دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

 آمار

تعداد نشریات14
تعداد شماره‌ها674
تعداد مقالات7,006
تعداد مشاهده مقاله10,318,173
تعداد دریافت فایل اصل مقاله9,516,962
سلطانی, افشبن, میرکریمی, شهرزاد, جولایی, رامتین, اشراقی, فرشید, میرزائی, عبدالرحمان. (1403). سازگاری به کم‌آبی در تولید گیاهی کشور از طریق بهینه‌سازی الگوی کشت. , 17(4), 125-148. doi: 10.22069/ejcp.2025.23162.2655
افشبن سلطانی; شهرزاد میرکریمی; رامتین جولایی; فرشید اشراقی; عبدالرحمان میرزائی. "سازگاری به کم‌آبی در تولید گیاهی کشور از طریق بهینه‌سازی الگوی کشت". , 17, 4, 1403, 125-148. doi: 10.22069/ejcp.2025.23162.2655
سلطانی, افشبن, میرکریمی, شهرزاد, جولایی, رامتین, اشراقی, فرشید, میرزائی, عبدالرحمان. (1403). 'سازگاری به کم‌آبی در تولید گیاهی کشور از طریق بهینه‌سازی الگوی کشت', , 17(4), pp. 125-148. doi: 10.22069/ejcp.2025.23162.2655
سلطانی, افشبن, میرکریمی, شهرزاد, جولایی, رامتین, اشراقی, فرشید, میرزائی, عبدالرحمان. سازگاری به کم‌آبی در تولید گیاهی کشور از طریق بهینه‌سازی الگوی کشت. , 1403; 17(4): 125-148. doi: 10.22069/ejcp.2025.23162.2655

سازگاری به کم‌آبی در تولید گیاهی کشور از طریق بهینه‌سازی الگوی کشت

مجله تولید گیاهان زراعی
مقاله 7، دوره 17، شماره 4، دی 1403، صفحه 125-148    اصل مقاله (2.86 M)
نوع مقاله: مقاله کامل علمی- پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejcp.2025.23162.2655
نویسندگان
افشبن سلطانی* 1؛ شهرزاد میرکریمی2؛ رامتین جولایی3؛ فرشید اشراقی3؛ عبدالرحمان میرزائی4
1عضو هیأت علمی گروه زراعت، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان،
2استاد ، مدعوگروه اقتصاد کشاورزی، دانشکده مدیریت کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان،
3گروه اقتصاد، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
4دانشجوی دکتری اگرواکولوژی ، گروه زراعت، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان،
چکیده
سابقه و هدف: اضافه برداشت آب در کشور ایران، مانند سرطانی است که در جان طبیعت کشور ریشه دوانده و هر روز فشار بیشتری بر آن وارد می‌کند. بنابراین بایستی برای کاهش این اضافه برداشت آب، برنامه‌ریزی و اقدامات مؤثری در سطح کشور صورت پذیرد. به همین منظور در مطالعه حاضر فرض شده است که برداشت آب از منابع سطحی و زیرزمینی برای کشاورزی در کشور از مقدار فعلی 86 میلیارد متر مکعب در سال به 62 میلیارد متر مکعب در سال (حجم قابل‌برنامه‌ریزی اعلام شده وزارت نیرو) کاهش پیدا کند. سپس با استفاده از برنامه‌ریزی خطی، الگوی کشت فعلی با هدف حداکثرسازی درآمد کشاورزان بهینه‌سازی شد.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه برای هر استان به‌صورت جداگانه اطلاعات سطح زیر کشت، عملکرد در واحد سطح، قیمت و هزینه‌ی تولید (1396-1392) بیش از 30 گونه گیاهی مهم جمع‌آوری گردید. برای برآورد آب مصرفی کشاورزان از یک مدل شبیه‌سازی گیاهی (SSM-iCrop2) که برای شبیه‌سازی رشد، عملکرد و بیلان آب مزرعه برای بیش از 30 گونه گیاهی در کل کشور آزمون و برپا (ست‌آپ) شده بود، استفاده گردید. حل مدل ریاضی با استفاده از نرم‌افزار LINGO انجام گردید.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که کاهش برداشت آب از 86 به 62 میلیارد متر مکعب در سال بدون تغییر الگوی کشت باعث می‌شود سطح زیر کشت آبی کشور 29 درصد کاهش یابد (از 8409 به 5949 هزار هکتار) و درآمد کشاورزان نیز 30 درصد (از 173 به 121 هزار میلیارد ریال) کاهش پیدا کند. اما بهینه‌سازی الگوی کشت باعث شد که کاهش سطح زیر کشت آبی به 18 درصد تخفیف یابد (از 8409 به 6907 هزار هکتار) و درآمد کشاورزان به میزان 9 درصد (از 173 به 190 هزار میلیارد ریال) افزایش پیدا کند؛ یعنی درحالی‌که برداشت آب 28 درصد کاهش یافته است، می‌توان با بهینه‌سازی الگوی کشت از کاهش درآمد کشاورزان جلوگیری کرد. همچنین الگوی کشت بهینه‌شده، صرفه‌جویی قابل‌توجهی در مصرف کود و انرژی ایجاد می‌کند که در شرایط محدودیت منابع انرژی اهمیت زیادی دارد. مهم‌ترین تغییرات در الگوی کشت بهینه‌شده عبارت بودند از افزایش سطح زیر کشت و تولید سیب‌زمینی و سبزی-صیفی (به ترتیب 104 و 76 درصد بیش از نیاز کشور) که باید صادر شوند و کاهش سطح زیر کشت، تولید و در نتیجه افزایش وابستگی به واردات در گیاهان قندی، جو، ذرت سیلویی و یونجه. در الگوی بهینه‌شده وابستگی بالا (بیش از 50 درصد) به دانه‌های روغنی، ذرت دانه‌ای و کنجاله مثل شرایط فعلی (الگوی کشت فعلی) ادامه خواهد داشت.
نتیجه‌گیری: بهینه‌سازی الگوی کشت این امکان را فراهم می‌سازد که بدون کاهش درآمد کشاورزان کاهش برداشت آب به سطح قابل‌برنامه‌ریزی وزارت نیرو ممکن شود. اما کماکان تا حدودی مقداری کاهش سطح زیرکشت آبی و در نتیجه کاهش در خودکفایی برخی محصولات رخ خواهد داد و باید انتظارات از توان تولید گیاهی کشور معقول‌سازی شده و کاهش یابد.
کلیدواژه‌ها
الگوی کشت؛ سازگاری به کم‌آبی؛ برنامه‌ریزی خطی؛ آب قابل‌برنامه‌ریزی؛ بازده اقتصادی
مراجع
  1. National Plan and Budget Organization. (2019). National Program for Adaptation to Water Scarcity in Iran. Collection of reports from the Deputy for Economic Affairs and Program and Budget Coordination. Resistance Economic Affairs and the Economic Council, 13, 1-45. [In Persian] Available at: http://www.mprog.ir
  2. Soltani, A., & Mirzaei, A. (2022). Sustainable Agriculture. Vajegan Sirang Publication. 384 pages. [In Persian]
  3. Soltani, A., Zand, E., Alimagham, S. M., Nehbandani, A., Barani, H., Soltani, E., Torabi, B., Zeinali., E., Mirkarimi, Sh., Joulaei, R., Khosravian, T., Habibpour Kashefi, E., Jafarnode, S., Dadrasi, A., Ghasemi, S., Rahban, S., Pourshirazi, Sh., Bahrehmand, A., Dehghani, A. A., Eshraghi, F., Bahmani, M., Fatah Taleghani, D., Ahmadi, K., Mohammadrezaei, M., Goli, Sh., Alasti, O., Hoseini, R., Zahed, M., Fayyazi, H., Kamari, H., Arabameri, R., Mohammadzadeh, Z., Mohammadi, S., Keramat, S., Sosaraei, N., Asheanvar, M., Ahmadi, M., & Taghdisi Naghib, R. (2019). Analysis of the country's food security until 2050 by modeling the correlation of water, and, food and environment: perspective and necessary policies. Agricultural Research, Education and Extension Organization and Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, research project report [In Persian].
  4. Soltani, A., Alimagham, S. M., Nehbandani, A., Torabi, B., Zeinali, E., Zand, E., Ghassemi, S., Vadez, V., Sinclair, T. R., & van Ittersum, M. K. (2020b). Modeling plant production at country level as affected by availability and productivity of land and water. Agricultural Systems, 183, 102859.
  5. Council of Ministers. (2017). Resolution No. 158969/T 55092H dated 25/02/2018. Available at: https://rc.majlis.ir/fa/law/show/1049049
  6. Choubin, , & Malekian, A. (2013). Relationship between Fluctuations in the Water Table and Aquifer Salinization (Case Study: Aquifer Aspas-Fars Province). Desert Management, 1(1), 13-26 [In Persian].
  7. Zandifar, S. (2019). Investigating the causes of drying up of springs in the Zohreh-Jarahi River basin. Journal of Iran Nature, 4(1), 1-13 [In Persian].
  8. Zhou, Y. & Li, W. (2011). A review of regional groundwater flow modeling. Geosci Front, 2(2), 205-214.
  9. Hosseini, S. H., Musavi-jahromi, S. H., & Mohammad-Valiamani, H. (2023). Investigation of effective factors in the phenomenon of land subsidence in the western area of Tehran province. Water Resources Engineering, 16(58), 69-84 [In Persian].
  10. Dregne H. E. (1998). Desertification Assessment. In: Lal R, Blum WH, Valentine C, Stewart BA (eds) Method of Assessment for Soil Degradation. CRC, New York, 458 Pages.
  11. Li, A., Han, Z., Xu, J., Ma, S., & Huang, G. (2006). Transformation dynamics of desertification in Horqin Sandy Land at the beginning of the 21st century. Acta Geographica Sinica, 61(9), 976–984.
  12. Dargahian, F., Razavi Zadeh, S., & Lotfi Nasab Asl, S. (2018). The role of water resources management as one of the factors contributing in the dust resource activity amplification in southern and southeast parts of Ahwaz. Journal of Iran Narture, 3(4), 26-33 [In Persian].
  13. Tavasoli, A., Tabatabaee, J., Hoseinnia, , Bagherzade,  M., & Jabbari, H. (2016). Rainwater Harvesting for Urmia Island (I.R.Iran) Wildlife. Iranian Journal of Rainwater Catchment Systems, 3(4), 57-71  [In Persian].
  14. Lotfi, A. (2017). The Economics of Ecosystems and Biodiversity for Water and Wetlands. Mehr Sadegh Publication. 108 pages [In Persian].
  15. Ashraf, S., Nazemi, A. & AghaKouchak, A. (2021). Anthropogenic drought dominates groundwater depletion in Iran. Scientific reports, 11(1), 9135.
  16. Soltani, A., Jafarnode, S., Zeinali, E., Gherekhloo, J., & Torabi, B. (2024). Assessing aerobic rice systems for saving irrigation water and paddy yield at regional scale. Paddy and Water Environment, 22(2), 271-284. https://doi.org/10.1007/s10333-023-00966-2
  17. Joolaie, R., Mirkarimi, Sh., Hasanvand M., & Shirani Bidabadi, F. (2016). Management of Optimum Cropping Pattern of Crops in Mazandaran Province Using Goal Programming. Quarterly journal of Agricultural Economics and Development, 24(2), 71-94 [In Persian].
  18. Shariati, H., Motamed Vaziri, B., Goudarzi, M., & Ahmadi, H. (2021). Optimization of Cropping Pattern Using Linear Programming Method and Lingo software in Dehgolan Plain in Kurdistan Province, Iran. Geography and Environmental Sustainability, 11(3), 81-96. [In Persian].https://doi.org/10.22126/ges.2021.6601.2409
  19. Asaadi Mehrabani, M., Banihabib, M. E., & Roozbahany, A. (2018). Fuzzy Linear Programming Model for the Optimization of Cropping Pattern in Zarrinehroud Basin. Iran Water Resources Research, 14(1), 13-24  [In Persian].
  20. Dariane, A. B., Ghasemi, M., Kararmi, F., Azaranfar, A., & Hatami, S. (2021). Crop pattern optimization in a multi-reservoir system by combining many-objective and social choice methods. Agricultural Water Management, 257, 107162. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2021.107162
  21. Jafarzadeh, A., Khaseii, A., & Shahidi, A. (2017). Designing a multiobjective decision-making model to determine optimal crop pattern influenced by climate change phenomenon (case study: Birjand plain). Iranian Journal of Soil and Water, 47(4), 849-859 [In Persian].
  22. Mirzaei, A., Layani, G., Azarm, H., & Jamshidi, S. (2018b). Determination Optimal Crop Pattern of Sirjan County Central Part Based on Stability of Water Resources and Environmental. Agricultural Economics Research, 9(36), 283-304 [In Persian].
  23. Gaffari, A., Montazar, A., & Rahimi Jamnani, A. (2011). Development of an Optimized Cropping Pattern Model Using Analytical Hierarchy Process. Water and Soil, 24(6), 1119-1128 [In Persian]. https://doi.org/10.22067/jsw.v0i0.7495
  24. Hosseinzad, J., Namvar, A., Hayati, B., & Pishbahar, S. (2014). Determination of Crop Pattern with Emphasis on Sustainable Agriculture in the Lands Below the Alavian Dam and its Network. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 24(2), 41-54 [In Persian].
  25. Nozari, H., & Mohseni, V. (2015). Applying System Dynamics Approach for Simulation and Optimization of the Cropping Pattern in Esfahan Right Side Abshar Irrigation and Drainage Network. Iranian Journal of Soil and Water Research, 46(3), 465-474 (In Persian). https://doi.org/10.22059/ijswr.2015.56736
  26. Mirzaee, S., Shahabi Far, M., & Sharifan, H. (2017a). Determining the Optimum Cropping Pattern in Golestan Dam Irrigation and Drainage Network using Genetic Algorithm. Irrigation Sciences and Engineering, 40(3), 181-190 [In Persian]. https://doi.org/10.22055/jise.2017.13261
  27. Aligholinia, T., Ghorbani, K., Rezaie, H., & Ghorbani Nasrabad, G. (2021). Optimization of Crop Pattern Based on Water Footprint Index in Different Climates of Iran. Iranian Journal of Soil and Water Research, 52(1), 66-53 [In Persian]. https://doi.org/10.22059/ijswr.2020.300709.668574
  28. Moghim, S., & Heidariask, B. (2023). A novel method for adjusting cropping patterns to climate change. Journal of Arid Environments, 214, 104979. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2023.104979
  29. Soltani, A., Alimagham, S. M., Nehbandani, A., Torabi, B., Zeinali, E., Dadrasi, A., Zand, E.,Ghassemi, S., Pourshirazi, S., Alasti, O., Hosseini, R. S., Zahed, M., Arabameri, R., Mohammadzadeh, Z., Rahban, S., Kamari, H., Fayazi, H., Mohammadi, S., Keramat, S.,Vadez, V., van Ittersum, M.K., & Sinclair, T. R. (2020a). SSM-iCrop2: A simple model for diverse crop species over large areas. Agricultural Systems, 182, 102855.
  30. Soltani, A., Alimagham, S.M., Nehbandani, A., Torabi, B., Zeinali, E., Zand, E.,Vadez, V., van Loon, M. P., & van Ittersum, M.K. (2020c). Future food selfsufficiency in Iran: A model-based analysis. Global Food Security, 24, 100351. https://doi.org/10.1016/j.gfs.2020.100351
  31. Ministry of Energy. (2018). Statistics and information. Available at: http:// https://isn.moe.gov.ir/
  32. Zare, Sh., Mohammadi, H., Sabouhi, M., Ahmadpour, M., Mohaddes Hoseini, S. A. (2020). Comparing the Policies of Water Extraction Reduction and Irrigation Efficiency Improvement: A Case Study of Razavi Khorasan Province of Iran. Journal of Agricultural Economics and Development, 28(2), 227-259  [In Persian].
  33. Mardani, M., Nikooie, A., Ziaee, S., & Ahmadpour Borazjani, M. (2017). Codifying Regional Cropping Pattern of Agricultural and Horticultural Products in Isfahan Province: Multi-objective Structural Planning Approach. Journal of Agricultural Economics and Development, 30(3), 188-206 [In Persian]. https://doi.org/10.22067/jead2.v30i3.53749
  34. Soltani, A., Nehbandani, A., Zeinali., E., Torabi, B., Zand, E., Ghasemi, S., Alasti, O., Dadrasi, A., Hoseini, R., Alimagham, S. M., Zahed, M., Fayyazi, H., Kamari, H., Arabameri, R., Mohammadzadeh, Z., Rahban, S., Pourshirazi, Sh., Mohammadi, S., & Keramat, S. (2018). Preparing a atlas of the yield gap and production potential of important agricultural plants in the country under current and future climatic conditions. Agricultural Research, Education and Extension Organization and Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, research project report. 286 pages [In Persian].
  35. van Ittersum, M., Cassman K.G., Grassini, P., Wolf, J. Tittonell, P., & Hochman, Z. (2013). Yield gap analysis with local to global relevance-A Review. Field Crops Research, 143, 4-17.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 455
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 334


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب