Definition and Determination of Water Productivity Management Index (WPMI) and Its Application for Forage Maize in Moghan Plain

Document Type : Research Paper

Authors

Abstract

In order to complete and differentiate various water productivity indexes according to the actual situation, it is necessary to provid a measure to evaluate the suitability of the productivity index and extend the results to other areas. Therefore, in this study, through a process view of the agricultural production system and considering climate, land, and plant capabilities and constraints in the complex cycle of water-soil-plant-atmosphere and human, different water productivity (WP) researches were grouped and analyzed. Indices of Potential Climatic Water Productivity (PCWP), Potential Land Water Productivity (PLWP), Actual Water Productivity (AWP), Water Productivity Gap (WPG), Water Productivity Management Index (WPMI), and Water Productivity Management Level (WPML) were all defined and their methods of determination were presented. The indices were determined and analyzed for three forage maize farms in Moghan Plain. The results showed that changes in agronomic calendar and field soil conditions variation affected the PCWP and PLWP indices, such that the PCWP varied from 31 to 46 kg.m-3 in farms 1 and 3 and PLWP varied from 26 to 42 kg.m-3 in farms 2 and 3.  The AWP was always less than the PLWP and was affected by farm management on yield, and the proportional of allocation and consumption of water to actual yield. The AWP was 27, 24 and 39 kg.m-3 for farms 1, 2 and 3, respectively, in the best condition. Where water allocation was location-specific and according to crop calendar and actual production, the WPG was drastically reduced and it was equal to 0.2, 2.2 and 3.5 kg.m-3 for farms 1, 2, and 3, respectively. Practically, using simply the AWP index cannot properly judge, analyze, and compare the status of water productivity management in different field conditions. However, The WPMI and WPML dimensionless indices presented in this article are suitable for this purpose.[1]
 



[1] - Part of this research was funded by Project No. 2-10-10-096-961738, Soil and Water Research Institute (SWRI).

Keywords

References

  1. احمدی­عدلی، ر. 1386. آب مصرفی پتانسیل ذرت در منطقه مغان. گزارش نهایی پروژه تحقیقاتی موسسه تحقیقات خاک و آب. شماره ثبت 728/86، 33 صفحه.
  2. بنایی، م.ح.، مومنی، ع.، بایبوردی، م. و م.ج، ملکوتی. 1383. خاک­های ایران (تحولات نوین در شناسایی، مدیریت و بهره­برداری). انتشارات سنا، به سفارش موسسه تحقیقات خاک و آب، 482 صفحه.
  3. جناب، م و ب، نظری. 1397. برآورد تفاوت عملکرد و بهره­وری آب گندم بین وضعیت موجود و مطلوب در استان قزوین با استفاده از پروتکل GYGA. مجله پژوهش آب در کشاورزی، دوره 23، شماره 1، صفحات 41-54.
  4. حیدری، ن.1390. تعیین و ارزیابی شاخص کارآیی مصرف آب محصولات زراعی تحت مدیریت کشاورزان در کشور. مجله مدیریت آب و آبیاری، دوره 1، شماره 2. صفحات 43-57.
  5. دهقانیان، س. ا. و افضلی نیا، ص. 1397. بهره‌وری آب و عملکرد ذرت در تناوب با گندم در روش‌های مختلف آبیاری و خاک‌ورزی. مجله پژوهش آب در کشاورزی، دوره 32، شماره 1، صفحات 15-27.
  6. زاهدپور یگانه، ح .، رضاوردی نژاد، و. و ح، دهقانی­سانیج. 1396. ارزیابی بازده کاربرد و بهره‌وری سامانه‌های آبیاری سطحی در مزارع منطقه نازلوچای، دشت ارومیه. مجله پژوهش آب در کشاورزی، ب، جلد 31 ، شماره 4. صفحات 685-698.  
  7. زمانی، ا.، مرتضوی، س.ا. و ح، بلالی. 1394. بررسی بهره‌وری اقتصادی آب در محصولات مختلف زراعی در دشت بهار. مجله پژوهش آب در کشاورزی، ب، جلد 28، شماره 1. صفحات 52-61.
  8. زید علی، س.، خالدی، ه. و م، خلقی. 1383. بررسی وضعیت بهره­وری آب در شبکه آبیاری و زهکشی مغان. یازدهمین همایش کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران، صفحات 419-432.
  9. سید جلالی، س.ع.ر. 1392. مدل سازی ارزیابی تناسب اراضی و تخمین پتانسیل تولید اراضی برای گندم آبی با استفاده از نظریه­های فازی و زمین آماری در دشت گتوند، استان خوزستان. رساله دکتری مهندسی علوم خاک، دانشگاه تهران، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج، 228 صفحه.
  10. شهابی فر، م.، رضوی، ر.، عزیزی زهان، ع.ا. و ر، پیری. 1393. آب مصرفی و مدیریت آبیاری در زراعت گندم. اولین همایش ملی مدیریت آب و خاک در تولید گندم، موسسه تحقیقات خاک و آب.
  11. عباسی، ف.، ناصری، ا.، سهراب، ف.، باغانی، ج.، عباسی، ن. و م، اکبری. 1394. ارتقای بهره­وری مصرف آب. انتشارات سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، 68 صفحه.
  12. عزیزی زهان، ع. ا.، رضوی، رو م، شهابی­فر. 1394. بررسی تغییرات زمانی و مکانی کارآیی مصرف آب گندم بر مبنای پتانسیل تبخیر- تعرق، نیاز آبیاری و باران موثر در ایران. سیزدهمین همایش ملی آبیاری و کاهش تبخیر، دانشگاه شهید باهنر کرمان.
  13. عزیزی زهان، ع. ا.، شهابی­فر، م.، ابراهیم پاک، ن. ع.، رضوی، ر.، غالبی، س.، سرایی تبریزی، م.، طلوعی، ر و ر، پیری. 1393. ارزیابی کارآیی مصرف آب گندم در ایران و جهان. اولین همایش ملی مدیریت خاک و آب در تولید گندم، موسسه تحقیقات خاک و آب.
  14. غالبی، س. 1395. بررسی و ارزیابی نقش مدیریتهای مختلف آبیاری بر کارایی مصرف آب (W.U.E) در سطح بهره برداران ذرت کار استان قزوین. گزارش نهایی پروژه تحقیقاتی. نشریه شماره 2057 موسسه تحقیقات خاک و آب. 60 صفحه.
  15. فرشی، ع. ا.، خیرابی، ج.، سیادت، ح.، میرلطیفی، م.، دربندی، ص.، سلامت، ع. ر.، انتصاری، م. ر. و م.ح، سادات میرئی. 1382. مدیریت آب آبیاری در مزرعه، انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران، 200 صفحه.
  16. فرشی، ع. ا.، شریعتی، م.ر.، جارالهی، ر.، قائمی، م.ر.، شهابی­فر، م. و م.م، تولایی. 1376. برآورد آب مورد نیاز گیاهان عمده زراعی و باغی کشور. موسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی. وزارت جهاد کشاورزی، انتشارات نشر آموزش کشاورزی.
  17. کشاورز، ع. و ح، دهقانی سانیچ. 1391. شاخص بهره­وری آب و راهکار آتیه کشاورزی کشور. فصلنامه راهبرد اقتصادی، سال اول، شماره اول، صفحات 199-233.
  18. کشاورز، ع. و ک، صادق­زاده. 1379. وضعیت موجود، چشم­اندازهای آینده و راهکارهایی جهت بهینه­سازی آن. دهمین همایش کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران، صفحات 377-398.
  19. گیوی، ج. 1376. ارزیابی کیفی تناسب اراضی برای نباتات زراعی و باغی. موسسه تحقیقات خاک و آب، نشریه فنی شماره 1015، 100 صفحه.
  20. وزارت جهاد کشاورزی و سازمان هواشناسی کشور. 1381. نیاز خالص آبیاری محصولات زراعی و باغی ایران. نرم افزار NetWat.
  21. وزارت جهاد کشاورزی. 1397. آمارنامه کشاورزی، جلد اول: محصولات زراعی، سال زراعی 96-1395. مرکز فناوری اطلاعات، معاونت برنامه­ریزی و اقتصادی، وزارت جهاد کشاورزی، تهران.
  22. یدالهی نوش­آبادی، س. ج.، جهانسوز، م.ر.، مجنون حسینی، ن.، و غ.ر، پیکانی. 1396. ارزیابی قابلیت تولید محصولات عمده زراعی در منطقه هشتگرد با استفاده از روش فائو. مجله علوم گیاهان زراعی ایران، دوره 48، شماره 1، صفحات 25-38.
    1. Allen, R.G., Percira, L.S., Rees, D., and M.Smith. 1998. Crop evapotranspirantion. Irrigation and Drawing paper, NO. 56, FAO, 300 P.
    2. Bastiaanssen, W.G.M., Pelgrum, H., Wang, J., Ma, Y., Moreno, J.F., Roerink van der Wal, G.J.T. 1998. A Remote Sensing Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) 2.Validation, Journal of Hydrology 213–229.
    3. Doorenbos, J., and A.H. Kassam. 1979. Yield Response to Water. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 33.  Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy.
    4. Hsiao, T.C., Steduto, P., and E. Fereres. 2007. A systematic and quantitative approach to improve water use efficiency in agriculture. Irrigation Science, 25(3): 209–231.
    5. Khaledi, H., and M, Ehsani .2005. Identifying agricultural water productivity indices in seven Iranian Irrigation Networks. Proceedings of the 9th International commission on Irrigation and Drainage, Bejing. China.
    6. Kijne, J.W., Barker, R., and D. Molden. 2003. Water Productivity in Agriculture: Limits and Opportunities for Improvement. Comprehensive Assessment of Water Management in Agriculture Series. CABI Publishing, Wallingford, Oxon, OX10 8DE, UK, p. 52 pp.
    7. Molden, D. 1997. Accounting for water use and productivity. In: SWIM Paper 1. IIMI. Colombo.
    8. Ritzema, R.S. 2014. Aqueous Productivity: An enhanced productivity indicator for water. Journal of Hydrology 517: 628–642
    9. Scheierling, S.M., Treguer and, D.O., and J.F. Booker. 2016. Water Productivity in Agriculture: Looking for Water in the Agricultural Productivity and Efficiency Literature. Water Economics and Policy, Vol. 2, No. 3.
    10. Steduto, p., Hsiao, T., Fereres, E. and Raes, D. 2012. Crop yield response to water. In: FAO Irrigation and Drainage Paper No. 66. Rome, FAO.
    11. Steduto, P., Hsiao, T.C., Raes, D., and E. Fereres. 2009. AquaCrop-The FAO crop model to simulate yield response to water: I. Concepts and underlying principles. Agronomy Journal. 101:426–437.
    12. Sys, C., Van Ranst, E., and J. Debaveye. 1991. Land evaluation, part II: Methods in land evaluation. General Administration for Development Cooperation, Agricultural publications nr.7, Brussels, Belgium.
    13. Sys, C., Van Ranst, E., and J. Debaveye. 1991. Land Evaluation Part I, Principles in Land Evaluation and Crop Production Calculation. General Adminestration for Development Cooperation, Brusseis. 274 pp.
    14. Sys, C., Vanranst, E., Debaveye, I.J., and F.Beernaert. 1993. Land evaluation. Part III. Crop Requirements. General Administration for Development cooperation, Agricultural publication-No. 7, Brussels-Belgium. 199p.
    15. Zwart, S.J., Bastiaanssen, G.M., Fraiturec, C., and D.J. Moldenc. 2010. WATPRO: A remote sensing based model for mapping water productivity of wheat. Agricultural Water Management 97, 1628–1636.
    16. Zwart, S. J., and G.M. Bastiaanssen. 2004. Review of measured crop water productivity values for irrigated wheat، rice، cotton and maize. Agric. Water Manage. 69:115-133.
Journal of Water Research in Agriculture
Volume 33, Issue 4
March 2020
Pages 519-534

Files

Share

How to cite

Statistics