4-12 شروع کشت (تاریخ کشت).. 143

4-13 طول دوره رشد کینوا.. 144

4-14 آنالیز ریسک تولید.. 145

فصل پنجم: نتیجه ­گیری نهایی و پیشنهادها.. 149

5-1 نتیجه ­گیری­نهایی.. 149

5-2 پیشنهادها.. 151

منابع.. 155

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                      صفحه

 

جدول 3-1 آمار هواشناسی ایستگاه هواشناسی شهرستان هفتکل طی مدت اجرای آزمایش (سال 93-1392).. 70

جدول 3-2 خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک مزرعه در زمان شروع آزمایش (سال 93-1392).. 71

جدول 3-3 میانگین پارامترهای هواشناسی مربوط به سال های 1383 تا 1393   81

جدول 3-4 برخی پارامترهای تجزیه شیمیایی خاک.. 88

جدول 3-5 پارامترهای گیاهی مربوط به مراحل فیزیولوژیکی کینوا   90

جدول 4-1 تجزیه واریانس صفات فیزیولوژیک.. 104

جدول4-2 برش­دهی اثر متقابل تاریخ کاشت و سطوح تأمین آب بر شاخص سطح برگ   104

جدول4-3 مقایسه میانگین سطوح تأمین آب در هر تاریخ کاشت بر میزان شاخص سطح برگ.. 105

جدول 4-4 تجزیه واریانس صفات مورفولوژیک.. 106

جدول4-5 برش­دهی اثر متقابل تاریخ کاشت و آبیاری بر تعداد شاخه­های فرعی   107

جدول4-6 مقایسه میانگین سطوح آبیاری در هر تاریخ کاشت بر تعداد شاخه­های فرعی.. 107

جدول4-7 برش­دهی اثر متقابل تاریخ کاشت و آبیاری بر ارتفاع بوته   108

 

جدول4-8 مقایسه میانگین سطوح آبیاری در هر تاریخ کاشت بر ارتفاع بوته   108

جدول4-9 برش­دهی اثر متقابل تاریخ کاشت و آبیاری بر قطر ساقه   110

جدول4-10 مقایسه میانگین سطوح آبیاری در هر تاریخ کاشت بر قطر ساقه   110

جدول4-11 برش­دهی اثر متقابل تاریخ کاشت و آبیاری بر تعداد خوشه در بوته   111

جدول4-12 مقایسه میانگین سطوح آبیاری در هر تاریخ کاشت بر تعداد خوشه در بوته.. 112

جدول4-13 تجزیه واریانس عملکرد و اجزاء عملکرد   113

جدول4-14 برش­دهی اثر متقابل تاریخ کاشت و آبیاری بر تعداد دانه در خوشه   115

جدول4-15 مقایسه میانگین سطوح آبیاری در هر تاریخ کاشت بر تعداد خوشه در بوته.. 115

جدول4-16 برش­دهی اثر متقابل تاریخ کاشت و آبیاری بر وزن هزار دانه   117

جدول4-17 مقایسه میانگین سطوح آبیاری در هر تاریخ کاشت بر وزن هزار دانه.. 117

جدول4-18 برش­دهی اثر متقابل تاریخ کاشت و آبیاری بر عملکرد دانه   118

جدول4-19 مقایسه میانگین سطوح آبیاری در هر تاریخ کاشت بر عملکرد دانه   119

جدول4-20 برش­دهی اثر متقابل تاریخ کاشت و آبیاری بر شاخص برداشت   123

جدول4-21 مقایسه میانگین سطوح آبیاری در هر تاریخ کاشت بر شاخص برداشت   123

جدول 4-22 ضرایب همبستگی ساده بین عملکرد و اجزای عملکرد   125

جدول 4-23 نتایج حاصل از واسنجی مدل برای برخی صفات و عملکرد   127

جدول 4-24 پارامترهای مورد استفاده شبیه­سازی.. 127

جدول 4-25 پارامترهای واسنجی شده برای واکنش کینوا به شبیه­سازی   128

جدول 4-26 پتانسیل عملکرد کینوا برآورد شده برای شهرستان­های دیم استان خوزستان.. 136

جدول 4- 27 مقدار پتانسیل عملکرد کینوا مناطق تقسیم­بندی شده در خوزستان.. 139

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

عنوان                                               صفحه

 

شکل 1-1 نمایش گرافیکی مفاهیم CC و LAI 14

شکل 1-2 معرفی نرم­افزار ETOCalculator. 15

شکل 3-1 نمای یک کرت آزمایشی.. 72

شکل 3-2 نقشه کلی طرح آزمایشی.. 72

شکل 3-3 بذر کینوا رقم سانتا ماریا.. 73

شکل 3-4 تهیه زمین.. 74

شکل 3-5 نمای یک کرت کاشته شده و جوانه زدن کینوا   75

شکل 3-6 آبیاری اولیه به روش آبپاشی و آبیاری کرتی   75

شکل 3-7 کرت تنک شده و کرت وجین شده.. 76

شکل 3-8 سم­پاشی.. 77

شکل 3-9 مرحله برداشت کینوا.. 78

شکل 3-10 ساختار محاسباتی AquaCrop. 83

این مطلب را هم بخوانید :

شکل 3-11 نمایش منوی اصلی مدلAquaCrop. 85

شکل 3-12 نمایش منوی اصلی نرم­افزار ET0Calculator. 86

شکل3-13 معرفی اطلاعات هواشناسی به نرم­افزار ET0Calculator. 87

شکل 3-14 نمایی از چگونگی ذخیره­سازی فایل محاسباتی نرم­افزار جهت معرفی به مدل.. 87

شکل 3-15 معرفی اطلاعات نوع خاک به مدل.. 88

شکل 3-16 معرفی اطلاعات گیاه به مدل.. 90

شکل 3-17 معرفی طول دوره شبیه­سازی به مدل.. 92

شکل3-18 معرفی شرایط رطوبتی اولیه به مدل.. 92

شکل 3-19 نمایش نمونه ­ای از نتایج عددی مدل.. 93

شکل 3-20 نمایش نمونه ­ای از نتایج گرافیکی مدل   93

شکل 3-21 معرفی نرم­افزار Rainbow.. 99

شکل 3-22 نمایش منوی اصلی نرم­افزار Rainbow.. 99

شکل4-1 تأثیر تاریخ کاشت بر عملکرد بیولوژیک.. 120

شکل4-2 تأثیر آبیاری بر عملکرد بیولوژیک.. 121

شکل 4-3 مقایسه روند تغییرات سایه­انداز شبیه­سازی شده و مشاهده شده در طول دوره رشد کینوا.. 129

شکل 4-4 مقایسه روند تجمع ماده خشک اندام­های هوایی در طول دوره رشد کینوا.. 131

شکل 4-5 مقایسه بین ماده خشک کل شبیه­سازی و مشاهده.. 133

شکل 4-6 مقایسه بین عملکرد دانه شبیه­سازی شده و مشاهده شده   134

شکل 4- 7 احتمال (50%) تولید عملکرد کینوا در مناطق دیمخیز خوزستان در خاک لومی­رسی در سال­های مختلف (2004-2014)… 138

شکل 4- 8 احتمال (50%) طول دوره رشد کینوا در مناطق دیم­خیز استان خوزستان در سال­های مختلف (2014- 2004)… 138

شکل 4- 9 پهنه­بندی مناطق مختلف خوزستان بر حسب پتانسیل عملکرد دانه   141

شکل4- 10 پهنه­بندی مناطق دیم­خیز استان خوزستان بر مبنای مقدار بارندگی   142

شکل4- 11 پهنه­بندی مناطق دیم­خیز استان خوزستان برای شروع کشت   143

شکل4- 12 پهنه­بندی مناطق دیم­خیز استان خوزستان بر مبنای طول دوره رشد کینوا.. 144

شکل4- 13 توزیع احتمال عملکرد (عملکرد بیش از یک مقدار معین) در مناطق دیم خوزستان.. 145

 

 

 

 

 

فصل اول

مقدمه

 

از جمله ارکان اصلی توسعه پایدار هر کشور، تأمین غذای کافی با قیمت مناسب برای افراد آن جامعه است. در عصر حاضر با توجه به محدودیت منابع و افزایش روزافزون جمعیت و در نتیجه افزایش تقاضا برای محصولات غذایی، ایجاب می­ کند از منابع محدود به نحو بهینه استفاده شود (کمالی و همکاران، 1387). مدیریت پایدار منابع نیازمند سیاست­ها و برنامه ­ریزی­هایی بر پایه اطلاعات از این منابع است (فائو[1]، 1996).

برنامه ریزی دقیق برای مدیریت پایدار منابع و تولید در مقیاس منطقه­ای مستلزم در اختیار داشتن برآورد قابل قبولی از عملکرد محصولات زراعی است تا بتوان با تعیین نیاز بازار مصرف در مورد توسعه کاشت یک محصول یا کاهش آن و یا سایر برنامه ­ریزی­های مرتبط با نظام­های تولید در سطح کلان به نوعی پیش آگاهی دست یافت. به نظر می­رسد آنچه باید در گام نخست مورد توجه قرار گیرد این است که چه گیاهی باید در هر منطقه خاص توسعه یابد، چه مدیریت­هایی باید در زمینه­سازی آن مورد توجه قرار گیرند و چه مدیریت­های جایگزینی را می­توان در نیل به این هدف پیشنهاد کرد (لانسیگان[2] و همکاران، 1998). در این راستا پهنه­بندی آگرواکولوژیکی به عنوان ابزاری برتر برای تحقیقات دقیق می ­تواند کمک زیادی به محققین کند.

پهنه­بندی اگرواکولوژیکی برای شناسایی پتانسیل­ها و محدودیت­های منابع مرتبط به کار برده می­شود. بوم­ کشت­ها به عنوان واحدهای جغرافیایی پایه بکار گرفته می­شوند و اطلاعات محلی و منابع مرتبط با رشد گیاهان زراعی و توانایی بالقوه آن­ها مورد استفاده قرار می­گیرند. استفاده تخصصی از زمین­های کشاورزی و مدیریت سیستم زمین بر طبق پتانسیل­ها و محدودیت­های پهنه­های اگرواکولوژیکی، بهترین راه برای دستیابی به پایداری در سیستم­های تولید می­باشد (فائو، 1978).

با توسعه مدل­های شبیه­سازی رشد گیاهان، بانک­های اطلاعات جغرافیایی (GIS)[3] محققین تلاش گسترده­ای را برای پهنه­بندی اگرواکولوژیک محصولات مختلف در مقیاس منطقه­ای آغاز کرده­اند. در این روش با تقسیم کردن یک منطقه جغرافیایی به واحدها یا پهنه­هایی همگن با حداکثر شباهت از نظر خصوصیات خاک و اقلیم، عملکرد پتانسیل محصول زراعی در هر پهنه بوسیله یک مدل شبیه­سازی پیش ­بینی شده و با انتقال نتایج به محیط GIS نقشه عملکرد پتانسیل در مقیاس منطقه­ای تهیه می­شود (فیشر[4] و همکاران، 2002 ). با بهره گرفتن از این روش مناطق زراعی مناسب کشت گیاهان مشخص شده و از کشت محصولات در مناطقی که از کارایی کمی برخوردارند، جلوگیری می­شود. به این ترتیب عملاً کشت محصولات زراعی بر اساس نیازهای واقعی آن­ها در عرصه­های زراعی مشخص شده و نظام­های پایدار زراعی طرح­ریزی می­شوند.

ایران در جغرافیای جهانی در منطقه خشک قرار گرفته و با توجه به فقر منابع آبی، منابع طبیعی تجدید شونده آن از حساسیت و شکنندگی زیادی برخوردار هستند که عدم توجه کافی و بهره ­برداری بدون برنامه و غیر اصولی باعث تخریب هر چه بیشتر این منابع خدادادی خواهد شد. بنابراین لزوم مطالعه و  برنامه ­ریزی دقیق کاملاً محسوس است. با وجود اهمیت این موضوع، تحقیقات انجام شده در ایران در ارتباط با پهنه­بندی و پتانسیل­یابی محصولات زراعی بسیار محدود بوده و عمدتاً بر روش­های اقلیمی و برآورد کیفی متمرکز هستند. افزایش تولیدات زراعی برای تغذیة جمعیت در حال رشد کشور، اولویت اصلی بخش کشاورزی کشور است. توسعة سطح زیر کشت و بکارگیری اراضی با حاصلخیزی پائین یکی از راهکارهای موجود برای افزایش تولیدات زراعی است.

استان خوزستان نیز با بیش از سه میلیون اراضی دارای پتانسیل کشت و کار، علی رغم وجود    دشت­های وسیع در مناطق مختلف متأسفانه به دلایل مختلف از جمله وجود تنش­های غیرزنده محیطی مانند خشکی، شوری، گرما، سرما، و عدم حاصل­خیزی خاک و نهایتاً عملکرد پائین توجیه اقتصادی نداشته و امکان کشت و بهربرداری از اراضی توسط گیاهان زراعی مرسوم امکان پذیر نیست. تحت چنین شرایطی استفاده از گیاهان جدید و متحمل به تنش­های محیطی یک راهکار کارآمد برای افزایش تولیدات زراعی است.

گیاه جدید کینوا[5] که از طرف سازمان خواروبار جهانی (FAO[6]) به عنوان یک استراتژی برای امنیت غذایی دنیا معرفی شده است (رزاقی[7] و همکاران، 2012) که ضمن دارا بودن پروتئین بالا نسبت به شرایط نامساعد محیطی متحمل بوده (بنل حبیب[8] و همکاران، 2004) و امکان تولید اقتصادی در چنین اراضی را خواهد داشت. کینوا گیاهی است که در شرایط بسیار سخت محیطی کشت می­شود (گرتز[9] و همکاران، 2009) و به تنش­های خشکی (واچر[10]، 1998) سرما و گرما (بویس[11] و همکاران، 2006؛ جکوبسن[12] و همکاران، 2005 ) و شوری خاک (جکوبسن و همکاران، 2003) متحمل بود و در بیشتر خاک­ها از شنی تا رسی با اسیدیته 5/4 تا 9 (گرتز و همکاران، 2009) و شوری بیش از 40 دسی­زیمنس بر متر می ­تواند رشد نماید (رزاقی و همکاران، 2011، هاریادی[13] و همکاران، 2011). بنابراین تعیین مناطق قابل کشت و پهنه­بندی آن­ها بر مبنای توان تولید اولین گام در توسعه کشت گیاه کینوا است.

1-1 بیان مسأله و ضرورت اجرای تحقیق

در سیستم‌های زراعی دیم مناطق خشک، معمولاً تولید محصول ناپایدار و آسیب‌پذیر است (نصیری‌محلاتی و کوچکی 1389، آبلدو[14] و همکاران، 2008)، چون عملکرد و تولید محصول تابع شرایط آب و هوایی به ویژه بارندگی است و در سال‌های مختلف دارای نوسانات قابل توجهی است (نصیری محلاتی و کوچکی 1380، سینگ[15] و همکاران، 2001، لوبل[16] و همکاران، 2009). تعیین پتانسیل عملکرد و ریسک تولید در هر منطقه نقش به­سزایی در برنامه ­ریزی­های کلان کشاورزی، تخصیص بهینه منابع و افزایش بهره­وری مصرف منابع دارد (لوبل و همکاران، 2009؛ باهیتیا[17] و همکاران، 2008؛ وان آیترسام[18] ، 2013). پتانسیل عملکرد در شرایط دیم هر منطقه، عملکرد یک رقم زراعی سازگار با آن منطقه است که تحت بهترین شرایط مدیریت مزرعه رشد نماید. در واقع عملکرد یک ژنوتیپ خاص تحت شرایط فراهم بودن آب و عناصر غذایی و محیطی عاری از هر گونه علف­هرز، آفت یا بیماری است. تحت این شرایط رشد گیاه توسط عوامل محیطی یعنی میزان تشعشع خورشیدی، دما، غلظت CO2 و نیز خصوصیات گیاه یا واریته زراعی تعیین می­شود. اما تحت شرایط دیم که آب آبیاری تحت کنترل زارع نیست، عملکرد تابع میزان بارندگی و خصوصیات خاک نیز است که به این عملکرد تحت چنین شرایطی پتانسیل عملکرد دیم با حداکثر عملکرد قابل دستیابی گفته می­شود (اندرزیان و همکاران، 2008: لوبل و همکاران، 2009: وان آیترسام و همکاران، 2013: اولیور و روبرتسون[19] ، 2013).

تعیین پتانسیل عملکرد در هر منطقه از طریق اجرای آزمایش­های مزرعه­ای بلند مدت با مدیریت مطلوب امکان پذیر است (لوبل و همکاران، 2009؛ وان آیترسام و همکاران، 2013). اگر چه ممکن است خود با چالش­های متفاوتی مواجه باشد. با توجه به اینکه اجرای چنین آزمایشاتی برای هر منطقه، در دوره­ های بلند مدت که مبین اقلیم منطقه باشد مستلزم صرف نیروی انسانی، وقت و سرمایه فراوان است (اندرزیان و همکاران،2008؛ نصیری محلاتی و کوچکی، 1388؛ هاتچمن[20] و همکاران، 2012؛ وان آیترسام و همکاران، 2013)، یک روش جایگزین مناسب برای برآورد پتانسیل عملکرد، استفاده از مدل­های شبیه­سازی فرایندگرای گیاهان زراعی است (لوبل و همکاران، 2009؛ وان آیترسام و همکاران، 2013؛ اندرزیان،1393). با تلفیق خروجی این مدل­ها در سیستم اطلاعاتی جغرافیایی (GIS) می­توان بینش جزئی از پتانسیل عملکرد گیاه و پهنه بندی تولید آن ارائه نمود. یکی از مدل­هایی که هم اکنون توسط فائو توسعه داده شده و دارای کاربردهای متنوعی در مدیریت مزرعه و پهنه­بندی آگرواکولوژیکی و اگروکلیماتیکی است نرم افزارAquaCrop می­باشد (آرایا[21] و همکاران، 2010؛ اندرزیان و همکاران، 2011). هدف پژوهش حاضر منطقه­بندی مناطق دیم­خیز استان خوزستان برای اولین بار به­منظور مدیریت توزیع و مصرف بهینه منابع براساس پتانسیل اقلیمی­زراعی هر منطقه، تعیین پتانسیل و ریسک تولید در دیم­زارهای استان با بهره گرفتن از مدل AquaCrop، برای گیاه جدید کینوا است.

1-2 فرضیه ­ها

1. گیاه کینوا می ­تواند گیاه مناسبی برای کشت در شرایط دیم استان خوزستان باشد.
2. پتانسیل تولید کینوا در مناطق دیم استان خوزستان یکسان نیست.

1-3 اهداف

1. تعیین تاریخ کاشت مناسب کینوا درمناطق دیم استان خوزستان