پایان نامه اثر نظام های آبیاری بر عملکرد و بهره وری اراضی شالیکاری استان گیلان

پایان­نامه تحصیلی جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

رشته: کشاورزی    گرایش: مدیریت کشاورزی

چکیده

آب به عنوان یکی ازمهمترین منابع پایه در فرایند توسعه در هر جامعه بشری شناخته میشود. بحران آب از چالشهای مهم زیست محیطی منطقه خاورمیانه میباشد. تحقیق حاضر با هدف بررسی و تبیین اثرات حاصل از تفاوت نظامهای آبیاری برروی عملکرد و بهره وری اراضی شالیزاری استان گیلان صورت گرفت. این تحقیق از نظر رویکرد غالب جزء تحقیقات کمی میباشد و براساس هدف کاربردی است. جامعه آماری این پژوهش شالیکاران استان گیلان میباشند. با استفاده ازجدول حداقل حجم نمونه مورد نیاز بارتلت وهمکاران (2001) حجم نمونه 1064 مورد تعیین  شدو با توجه به نرخ پایین بازگشت پرسشنامه ها در مطالعات اجتماعی و اقتصادی، 10 درصد به حجم نمونه اضافه گردید در نتیجه 1170 پرسشنامه توزیع گردید که تعداد 1109 پرسشنامه عودت داده شد. با درنظرگرفتن هرروش آبیاری به عنوان یک طبقه (سنتی، مدرن وتلفیقی) از روش نمونه گیری طبقه ای جهت انتخاب نمونه ها استفاده شد. همچنین با در نظرگرفتن عدم توزیع متناسب روشهای مورد مطالعه آبیاری در شهرستانهای مورد مطالعه، روش نمونه گیری در دسترس برای انتخاب نمونه در هر گروه و طبقه استفاده شد. ابزار جمع آوری داد ه ها در این تحقیق پرسشنامه ای حاوی تعداد سوالات بسته و باز بود. روایی صوری و محتوایی پرسشنامه با استفاده از نظرات متخصصین و کارشناسان تعیین و پایایی این مطالعه نیز با استفاده از روش آلفای کرونباخ 5 درصد مشخص شد. از آماره های مرکزی و پراکندگی مانند انحراف معیار، میانگین جهت رتبه بندی واولویت بندی گویه های بخش های مختلف تحقیق استفاده شد. در بخش تحلیلی نیز به بررسی روابط آماری معنی دار بین متغیرها و همچنین نوع روابط بین متغیرهای مورد تحقیق پرداخته شده و برای این منظور از روشهای آماری پارامتری نظیر تحلیل واریانس یا آزمونF، آزمون دانکن استفاده گردیده است. در این مطالعه از شاخص های بهره وری که احسانی و خالدی (1381)، در مطالعه ی خود در مورد بهرهوری آب در کشاورزی انجام داده اند، استفاده شده است. به منظور تعیین شاخص های ناپارامتری بهره وری جزئی نهاده ی آب مصرف شد ه در کشت برنج از شاخص های بهره وریCPD،BPDو NBPDاستفاده شده است. بررسی شاخص های بهره وری آب ارقام مختلف برنج در اراضی شالیزاری تحت پوشش سه نظام آبیاری استان گیلان از طریق محاسبه و تحلیل شاخصهای ناپارامتری بهره وری جزئی نهاده آب مصرف شده در کشت برنج نشان داد که شاخص CPD برای انواع ارقام برنج در سه نظام آبیاری سنتی، تلفیقی و مدرن به ترتیب برابر با 215/0، 205/0 و 21/0 میباشد. نتایج تحلیل واریانس نشان داد که تفاوت معنی داری بااحتمال 95 درصد از نظرآماری بین شاخص مذکور در سه نظام آبیاری فوق وجود داشت و نتیجه آزمون دانکن نیز این تفاوت را بین نظامهای آبیاری تلفیقی وسنتی تأیید نمود. شاخصCPD برای ارقام برنج بومی در سه نظام آبیاری سنتی، تلفیقی و مدرن به ترتیب برابر با 199/0، 197/0 و 2/0 به دست آمد و نتایج تحلیل واریانس نشان داد که بین سه نظام آبیاری از نظر شاخص مذکور تفاوت معنی داری از نظر آماری وجود ندارد. شاخصBPD برای ارقام مختلف برنج در سه نظام آبیاری سنتی، تلفیقی و مدرن به ترتیب برابر با 8736، 8320 و 8498 به دست آمد و نتایج تحلیل واریانس شاخصBPD انواع ارقام برنج در سه نظام آبیاری نشان داد که تفاوت معنی داری با احتمال 95 درصد از نظر آماری وجود دارد و نتایج تجزیه دانکن نیز وجود این تفاوت را بین دونظام آبیاری سنتی و تلفیقی تأیید نمود. شاخص NBPD برای ارقام مختلف برنج در سه نظام آبیاری سنتی، تلفیقی و مدرن به ترتیب 6775، 6382 و 6517 ریال به دست آمد و نتایج تحلیل واریانس نیز نشان داد که بین شاخصNBPD انواع ارقام برنج در سه نظام آبیاری تفاوت معنی داری با احتمال 95 درصد از نظر آماری وجود داشت و نتایج آزمون دانکن نیز تفاوت معنی داری بین شاخصNBPD  انواع ارقام برنج در آبیاری تلفیقی و سنتی را تأیید نمود.

1-1- مقدمه

افزایش جمعیت، توسعه کشاورزی و لزوم تولید محصولات گوناگون غذایی در دهه­های اخیر منجر به بهره­برداری سنگین از منابع محدود آبی کشور شده است. هرچند آب سه چهارم سطح کره زمین را پوشانیده ولی حدود سه درصد از آبهای جهان، شیرین و  قابل مصرف در بخش کشاورزی می­باشد، بر اساس مطالعات انجام شده توسط سازمان خوار­ و بار کشاورزی جهانی در 93 کشور در حال توسعه، استحضال بی­رویه آب، موجب کاهش منابع آبی و در نتیجه به خطر افتادن امنیت غذایی گردیده و پیش بینی می­شود در هزاره سوم میلادی چالش اصلی جهان « آب » خواهد بود . بر اساس تحلیل موسسه بین المللی مدیریت آب دو نظریه در مورد تخصیص آب برای کشاورزی وجود دارد:

 1 تامین مواد غذایی جمعیت رو به رشد کره زمین، برداشت آب از منابع سطحی و زیرزمینی با رشد 11 درصد

2 بهره وری بهینه از منابع آب با افزایش کارائی مصرف در بخش کشاورزی

کشور ما با یک سوم متوسط بارندگی جهان و با 36/0درصد از کل منابع تجدید شونده ویک درصد جمعیت جهان از این چالش سهم عمده­ای خواهد داشت و در این میان بخش کشاورزی با حدود 90 درصد مصرف آب بزرگترین رسالت را در مصرف بهینه دارد. ضمن آنکه افزایش راندمان فیزیکی بدون توجه به افزایش راندمان اقتصادی که از آن به «بهره­وری آب در تولید اقتصادی » نام برده می­شود ، نتیجه مطلوب و نهائی را نخواهد داشت (شایان فر، 1382).

  برنج همراه با گندم دو غله اساسی تامین کننده اصلی کالری روزانه  مردم ایران می­باشد و استان گیلان با داشتن حدود 35 درصد سطح زیر کشت و تقریباً همین مقدار تولید تامین کننده نیاز غذایی حدود 18 میلیون نفر از جمعیت کشور می­باشد. با توجه به نقش مهم  آب در تولید برنج ، لزوم بررسی و توجه به بهره­وری آب در شالیزار در راستای تولید پایدار از اهمیت ویژه­ای برخوردار است و بررسی روش­های مدیریت مصرف آب در شالیزارهای گیلان حاکی از آن است که در حال حاضر سه نوع نظام بهره­برداری از منابع آبی موجود به منظور آبیاری مزارع وجود دارد (سازمان جهاد کشاورزی گیلان،1388).

1- اراضی خارج از شبکه آبیاری سفیدرود اصطلاحاً اراضی سنتی نامیده می شوند که عمدتاً از رودخانه های حوضه داخلی شبکه آبیاری می گردند و وسعت آنها بالغ بر 62277 هکتار می­باشد.

 2-اراضی مدرن به شبکه ای اطلاق می­شود که حداقل شامل شبکه 1 و 2 باشد.

3- اراضی تلفیقی (نیمه مدرن) به شبکه ای اطلاق می شود که یکی از خصوصیات زیر را دارا باشد:

الف- دارای سد یا بند انحرافی باشد. ب- دارای دهنه آبگیر و یا کانال اصلی انتقال آب باشد

اراضی سنتی نیز به شبکه­ای اطلاق می شود که فاقد مشخصات اراضی مدرن و تلفیقی باشد.

کنکاش منابع و متون علمی در این زمینه حاکی از محدود بودن منابع تحقیقاتی در داخل کشور می­باشد. در این تحقیق سعی شده جنبه های اقتصادی و اجتماعی مدیریت مصرف آب در شالیزار مورد بررسی قرارگیرد و شاخص های بهره وری آب در سه نظام آبیاری سنتی ، تلفیقی و مدرن مورد ارزیابی قرار گرفته تا موجبات توجه بیشتر برنامه ریزان و تصمیم گیران و ارایه راهکارهای علمی و عملی توسط کارشناسان و متخصصان امر را فراهم سازد.

1-2- بیان مسئله

بحران آب از چالش­های مهم زیست­محیطی منطقه خاورمیانه می­باشد. بسیاری از کارشناسان نگران آن هستند که استفاده از منابع آب در ایران بدون در نظر گرفتن محدودیت آن در آینده مشکلات جدی را ایجاد می­نماید. محدودیت منابع آبی کشور و مصرف بی­رویه در آبیاری به ویژه کشت برنج لزوم افزایش بهره­وری مصرف نهاده ارزشمند آب در کشت این محصول را آشکار کرده است (دریجانی و همکاران، 1391). درواقع در بهره­وری آب، نقش هر واحد آب در تولید ناخالص ملی یا تولید ناخالص داخلی مطرح است. چنانچه با این دیدگاه به مصرف آب در ایران بنگریم، کارآیی مصرف آب در بهره­وری آن در ایران بسیار پایین است (علیزاده، 1380).در این شرایط مهم ترین چالش بخش کشاورزی ، افزایش بهره وری آب و تولید بیشتر غذا از آب کمتر است (دهقانی، 1386).

آب وآبیاری در زراعت برنج از مهمترین عوامل تولید این محصول به شمار می­رود. با توجه به قرارگرفتن ایران در منطقه خشک ونیمه خشک جهان و همچنین بروز خشکسالی و کم آبی در سال­های اخیر، مسئله آب را به مهمترین چالش کشاورزی کشور مبدل ساخته است. زراعت برنج به عنوان زراعت آبی و گیاهی که به آب بیشتری نسبت به خیلی از گیاهان نیاز دارد از یک طرف وضرورت حفظ و پایداری تولید برنج ازطرف دیگر، پرداختن به موضوع آب را بیش از پیش مهم جلوه می­نماید (یزدانی،1385).

استان گیلان حدود 7/7 درصد از آب تجدید شونده کشور را در اختیار دارد و حجم آب تجدید شونده گیلان حدود 10 میلیارد متر مکعب ونیاز آبی کل اراضی شالیزاری استان حدود 3 میلیارد متر مکعب  برآورد می­گردد. هرچند مجموع آبهای سطحی ورودی از خارج استان حدود 30 درصد مجموع آورد آبی استان را شامل می­گردد اما این میزان به تنهایی در شرایط فعلی نیاز آبی حدود 72 درصد از شالیزارهای گیلان را تامین می نماید (شرکت بهره برداری از شبکه های آبیاری وزهکشی گیلان،1390). و این در حالیست که احداث سدهای متعدد در سرشاخه­های سد سفیدرود کمیت و کیفیت آب زراعی قسمت اعظم اراضی شالیزاری استان گیلان را تحت تأثیر خود قرار داده و در صورت عدم اتخاذ روش­های مختلف مدیریتی و فنی از جمله ارتقاء مدیریت بهره وری آب در شالیزار، نه تنها اقتصاد گیلان که بر پایه کشاورزی حول زراعت برنج شکل گرفته دچار چالش جدی خواهد شد بلکه یکی از مناطق اصلی تامین کننده محصول راهبردی کشور نیز دچار مخاطره قرار خواهد گرفت. باتوجه به بررسی نتایج تحقیقات، مطالعات وپژوهش­های انجام یافته در خصوص نقش نهاده آب در زراعت برنج گیلان، تاکنون تحقیق جامع وکاملی با رویکرد بررسی وضعیت شاخص­های بهره وری آب در زراعت برنج صورت نگرفته است. هدف این تحقیق بررسی و ارزیابی اثرات نظامهای مختلف آبیاری در عملکرد و بهره وری آب اراضی شالیزاری گیلان می­باشد.

1-3- اهمیت و ضرورت تحقیق

آب به عنوان یکی از مهم­ترین منابع پایه در فرایند توسعه درهر جامعه بشری شناخته می­شود. سه برابر شدن جمیعت جهان در طی قرن بیستم و افزایش شش برابری مصرف آب موجب محدودیت شدید منابع آب قابل دسترس شده است (شرکت مدیریت منابع آب ایران،1389). سطح زیر کشت برنج در دنیا 161 میلیون هکتار و میزان تولید آن بالغ بر670 میلیون تن می­باشد. حدود 90 درصد از تولید برنج جهان در آسیا صورت می­گیرد و حدود 95 درصد از برنج تولیدی در دنیا نیزصرف تامین نیاز غذایی کشورهای تولید کننده شده و تنها 5 درصد از برنج تولیدی جهان سالانه در چرخه تجارت جهانی قرار می گیرد. با توجه به نیاز روزافزون به برنج در کشورهای تولیدکننده ، عرضه برنج در بازارهای دنیا بسیار شکننده می­باشد وکشور ایران از سال 2002 میلادی تاکنون همواره جزء سه تا پنج کشور اول وارد کننده برنج در دنیا بوده است (سازمان خوارو بار جهانی،2011).

با افزایش سریع جمیعت جهان فشاربر منابع آب شیرین افزایش می­یابد. کشت آبی، بزرگترین بخش مصرف کننده آب در دنیا است وبا رقابت فزاینده دیگر بخش­ها مانند صنعت وشرب روبرو است. با جمیعت فزاینده و آب کمتری که برای تولیدات کشاورزی در دسترس است،تضمین امنیت غذایی برای نسل­های آینده مبهم است. در جهان امروز، چالش بزرگ دربخش کشاورزی، تولید غذای بیشتر با آب کمتراست که از طریق افزایش بهره وری آب نباتات زراعی (CWP[1]) حاصل می گردد (اسدی و همکاران،1388).

با توجه به اینکه حدود 75 درصد سطح زیر کشت برنج و تقریباً همین مقدار تولید ایران در اقلیم خزری و در سه استان گیلان، مازندران و گلستان تولید می گردد و شرایط اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی مناطق فوق وابستگی زیادی به زراعت برنج دارد، بنابراین اتخاذ هر گونه سیاستی در خصوص برنج نه تنها تاثیر عمیقی بر زندگی مردم این ناحیه گذاشته، بلکه تولید را نیز در سطح ملی تحت شعاع قرار می­دهد.

در همین راستا سالیانه بالغ بر یک میلیون تن محصول در گستره­ای به مساحت 238000 هکتار توسط 300000 بهره­بردار در واحدهای بهره­برداری با میانگین 7/0 هکتار با استفاده از روش آبیاری غرقابی سطحی در قالب سه نظام آبیاری سنتی، تلفیقی و مدرن در گیلان تولید می­گردد و آب به عنوان کلیدی­ترین نهاده نقش اساسی را در تولید محصول برنج ایفاء می­نماید. از مجموع برنجکاری استان 171000هکتار در محدوده شبکه سفیدرود و67000 هکتارآن نیزسنتی آبخور می باشد (شرکت بهره برداری از شبکه های آبیاری و زهکشی گیلان،1390). بنابراین بررسی عملکرد و ارزیابی شاخص­های بهره­وری آب در شالیزار و ارایه راهکارهای حفظ و ارتقاء آن شرایط پایداری در تولید برنج و در نتیجه پویایی اقتصادی مردم گیلان را تضمین می نماید.

تاکنون شاخص­های مختلفی برای ارزیابی نحوه­ی بهره­برداری از شبکه­های آبیاری ارائه گردیده است و بر اساس آن­ها شبکه­های آبیاری از جنبه­های مختلف مدیریتی و فنی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته­اند، علیرغم گستردگی این تحقیقات در سطح کشور کمتر تحقیق مدونی در مورد میزان تولید محصول به ازای حجم آب مصرفی و یا میزان سود به ازای آب مصرفی در مقیاس بزرگ در زراعت برنج صورت گرفته است و اگر تحقیقی هم صورت گرفته باشد در سطح مزرعه­ای و مقیاس کوچک می­باشد. و اصولاً گزارش مکتوبی از بررسی شاخص­های ذکر شده در گستره شالیزارهای استان گیلان یافت نشد. لذا نیاز به بررسی شاخص­های ناپارامتری بهره­وری آب در نظام­های آبیاری شالیزاری گیلان و در سطح برنجزارهای استان گیلان احساس می­شد.

1-4- اهداف و سوالات تحقیق

هدف اصلی این تحقیق بررسی و تبیین اثرات حاصل از تفاوت نظام های آبیاری بر عملکرد و بهره­وری اراضی شالیزاری استان گیلان می­باشد که برای این منظور اهداف اختصاصی زیر مد نظر قرار دارند:

محاسبه و مقایسه عملکرد ارقام مختلف برنج در اراضی شالیزاری تحت پوشش سه نظام آبیاری مذکور.

محاسبه و مقایسه هزینه­های تولید برنج در اراضی شالیزاری تحت پوشش سه نظام آبیاری سنتی،‌مدرن و تلفیقی.

محاسبه سود ناخالص به ازای واحد حجم آب (BPD[2]) در اراضی تحت پوشش سه نظام آبیاری سنتی، تلفیقی و مدرن استان گیلان برای ارقام بومی و پرمحصول برنج.

محاسبه سودخالص به ازای واحد  حجم آب (NBPD[3]) در اراضی تحت پوشش سه نظام آبیاری سنتی،‌ تلفیقی و مدرن استان گیلان برای ارقام بومی و پرمحصول برنج.

محاسبه شاخص­های بهره­وری عملکرد به ازاء واحد حجم آب (CPD[4]) در اراضی تحت پوشش سه نظام آبیاری سنتی،‌ تلفیقی و مدرن استان گیلان برای ارقام بومی و پرمحصول برنج.

سوالاتی که در این تحقیق مورد بررسی قرار می گیرد شامل موارد ذیل می باشد:

آیا تفاوت معنی­داری بین عملکرد ارقام بومی و پرمحصول برنج در اراضی شالیزاری تحت پوشش سه نظام آبیاری بومی، تلفیقی و مدرن در گیلان وجود دارد؟

بیشترین بهره وری مصرف آب برای ارقام بومی برنج در کدامیک از نظام­های آبیاری می­باشد؟

بیشترین بهره وری مصرف آب برای ارقام پرمحصول برنج در کدامیک از نظام های آبیاری می باشد؟

دلایل عمده تغییرات عملکرد در سه نظام آبیاری برای ارقام بومی و پرمحصول برنج کدامند؟

دلایل عمده تغییرات بهره وری آب در سه نظام آبیاری برای ارقام بومی و پرمحصول برنج کدامند؟

1-5- محدوده ی تحقیق

جامعه آماری در نظر گرفته شده در این تحقیق، ‌کشاورزان شالیکار استان گیلان می­باشد که اراضی شالیکاری آنان تحت پوشش یکی از نظام­های آبیاری سنتی، ‌تلفیقی و یا مدرن می باشد و زمان اجرای این طرح از فروردین سال 1392 لغایت بهمن ماه سال1393 بود.

موضوع تحقیق نیز بررسی اثرات نظام­های آبیاری بر عملکردو بهره­وری آب اراضی شالیکاری کشاورزان گیلان می­باشد.

1-6- واژگان کلیدی   

نظام­های آبیاری: نظام آبیاری به مجموعه­ای از فنون و رویه­های قانونمند در زمینه­های تأمین منابع آب، انتقال آب، توزیع آب میان بهره­برداران و نیز فنون مربوطه به نحوه تأمین نیازهای آبی گیاه و سازماندهی مناسب عوامل انسانی و نیروی کار در هر یک از زمینه های یاد شده اطلاق می­شود.

بهره­وری: بهره­وری از دید سیستمی ارتباط بین داده ها و بازداده ها را مشخص می­سازد. بنابراین بهره­وری نشان دهنده میزان کارآیی ترکیب عوامل در فرآیند تولید است که در این پژوهش هدف بررسی و محاسبه بهره وری فنی و اقتصادی آب می­باشد.

عملکرد: عبارت است از میزان تولیداز یک محصول زراعی در یک کشت در واحد سطح.

Abstract

Water as an important resource bases for development in every known human society. Water Crisis in the Middle East is an important environmental challenges. The present study aims to investigate and explain the effects of different irrigation regimes on the performance and productivity of paddy fields in Guilan Province, Iran. The study of the quantitative research component is the dominant approach is based on the target application.The population of the province are of paddy farmers.Using the sample size required by Bartlett and colleagues (2001) used a sample size of 1064 was determinedAnd due to the low return rate of questionnaires in social and economic studies, 10% were added to the sample size1170 questionnaires were distributed, resulting in a total of 1109 questionnaires were returned.With regard to the method of irrigation as a class (traditional, modern and fusion) stratified sampling method was used to select samples.Also, considering the lack of suitable methods to study the distribution of water in the city of study, convenience sampling was used to select the samples in each class.Data collection in this study was a questionnaire consisting of closed and open questions.The validity of the questionnaire was determined using experts opinionsCompleted a pilot study to test outside the scope of the original study was conductedCronbach's alpha was calculated on the basis of 75 percent.Of central tendency and dispersion statistics such as standard deviation, mean for ranking and prioritizing the various items was used.The analysis also examines the relationships between the significant variables and relationships among variables of the study dealsFor this purpose, a parametric statistical methods such as analysis of variance test or F, Duncan's test was used.In this study, the productivity index and Khalid Ehsan (2002), in his study on water productivity in agriculture have been used.Partial productivity indicators parametric inputs to determine the parameters of the productivity of water used in rice cultivation CPD, BPD and NBPD is used.Indices of different varieties of rice water productivity in irrigated paddy fields covered by the three systems GuilanThrough calculation and non-parametric analysis of partial productivity indicators of water use in rice cultivation showed thatCPD for all types of rice irrigation systems in traditional and modern fusion respectively 0.215, 0.205 and is 0.21.Analysis of variance showed statistically significant differences between the 95% mentioned above, there were three irrigation systemsDuncan also make the difference between fusion and traditional irrigation systems approved.CPD index for Indian rice irrigation systems in traditional and modern fusion respectively, 0.199,0.197and 0.2 respectively. And analysis of variance showed that the three irrigation systems in the index, there is no statistically significant difference.BPD indices for different rice cultivars at three irrigation regimes, traditional, modern and fusion respectively 8736, 8320 and 8498 respectively. Analysis of variance for BPD types of rice cultivars at three irrigation systems showed statistically significant differences at 95% level isand Duncan's analysis of these differences between the traditional irrigation system and consolidated confirmed.NBPD indicators for different rice cultivars at three irrigation regimes, traditional, modern and fusion, respectively, 6775, 6382 and 6517 Rials, respectively. ANOVA results showed that the index of rice sorts in NBPD irrigation system, 95% were statistically significant differences were foundDuncan test results are also significant differences between the NBPD types of fusion and traditional rice irrigation confirmed.