پديد آورندگان :
الستي، اميد دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه زراعت، گرگان , زينلي، ابراهيم دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه زراعت، گرگان , سلطاني، افشبن دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه زراعت، گرگان , ترابي، بنيامين دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه زراعت، گرگان
كليدواژه :
پتانسيل عملكرد , عملكرد واقعي , گيگا , مناطق اقليمي
چكيده فارسي :
مقدمه: جو (Hordeum vulgare) سازگاري بسيار خوبي به خشكي و شوري به‌عنوان مهم‌ترين عوامل محدود كننده توليد گياهان زراعي در ايران دارد. اين سازگاري به‌علاوه كاربرد گسترده اين گياه در تغذيه دام، موجب كشت سالانه حدود 1/77 ميليون هكتار جو شده است كه حدود 1/04 ميليون هكتار آن ديم است. مطالعات گذشته حاكي از وجود اختلاف قابل توجه بين عملكرد واقعي گياهان زراعي و عملكرد پتانسيل آن‌ها مي‌باشد كه ميزان آن به چگونگي مديريت مزرعه بستگي دارد. در واقع، خلأ عملكرد ظرفيت افزايش توليد گياهان زراعي از طريق بهينه‌سازي عمليات مديريت توليد را نشان مي‌دهد. مطالعه حاضر با هدف برآورد خلأ عملكرد و توليد جو در شرايط ديم در ايران، به‌عنوان اولين قدم براي برنامه‌ريزي به منظور افزايش پايدار توليد اين گياه زراعي مهم انجام شد.
مواد و روش‌ها: اين مطالعه بر اساس دستورالعمل اطلس جهاني خلأ عملكرد (گيگا) انجام شد. تعيين مناطق اقليمي اصلي زير كشت جو ديم به عنوان نخستين گام در مطالعه حاضر، با استفاده از نقشه‌هاي پهنه‌بندي اقليمي گيگا، پراكنش زمين‌هاي زير كشت جو ديم و لايه ايستگاه‌هاي هواشناسي كل كشور انجام پذيرفت. پس از تعيين مناطق اقليمي اصلي (DCZ) و ايستگاه‌هاي هواشناسي مرجع (RWS)، اطلاعات 15 سال زراعي (1394- 1379) شامل مديريت زراعي، هواشناسي و خاك در هر منطقه جمع‌آوري شد. اين اطلاعات براي برآورد مقادير عملكرد پتانسيل در سطح ايستگاه‌هاي مرجع كشت جو ديم به عنوان يكي از مؤلفه‌هاي محاسبه مقدار خلأ عملكرد مورد نياز است. برآورد پتانسيل عملكرد دانه جو توسط مدل SSM-iCrop2 با استفاده از داده‌هاي 15 ساله مذكور صورت پذيرفت. همچنين، اطلاعات عملكرد واقعي در سطح ايستگاه‌ها به عنوان يكي ديگر از مؤلفه‌هاي تخمين خلأ عملكرد جمع‌آوري شد. در نهايت، با استفاده از دستورالعمل گيگا، مقادير خلأ عملكرد دانه جو به‌ترتيب براي RWSها، DCZها و كل كشور برآورد شد.
يافته‌ها: در مطالعه حاضر، 17 منطقه اقليمي اصلي به عنوان مناطق اصلي كشت جو ديم در ايران شناسايي شدند كه 38 ايستگاه هواشناسي مرجع در آن‌ها قرار دارد. طبق نتايج، پتانسيل عملكرد جو ديم در مناطق اقليمي اصلي با ميانگين 2723 كيلوگرم در هكتار بين 1072 تا 4002 كيلوگرم در هكتار متغير است. همچنين، عملكردهاي واقعي محاسبه شده در DCZها 390 تا 1510 و به‌طور متوسط 1009 كيلوگرم در هكتار بود. در مناطق اصلي توليد جو ديم ايران از 615 تا 3125 كيلوگرم در هكتار و به‌طور متوسط 1714 كيلوگرم در هكتار معادل 53 تا 82 درصد (به‌طور متوسط 63 درصد) خلأ عملكرد وجود دارد. بنابراين، با در نظر گرفتن 80 درصد از پتانسيل عملكرد به‌عنوان عملكرد قابل دستيابي، مي‌توان از طريق بهينه‌سازي عمليات مديريت توليد، عملكرد جو ديم كشور را از 1009 كيلوگرم در هكتار فعلي به 2178 كيلوگرم در هكتار افزايش داد. بر اساس اين يافته‌ها، در صورت افزايش عملكرد به سطح عملكرد قابل حصول ميزان توليد جو كشور در شرايط ديم از 1/05 ميليون تن فعلي به 2/26 ميليون تن خواهد رسيد كه مي‌تواند ميزان واردات جو از ساير كشورها را به ميزان 1/22 ميليون تن كاهش دهد.
نتيجه‌گيري: بر اساس نتايج اين مطالعه، 85 درصد از جو ديم كشور در 17 منطقه اقليمي مختلف توليد مي‌شود. با توجه به وجود بيش از 50 درصد خلأ عملكرد (1714 كيلوگرم در هكتار (معادل 63 درصد)) در سطح مزارع جو ديم كشور، با در نظر گرفتن 80 درصد از اين خلاً عملكرد به‌عنوان خلأ قابل مديريت، توليد جو ديم در ايران 1/22 ميليون تن مي‌تواند افزايش يابد كه به لحاظ اقتصادي و امنيت غذايي براي كشور حائز اهميت است. دستيابي به عملكرد پتانسيل در سطح مزارع كشاورزان با توجه به محدوديت‌هاي موجود امكان پذير نيست، اما نزديك شدن به عملكرد قابل حصول با بهبود شرايط مديريت زراعي مي‌تواند هدف دست‌يافتني در شرايط حاضر به‌حساب بيايد.
چكيده لاتين :
Background and objectives: Barley (Hordeum vulgare. L) is well adapted to drought and saline conditions as the most important limiting factors for crop production in Iran. This consistency, as well as widespread application in animal feeding, are the reasons for cultivating approximately 1.77 million hectares of barley, in which, 1.04 million hectares was attributed to rainfed barley. The previous studies demonstrated that there was a significant difference between the actual and potential yield of crops due to farm management condition. According to the calculated yield loss, the optimized crop field management is necessary to increase agricultural production. This study was aimed to estimate the yield and production gap of barley under rainfed condition as the first step in the terms of the schematization of stable increase in Iran.
Materials and Methods: This study is conducted based on the Global Yield Gap Atlas (GYGA) Protocol. As the first step in the implementation of present study, the main rainfed barley harvested areas were determined using GYGA climate zones and the distribution of rainfed barley harvested area maps and the country's meteorological station points layer. After defining the designated climate zones (DCZs) and the reference weather stations (RWSs), the collected data (2000-2014) of agronomic management, meteorological and soil characteristics in each region were employed to estimate the potential yield at the RWSs of rainfed barley as one of components of the yield gap calculation. Estimating barley potential yield under water-limited condition (Yw) was carried out by SSM-iCrop2 during 15 growing seasons. Moreover, the actual yield (Ya) data of rainfed barley was collected at the RWS level as another constituent for yield gap calculation. In the end, the estimated rainfed barley yield gap (Yg) in the RWSs was aggregated to DCZs and finally country-level.
Results: In the current study, 38 RWSs within 17 DCZs of rainfed barley harvested areas were identified. The results showed that the average Yw was estimated 2723 kg. ha-1 and the range varied from 1072 to 4002 kg. ha-1. Ya range in the zones were calculated between 390 and 1510 with average of 1009 kg. ha-1. The results illustrated that there was a significant correlation between mean rainfall and maximum temperature during anthesis to harvest maturity period and Yw within 17 DCZs. Hence, with simultaneous increase in rainfall and decrease in average maximum temperature during this phenological period, concomitantly, the Yw value has been amplified. Yg values was estimated between 615 to 3125 kg. ha-1 (equivalent to 53 to 82% of yield gap (%)) with an average of 1714 kg ha-1. Improving the current management conditions to advance toward the attainable yield (Ya) (equivalent to 80% of Yw) in farmers' lands, can increase the average yield of rainfed barley from 1009 to 2178 kg ha-1. Based on the results, the country's production will grow from 1.05 million tons to 2.26 million tons in rainfed conditions through increasing yield to the level of attainable yield (80% of potential yield). The rate of barley import from other countries will decrease due to improvement in the production.
Conclusion: Our results showed 85 percent of rainfed barley production had been attributed to 17 designated climate zones. Due to the presence of 63% yield gap in rainfed barley fields, by considering 80% of this value as exploitable yield gap, the production can be increased to about 1.22 million tons which is appreciable for the economical and food security issues in Iran. It is not feasible to achieve the potential yield at the farmer level owing to existing constraints, but approaching the attainable yield by improving field management conditions can be accessible in the current situation.
