تعیین الگوی بهینه همسو با تولید پایدار ارقام برنج در منطقه گهرباران ساری: کاربرد مدل الگوریتم ژنتیک

اهداف: هدف مطالعه حاضر، بهینه‌یابی الگوی کشت در قالب مدل چندهدفه در شرایط آب وهوایی نرمال و خشک، در منطقه گهرباران شهرستان ساری با استفاده از مدل الگوریتم ژنتیک می‌باشد. در این راستا، ترکیب بهینه محصولات، حداکثر بهره‌وری اقتصادی آب، حداقل مصرف آب، حداقل آلایندگی ناشی از مصرف کودهای شیمیایی حاصل از کشت ارقام مختلف برنج تعیین و با شرایط فعلی منطقه مقایسه شده است.مواد و روش ها: در این مطالعه از روش الگوریتم ژنتیک با لحاظ شرایط، سه سال‌‌ آبی مختلف برای دستیابی به هدف مذکور استفاده شده است. جهت دستیابی به مدیریت توام اقتصادی و زیست‌محیطی از الگوی برنامه‌ریزی چندهدفه استفاده می‌شود. داده‌های مطالعه از سازمان جهاد کشاورزی و شرکت آب منطقه‌ای مازندران در سال زراعی 13991398 جمع‌آوری شد. همچنین جهت بهینه‌سازی از نرم‌افزار matlab استفاده شده است.یافته ها: نتایج نشان می‌دهد الگوی پیشنهادی الگوریتم ژنتیک در هر دو حالت آب و هوایی نسبت به الگوی فعلی منطقه دارای برتری است و دستیابی مناسب‌تر اهداف مطالعه را نشان می‌دهد. طبق الگوی بهینه در وضعیت نرمال آب و هوایی، هدف اقتصادی 16 درصد، هدف اکولوژیکی 3/5 درصد و هدف زیست‌محیطی 17/5 درصد بهبود خواهد یافت. همچنین در وضعیت آب وهوایی خشک هدف اقتصادی 17 درصد افزایش، هدف اکولوژیکی 22 درصد کاهش و هدف زیست‌محیطی 20 درصد کاهش را نسبت به الگوی کشت فعلی منطقه نشان می‌دهد. در هر دو حالت آب و هوایی پیشنهاد می‌شود رقم طارم هاشمی بیشترین میزان سطح زیرکشت را به خود اختصاص دهد. نتیجه مذکور با توجه به میزان کم مصرف آب و کود شیمیایی این رقم، منطقی به‌نظر می‌رسد. نتیجه گیری: با توجه به اینکه استفاده از الگوی کشت پیشنهادی الگوریتم ژنتیک موجب دستیابی بهتر به اهداف بهره برداران نسبت به الگوی فعلی می شود، لذا تشویق و حمایت دولت از کشاورزان در زمینه به کارگیری نتایج چنین الگوهایی می تواند موجب ارتقاء بهره وری اراضی زراعی و کشاورزی پایدار شود.

determining aligned optimal pattern with sustainable production of rice cultivars in gaharbaran region of sari: application of genetic algorithm model

the aim of the present study is the application of the genetic algorithm model for optimizing the cropping pattern in form of a multiobjective model in the normal and dry climates of goharbaran area in sari. in this regard, at first, the optimal products composition, maximum economic water productivity, minimum water consumption, minimum consumption of chemical fertilizers from different rice cultivars have been determined. at second, results were compared with the current conditions in the region.in this study, the method of genetic algorithm with respect to the conditions of different aquatic years has been used to achieve this goal. a multiobjective planning model has been used to achieve integrated economic and environmental management. the data of the present study were collected through the jihad agricultural organization and mazandaran regional water company in the 20192020 crop year. matlab software has also been used to estimate the resultsthe results show that the suggested pattern of the genetic algorithm in these climate conditions superior to the current model of the region and shows more appropriate achievement of study objectives. the optimal pattern in normal climate conditions will be improved in economic goal, ecological goal, and environmental goal by 16%, 3.5%, and17.5%, respectively. also, in dry climate, the economic goal increases by 17%, the ecological goal decreases by 22% and the environmental goal decreases by 20% compared with the current cultivation pattern of the region. conclusion: as regards to the use of the suggested cropping pattern of the genetic algorithm leads to better achievement of farmers' goals rather than the current model, so encouraging and supporting the government for farmers to use the results of such models can improve the productivity agricultural lands and sustainable agriculture.