مدل سازی پتانسیل عملکرد و خلاء عملکرد گندم آبی در ایران

سابقه و هدف: گندم نقش پر اهمیتی در الگوی غذایی بیشتر مردم جهان و ایران دارد. به طوری که، مصرف گندم در حدود 40 درصد از انرژی و پروتئین مردم ایران را تشکیل می‌دهد. رفع خلا عملکرد می‏تواند نقش پررنگی در افزایش تولید این محصول داشته باشد. اولین گام برای رفع خلا عملکرد، آگاهی از میزان کمّی خلا در یک منطقه می‏باشد. تاکنون خلا عملکرد گندم آبی برای کل کشور توسط یک پروتکل استاندارد جهانی ارزیابی نشده است. بنابراین هدف از این مطالعه استفاده از پروتکل ارائه شده در پروژه اطلس جهانی خلا عملکرد (پروتکل گیگا) برای محاسبه خلا عملکرد گندم آبی برای کل ایران است. مواد و روش‌ها: پروتکل گیگا، روشی را برای تعیین خلا عملکرد در سطح وسیع پیشنهاد می‏دهد که برای این منظور، ابتدا بر اساس این پروتکل، محدوده تحت پوشش ایستگاه‏های هواشناسی تعیین شد. در مرحله بعد، ایستگاه‏های مهم پوشش دهنده اراضی گندم آبی در ایران شناسایی شد که شامل 29 ایستگاه هواشناسی بود. سپس بر مبنای پروتکل و با استفاده از مدل شبیه‏سازی گیاهی ssmicrop2wheat، مقدار پتانسیل عملکرد گندم آبی در محدوده هر ایستگاه و سپس در سطح کشور از طریق شبیه ‏سازی برآورد شد. همچنین مقدار عملکرد واقعی نیز با روش پروتکل گیگا در سطح محدوده ایستگاه‏های هواشناسی و سپس در سطح کل کشور محاسبه شد. در نهایت از اختلاف عملکرد پتانسیل و عملکرد واقعی مقدار خلا عملکرد برای سطح محدوده ایستگاه و کل سطح کشور به دست آمد. یافته‌ها: بر اساس نتایج بدست آمده، در ایران برای دوره زمانی 1380 تا 1394 (سال برداشت) مقدار متوسط عملکرد واقعی گندم آبی در حدود 4/3 تن در هکتار، عملکرد پتانسیل 8/8 تن و مقدار خلا عملکرد 4/5 تن در هکتار (62 درصد) بود. در حال حاضر، با توجه به ارقام گندم آبی موجود و شرایط محیطی حاکم بر کشور، کشاورزان فقط به 38 درصد از عملکرد پتانسیل گندم آبی دست یافته‏اند. نتایج حاکی از آن بود که مقدار خلا عملکرد با نوع اقلیم مناطق تولید گندم آبی در کشور، رابطه معنی‏داری نداشت و در همه مناطق کشور، مقدار خلا عملکرد در حدود 62 درصد بود. در صورتی که کشاورزان در ایران با اعمال مدیریت زراعی مناسب در مزارع گندم آبی، بتوانند به 80 درصد از عملکرد پتانسیل دست یابند، عملکرد این محصول به 7 تن در هکتار خواهد رسید. با احتساب وجود 2/2 میلیون هکتار اراضی گندم آبی و در صورت دسترسی به عملکرد قابل حصول، مقدار تولید گندم در اراضی آبی از 5/7 میلیون تن کنونی به 8/19 میلیون تن خواهد رسید. نتیجه‌گیری: با توجه به اراقام گندم موجود و اقلیم موجود در مناطق تولید گندم آبی در ایران، مقدار قابل توجهی خلا عملکرد برای گندم آبی در ایران وجود دارد. از آنجایی که محیط و اراقام موجود اجازه دسترسی به عملکرد پتانسیل 8/8 تن در هکتار را می‏دهند، پایین بودن مقدار عملکرد واقعی گندم آبی در ایران را می‏توان به نحوه مدیریت زراعی برای تولید این محصول ارتباط داد. از عوامل کاهنده عملکرد در کشور می‏توان به مواردی مانند نحوه آماده سازی بستر کاشت، تاریخ کاشت، مدیریت علف‏های هرز، آفات و بیماری‏ها، عناصر غذایی، زمان و مقدار کوددهی، زمان و مقدار آبیاری و ... اشاره کرد که این موارد با مدیریت بهتر، قابل برطرف کردن می‏باشند. برای رفع خلا عملکرد لازم است تا در سطح منطقه‏ای عوامل اصلی ایجاد خلا شناسایی و با اعمال مدیریت مناسب در جهت برطرف کردن این مشکلات اقدام کرد.

Modeling of irrigated wheat yield potential and gap in Iran

Modeling of irrigated wheat yield potential and gap in Iran Abstract Background and objectives: Wheat has an important role in feeding the people of world and Iran as well. It provides around 40 percent of edible energy and protein for people in Iran. Closing yield gap can increase wheat production, significantly. The first step of closing yield gap is to quantify the yield gap at a given region or country. The amount of wheat yield gap hasn’t been measured for whole Iran by a global standard protocol so far. The aim of this study is to estimate irrigated wheat yield gap for Iran based on the global yield gap analysis (GYGA) protocol. Materials and methods: GYGA protocol suggested a method to calculate yield gap on a large scale like a country. Based on this protocol, at first the area covered by each weather stations were specified. Second, the main weather stations where cover irrigated wheat lands were selected named reference weather stations (RWS). Third, irrigated wheat potential yield was estimated by SSMiCrop2wheat simulation crop model within the RWSs. The actual irrigated wheat yield was calculated for each RWS based on GYGA protocol as well. Forth, amount of the actual and potential yield was calculated for whole country by using the values calculated for the RWS according to GYGA protocol. Finally, the yield gap was calculated by difference between potential and actual yield for the country. Results: The results of this study showed that average irrigated wheat in Iran was 3.4 ton/ha, average potential yield was 8.8 ton/ha and average yield gap was 5.4 ton/ha (62%). At the moment, irrigated wheat producers just use 38 present of the existing wheat cultivars and environment potential. There was no significant relationship between climate in the irrigated wheat production RWS and irrigated wheat yield gap (based on percent) in Iran and the yield gap was around 62 percent in all the RWSs. If farmers could reach 80% of potential yield of their locations, by improving agronomy practices, average irrigated wheat would reach 7 tons/ha and there is around 2.2 million ha irrigated wheat area in Iran. Thus, average wheat production in irrigated condition would increase from 7.5 million tons to 19.8 million tons. Conclusion: Owing to existing wheat cultivars and climates in the main irrigated wheat production RWS in Iran, there is a big yield gap of wheat in Iran. The low actual irrigated wheat yield in Iran (3.4 tone/ha) can be attributed to the poor management condition because the existing cultivars and climates have no limitation to reach the yield around 8.8 tone/ha. There are many factors to reduce the yield such as poor seedbed preparation, late planting date, weeds, pests and diseases, nutrition’s deficits, fertilizer amount and timing, irrigation amount and timing etc. If we want to close the yield gap, we have to identify the reasons of yield gap in a given region.