برآورد خلا عملکرد و بهره‌وری آب لوبیا (phaseolus vulgaris l.) در ایران

لوبیای معمولی (phaseolus vulgaris l.) به دلیل ارزش غذایی بالا نقش موثری در تامین امنیت غذایی جامعه دارد. در ایران، تامین پروتئین عمدتا وابسته به فرآورده‌های گیاهی است و در این راستا هر اقدامی در جهت بهبود عملکرد و تولید محصولات زراعی غنی از پروتئین که در راس آن حبوبات قرار دارند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. افزایش عملکرد از طریق بهینه‌سازی مدیریت تولید و حذف عوامل ایجاد کننده خلا عملکرد مناسب‌ترین راه برای افزایش تولید گیاهان زراعی و ارتقای امنیت غذایی به شمار می‌رود. بنابر این، برای تامین پایدار غذا برآورد دقیق عملکرد پتانسیل و خلا عملکرد و تولید محصولات زراعی ضروری است. بنابراین مطالعه حاضر با هدف برآورد میزان خلا عملکرد و تولید و بهره‌وری آب لوبیا در مناطق اقلیمی اصلی تولید آن در کشور بر اساس پروژه اطلس جهانی خلا عملکرد (gyga) در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در سال 1395 انجام شد.به منظور برآورد خلا عملکرد و بهره‌وری آب لوبیا در ایران مطابق با دستورالعمل گیگا ابتدا داده‌های مربوط به عملکرد کشاورزان (ya) و سطح زیر کشت و تولید لوبیا در کشور در بازه زمانی 15 ساله 1380 تا 1394 از وزارت جهاد کشاورزی ایران تهیه شد. سپس نقشه پراکنش لوبیا در کشور رسم شد. با روی هم گذاشتن نقشه پراکنش سطح زیر کشت لوبیا و نقشه پهنه‌بندی اقلیمی کشور، مناطق اقلیمی اصلی تولید لوبیا مشخص شدند. سپس متناسب با سطح هر پهنه اقلیمی، ایستگاه‌های هواشناسی مرجع انتخاب شدند. به منظور برآورد میزان عملکرد پتانسیل (yp) و بهره‌وری آب لوبیا (wp) بر اساس داده‌های هواشناسی و نوع خاک غالب و شیوه‌های مدیریتی در هر کدام از مناطق انتخاب شده از مدل شبیه‌سازی گیاه ssm-icrop2 استفاده شد که به‌صورت محلی کالیبره و ارزیابی شده بود. خلا عملکرد از اختلاف عملکردهای پتانسیل و واقعی هر ایستگاه برآورد و با روش بزرگ مقیاس نمایی از ایستگاه به مناطق اقلیمی اصلی و سپس به کل کشور تعمیم داده شد.یافته‌ها: نتایج مقایسه میانگین عملکرد واقعی لوبیا گزارش شده توسط وزارت کشاورزی با عملکرد واقعی محاسبه شده طبق پروتکل گیگا برای کشور با rmse، cv و r به ترتیب برابر با 84 کیلوگرم در هکتار، 4 درصد و 0.96 نشان داد که با استفاده از این پروتکل می‌توان میانگین عملکرد پتانسیل لوبیا در کشور را با دقت بالایی برآورد نمود. میانگین عملکرد واقعی لوبیا در ایران طی سال‌های 1380 تا 1394 بین 1.6 و 2.3 تن در هکتار متغیر بود. همچنین، میانگین عملکرد واقعی در مناطق اقلیمی اصلی تولید این محصول برابر با 1.9 و در دامنه 1.1 (منطقه اقلیمی 4202 واقع در گرمی) تا 2.3 تن در هکتار (در منطقه اقلیمی 3003 واقع در آوج) قرار داشت. عملکرد پتانسیل لوبیا از 3.4 (در منطقه اقلیمی 4202 واقع در گرمی) تا 5.4 تن در هکتار (در منطقه اقلیمی 4103 واقع در همدان و بیجار) با میانگین 4.5 تن در هکتار تخمین زده شد. بر اساس این نتایج، در مناطق اقلیمی اصلی تولید لوبیا در ایران 1.8 تا 3.5 (به طور متوسط 2.6) تن در هکتار معادل 46 تا 67 (به طور متوسط 57 درصد) خلا عملکرد وجود دارد. میانگین پانسیل بهره‌وری آب برای تولید لوبیا در ایران 0.76 کیلوگرم بر متر مکعب برآورد شد.بر اساس نتایج این مطالعه در صورت حذف عوامل ایجاد کننده خلا عملکرد از طریق بهینه‌سازی مدیریت تولید و کشت لوبیا و رسانیدن عملکرد مزارع لوبیا به عملکرد قابل حصول (80 درصد عملکرد پتانسیل) یعنی افزایش عملکرد دانه از مقدار فعلی 1.9 به 3.6 تن در هکتار با همین سطح زیر کشت، تولید لوبیا در ایران از 223 هزار تن فعلی به 416 هزار تن خواهد رسید که معادل 46 درصد افزایش تولید است و گام مهمی در ارتقای امنیت غذایی تلقی می‌شود.

estimation of yield gap and water productivity of bean (phaseolus vulgaris l.) in iran

common bean (phaseolus vulgaris l.) due to its high nutritional value has an effective role in ensuring food security of the community. in iran, protein supply is mainly dependent on plant products, and any action to improve the yield and production of protein-rich crops, which are headed by legumes, is of particular importance. increasing yields by optimizing production management and eliminating yield gaps is the most appropriate way to increase crop production and improve food security. therefore, accurate estimation of potential yield and yield gap and crop production is essential for sustainable food supply. the present study aims to estimate the yield gap and production and water productivity of bean in its main climate zones in iran based on the global yield gaps atlas (gyga) project at the gorgan university of agricultural sciences and natural resources was done in 2016. in order to estimate the beans yield gap and water productivity in iran according to gyga protocol, first the data related to farmers’ yield (ya) and bean harvested areas and production in the country in a period of 15 years from 2001 to 2015 from the ministry of agriculture of iran was prepared. then the distribution map of beans in the country was prepared. by combining the distribution map of the bean harvested areas and the climatic zoning map of the country, the main climatic zones (dczs) of bean production were identified. then, reference weather stations (rwss) were selected according to the level of each climatic zone. in order to estimate the potential yield (yp) and water productivity (wp) based on weather data and major soil type and agronomic management meteorological in each of the selected areas, the ssm-icrop2 simulation model was used, which was locally calibrated and evaluated. finally, the bean yield gap (yg) was calculated from the difference between the potential and actual yield of each rwss was upscaled to dczs and country-level. the results of comparing the average of beans actual yield reported by the ministry of agriculture of iran with the actual yield calculated according to the gyga protocol for the country with rmse, cv and r values of 84 kg ha-1, 4% and 0.96 respectively, which indicated using this protocol can estimate the average yield of bean in the country with high accuracy. the average beans actual yield in iran during the years 2001 to 2015 varied between 1.6 and 2.3 ton ha-1. also, the average actual yield in the main climatic zones of production was 1.9 and between 1.1 (climatic zone 4202 in germi) to 2.3 ton ha-1 (in climatic zone 3003 in avaj). bean potential yield was estimated from 3.4 (in climate zone 4202 in germi) to 5.4 ton ha-1 (in climate zone 4103 in hamedan and bijar) with an average of 4.5 ton ha-1. based on results, in the main climatic zones of bean production in iran, there is a yield gap of 1.8 to 3.5 (average 2.6) ton ha-1, equivalent to 46 to 67% (average 57%). the average water productivity potential for bean in iran was estimated to be 0.76 kg m-3. according to the results, if the factors causing the yield gap are eliminated by optimizing the management of bean production and cultivation and bringing the yield of bean fields to attainable yield (80% of potential yield), is increasing grain yield from the current value of 1.9 to 3.6 ton ha-1 with the same harvested areas, bean production in iran will increase from the current 222,705 to 415,822 ton, which is equivalent to 46% increase in production and is considered an important step in improving food security.