مدل سازي پتانسيل عملكرد و خلاء عملكرد گندم آبي در ايران

Modeling of irrigated wheat yield potential and gap in Iran

سابقه و هدف: گندم نقش پر اهميتي در الگوي غذايي بيشتر مردم جهان و ايران دارد. به طوري كه، مصرف گندم در حدود 40 درصد از انرژي و پروتئين مردم ايران را تشكيل مي‌دهد. رفع خلأ عملكرد ميتواند نقش پررنگي در افزايش توليد اين محصول داشته باشد. اولين گام براي رفع خلأ عملكرد، آگاهي از ميزان كمّي خلأ در يك منطقه ميباشد. تاكنون خلأ عملكرد گندم آبي براي كل كشور توسط يك پروتكل استاندارد جهاني ارزيابي نشده است. بنابراين هدف از اين مطالعه استفاده از پروتكل ارائه شده در پروژه اطلس جهاني خلأ عملكرد (پروتكل گيگا) براي محاسبه خلأ عملكرد گندم آبي براي كل ايران است. مواد و روش‌ها: پروتكل گيگا، روشي را براي تعيين خلأ عملكرد در سطح وسيع پيشنهاد ميدهد كه براي اين منظور، ابتدا بر اساس اين پروتكل، محدوده تحت پوشش ايستگاههاي هواشناسي تعيين شد. در مرحله بعد، ايستگاههاي مهم پوشش دهنده اراضي گندم آبي در ايران شناسايي شد كه شامل 29 ايستگاه هواشناسي بود. سپس بر مبناي پروتكل و با استفاده از مدل شبيهسازي گياهي SSM-iCrop2-wheat، مقدار پتانسيل عملكرد گندم آبي در محدوده هر ايستگاه و سپس در سطح كشور از طريق شبيه سازي برآورد شد. همچنين مقدار عملكرد واقعي نيز با روش پروتكل گيگا در سطح محدوده ايستگاههاي هواشناسي و سپس در سطح كل كشور محاسبه شد. در نهايت از اختلاف عملكرد پتانسيل و عملكرد واقعي مقدار خلأ عملكرد براي سطح محدوده ايستگاه و كل سطح كشور به دست آمد. يافته‌ها: بر اساس نتايج بدست آمده، در ايران براي دوره زماني 1380 تا 1394 (سال برداشت) مقدار متوسط عملكرد واقعي گندم آبي در حدود 4/3 تن در هكتار، عملكرد پتانسيل 8/8 تن و مقدار خلأ عملكرد 4/5 تن در هكتار (62 درصد) بود. در حال حاضر، با توجه به ارقام گندم آبي موجود و شرايط محيطي حاكم بر كشور، كشاورزان فقط به 38 درصد از عملكرد پتانسيل گندم آبي دست يافتهاند. نتايج حاكي از آن بود كه مقدار خلأ عملكرد با نوع اقليم مناطق توليد گندم آبي در كشور، رابطه معنيداري نداشت و در همه مناطق كشور، مقدار خلأ عملكرد در حدود 62 درصد بود. در صورتي كه كشاورزان در ايران با اعمال مديريت زراعي مناسب در مزارع گندم آبي، بتوانند به 80 درصد از عملكرد پتانسيل دست يابند، عملكرد اين محصول به 7 تن در هكتار خواهد رسيد. با احتساب وجود 2/2 ميليون هكتار اراضي گندم آبي و در صورت دسترسي به عملكرد قابل حصول، مقدار توليد گندم در اراضي آبي از 7/5 ميليون تن كنوني به 19/8 ميليون تن خواهد رسيد. نتيجه‌گيري: با توجه به اراقام گندم موجود و اقليم موجود در مناطق توليد گندم آبي در ايران، مقدار قابل توجهي خلأ عملكرد براي گندم آبي در ايران وجود دارد. از آنجايي كه محيط و اراقام موجود اجازه دسترسي به عملكرد پتانسيل 8/8 تن در هكتار را ميدهند، پايين بودن مقدار عملكرد واقعي گندم آبي در ايران را ميتوان به نحوه مديريت زراعي براي توليد اين محصول ارتباط داد. از عوامل كاهنده عملكرد در كشور ميتوان به مواردي مانند نحوه آماده سازي بستر كاشت، تاريخ كاشت، مديريت علفهاي هرز، آفات و بيماريها، عناصر غذايي، زمان و مقدار كوددهي، زمان و مقدار آبياري و ... اشاره كرد كه اين موارد با مديريت بهتر، قابل برطرف كردن ميباشند. براي رفع خلأ عملكرد لازم است تا در سطح منطقهاي عوامل اصلي ايجاد خلأ شناسايي و با اعمال مديريت مناسب در جهت برطرف كردن اين مشكلات اقدام كرد.

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 SSM-iCrop2-wheat 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.