بهینه سازی میزان آب مصرفی در کشت های غالب (گندم- جو- کلزا- ذرت) با استفاده از مدل های شبیه سازی رشد گیاه (wofost ، cgms) در منطقه ماهیدشت- کوزران استان کرمانشاه
چکیده
در این مطالعه یک سیستم جامع و دینامیک جهت برنامه ریزی منابع آب در بخش کشاورزی با ترکیب مدل های شبیه سازی رشد گیاهی، سیستم پایش رشد محصولات کشاورزی (cgms)، سیستم اطلاعات جغرافیایی (gis) و برنامه ریزی خطی تهیه و تدوین گردیده است. سامانه تدوین شده دارای سه زیر سامانه به نام های 1) ارزیابی منابع اراضی، 2) تعیین و برآورد آثار سیاست ها و 3) ارزیابی آثار سیاست ها می باشد. ارزیابی منابع اراضی(بیوفیزیکی) با استفاده از سیستم پایش رشد محصول(cgms) صورت گرفت که این سیستم مدل شبیه سازی رشد گیاهیwofost را به صورت مکانی در واحدهای همگن اعمال می نماید. مدل wofost یک مدل عمومی شبیه سازی رشد محصولات کشاورزی است که توانایی شبیه سازی رشد گیاهان زراعی یک ساله در شرایط پتانسیل و کم آبیاری براساس خصوصیات گیاهی، اطلاعات روزانه هواشناسی و خصوصیات فیزیکی خاک را دارا می باشد. پارامترهای گیاهی مدل (wofost) باید براساس شرایط محلی واسنجی شوند. در این مطالعه پارامترهای گیاهی مدل برای ذرت دانه ای، گندم و جو براساس اطلاعات اخذ شده از مشاهدات مزرعه ای طی سال های 1388 و 1389 در مرکز تحقیقات کشاورزی استان کرمانشاه واقع در ماهیدشت واسنجی گردید. در این تحقیق از سیستم cgms به منظور ارزیابی منابع اراضی در سطح منطقه استفاده شد. در این راستا ابتدا اراضی مناسب برای کشاورزی مشخص و سپس به تعدادی واحد همگن(440 واحد) از نظر خاک و مرز روستا (پارامترهای هواشناسی) تقسیم گردیدند. خصوصیات فیزیکی خاک هر کدام از واحدهای همگن از روی نقشه ها و گزارش های خاکشناسی موجود در منطقه استخراج گردید. پارامترهای روزانه هواشناسی (درجه حرارت حداقل و حداکثر، سرعت باد، فشار بخار ، بارندگی و تشعشع خورشیدی) در مرکز ثقل هر کدام از واحدهای همگن با میانیابی داده های روزانه طولانی مدت 6 ایستگاه هواشناسی درون و یا نزدیک به منطقه بدست آمد. عملکرد و آب مورد نیاز (برای هر دهه) محصولات مورد مطالعه در حالت پتانسیل برای هر کدام از واحدهای همگن با استفاده از سیستم cgms محاسبه شد. از آنجائیکه cgms قادر به درنظر گرفتن آبیاری به صورت مستقیم نبود، لذا برنامه جداگانه ای برای محاسبات زمان و عمق آبیاری تهیه گردید. با استفاده از بکارگیری این برنامه مقدار آب جهت آبیاری در رژیم های 20 و 40 درصد کم آبیاری محاسبه و به بارندگی اضافه گردید. به منظور تعیین آثار سیاست ها برای منطقه یک مدل برنامه ریزی خطی تهیه گردید. در این مدل که به حداکثر رساندن درآمد خالص در واحدهای زراعی عنوان تابع هدف و محدودیت هایی از قبیل محدودیت زمین، محدودیت آب ماهانه و سالیانه، محدودیت نیروی کار و محدودیت تراکتور نیز به عنوان توابع قیود تعیین گردید. مدل با استفاده از نرم افزار gams برنامه نویسی و حل گردید. سناریوهای مورد مطالعه براساس نوع سیستم، قیمت آب و ساعت کارکرد پمپ در طول شبانه روز انتخاب گردید. در بین سناریوهای بررسی شده در دو سیستم آبیاری بارانی و آبیاری سطحی بهترین سناریو آبیاری بارانی با قیمت آب 200 ریال برای هر مترمکعب و ساعت کارکرد پمپ 22 ساعت در شبانه روز تعیین شد. الگوی کشت بدست آمده از این سناریو در سطحی حدود 90000 هکتار درآمد خالصی در حدود 140 میلیارد ریال نصیب کشاورزان منطقه می کند.