بهینه‌سازی منابع آب و زمین در کشت محصولات عمده زراعی استان چهارمحال و بختیاری

برنامه‌ریزی و مدیریت صحیح الگو‌ی کشت در مدیریت مصرف منابع آب در بخش کشاورزی ضروری است. هدف از انجام پژوهش حاضر، بهینه‌سازی الگو‌ی کشت محصولات عمده زراعی در استان چهارمحال و بختیاری با هدف بهینه‌سازی بهره‌وری آب و با در نظر گرفتن رد پای آب گندم، جو و سیب‌زمینی به‌عنوان محصولات زراعی عمده استان است. اطلاعات مربوط به سطح زیر کشت، آب مصرفی، نیاز آبی، سود ناخالص و خالص این محصولات در دوره زمانی 1390 تا 1399 از گزارش‌های جهاد کشاورزی استان به‌دست آمد. سپس توابع هدف کمینه‌کردن ردپای آب، بیشینه‌کردن سود اقتصادی و بیشینه‌کردن بهره‌وری آب تهیه و در محیط lingo حل شد. در این پژوهش دو سناریو حفظ درصد کشت فعلی و حفظ حداقل پنجاه درصد کشت فعلی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج بهینه‌سازی نشان داد در هر دو سناریو کاهش سطح زیرکشت گندم، و افزایش سطح زیر کشت جو و سیب‌زمینی منجر به کاهش ردپای بوم‌شناختی آب )در سناریو 1 به میزان 4 درصد و در سناریو 2 به میزان 6 درصد( و افزایش سود خالص )در سناریو 1 به مقداد 15 درصد و در سناریو 2 به میزان 24 درصد( خواهد شد. مقدار بهینه شاخص بهره‌وری حاصل از کشت گندم، جو و سیب‌زمینی در استان، به‌ترتیب برابر با 0.501، 0.553 و 4.2 بوده است. در حالی که متوسط میزان این شاخص در دوره مطالعه به‌ترتیب برابر با 0.403، 0.412 و 3.1 بوده است. نتایج بهینه‌سازی توام اقتصادی محیط‌زیستی از بهینه‌سازی تنها با هدف افزایش سود، قابل اعتمادتر است، چرا که هدف را هم افزایش سود خالص و هم کاهش ردپای اکولوژی آب در نظر گرفته است.

optimization of water and land resources in the cultivation of major crops in chaharmahal and bakhtiari province

proper planning and management of the cultivation pattern is essential for the management of water resources in the agricultural sector. the purpose of the present study is to optimize the cultivation pattern of major crops in chaharmahal va bakhtiari province with the aim of optimizing water productivity and considering the water footprint of wheat, barley and potatoes as the major crops of the province. information on the cultivated area, water consumption, water requirement, gross and net profit of these products in the period 2011 to 2021 was obtained from the reports of the agricultural jihad of the province. then, the objective functions of minimizing the water footprint, maximizing economic profit and maximizing water productivity were written and solved in the lingo environment. two scenarios of maintaining the current crop percentage and maintaining at least fifty percent of the current crop were compared. the optimization results showed that in each of the two scenarios, reducing the area under wheat cultivation and increasing the area under barley and potato cultivation will lead to a reduction in the ecological footprint of water (4% for scenario 1 and 6% for scenario 2) and an increase in net profit (15% for scenario 1 and 24% for scenario 2). the optimal value of the productivity index from wheat, barley and potato cultivation in the province was 0.501, 0.553 and 4.2, respectively. while the average value of this index during the study period was 0.403, 0.412 and 3.1, respectively. the results of combined economic environmental optimization are more reliable than optimization aimed solely at increasing profits, because the goal is both to increase net profits and reduce the water ecological footprint.