بهره‌وری مصرف آب و انرژی در سامانه‌ آبیاری بارانی کلاسیک ثابت برای محصول گندم (مطالعه موردی: دشت قروه)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

2 گروه علوم و مهندسی آب، کشاوری، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران.

3 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، کردستان، ایران.

چکیده

هدف: این پژوهش باهدف ارزیابی و مقایسه مصرف و بهره‌وری انرژی در سامانه‌های آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش­های متحرک با منابع انرژی متفاوت (برق و گازوئیل) در تولید گندم آبی در دشت قروه استان کردستان انجام شد.
 
روش پژوهش: در این پژوهش، ۱۵ مزرعه گندم آبی به مجموع مساحت 90 هکتار، از نوع رقم «پیشگام» در دشت قروه به‌صورت تصادفی انتخاب و به دو گروه CE (منبع انرژی الکتریکی) و CD (منبع انرژی سوخت دیزل) تقسیم شدند. برای اندازه‌گیری مساحت مزارع، از دستگاه GPS استفاده گردید و حجم آب مصرفی با دبی‌سنج اولتراسونیک اندازه‌گیری شد. اطلاعات مربوط به مصرف انرژی (برق و گازوئیل)، عملکرد محصول با روش کیل‌گیری، و سایر داده‌های کشاورزی مانند بذر مصرفی، کود، سموم و ماشین‌آلات از کشاورزان در قالب پرسشنامه جمع‌آوری شد. همچنین، در پایان فصل زراعی ۱۴۰۲–۱۴۰۳، عملکرد محاسبه‌شده با داده‌های واقعی فروش مزرعه تطبیق داده شد.
 
یافته‌ها: نتایج این تحقیق نشان داد که بیشترین میزان مصرف انرژی در نظام‌های زراعی گندم در مزارع با سیستم‌های CE و CD به ترتیب مربوط به مصرف الکتریسیته (برق) و سوخت گازوئیل برای تأمین آب موردنیاز کشاورزی بود. میزان کل انرژی ورودی به مزارع به ترتیب معادل 01/73173 و 83/88507 و انرژی خروجی کل به ترتیب 118815 و 118896 مگاژول در هکتار محاسبه گردید. شاخص‌های بهره‌وری آب برای این مزارع به ترتیب 47/1 و 31/1 کیلوگرم در مترمکعب آب مصرفی بود. نسبت انرژی در مزارع به ترتیب برابر با 66/1 و 34/1و انرژی ویژه به ترتیب 26/10 و 86/12مگاژول در هکتار محاسبه شد. علاوه بر این، بهره‌وری برق مصرفی به ترتیب 01/3 و 20/2 کیلوگرم در کیلووات­ساعت و بهره‌وری کلی انرژی نیز به ترتیب کیلوگرم به ازای هر مگاژول انرژی 09/0 و 07/0 ورودی محاسبه شد.
 
نتیجه‌گیری: میانگین کل انرژی ورودی و خروجی در مزارع CD بیش­تر از CE بوده، اما شاخص بهره‌وری آب در مزارع CD حدود ۱۲ درصد کم­تر از گروه CE برآورد شد. همچنین انرژی ویژه در مزارع دیزلی بیش­تر بود که نشان‌دهنده مصرف انرژی بالاتر برای تولید گندم است. در مجموع، سامانه‌های آبیاری برقی (CE) از نظر بهره‌وری انرژی عملکرد بهتری داشتند و پیشنهاد می‌شود برق‌دار کردن چاه‌های دیزلی (CD) در اولویت برنامه‌های کشاورزی کشور قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


اسلامی، زینب.، جنت­رستمی، سمیه.، اشرف زاده.، افشین.، و پورمحمد، یاور. (1399) تأثیر رویکرد پیوندی آب، انرژی و غذا در مدیریت یکپارچه منابع آب شبکه آبیاری و زهکشی سفیدرود. نشریه آب و خاک، 34(1)، 25-11.                                       https://doi.org/10.22067/jswv34i1.81897
تقی نژاد، جبرائیل.، و واحدی، عادل. (1400). مدل سازی الگوی مصرف انرژی و تحلیل حساسیت نهاده ها در تولید گندم آبی، مطالعه موردی: استان اردبیل. مجله مکانیزاسیون کشاورزی. 6(4)، 19-11. https://doi.org/ 10.22034/jam.2022.14202
جوزی.، مهدی، ابراهیمی پاک.، و نیازعلی، تافته.، آرش. (1404). تعیین بهره‌وری فیزیکی آب مصرفی گندم در اقلیم‌های مختلف استان کرمانشاه. مجله مدل­سازی و مدیریت آب و خاک، 5(1)، 178-159.                                   https://doi.org/10.22098/mmws.2024.14879.1445
دین محمدی، مصطفی.، و عباسی، رویا. (1402). اندازه گیری آب مجازی و مقایسه بهره‌وری فنی با بهره‌وری بازاری آب مجازی در بخش کشاورزی مطالعه موردی محصولات آبی منتخب استان کردستان. مجله تحقیقات منابع آب ایران، 19(4). 125-110. https://doi.org/10.22034/iwrr.2023.177609
سالمی، حمیدرضا.، و رضوانی، سید معین­الدین. (1395). ارزیابی سیستم آبیاری بارانی در شرایط زارعین (استان اصفهان و همدان). مجله پژوهش­های حفاظت آب و خاک، 3(23)، 350-345.  https://dx.doi.org/10.22069/jwfst.2016.3204
سلیمی سبحان، محمدرضا.، عینالی، جمشید.، جوان، فرهاد.، و هاشمی، معصومه. (1397). مکان یابی سکونتگاه های روستایی جدید با ملاحظات پدافند غیرعامل (موردمطالعه: شهرستان قروه). پژوهشنامه جغرافیای انتظامی، 6(23 )، 158-135.                             https://sid.ir/paper/379102/fa
شیخ­زین­الدین، آذر.، و دهقان­پور، حامد. (1401). بررسی اقتصادی نقش تغییر نظام آبیاری در بهره­وری آب شبکه آبیاری و زهکشی دروزن. مجله اقتصاد کشاورزی و توسعه، 30(3)، 286-267. https://doi. rg/10.30490/aead.2023.354981.1353
ضیایی، سید مسعود.، حسین پناهی، فرزاد.، ولی زاده، جعفر.، و برآبادی، سید ابوالقاسم. (1392). مقایسة کارآمدی تولید گندم و جو به لحاظ مصرف انرژی و بهره‌وری آن در استان سیستان و بلوچستان. پژوهشهای زراعی ایران. 11(2)، 336-327. https://doi.org/10.22067/gsc v11i2.26148
طهماسبی، پیمان.، و  زارع ابیانه.، حمید. (1404). مقایسه‌ بهره‌وری انرژی در سامانه‌های آبیاری سطحی و بارانی در کشت گندم و یونجه (مطالعه موردی: پایاب سد مخزنی سورال، استان کردستان). فناوری­های پیشرفته در بهره­وری آب، 5(2)، 93-72. https://doi.org/10.22126/atwe.2025.11936.1160
طهماسبی، پیمان. (1403). اصول مدیریت منابع آب. انتشارات قلم محقق، اردبیل، ایران. https://civilica.com/p/502914
طهماسبی، پیمان.، دالوند.، فاطمه.، حسینی، سید ابولفضل.، کریمی، بختیار.، و قدرشناس، هیرش. (1403). بررسی مقایسه‌ای کارایی انرژی دو سامانه آبیاری بارانی در کشت گندم (مطالعه موردی: دشت‌های دهگلان، استان کردستان). مجله آب و خاک، 38(6) 697-683. https://doi.org/10.22067/jsw.2025.90134.1439
طهماسبی، پیمان.، مقدم­نیا، آرمان.، گل­محمدی قانع، پگاه.، فتحی، آرام.، کریمی، بختیار.، و قدرشناس، هیرش. (1404). ارزیابی کارایی انرژی مصرفی مزارع سیب‌زمینی و گندم تحت سامانه آبیاری بارانی (مطالعه موردی: پایاب سد مخزنی سورال، استان کردستان)، نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، 15(3)، 19-37.  https://doi.org/10.22125/iwe.2025.501965.1852
عاشوری، وحید.، هاشمی­گرم دره، سید ابراهیم.، هاشمی شاهدانی، سید مهدی.، و روزبهانی، عباس. (1402). بررسی میزان مصرف آب و انرژی در سطح مزارع شبکه آبیاری قزوین. نشریه مدیریت آب و آبیاری. 13(2)، 310-295.                                       https://doi.org/10.22059/jwim.2022.323089.869
علی آبادی، حسن، علیزاده، امین، و عرفانی، عاطفه. (1394). بهره‌وری مصرف آب و انرژی در سامانه های مختلف آبیاری (مطالعه موردی ذرت بذری در کشت و صنعت جوین) در استان خراسان رضوی. مجله آبیاری و زهکشی ایران، 9(4)، 582-571. https://sid.ir/paper/131560/fa
عموئی بیجائیه، صادق.، خالدیان، محمدرضا.، و صورتی زنجانی، رضا. (1402). بهبود بهره‌وری آب و انرژی با کاربرد سامانه هوشمند آبیاری بارانی توتستان.  نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 17(2)، 375-385. https://idj. aid.ir/article_170371.html
غلامی، زینب.، ابراهیمیان، حامد.، و نوری، حمیده. (1394). بررسی بهره‌وری انرژی آب و بهره‌وری اقتصادی انرژی در سامانه های آبیاری بارانی و سطحی در شرایط بهره برداری از آب زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت قزوین). مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، 16(3)، 44-31. https://sid.ir/paper/28231/fa
قاسمی مبتکر، حسن. (1398). بررسی روند مصرف انرژی در دو سامانه آبیاری غرقابی و تحت‌فشار: مطالعه موردی یک مزرعه صد هکتاری در همدان. مجله مهندسی بیوسیستم ایران، 50(4)، 809-801. https://doi.org/10.22059/ijbse.2019.281690.665189
قدمی فیروزآبادی، علی.، و اکبری، مهدی. (1402). تاثیر آبیاری قطره‌ای نواری (تیپ) بر میزان عملکرد و بهره‌وری آب محصول گندم و شوری خاک در شرایط زارعین (مطالعه موردی: استان همدان). نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 17(5)، 842-831. https://idj. aid.ir/article_182244.html
قدمی فیروزآبادی، علی.، دهقانی سانیج، حسین.، خوش­روش، مجتبی.، و سیدان.، سید محسن . (1394). بررسی راندمان انرژی و مصرف آب در ایستگاه‌های پمپاژ گازوئیلی. پژوهش آب در کشاورزی، 29(3)، 377-367. https://doi.org/10.22092/jwra.2015.103060
لونی، ریحانه.، و شریف زاده، مهدی. (1401). مروری بر مطالعات همبست آب، انرژی و غذا در ایران: ضرورت، چالش ها و راه­کارهای پیشنهادی. نشریه پایداری، توسعه و محیط زیست، 3(11)، 49-29.  https://www.magiran.com/p2515271
مفاخری، صلاح.، ویسی، هادی، خوشبخت، کورس.، و نظری، رضا. (1400). ارزیابی پایداری پیوند سیستم­های آب - انرژیغذا در محصول­های کشاورزی (مطالعه مردی: شهرستان دهگلان). علوم محیطی، 19(4)، 306-278. https://doi.org/10.52547/ envs.2021.222630.1078
ناصری، ابوالفضل.، و نیکان فر، رامین. (1398). آینده پژوهی بهره‌وری انرژی در تولید گندم آبی در حاشیه شرقی دریاچه ارومیه. مجله علوم محیطی، 17(2 )، 101-80. https://sid.ir/paper/117661/fa
ناصری، ابولفضل.، و نیکان­فر، رامین. (1398). آینده پژوهش بهره­وری انرژی گندم آبی در تولید حاشیه شرقی ارومیه. فصلنامه علوم و محیطی، 17(2)، 81-102.  https://envs.sbu.ac.ir/article_98063.html
نیازمند، رویا.، مقدم نیا، آرمان.، طهماسبی، پیمان.، نیک مهر، سامان.، و معروف پور، عیسی. (1402). بهره‌وری مصرف آب و انرژی محصول سیب‌زمینی در سامانه‌های آبیاری بارانی (مطالعه موردی: دشت دهگلان استان کردستان). فناوری های پیشرفته در بهره‌وری آب. 3(4)، 116-137. https://doi.org/10.22126/atwe.2024.10298.1106
وزارت جهاد کشاورزی، (1402). آمارنامه کشاورزی سال 1401 محصولات زراعی (جلد اول). انشارات معاونت برنامه­ریزی و اقتصادی، مرکز آمار، فناوری و اطلاعات و ارتباطات، تهران، ایران.  https://agrodl.ir/statistics
یوسفی،محمد.، و مهدوی دامغانی، ع. (1392). بررسی بهره­وری مصرف آب و انرژی در بوم نظام­های فاریاب استان کرمانشاه. بوم شناسی کشاورزی. 5(2)، 113-121. https://doi.org/10.22067/jag.v5i2.24462