ارزیابی مناطق مستعد کشت گندم آبی از نظر هزینه‌های اقتصادی و کاهش مصرف آب در شهرستان-های استان آذربایجان‌غربی

مقدمه

گندم (Tritcum aestivum L.) به عنوان یکی از اصلی­ترین مواد غذایی بشـر و مهم­تـرین محصول زراعی و ماده غذایی در کشور ما، از جایگاه ویژه­ای برخوردار است. از حدود 11 میلیون هکتار سطح محصولات سالانه برداشت شده در ایران در سال 1396-1395، حدود 65/7 میلیون هکتار، معادل 55/69 درصد به غلات اختصاص داشته است. محصول گندم با 1/71 درصد، عمده­ترین محصول غله کشور است و مساحت زیر کشت گندم در استان آذربایجان‌غربی، 361990 هکتار است که از این سطح، 93950 هکتار آن به کشت آبی اختصاص دارد و سهم استان آذربایجان­غربی از کل تولید گندم کشور، 2/3 درصد می­باشد (Ebadzadeh et al., 2017). همچنین، عمده­ترین محصول وارد شده به کشور نیز گندم است که این امر، نشان­دهنده اهمیت این محصول است (Layani et al., 2016). با توجه به مصرف و تقاضای زیاد این محصول در جهان، تغییر در میزان تولید آن می­تواند در بازار جهانی اثر گذارد و قیمت آن را تحت تاثیر قرار دهد. طبق گزارش سازمان خواروبار و کشاورزی ملل متحد، تولید کل غلات جهان، حدود 587/2 میلیارد تن بوده است که حدود722 میلیون تن از آن به گندم اختصاص داشته است و از نظر سطح زیر کشت نیز گندم در درجه اول اهمیت قرار دارد (FAO, 2018). بـرآورد هزینه­های تولید به تفکیک نهاده، درآمد و قیمت تمام شده این محصـول مـی­توانـد برای سیاستگذاران در اتخاذ سیاست­های مناسب موثر باشد. برآورد درآمد یک محصول خاص، موضوع مورد علاقه جهانی است (Shao et al., 2001) و مقوله­های مهمی مانند فقر، امنیت غذایی و گرسنگی، رشد و توسـعه اقتصـادی، عـدالت اقتصـادی و غیره از جمله مسائلی هستند که ارتباط تنگاتنگی با بحث درآمد دارند. مدیریت کارای منابع کشاورزی، به‌میزان زیادی به توسعه پایدار اقتصـادی و اجتمـاعی مربـوط می­شود (Shao et al., 2001) و در این رهگذر، بحث هزینه­های تولید از جمله مسائل مهم است.

شرایط خاص اقلیمی ایران که خشکی و پراکنش نامناسب زمانی و مکانی بارندگی، واقعیت انکارناپذیر آن است، هرگونه تولید مواد غذایی و کشاورزی پایدار را منوط به استفاده صحیح و منطقی از منابع محدود آب کشور کرده است. در همین راستا می­توان گفت که آب آبیاری، مهم­ترین نهاده تولید کشاورزی است. تنها در صورت بهینه­سازی و افزایش کارآیی مصرف آب در بخش کشاورزی، می­توان به استفاده بهینه از آب دست یافت. کارآیی یا بهره­وری آب، به مقدار ماده خشک گیاهی تولید شده به ازای هر مترمکعب آب آبیاری مصرف شده، گفته می­شود. برای افزایش کارآیی مصرف آب، به مجموعه­ای از یک سامانه کارآمد زراعی، شامل مهار آب، انتقال آب تا مزرعه، توزیع یکنواخت و صحیح آب در مزرعه، اتخاذ روش صحیح آبیاری، عملیات کاشت و داشت صحیح، رعایت دقیق مسائل به­زراعی و به­نژادی نیاز است
 (Heydari Pour et al., 2014). Abbasi et al  (2017b) متوسط راندمان کاربرد آب آبیاری محاسبه شده با روشDorenbos & Pruitt  (1977) را برای محصولات مهمی مانند گوجه­فرنگی (72)، پسته (5/69)، مرکبات (4/65)، باغ­ها (9/63)، ذرت علوفه­ای (1/59)، چغندرقند (8/58)، یونجه (8/58)، برنج (5/56)، سویا (4/54)، ذرت دانه­ای (6/53)، سیب­زمینی (7/52)، نیشکر (9/51)، گندم (8/51)، کنجد (6/50)، پنبه (3/45)، جو (2/37) و حبوبات(9/33)، به درصد عنوان محاسبه کردند. به­دلیل محدودیت منابع آب، از حدود ۳۷ میلیون هکتار اراضی مستعد کشاورزی، فقط 8/7 میلیون هکتار به صورت فاریاب کشت می­شود؛ از طرف دیگر، از ۸۹ میلیارد مترمکعب آب استحصال شده، حدود ۸۳ میلیارد مترمکعب آن به بخش کشاورزی اختصاص دارد. میزان کنونی تولیدات کشاورزی فاریاب در کشور، بیش از 68 میلیون تن است؛ یعنی به ازای هر مترمکعب آب مصرف شده، تقریبا 8/0 کیلوگرم محصول تولید می­شود که در مقایسه با کشورهای پیشرفته (5/1 کیلوگرم بر مترمکعب)، رقم پایینی است که با توجه به رشد جمعیت، میزان تولید محصولات آبی در افق سال ۱۴۰۰ باید به حداقل ۱۸۶ میلیون تن برسد. برای رسیدن به این مهم باید مدیریت آب، به‌ویژه مدیریت توزیع و مصرف آن در مزرعه بهبود یابد. از آن گذشته، باید به نوع گیاهی که کشت می­شود نیز توجه داشت. به‌عنوان یک عمل منطقی، همواره توصیه می­شود که محصولاتی کاشته شوند که بهره­وری آب در آن‌ها بیشتر است؛ بنابراین باید متوسط بهره­وری آب به یک تا دو کیلوگرم در مترمکعب افزایش یابد
(Abbasi et al., 2017a).

میزان مصرف آب در گیاهان مختلف متفاوت است و در یک گیاه نیز این میزان، تابع شرایط اقلیمی، بافت خاک، نوع سیستم تأمین و توزیع آب می­باشد، به­عبارت دیگر، میزان مصرف آب در گندم، علاوه بر این‌که در شهرستان­های مختلف دارای مقادیر متفاوتی است، در یک شهرستان نیز این مقادیر مصرف در طول دوره رشد و نوع سیستم آبیاری، تغییرات زیادی دارد. با توجه به استراتژیک بودن گندم و این‌که مهم­ترین محصول زراعی کشور است و نقش بارزی در تأمین تغذیه مردم دارد، اگر با توجه به نیازمندی­های آبی این محصول، بتوان مناطق مساعد کشت آن را شناسایی نمود و محدودیت­ها یا توانمندی­هایی که اقلیم در محیط ایجاد کرده است را شناسایی کرد، عملا می­توان به عملکرد بیشتری در واحد سطح دست یافت که خود سبب بهبود شرایط اقتصاد کشاورزی و سطح درآمد کشور خواهد شد. بنابراین در این مطالعه تلاش شد تا سامانه­های آبیاری مختلف (سنتی و مدرن) در تولید گندم در این منطقه و همچنین استفاده از ارقام مقاوم به خشکی گندم (پیشگام و میهن) از لحاظ میزان مصرف آب مورد بررسی و مقایسه قرار گیرند.

مواد و روش­ها

استان آذربایجان­غربی، در محدوده جغرافیایی 44 درجه و 30 دقیقه تا 47 درجه و 23 دقیقه طول شرقی و 35 درجه و 58 دقیقه تا 39 درجه عرض شمالی، در شمال­غرب ایران واقع شدهاست و با وسعت  4/37411 کیلومترمربع، 25/2 درصد از مساحت کشور را به خود اختصاص داده است. شمالی­ترین و غربی‌ترین نقطه جغرافیایی ایران، شهرستان ماکو است. وجود کوه­های مرتفع و قرار گرفتن آن‌ها در مسیر انواع جریان­های آب و هوایی و نیز دریاچه ارومیه در شرق، باعث تنوع آب و هوایی در استان شده است. دمای استان در قسمت­های مختلف متفاوت است و بر اساس طبقه­بندی اقلیمی، از نیمه خشک بسیار سرد در شمال غرب و جنوب ­شرق تا بسیار مرطوب سرد در جنوب غرب (سردشت) استان متغیر می­باشد.

جهت جمع آوری اطلاعات، 17 شهرستان (اشنویه، خوی، پیرانشهر، تکاب، پلدشت، چالدران، چایپاره، سردشت، سلماس، شاهین­دژ، شوط، ماکو، مهاباد، میاندوآب، نقده و ارومیه) انتخاب شدند و در هر شهرستان بسته به اقلیم، به سه روستا مراجعه شد و از هر روستا، سه زارع به صورت تصادفی انتخاب شدند و پرسشنامه تهیه شده از قبل، تکمیل شدند و نمونه‌برداری لازم انجام شد. برای تعیین هزینه­های تولید، هزینه­های تهیه زمین (شخم، دیسک و لولر)، کاشت (هزینه خرید بذر و هزینه کشت با ردیف­کار)، داشت (مبارزه با علف­های هرز و کود­دهی)، برداشت (هزینه کمباین) و هم­چنین هزینه اجاره یکسال زمین در نظر گرفته شد. برای تعیین درآمد یک هکتار گندم، عملکرد محصول گندم در هکتار به قیمت دانه به اضافه کاه گندم ضرب شد. سود خالص در هر هکتار، از تفریق هزینه تولید از درآمد محصول به‌دست آمد. مقدار آب مصرفی سنتی در هر هکتار، بسته به منابع تامین آب در مناطق مختلف استان، از طریق کنتور آب (موتور پمپ از چاه) و پارشال فلوم (از آب­های جاری) اندازه­گیری شد. عملکرد گندم با خود اظهاری زارعین و تکمیل فرم­های تنظیم شده، تعیین شد. کارآیی مصرف آب از تقسیم مقدار محصول تولید شده بر مقدار آب مصرفی در هکتار تعیین شد. آب مصرفی توسط ارقام مقاوم به خشکی (پیشگام و میهن)، با کاهش یک­بار آبیاری که 20 درصد از آب مصرفی را کاهش داد، تعیین شد (Golinedjad & Eivazi, 2019).

برای آنالیز داده­ها از طرح آشیانه­ای با سه سطح شهرستان (کل 17 شهرستان استان)، سه روستا در هر شهرستان و سه زارع در هر روستا استفاده شد
 (Yazdi Samadi et al., 2006). تجزیه آماری داده­ها با نرم افزار MSTATC و مقایسه میانگین­ها از طریق آزمون چند دامنه ای دانکن انجام شد. برای رسم شکل‌ها، از نرم افزار Excel استفاده شد. 

نتایج و بحث

تجزیه واریانس داده ها (جدول 1) نشان داد که بین سطوح شهرستان­های استان، روستاهای هر شهرستان و کشاورزان هر روستا از نظر هزینه تولید، درآمد محصول، سود خالص، آب مصرفی به روش آبیاری سنتی و مدرن، آب صرفه­جویی شده با آبیاری مدرن، عملکرد محصول، کارآیی مصرف آب به روش آبیاری سنتی و مدرن، آب مصرفی ارقام مقاوم به خشکی، کل آب صرفه­جویی شده با آبیاری مدرن و ارقام مقاوم (به استثنای درآمد و سود خالص محصول در بین شهرستان­های استان)، اختلاف آماری معنی­داری وجود داشت.

جدول 1- نتایج آنالیز واریانس (میانگین مربعات) صفات اندازه­گیری شده در گندم

Table 1. Variance analysis (mean of squares) of measured traits in wheat

^*، _** و ^ns: به‌ترتیب معنی‌دار در سطح احتمال خطای پنج و یک درصد و عدم وجود اختلاف معنی‌دار.

^*, ^** and ^ns: Significant at the 5% and 1% of probability levels and non-significant, respectively.

شهرستان خوی (شکل 1)، بیش­ترین هزینه تولید گندم (02/21 میلیون ریال در هکتار) را داشت و شهرستان­های مهاباد و شوط، به‌ترتیب بعد از خوی در رده بعدی قرار گرفتند. در بین شهرستان­های استان، کم­ترین مقدار هزینه صرف شده برای تولید گندم آبی در شهرستان بوکان با مقدار 32/10 میلیون ریال در هکتار بود؛ این مقدار، 90/50 درصد کمتر از مقدار هزینه صرف شده برای تولید گندم در شهرستان خوی بود (شکل 1). بیش­ترین درآمد محصول از شهرستان­های نقده و ارومیه، به‌ترتیب با 79/79 و 11/75 میلیون ریال در هکتار مشاهده شد و بعد از این دو شهرستان، به­ترتیب شاهیندژ، سردشت، خوی، تکاب، چایپاره و مهاباد در رده­های بعدی قرار گرفتند. شهرستان شوط نیز کم­ترین مقدار درآمد را برای محصول گندم داشت (شکل 2). طی پژوهشی در ترکیه، درآمد خالص در حالت بدون تنش، هزینه تولید و درآمد خالص برای شرایط کم­آبی، به‌ترتیب 1/39، 21/14 و 89/24 میلیون لیر ترکیه در هکتار و نسبت درآمد ناخالص به هزینه تولید، 75/2 و برای شرایط آبیاری تکمیلی به‌ترتیب 38/70، 86/23 و 52/46 میلیون لیر در هکتار و نسبت درآمد ناخالص به هزینه تولید 95/2 گزارش شد که نشان­دهنده افزایش سود خالص به میزان 87 درصد نسبت به شرایط کم­آبی است (Oweis et al., 2001). گزینش روش آبیاری از سوی کشاورزان، در پی تصمیم آن‌ها به افزایش تولید محصول و کارایی است. بخشی از این تصمیم­ها، در راستای کاهش هزینه­های زراعی است که به علت سهم عمده هزینه آب در مجموع هزینه­های زراعی تولید محصول بوده است؛ به‌طوری‌که طبق برآورد انجام شده، سهم نهاده آب از کل هزینه­های متغییر زراعی تولید گندم، 33 درصد بوده است
 (Caswell & Zilberman, 1986).

شکل 1- مقایسه میانگین هزینه تولید گندم در شهرستان‌های استان آذربایجان­غربی.

Figure 1. Mean comparison of production cost in West Azerbaijan counties.

شکل 2- مقایسه میانگین درآمد محصول گندم در شهرستان‌های استان آذربایجان­غربی.

Figure 2. Mean comparison of production income in West Azerbaijan counties.

بیش­ترین مقدار سود خالص حاصل از گندم (شکل 3) را شهرستان نقده داشت و ارومیه بعد از این شهرستان قرار گرفت. کم­ترین مقدار سود خالص نیز از شهرستان شوط، با 28/46 درصد کاهش نسبت به سود خالص کشت گندم در شهرستان نقده حاصل شد. بررسی ضرایب همبستگی صفات (جدول 2) نشان داد که سود خالص محصول، رابطه منفی معنی­داری (۰۱/۰≥P) با آب مصرفی داشت. (2010) Namara et al بهبود مدیریت آب کشاورزی را در جهت کاهش فقر، ضروری دانسته­اند. آن‌ها معتقدند که مدیریت آب کشاورزی، باعث بهبود بهره­وری و تولید، تثبیت درآمد و تشویق به استفاده از نهاده­های با بازده بیشتر می­شود. در مطالعات انجام شده پیشین (Varma & Namara, 2006; Panahi et al., 2013; Taherabadi, 2013)، فقدان نظام مالی و اعتباری برای پرداخت وام به کشاورزان از سوی دولت و نبود بنیه مالی قوی کشاورزان، از مهم­ترین موانع و محدودیت­های به‌کارگیری مدیریت بهینه منابع آب در نظام کشاورزی ذکر شده­اند.

شکل 3- مقایسه میانگین سود خالص محصول گندم در شهرستان های استان آذربایجان­غربی.

Figure 3. Mean comparison of net income in West Azerbaijan counties.

جدول 2- ضرایب همبستگی بین صفات اندازه­گیری شده در گندم

Table 2. Correlation coefficients among traits of wheat

^*، _** و ^ns: به‌ترتیب معنی‌دار در سطح احتمال خطای پنج و یک درصد و عدم وجود اختلاف معنی‌دار.

^*, ^** and ^ns: Significant at the 5% and 1% of probability levels and non-significant, respectively.

اصول علم آبیاری در جهت بهینه­سازی مصرف آب می­باشند و درواقع مصرف بهینه آب، همان کاربرد عملی علم آبیاری در عرصه کشاورزی است. استفاده از راه­کارهای مدیریتی به‌منظور افزایش شاخص کارآیی مصرف آب در مزارع کشاورزی، یکی از گزینه­های عملی برای مقابله با کم­آبی است، به طوری که در تحقیق حاضر، آب مصرفی در روش آبیاری سنتی در شهرستان ماکو با مقدار 8/7638 مترمکعب در هکتار، بیش­ترین بود و میزان آب مصرفی در روش کشت سنتی گندم آبی شهرستان­های شوط و پلدشت کمتر از شهرستان ماکو بود و چایپاره کم­ترین میزان آب مصرفی (11/4111 مترمکعب در هکتار) را داشت (شکل 4).

شکل 4- مقایسه میانگین آب مصرفی به روش سنتی در محصول گندم در شهرستان های استان آذربایجان­غربی.

Figure 4. Mean comparison of used water in traditional irrigation in West Azerbaijan counties.

مطالعه انجام شده در پنج مزرعه گندم شهرستان همدان که از سامانه آبیاری سنتی استفاده می­کردند، میانگین عملکرد را 5887 کیلوگرم در هکتار و حجم آب مصرفی را 5007 مترمکعب در هکتار و بهره­وری مصرف آب را 18/1 کیلوگرم بر مترمکعب اعلام نمودند (Ghasemi Nejad Raeini et al., 2012). همچنین در تحقیق دیگری، اثرات سه سامانه آبیاری بارانی، قطره­ای (تیپ) و جویچه‌ای بر چندین رقم گندم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادکه تفاوت بین ارقام از نظر عملکرد معنی­دار نبود. مقدار بهره­وری مصرف آب آبیاری در روش آبیاری تیپ، بارانی و جویچه­ای (بدون در نظر گرفتن بارندگی مؤثر)، به‌ترتیب 6/1، 1/1 و 69/0 کیلوگرم به ازای واحد آب مصرفی بود (Ghadami Firouzabadi et al., 2017). در روش مدرن آبیاری گندم در تحقیق حاضر، بیش­ترین و کم­ترین مقدار آب مصرفی به­ترتیب به شهرستان پلدشت (33/4003 مترمکعب در هکتار) و چایپاره (89/2288 مترمکعب در هکتار) تعلق داشت که میزان آب مصرفی پلدشت و ماکو، اختلاف معنی­داری با یکدیگر نداشتند (شکل 5). آب صرفه­جویی شده در روش مدرن آبیاری گندم نسبت به روش سنتی در شهرستان ماکو، بیش­ترین مقدار (33/3733 مترمکعب در هکتار) را داشت (شکل 6) که حاکی از هدررفت آب و مصرف بسیار بالای آب در روش سنتی برای کشت گندم در این شهرستان بود. از طرفی، کم­ترین مقدار صرفه­جویی آب نیز در شهرستان چایپاره بود؛ در این شهرستان، آب مصرفی در آبیاری مدرن و سنتی گندم نیز در مقایسه با دیگر شهرستان­های استان، کم­ترین مقدار را داشت، اما به‌طورکلی در تمام شهرستان­های استان، مقادیر آب مصرف شده در آبیاری مدرن، به‌طور معنی­داری نسبت به آبیاری سنتی کمتر بود (شکل 4، شکل 5). با توجه به مصرف بیش از حد انرژی در کشور و همچنین کاهش منابع آبی، تنها راه برای گذر از بحران کم­آبی، صرفه­جویی یا همان بهینه­سازی مصرف آب است که مناسب­ترین و منطقی­ترین راه­حل برای گذر از بحران­های موجود از جمله دوران­های کم­آبی به‌نظر می­رسد. صرفه­جویی در مصرف آب با استفاده از روش­های نوین برای آبیاری مانند قطره­ای، بارانی، کوزه­ای، تراوا زیرزمینی، تانکر و ... می­تواند در دوران کم­آبی بسیار موثر باشد. برای مدیریت و صرفه­جویی مصرف آب در شبکه باید زمان و مقدار آب مورد نیاز هر مزرعه مشخص شود. اگر بتوان مقدار آب مصرفی هر مزرعه را اعلام نمود، زارعین در مصرف و توزیع آب در مزرعه دقت بیشتری می‌نمایند و از تلفات آب به مقدار قابل­توجهی کاسته خواهد شد.

شکل 5- مقایسه میانگین داده­های آب مصرفی به روش مدرن در محصول گندم در شهرستان های استان آذربایجان­غربی.

Figure 5. Mean comparison of used water in modern irrigation in county of West Azerbaijan.

6- مقایسه میانگین داده­های آب صرفه جویی شده در روش مدرن در شهرستان های استان آذربایجان­غربی

Figure 6. Mean comparison of saved water in modern irrigation in county of West Azerbaijan.

با توجه به تأکید سیاستگذاران آب کشور بر صرفه‌جوئی و استفاده بهینه از این نهاده با ارزش در بخش کشاورزی (به­عنوان بزرگ­ترین مصرف­کننده آب در کشور)، به نظر می­رسد که اصلاح سامانه­های سنتی آبیاری، یکی از عملی­ترین راه­کارهای موجود در این زمینه باشد. در تحقیقی که توسط
et al.  (2010) Jackson ، روی دو سامانه آبیاری غرقابی و سنترپیوت انجام شد، نتایج نشان داد جایگزینی سامانه آبیاری مدرن به جای آبیاری سنتی، منجر به کاهش کاربرد آب به میزان 10 تا 16 درصد شد. عملکرد محصول گندم در شهرستان نقده با مقدار 67/4986 کیلوگرم در هکتار، بیش­ترین مقدار را به خود اختصاص داد (شکل 7) و شهرستان ارومیه با عملکرد 44/4694 کیلوگرم در هکتار در بین شهرستان­های استان، در رده دوم قرار گرفت. شهرستان شوط با 22/35 درصد کاهش نسبت به شهرستان نقده، کمترین مقدار را داشت. مقدار عملکرد محصول این گیاه در شهرستان­های بوکان، پیرانشهر، پلدشت، چالدران، سلماس، ماکو و میاندوآب، اختلاف معنی­داری با یکدیگر نداشتند (شکل 7).

شکل 7- مقایسه میانگین داده­های عملکرد محصول گندم در شهرستان های استان آذربایجان­غربی.

Figure 7. Mean comparison of wheat yield in West Azerbaijan counties.

2017) Mahmoudan et al.) عنوان کردند که عملکرد گندم در سامانه زراعی مدرن، بیشتر از سامانه­های زراعی سنتی بود، در حالی­که کیفیت پایین­تری از دیدگاه عوامل محیطی (اقلیمی، توپوگرافی و خاک) نسبت به سامانه­های زراعی رایج داشت. در واقع زارعین پیشرفته، با مدیریتی قوی که خود نشأت گرفته از دانش تخصص کشاورزی است و تا حدی با مصرف نهاده بیش­تر (آب و کود)، توانستند با وجود شرایط محیطی نامناسب­تر از مزارع رایج، به عملکردیبالاتر و با اختلافی چشم­گیر دست یابند. شاید افزایش عملکرد در مزارع پیشرفته، با توجه به پتانسیل محیطی این مزارع، چندان میسر نباشد و یا حداقل به­راحتی میسر نباشد، اما قطعا در مزارع رایج، با بهینه نمودن عملیات زراعی و تصمیمات مدیریتی می­توان به عملکرد اقتصادی مطلوبی رسید (Mahmoudan et al., 2017). در پژوهش حاضر مشخص شد که شهرستان نقده، بیشترین عملکرد، درآمد و سود خالص را داشت. همچنین بررسی ضریب همبستگی صفات، حاکی از رابطه مثبت معنی­دار (۰۱/۰≥P) عملکرد محصول با درآمد محصول و سود خالص از آن و کارایی مصرف آب در روش مدرن آبیاری داشت (جدول 2).
 (2002) Michaley گـزارش کـرد کـه سطوح مختلـف تخلیـه آب در آبیـاری گنـدم و جـو، بـر عملکرد آن‌ها مؤثر است؛ به­طوری­که بـالاترین عملکـرد در تیماری با  35درصد تخلیه رطـوبتی مشـاهده شـد و ایـن بــرای منــاطقی مانند حــوضه رودخانه کلرادو کــه قیمــت آب ارزان اســت، مقرون به صـرفه مـی­باشـد و ایـن تیمـار حدود دو میلیون دلار نسبت به تیمار 50 درصـد، افـزایش درآمد داشته است.

راندمان­های آبیاری، یکی از مهم­ترین شاخص­های کلیدی در برنامه­ریزی­های کلان تامین، تخصیص و مصرف اصولی آب در بخش­های مختلف از جمله بخش کشاورزی به شمار می­رود. کارایی مصرف آب روش سنتی (شکل 8) در شهرستان­های چایپاره، سردشت، ارومیه، نقده و تکاب، بدون اختلاف معنی­دار آماری، بیش­ترین مقدار بود، در حالی­که در روش مدرن آبیاری (شکل 9)، این مقدار برای شهرستان­های چایپاره، میاندوآب، نقده و سردشت بیش­ترین بود و شهرستان­ میاندوآب به لحاظ میزان عملکرد نسبت به شهرستان­های مختلف استان، غیر از شهرستان شوط، مقدار عملکرد کمتری را داشت، ولی به لحاظ آب مصرفی، جزو شهرستان­هایی با کم­ترین مقدار آب مصرفی در روش مدرن آبیاری بود.

شکل 8- مقایسه میانگین کارآیی مصرف آب  به روش سنتی در محصول گندم در شهرستان های استان آذربایجان­غربی.

Figure 8. Mean comparison of water use efficiency in traditional irrigation in West Azerbaijan counties.

شکل 9- مقایسه میانگین کارآیی مصرف آب  به روش مدرن در محصول گندم در شهرستان های استان آذربایجان­غربی.

Figure 9. Mean comparison of water use efficiency in modern irrigation in West Azerbaijan counties

در روش مدرن آبیاری، کم­ترین کارآیی مصرف آب نیز به شهرستان‌های ماکو و شوط، بدون اختلاف معنی­دار آماری با یکدیگر تعلق داشت (شکل 9). از جمله دستاوردهای این پژوهش، افزایش 106 تا 152 درصدی شاخص کارآیی مصرف آب در شهرستان­های ماکو و نقده در آبیاری مدرن نسبت به روش سنتی آبیاری بود که گامی عملی در جهت افزایش درآمد کشاورز، کمک به تداوم فعالیت­های کشاورزی در روستاها، کاهش مصرف نهاده­های کشاورزی (بویژه آب) و در نهایت کمک به پایداری تولید محصولات کشاورزی در شرایط خشکسالی و کم­آبی­های اخیر محسوب می­شود. تحقیقات (2004) Liu et al. نشـان دادند که در کم­آبیاری، میزان ذخیره رطوبتی خاک بسـیار مـوثر است، به­طوری­که کمبود رطوبت در گندم، سبب کـاهش رشد اندام­های هوایی و فتوسنتز مـی­شود. بـا آگـاهی از رابطه عملکرد محصول و مصرف آب در شرایط کم­آبی، می­توان شرایط بهبود کارآیی مصرف آب را فراهم نمود ؛به بیان دیگر، بهبود کارایی مصرف آب، تولید بیشـتر بـه ازای هر واحد آب مصرفی می­باشد و اجرای تکنیـک­هـای کـم­آبیاری ،راه­کاری جهت نیل به این مقصود می­باشد. تعیین کارآیی مصرف آب، مورد توجه محققین زیادی قرار داشته است. بسیاری از آن‌ها، میزان کارآیی مصـرف آب را بـرای گندم بین یک تا 2/1 کیلوگرم بـر متـر مکعـب آب خـالص مصرفی گزارش نموده­اند. با توجه به شاخص کاربرد آب، استفاده از آبیاری بارانی، سبب صرفه­جویی 60 درصدی در مصرف آب نسبت به سامانه آبیاری سطحی می­شود (Liu et al., 2004). بررسـی کــارآیی مصــرف آب گنــدم در طــی ســال­های 82-77 در مناطق شمالی ایران (مناطق کرج- مشهد و ارومیه) نشان داد که دامنه تغییرات کارایی مصرف آب گندم در مناطق مذکور، برابـر بـا 4/0- 3/1 کیلوگرم بر متر مکعب بود که نسـبت بـه دامنـه گزارش شده توسط سازمان خواروبار جهانی (FAO, 2012)، 8/0 تا یک کیلوگرم بر مترمکعب بالاتر بود و حـداکثر کارایی مصرف آب گنـدم، برابر با 73/1 کیلوگرم بر متر مکعب در منطقه کرج و ارومیه در شرایط کاربرد کم آبیاری حاصل شد (Keikhani & Ganji Khoramdel, 2016). بدیهی است کـه اخـتلاف مقادیر کـارآیی مصـرف آب در  نقاط مختلف، مربوط به رقم، مـدیریت زراعـی و شـرایط اقلیمی، خاک، آب و روش آبیاری می­باشد. نتایج تحقیق (2013) Kafi & Hosein Panahi بیانگر این بود که در دشـت مشـهد، بدون آبیاری در فصل بهار گنـدم عملکرد رضایت‌بخشی ندارد و مراحل ساقه­دهی و گلدهی، حساس­تـرین مراحـل نمـوی گندم نسبت بـه تـنش خشـکی بـود و آبیـاری در هـر دو مرحلــه مــذکور بــرای حصــول عملکــرد بــالا در شــرایط محدودیت آب ضروری است. با انجام یک طرح تحقیقاتی، میزان عملکرد گندم در مزرعه­ای با سامانه آبیاری بارانی در شهرستان شهرکرد،6200  کیلوگرم بر هکتار و حجم آب مصرفی را 5368 مترمکعب بر هکتار و کارآیی مصرف آب را 15/1 کیلوگرم بر مترمکعب اعلام نمود (Haghighati, 2013). در ارزیابی مزرعه­ای در سه شهرستان چناران، تربت­حیدریه و تربت­جام ،به‌ترتیب در سه مزرعه با سامانه­های سطحی، قطره­ای و بارانی، کارآیی محاسبه­شده برای گندم، به‌ترتیب 38/0، 76/0 و 44/0 کیلوگرم بر مترمکعب گزارش شد (Nirizi & Helmi Fakhrdavood, 2004). (2001) Asadi et al کارآیی مصرف آب گندم در شهرکرد را 61/0 تا 35/1 کیلوگرم در مترمکعب اعلام کرده­اند. بر اساس نتایج، میانگین شاخص کارآیی مصرف آب محصول زراعی گندم (دانه) برای مناطق کرمان، همدان، مغان، گلستان و خوزستان،  73/0 کیلوگرم بر مترمکعب اندازه­گیری شد (Heydari, 2011).

در مطالعه دیگری، مقادیر کارآیی مصرف آب 10 محصول زراعی انتخابی با استفاده از نتایج 67 طرح تحقیقاتی انجام شده طی سال­های 1372 تا 1385 در ایستگاه­های تحقیقاتی13 استان کشور، تعیین شد. بر اساس نتایج این بررسی، میانگین کارآیی مصرف آب گندم، جو، برنج، چغندرقند، ذرت، پنبه (بذر)، یونجه، سیب­زمینی، گوجه­فرنگی و کنجد، به‌ترتیب 62/1، 37/2، 42/0، 53/0، 17/1، 61/0، 89/0، 74/2، 77/6 و 11/0کیلوگرم بر مترمکعب بود (Montazar & Kosari, 2007).  اخیرا، متوسط کارآیی مصرف آب در کشور، 32/1 کیلوگرم بر مترمکعب و رشد سالیانه آن در 11 سال اخیر، 041/0 کیلوگرم بر مترمکعب گزارش شده است (Abbasi et al., 2017b). نتایج اندازه­گیری در 21 مزرعه نشان داد که عملکرد گندم در تمام مزارع، از 2000 تا 5104 کیلوگرم در هکتار و میانگین کارآیی مصرف آب از 39/0 تا 29/1 کیلوگرم بر متر مکعب متغیر بود. میانگین حجم آب مصرفی گندم در سامانه­های آبیاری بارانی و سطحی، 7/4181 متر مکعب در هکتار بود. بالاترین مصرف آب در مزارع زیر پوشش چشمه­ها، به میزان 4626  متر مکعب بر هکتار به ثبت رسید. تعیین راندمان سامانه­های آبیاری موجود و ارزیابی نحوه کار آن‌ها، از مهم­ترین و ضروری­ترین اقدامات لازم برای تصمیم­گیری و تصمیم­سازی­های مرتبط با مصرف بهینه آب، الگوی کشت و کاهش تلفات آب آبیاری است. از نظر توزیع مکانی داده­ها در استان­های مختلف، فراوانی داده­ها نشان­دهنده آن است که در اغلب مناطقی که شبکه‌های بزرگ آبیاری وجود دارد (مانند شبکه­های واقع در استان­های خوزستان، اصفهان، فارس، گلستان، آذربایجان­غربی، قزوین، اردبیل، گیلان، کرمان)، داده‌های اندازه­گیری شده راندمان بیشتر است. راندمان آب آبیاری در استان­های آذربایجان­غربی، اردبیل، ایلام، فارس، قزوین، مازندران، مرکزی، همدان، کهکیلویه و بویر احمد و گیلان، از 55 درصد فراتر و بیشتر از استان­های دیگر است (Abbasi et al., 2017b). 

نتایج ارزیابی راندمان کل آب آبیاری نشان می­دهد که این مقدار راندمان آب آبیاری با راندمان کل آبیاری در کشورهای در حال توسعه، فاصله چندانی ندارد که با توجه به روند رو به رشد تکنولوژی­ها و برنامه­ریزهای صحیح، در آینده نزدیک به آن کشورها خواهیم رسید؛ اما در مقایسه با کشورهای توسعه­یافته، مقدار راندمان کل فاصله بیشتری دارد. شرکت مدیریت منابع آب ایران، راندمان انتقال و توزیع شبکه مدرن را برای سال آبی 94-1393 مقدار 85 درصد گزارش شده است (Anon, 2015). Torknejad & aghaee (2005) با بررسی صرفه اقتصادی روش­های آبیاری تکمیلی گندم در سرآرود کرمانشاه طی سال­های 2002 تا 2003 گزارش شد که روش آبیاری قطره­ای، مقرون به صرفه بوده است ولی بسته به مساحت زمین و مقدار آب نیز می­تواند تغییر کند، اما میزان بهره­وری در آبیاری قطره­ای، دو برابر بیشتر از آبیاری سنتی می­باشد.

در استفاده از ارقام مقاوم گندم (پیشگام و میهن) برای کشت، مصرف آب این ارقام در روش آبیاری سنتی و مدرن در شهرستان­ ماکو، بالاترین مقدار را داشت (شکل 10)، درحالی‌که در شهرستان چایپاره، کم­ترین مقدار آب مصرفی در روش سنتی و مدرن با این ارقام بدست آمد. کم­ترین مقدار آب مصرفی، هم در روش آبیاری سنتی و هم روش مدرن آبیاری، در این شهرستان در کشت ارقام معمولی مشاهده شد (شکل 11).

شکل 10- مقایسه میانگین مصرف آب با ارقام مقاوم به خشکی گندم در محصول گندم در شهرستان های استان آذربایجان­غربی.

Figure 10. Mean comparison of used water with drought resistant cultivars in West Azerbaijan counties.  

خشکی یکی از مهم­ترین تهدیدهای جهانی برای تولید مواد غذایی است. علاوه بر این، تغییرات آب و هوا و افزایش جمعیت جهان، ابعاد این مشکل را گسترده­تر می­نمایند. به­طورکلی، خشکی مخرب­ترین تنش غیرزنده است که تولید محصولات زراعی را بسیار پایین می­آورد و به­نژادی در حل این چالش توانایی زیادی ندارد (Heydari Roodballi et al., 2016). اما یکی از راه­حل­های این مشکل، ایجاد ارقام جدید با تحمل بیشتر نسبت به تنش خشکی است (Takeda & Matsuoka, 2008). Austin et al (1989) گزارش کردند که عملکرد گندم در شرایط تنش در مرحله گرده­افشانی و بعد از آن، کاهش قابل توجهی را نسبت به شرایط بدون تنش داشته است. با توجه به تسریع پیری برگ­ها، کاهش فتوسنتز جاری گیاه و کوتاه شدن مدت زمان مراحل نموی گیاه در اثر تنش خشکی، تعداد دانه در سنبله و وزن دانه که از اجزای بسیار مهم عملکرد دانه می­باشند، کاهش می­یابد (Emam & Niknejhad, 2011). اگرچه افت10 درصدی عملکرد گندم در واکنش به تنش خشکی در مرحله ابتدای ظهور سنبله­ها، در برخی از پژوهش­ها گزارش شده است (Bauder, 2001)، اما مقدار افت عملکرد، بستگی کامل به رقم گندم داشت (Dencic, 2000) و عواملی مثل کندی رشد ساقه و ریشه (Moemeni et al., 2008)، افزایش تنفس نوری (Lawlor, 2002) و یا کاهش مواد فتوسنتزی ساخته شده در واحد سطح برگ (Passioura, 1988) در شرایط تنش خشکی می­توانند از دلایل افت عملکرد محسوب شوند. معمولاً تنش­های رطوبتی قبل از ظهور سنبله، با کاهش تعداد پنجه­ها، باعث کاهش تعداد سنبله بارور و در نهایت عملکرد محصول می­شود. این امر ناشی از ویژگی خودتنکی (Self-Thinning)  است که در واکنش به کمبود منابعی مانند رطوبت رخ می‌دهد (Chu et al., 2010).

شکل 11- مقایسه میانگین آب مصرفی گندم در آبیاری مدرن به همراه ارقام مقاوم در شهرستان های استان آذربایجان­غربی.

Figure 11. Mean comparison of total saved water in modern irrigation with drought resistant cultivars in West Azerbaijan counties. 

نتایج تحلیـل اقتصـادی کـم­آبیـاری گنـدم توسط (2002) Fardad & Golkar برای گندم پـاییزه در کـرج نشــان داد کــه عملکــرد دانــه 5900 کیلــوگرم در هکتــار مربوط به ارتفاع 400 میلی­متر آب آبیـاری بـوده است وحـداکثر درآمد 2750000 ریال در هکتار، به 405 میلی­متـر آب در آبیاری کامل تعلق داشت؛ همچنین در شرایط محـدودیت زمـین، حداکثر سود با کاهش 20 درصد آب مصرفی به­دست آمد و سود حاصل از کاهش 40 درصد آب مصرفی برابر بـا سـود آبیاری کامل بود. برای اعمال روش کـم­آبیـاری، شـناخت شرایط محیطی که رشد گیاه را تحت تأثیر قرار می­دهند، از اهمیت ویژه­ای برخوردارند.

نتیجه­گیری کلی

نکته مهمی که در این منطقه آذربایجان­غربی باید مورد توجه قرار گیرد، وضعیت منابع آب موجود در  منطقه است که به­دلیل کم­آبی­های اخیر، منابع آب آن حت فشار است (هر چند در این مناطق، میزان نیاز آبی برای گندم کم است). همچنین، درخصوص کشت ندم باید توجه داشت که عملکرد آن در ایران پایین است؛ از طرفی برای کشت گندم در هر منطقه و با توجه به اقلیم و شرایط آب و هوا، میزان آب مورد نیاز در هر هکتار ثابت است؛ بنابراین به ازای تولید گندم در هر هکتار، میزان ثابتی آب مصرف می­شود. بنابراین با افزایش عملکرد کشت گندم (کیلوگرم در هکتار)، در واقع میزان آب مصرفی برای هر کیلوگرم کاهش می یابد که به معنی صرفه­جویی در مصرف آب است. با توجه به کم بودن منابع آب موجود در منطقه، به جای افزایش سطح زیر کشت که سبب افزایش مصرف آب می­شود، بهتر است از میزان آن کاست و بخش بیشتری از منابع آب موجود را به محیط زیست و به‌خصوص دریاچه ارومیه اختصاص داد. همچنین با توجه به نتایج حاصل از این تحقیق، به نظر می­رسد که استفاده از آبیاری مدرن و کشت ارقام گندم مقاوم به کم­آبی در زمینه افزایش کارآیی مصرف آب کارگشا باشد که در این زمینه در بین شهرستان­های استان، شهرستان نقده به­دلیل بالاترین مقدار سود خالص و عملکرد محصول و شهرستان چایپاره به­دلیل دارا بودن بیشترین کارآیی مصرف آب به روش مدرن و از طرفی کمترین مقدار آب مصرفی به روش سنتی و مدرن در استفاده از ارقام گندم مقاوم به خشکی، مناطق مستعد برای کشت این گیاه می­باشند.