیریتی اعمال شده توسط زارعین در آبیاری مزارع پیاز می باشد. البته محدود بودن آب قابل دسترس و عدم تناسب حقابه با سطح زیر کشت نیز از دیگر عوامل اختلاف در آب مصرف شده می باشد.
بدیهی است که بخش زیادی از مقدار آب برداشت شده از منبع آب، به وسیله گیاه مصرف شده و بخشی نیز از طریق تلفات نفوذ عمقی به چرخه هیدرلوژیکی حوضه باز می گردد. مقایسه حجم آب مصرفی بین دو روش آبیاری مستقر در مزارع، نشان می دهد که میانگین مصرف آب به ازای هر هکتار کشت پیاز در اراضی با روش های آبیاری سطحی (نواری)، برابر با ۱۹۱۶۸ مترمکعب و در اراضی مجهز به سیستم آبیاری قطره ای نواری، معادل ۲۰۰۸۳ مترمکعب در هکتار می باشد.
اين در حالي است كه مقدار نياز آبي پياز در منطقه در حدود ۴۱۵۵ متر مكعب می باشد. این نتايج نشان دهنده آبياري بي رويه در مزارع پياز می باشد و حتی تغییر روش آبیاری سنتی به آبیاری قطره ای، منجر به کاهش مصرف آب نشده است.
میانگین راندمان کاربرد آب در مزارع پیاز مطالعه شده، معادل ۵۳ درصد بود که بیشترین آن برابر ۸۵٫۴ درصد و کمترین راندمان نیز معادل ۲۹٫۷ درصد برآورد شده است. گفتنی است که میانگین راندمان کاربرد در مزارع مجهز به آبیاری سطحی (نواری) ۴۹ درصد و در مزارع تحت پوشش آبیاری قطره ای نواری ۵۸ درصد محاسبه شد.
تجهیز مزارع به سامانه های آبیاری نوین از جمله سیستم آبیاری قطره ای نواری، عمدتاً با هدف کاربرد دبی های کم آب و همچنین کاهش هزینه های کارگری انجام می گیرد. اما متاسفانه به دلیل پیاده نمودن برنامه آبیاری غلط و سنتی، کاهشی در حجم آب مصرفی مشاهده نمی گردد.
مطابق جداول قبلی، حداقل و حداکثر عملکرد محصول پیاز در مزارع مطالعه شده، به ترتیب برابر ۱۶٫۱ و ۱۰۶٫۹ تن در هکتار و میانگین عملکرد نیز برابر ۵۸٫۳ تن در هکتار بدست آمده است. میانگین عملکرد در مزارع با روش آبیاری سطحی (نواری) برابر ۵۰٫۴ تن در هکتار و در مزارع مجهز به سیستم های آبیاری قطرهای نواری، معادل ۶۶٫۲ تن در هکتار حاصل گردید. ملاحظه مي گردد که میزان عملکرد پیاز در مزارع با روش آبیاری قطره ای نواري حدود ۳۰ درصد نسبت به روش آبیاری سطحی بیشتر بوده است.
بالا بودن یکنواختی توزیع آب و كود و همچنين كم بودن تلفات نفوذ عمقی در سامانه آبیاری قطره ای را می توان به عنوان مهمترین دلیل اختلاف در میزان تولید قلمداد نمود. بررسی رابطه میان حجم آب مصرفی و میزان عملکرد محصول نیز نشان می دهد که در محدوده حجم آب خالص مصرفی بین ۷۰۰۰ تا ۹۰۰۰ مترمکعب در هکتار، میزان عملکرد تولید محصول مناسب و قابل قبول بوده و با افزایش آن به بیش از ۹۰۰۰ مترمکعب در هکتار، افزایش چشمگیری در میزان عملکرد تولید مشاهده نمی شود.
حداقل و حداکثر سود خالص به دست آمده از مزارع نیز به ترتیب برابر ۲۴۲- و ۱۷۰۴ میلیون ریال در هکتار و میانگین سود خالص حاصل از آنها، برابر ۷۰۱٫۳ میلیون ریال در هکتار برآورد گردیده است. همچنین میانگین سود خالص حاصل از مزارع با روش آبیاری قطره ای نواري و سطحی بترتیب برابر با ۸۳۷٫۷۵ و ۵۶۴٫۹ میلیون ریال در هکتار برآورد شده است. اختلاف مذكور مي تواند ناشي از تولید بیشتر محصول و كاهش هزینه های کارگری در مزارع مجهز به سیستم های آبیاری قطره ای نواري باشد.
۲-۵- مرحله دوم مطالعه
در جدول زیر، شاخص های بهره وری مرحله دوم مطالعه و در دو مزرعه انتخابی آورده شده است.
حجم آب مصرفی، راندمان کاربرد، عملکرد محصول، هزینه های تولید، سود ناخالص و خالص در مرحله دوم مطالعه
حجم آب مصرفي در مزارع پياز، بيش از مقادیر نرمال و مورد انتظار بر اساس نياز آبي واقعي مي باشد. با وجود اينكه هر دو مزرعه مجهز به سيستم آبياري قطره اي نواري بودند، به دليل عدم اعمال برنامه صحيح آبياري و به عبارتی انجام آبياري بي رويه، تلفات بالاي آب از نوع نفوذ عمقي در مزارع مذکور مشاهده می گردد. در شرایط موجود حاکم بر دو مزرعه، محدوديت آب قابل دسترس وجود نداشته و كشاورزان برنامه آبياري دلخواه را بدون در نظر گرفتن نياز آبي واقعي گياه، پياده نموده اند. تنها محدوديت دسترسي به آب، مربوط به مزرعه با كد ۲۰۱ در ماه مرداد و به دليل افت سطح آب چاه و كاهش مقدار دبي آب پمپاژ شده بود.
با توجه به اينكه تغيير عواملي نظير دبي آب ورودي به مزرعه و دور آبياري براي كشاورز دشوار است و از ضمانت اجرايي كمتري برخوردار می باشد، لذا اصلاح برنامه آبياري از طريق تغيير مدت زمان آبياري مزرعه انجام گرفت. یعنی ساعات آبياري در قطعات کنترل شده نسبت به قطعات دارای شرایط موجود مزرعه، به طور میانگین حدود ۴۰ تا ۵۰ درصد کاهش داده شد.
مطابق جدول فوق ملاحظه می گردد که با اعمال برنامه آبياري بهینه در قطعات کنترل شده، حجم آب مصرفی به طور محسوسی کاهش یافته است. به طوریکه در مزارع ۲۰۱ و ۲۰۲ ، حجم آب مصرفی در شرايط کنترل شده نسبت به شرایط موجود (مديريت توسط کشاورز)، کاهش ۵۷ و ۵۹ درصدی را نشان می دهد.
مقادیر راندمان كاربرد آب در وضعيت موجود مزارع، به طور چشمگيري پايين مي باشد (بترتیب ۳۳ و ۲۶ درصد برای مزارع ۲۰۱ و ۲۰۲). مقدار راندمان كاربرد آب در قطعات کنترل شده به طور ميانگين حدود ۲٫۴ برابر نسبت به شرایط موجود مزرعه افزايش يافته است.
مقدار عملکرد محصول در دو مزرعه ۲۰۱ و ۲۰۲ به ترتیب برای شرایط موجود مزرعه ۳۶٫۱ و ۵۲٫۶ و برای قطعات کنترل شده ۳۴٫۸ و ۵۴٫۸ تن در هکتار برآورد گردید. از لحاظ عملکرد محصول، اختلاف چشمگیری بین شرایط موجود مزرعه و قطعات کنترل شده مشاهده نمی شود. با این حال در مزرعه ۲۰۲ حدود ۴ درصد افت محصول و در مزرعه ۲۰۱ حدود ۱۱٫۶ درصد افزایش محصول در قطعات کنترل شده نسبت به شرایط موجود مزرعه ثبت شده است. با توجه به گستردگی عوامل دخیل در عملکرد محصول نظیر کیفیت خاک، تراکم کشت، آفات و بیماری ها، مدیریت تغذیه و… نمی توان وضعیت عملکرد تولیدی را صرفاً مرتبط با حجم آب مصرفی دانست.
همچنین مقدار سود خالص به دست آمده برای شرایط موجود مزرعه و قطعات کنترل شده در مزرعه ۲۰۱، بترتیب ۶۳۸ و ۵۳۹ میلیون ریال در هکتار و در مزرعه ۲۰۲، معادل ۹۸۰ و ۱۱۱۴ میلیون ریال در هکتار بوده است.
۶- مقایسه شاخص های بهره وری در شرایط موجود و کنترل شده
عدم مدیریت صحيح آب در مزرعه، مهمترین عامل ایجاد اختلاف بین حجم آب مصرفی و نیاز آبی خالص گیاه و در نهايت كاهش بهره وري مصرف آب در مزارع مورد مطالعه شناخته شد. برنامه آبیاری اعمال شده در بیشتر مزارع به صورت سنتی و با نياز واقعی مزرعه تناسب نداشت. به منظور تحلیل دقیق این موضوع، عمق آب آبیاری به صورت روزانه محاسبه شد و با مقدار نیاز آبی واقعی گیاه مورد مقایسه قرار گرفت. نیاز آبی واقعی گیاه نیز بر اساس اطلاعات اقلیمی سال انجام مطالعه و ساير اطلاعات مورد نياز از قبیل مشخصات فیزیکی خاک و مشخصات گیاه، با استفاده از نرم افزار Cropwat تعیین گردید.
شکل زیر نمودار مقایسه بین عمق آب آبیاری کاربردی و مقدار نیاز آبی واقعی گیاه را در تعداد دو مورد از مزارع ۱۲ گانه انتخابی، نشان می دهد. مطابق نمودارهای ارائه شده، عمق آبياري در اوايل و اواسط فصل رشد بيشتر از نياز واقعي محصول پياز بوده و در بيشتر مزارع اختلاف بين اين دو شاخص چشمگير مي باشد.
عمق آب آبیاری کاربردی (خط قرمز) و مقدار نیاز آبی واقعی گیاه (خط آبی) در دو مورد از مزارع منتخب در مرحله اول مطالعه
نكته قابل تأمل در طی بررسي نمودارهاي فوق، اين است كه در صورت عدم وجود محدوديت منابع آب قابل دسترس، انگيزه اي براي كاهش عمق آب آبياري وجود ندارد و به طور كلي برنامه آبياري در بيشتر مزارع نسبتاً ثابت و از انعطاف پذيري كمتري برخوردار مي باشد. تنها در اواخر دوره آبیاری و با توجه به كاهش آبدهی چاه ها در بیشتر مزارع، کاهش عمق آب آبیاری مشاهده می شود.
عمده این اختلاف در اواسط دوره رشد (اردیبهشت تا مرداد ماه) ملاحظه می شود. به طوریکه بیشترین مقدار مازاد آبیاری در تیر ماه و به میزان ۲۴٫۷ میلیمتر در روز گزارش شده است. البته گفتنی است که در برخی مزارع نیز مديريت مناسب آبياري به چشم می خورد.
هدف از اعمال برنامه آبیاری در مرحله دوم مطالعه، کاهش اختلاف بین عمق آب آبیاری و نیاز خالص آبی گیاه می باشد. مقایسه نتایج حاصل از مديريت آبیاری(کاهش ساعات آبیاری) در دو مزرعه با کدهای ۲۰۱ و ۲۰۲ به ترتیب منجر به کاهش ۵۹ و ۷۰ درصدی عمق آب آبیاری در شرايط كنترل شده نسبت به شرایط مدیریت آبیاری توسط کشاورز شده است.
عمق آب آبیاری کاربردی (خط قرمز) و مقدار نیاز آبی واقعی گیاه (خط آبی) در دو مزرعه منتخب در مرحله دوم مطالعه
۱-۶- بهره وری فیزیکی مصرف آب
شکل زیر مقادیر شاخص کارایی مصرف آب (CPD) براي ۱۲ مزرعه پیاز مطالعه شده در مرحله اول مطالعه را نمایش می دهد.
شاخص کارایی مصرف آب برای ۱۲ مزرعه پیاز مطالعه شده در مرحله اول مطالعه
مطابق نمودار فوق، حداقل و حداکثر مقدار شاخص CPD برای مزارع مورد مطالعه، به ترتیب برابر با ۰٫۹۲ و ۶٫۱۷ و به طور میانگین برابر با ۳٫۱۴ کیلوگرم بر مترمکعب می باشد. همانگونه که می دانید، شاخص کارایی مصرف آب تحت تاثیر اثر متقابل حجم آب مصرفي و عملکرد محصول می باشد. مقدار مطلوب این شاخص زمانی به دست می آید که مدیریت مناسبی در مصرف آب و همچنین سایر عوامل، نظیر مديريت مناسب تغذيه اعمال گردد.
بررسی همبستگی بین آب مصرفی و شاخص کارایی مصرف آب نشان مي دهد که با افزایش حجم آب مصرفی، مقدار شاخص کارایی مصرف آب، تقریباً روند کاهشی دارد. به طوریکه افزایش هر ۱۰۰۰ مترمکعب حجم آب مصرفی، به طور ميانگين، سبب کاهش ۰٫۱ کیلوگرم بر مترمکعب شاخص کارایی مصرف آب می شود.
همچنین بررسی کارایی مصرف آب به تفکیک نوع سیستم آبیاری نشان می دهد که میانگین کارایی مصرف آب در اراضی تحت پوشش سیستم آبیاری سطحی، ۲٫۷۹ کیلوگرم بر مترمکعب و در مزارع مجهز به سیستم آبیاری قطره ای نواری، برابر با ۳٫۴۹ کیلوگرم بر مترمکعب می باشد. به عبارت دیگر، کارایی مصرف آب در اراضی تحت پوشش سیستم آبیاری قطره ای نواری، حدود ۲۵ درصد بیشتر از مزارع مجهز به روش آبیاری سطحی است.
شکل زیر، مقادیر شاخص (CPD) محاسبه شده برای دو مزرعه منتخب در مرحله دوم مطالعه و تحت شرایط موجود مزرعه (مدیریت توسط کشاورز) و کنترل شده را نشان می دهد. اعمال راهكارهاي بهبود و به طور مشخص، مديريت آبياري مناسب(کاهش ساعات آبیاری)، منجر به كاهش حجم آب مصرفي و در نهايت افزايش قابل توجه كارايي مصرف آب در قطعات کنترل شده گردیده است. مقدار شاخص مذكور در قطعات کنترل شده نسبت به شرایط موجود در مزارع ۲۰۱ و ۲۰۲ بترتيب ۱۲۲ و ۱۷۲ درصد افزايش داشته است.
شاخص کارایی مصرف آب برای ۱۲ مزرعه پیاز مطالعه شده در مرحله دوم مطالعه
۲-۶- بهره وری اقتصادی مصرف آب
مقادیر شاخص سود ناخالص به ازای واحد حجم آب مصرفی (BPD) برای ۱۲ مزرعه پایش شده در شکل زیر ارائه شده است.
سود ناخالص به ازای واحد حجم آب مصرفی برای ۱۲ مزرعه مطالعه شده
کمترین و بیشترین مقدار BPD برای مزارع پياز به ترتيب برابر با ۱۲ و ۱۱۷ هزار ریال بر مترمکعب می باشد. میانگین این شاخص نیز در مزارع مورد بررسی ۶۸ هزار ریال بر مترمکعب محاسبه شد. میانگین BPD به دست آمده برای مزارع با روش آبیاری سطحی و قطره ای نواری بترتیب برابر ۶۴٫۵ و ۷۱٫۵ هزار ریال بر مترمکعب بدست آمد.
تجهیز مزارع به سیستم آبیاری قطره ای نواری، منجر به افزایش ۱۱ درصدی سود ناخالص به ازای هر واحد حجم آب مصرفی شده است. در شکل زیر مقادیر شاخص BPD به دست آمده برای دو مزرعه در مرحله دوم مطالعه و تحت شرایط موجود مزرعه و کنترل شده نشان داده شده است.
مقادیر شاخص BPD برای دو مزرعه در مرحله دوم مطالعه
با كاهش حجم آب مصرفی در قطعات کنترل شده مزارع ۲۰۱ و ۲۰۲ ، مقدار شاخص BPD ، به ترتيب ۱۲۱ و ۱۷۱ درصد افزايش يافته است. همچنین شکل زیر، مقادیر شاخص سود خالص به ازای هر واحد حجم آب مصرفی (NBPD) را برای ۱۲ مزرعه مطالعه شده نشان میدهد.
مقادیر شاخص سود خالص به ازای هر واحد حجم آب مصرفی برای ۱۲ مزرعه مطالعه شده
كمترين و بيشترين مقدار شاخص NBPD بترتیب ۱۳٫۸- و ۷۱٫۷ هزار ریال بر مترمکعب تعیین شد. همچنین میانگین این شاخص در مزارع مطالعه شده، ۴۰ هزار ریال بر مترمکعب به دست آمده است. مقدار منفی شاخص NBPD مربوط به مزرعه ۱۰۴ مي باشد. در اين مزرعه، عدم مديريت صحيح در مبارزه با آفات و بيماري ها، منجر به كاهش چشمگير تولید و درآمد اقتصادي شده است.
گفتنی است، میانگین شاخص NBPD در مزارع با روش آبیاری سطحی برابر با ۳۷٫۴ هزار ریال بر مترمکعب و در مزارع مجهز به سیستم های آبیاری قطره ای نواری ۴۲٫۶ هزار ریال بر مترمکعب (با یک مزرعه خسارت دیده) برآورد گردید.
البته بدون احتساب مزرعه خسارت دیده، مقدار میانگین شاخص NBPD در مزارع مجهز به سیستم های آبیاری قطره ای نواری، حدود ۵۳٫۹ هزار ریال بر مترمکعب می باشد. به عبارت دیگر، مقدار این شاخص در مزارع مجهز به سامانه آبياري قطره ای نواری، حدود ۴۴ درصد بیشتر از مزارع با روش آبیاری سطحی می باشد.
بررسی تغییرات شاخص NBPD نسبت به حجم آب مصرفی در مزارع مطالعه شده نشان می دهد که با افزایش میزان حجم آب مصرفی، مقدار شاخص سود خالص روند کاهشی نسبي داشته است. بالعکس، بررسی ها مؤید افزایش ۴۰۰ ریال سود خالص به ازای کاهش هر ۱۰۰۰ مترمکعب آب مصرفی است.
میانگین شاخص سود خالص در مزارع با حجم آب مصرفی کمتر از ۱۲٫۵ هزار مترمکعب در هکتار، حدود ۴۹ هزار ریال بر مترمکعب بدست آمد. اما در مزارع با حجم آب مصرفی بیشتر از این مقدار، میانگین مقدار شاخص NBPD حدود ۳۷ هزار ریال بر مترمکعب برآورد گردید. نتایج حاصله نشان مي دهد که حجم آب مصرفی زیاد، لزوماً موجب تولید و سودآوری بیشتر محصول نمی شود. مقادير مربوط به شاخص NBPD محاسبه شده برای دو مزرعه آزمايشي در مرحله دوم مطالعات در شکل زیر قابل مشاهده است.
مقادیر شاخص NBPD برای دو مزرعه منتخب در مرحله دوم مطالعات
کاهش محسوس حجم آب مصرفی در قطعات کنترل شده مزارع ۲۰۱ و ۲۰۲، منجر به افزایش ۹۵ و ۱۷۷ درصدی شاخص NBPD در این قطعات نسبت به شرایط موجود مزرعه شده است. به طور کلی، شيب تغييرات شاخص سود خالص در قطعه کنترل شده مزرعه ۲۰۲ نسبت به مزرعه ۲۰۱ بیشتر بوده است. دليل این امر كاهش قابل توجه حجم آب مصرفي از یک سو و بالا بودن عملکرد توليدی محصول و به تبع آن افزایش درآمد حاصل از فروش، از سوی دیگر می باشد.
۷- نتیجه گیری
در این مطالعه، وضعيت موجود شاخص هاي بهره وري فيزيكي و اقتصادي مصرف آب در مزارع پياز، مورد مطالعه ميداني قرار گرفته است و در مرحله دوم مطالعه، اثر تكنيك ساده و قابل اجراي مديريت آبياري(کاهش ساعات آبیاری) بر ارتقاي راندمان و بهره وري مصرف آب بررسي شده است. نتايج پايش هاي ميداني نشان داد که به دليل آبياري بي رويه و بيش از حد مورد نياز واقعي گياه، حجم آب مصرفي در مزارع پياز قابل ملاحظه می باشد و منجر به افت راندمان كاربرد آب و شاخص هاي بهره وري فيزيكي و اقتصادي می شود.
يكي از دلايل بالا بودن مصرف آب در مزارع پياز، استمرار الگوي اشتباه مديريت آبياري (حفظ بیش از حد رطوبت خاك در طول دوره رشد گیاه) در مزارع پياز مي باشد. عدم كنترل و نظارت بر بهره برداري از منابع آب سطحي و زيرسطحي در حاشيه رودخانه ها، به عنوان دليل اصلي مصرف بي رويه و انگيزه پايين بهره برداران در مديريت بهينه آب می باشد.
از سوي ديگر، با وجود تجهيز برخي از مزارع به سیستم های آبياري قطره اي نواري، حجم آب مصرفي كاهش قابل ملاحظه اي نداشته است. به نظر مي رسد در مزارع با بافت خاک سنگین، همچون مزارع مطالعه شده، امكان حصول به راندمان هاي ۶۰ تا ۷۰ درصد و با اعمال تكنيك هاي ساده مديريتي وجود داشته باشد.
نتايج مرحله دوم مطالعه نشان داد که با اعمال مديريت آبياري صحيح و تنها با اصلاح مدت زمان آبياري، مي توان حجم آب مصرفي را تا حد قابل ملاحظه اي كاهش داد و بهره وري فيزيكي و اقتصادي را بهبود بخشيد. همچنین استفاده از نتايج این مطالعه، ضمن تهيه دستورالعمل ترويجي ساده و قابل فهم براي كشاورزان، با تاكيد بر مديريت آبياري صحيح و متناسب با نياز واقعي مزرعه، مي تواند منجر به كاهش برداشت از منابع آبي در حوضه هاي پرچالش گردد.
