مقایسه ردّپای آب در بوم‌نظام‌های مختلف گندم دیم با آبی در کشور

سابقه و هدف: درک صحیح از عملکرد گیاهان زراعی و نیاز آبی آن‌ها برای رسیدن به کشاورزی پایدار مهم می‌باشد. ردّپای آب یکی از شاخص‌های نشان‌‌دهنده کارایی مصرف آب است که برآورد میزان دقیق آن در اقلیم‌های و سیستم‌های زراعی مختلف (دیم و آبی) می‌تواند در مدیریت منابع آب موثر باشد. ردّپای آب از چهار مولفه شامل آب سبز، آب آبی، آب خاکستری و آب سفید تشکیل شده است. مقدار ردّپای آب به طور قابل توجهی تحت تاثیر فاکتورهای مختلف شامل خاک، اقلیم و روش‌های مدیریتی قرار می‌گیرد. بر این اساس، مطالعه حاضر بر روی بررسی ردپای آب و اجزای آن در بوم نظام‌های گندم مختلف دیم و آبی در ایران تمرکز دارد. مواد و روش‌ها: در این تحقیق ردّپای آب (در برگیرنده آب آبی، سبز، سفید و خاکستری) در بوم‌نظام‌های گندم آبی و دیم غرب کشور در شش منطقه‌ی اردبیل، همدان، سنندج، تبریز، ارومیه و زنجان در یک دوره 37 ساله (2016-1980) با استفاده از مدل apsim شبیه‌سازی شد. برای انجام این کار، چهار ورودی برای اجرای مدل apsim شامل ویژگی‌های محصول زراعی (ضرایب ژنتیکی)، داده‌های اقلیمی (بیشینه و کمینه دما، بارش و تشعشع روزانه)، ویژگی‌های خاکی (ظرفیت آب خاک در نقطه پژمردگی، ظرفیت خاک در نقطه ظرفیت مزرعه، ظرفیت آب خاک در نقطه اشباع، وزن مخصوص ظاهری خاک)، روش‌های مدیریتی (تاریخ کاشت، کود نیتروژن، آبیاری و غیره) جمع‌آوری شدند. خروجی‌های مدل برای تخمین ردپای آب مورد استفاده قرار گرفتند. این خروجی‌ها شامل عملکرد دانه، آبیاری خالص تجمعی، و تبخیر و تعرق در سیستم‌های آبی و دیم بودند. یافته‌ها: نتایج نشان داد که ردّپای آب کل در دو شرایط دیم و آبی به‌ترتیب با متوسط عملکرد دانه 2.40 و 5.71 تن در هکتار برابر با 1498 و 1393 مترمکعب بر تن بود. مقدار ردّپای آب در تولید گندم علاوه بر سیستم کشت (آبی یا دیم) به شدت تابع منطقه بود به‌طوری که درصد تغییرات آن در شرایط دیم نسبت به آبی در مناطق تبریز (15.2+)، ارومیه (14.6+) و زنجان (28.1+) مثبت و در مناطق اردبیل (5.94-)، همدان (9.03-) و سنندج (9.12-) منفی بود. در سیستم‌های آبی آب سبز، آبی، خاکستری و سفید به‌ترتیب سهم 32.3، 24.2، 20.9 و 22.6 درصدی، درحالی که در شرایط دیم آب سبز و خاکستری ‌به‌ترتیب سهم 90.3 و 9.6 درصدی در ردّپای آب را داشتند.نتیجه‌گیری: یافته‌های پژوهش حاضر نشان می‌دهد که احتمالا تغییر نگرش از کشت گندم آبی به دیم در مناطقی از غرب کشور (اردبیل، همدان و سنندج) می‌تواند منجر به کاهش قابل توجهی در نیاز آب آبی (آبیاری کمتر) شود.

comparison of water footprint in various irrigated and rainfed wheat agro-ecosystems from iran

background and objectives: a proper understanding of crop yield and corresponding water consumption is important to reach the sustainable agriculture. water footprint (wf) is one of the indicators for describing water consumption and water use efficiency so that its accurate estimation in different climates and cropping systems (i.e. rainfed and irrigated) could be effective in managing water resources. wf consists of four components included green water, blue water, gray water, and white water. the magnitude of wf and its components is notably affected by deferent factors such as soil type, climate, and water management practices. accordingly, the current study aimed to assess water footprint and its components in various irrigated and rainfed wheat agro-ecosystems of iran. materials and methods: in the current study, water footprints and its components (blue, green, gray, and white waters) were simulated for irrigated and rainfed wheat agro-ecosystems in six locations in iran (ardebil, hamedan, sanandaj, tabriz, urmia, and zanjan) during the 37-year period (1980-2016) using apsim (agricultural production systems simulator) crop model. to do this, four inputs for the crop model including crop characteristics (i.e. genetic coefficients), climatic data (i.e. maximum and minimum temperatures, rainfall, and solar radiation), soil characteristics (i.e. soil water content at wilting point and field capacity, saturation water content and bulk density), and management practices (i.e. sowing date, nitrogen fertilizer, irrigation, and etc.) were gathered to run the crop model. outputs from the model were used to estimate wf components. the outputs included grain yield, cumulative net irrigation, and evapotranspiration in irrigated and rainfed systems, respectively. results: the results showed that grain yield and total wf were 2.4 t ha-1 and 1498 m3 t-1 for rainfed, and 5.7 t ha-1 and 1393 m3 t-1 for irrigated systems. the magnitude of wf was not only associated with type of cropping system (i.e. irrigated and rainfed) but also strongly region-dependent. shifting from rainfed wheat cultivation to irrigated one increased wf of +15.2, +14.6, +28.1 % for tabriz, urmia, and zanjan and decreased wf of -5.94, -9.03, and -9.12 % for ardebil, hamedan, and sanandaj, respectively. in irrigated wheat systems, the shrare of green, blue, gray, and white waters in total wf simulated by 32.3, 24.2, 20.9, and 22.6 %, respectively. however, in rainfed wheat systems, the shrare of green and gray waters in total wf estimated by 90.3 and 9.60 %, respectively.conclusion: the findings of the current research showed that shifting from irrigated to rainfed cultivation of wheat in some areas of northwestern iran (i.e. ardebil, hamedan, and sanandaj) could lead to a significant reduction in blue water consumption (less irrigation) and subsequently increase sustainability in these areas.