برآورد ردپای آب در تولید برنج و ارزیابی عوامل موثر بر آن از دیدگاه دانش سنتی کشاورزان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری علوم و مهندسی مرتع، گروه مدیریت مرتع، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

2 دانشیارگروه مدیریت مرتع، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 دانشیار گروه ترویج و آموزش کشاورزی، دانشکده مدیریت کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

10.22092/jwra.2026.370555.1092

چکیده

این پژوهش با هدف ارزیابی ردپای آب کشت برنج و ارزیابی عوامل موثر بر آن از دیدگاه دانش سنتی در سال زراعی 1401 و در استان گیلان انجام شد. روش مطالعه یک رویکرد ترکیبی (کمّی و کیفی) بود که در آن ردپای آب به روش حجمی شامل ردپای مستقیم آب از نرم‌ افزار CropWat8.0 و ردپای غیرمستقیم از حاصلضرب کمی هر نهاده‌ در ضریب جهانی آب آن محاسبه شد. همچنین بررسی دانش سنتی با روش مردم‌نگاری و تحلیل نتایج آن با روش کدگذاری به کمک نرم‌افزار MAXQDA 2020 صورت پذیرفت. میانگین ردپای مستقیم آب برنج حدود 1982 متر مکعب بر تن در سال بود که 75% آن ردپای آب آبی، 16% آن ردپای آب سبز و 9% آن ردپای آب خاکستری بود. ردپای غیرمستقیم آب برنج نیز 53 متر مکعب بر تن در سال است. همچنین کارایی مصرف آب در محصول برنج0/49 کیلوگرم بر مترمکعب در سال و تلفات آبیاری برابر با  6701 مترمکعب در هکتار در سال برآورد شد. کشاورزان، دانش مدیریت آب، زمین، بذر و کاشت نشاء را با اثربخشی 50، 40 و 10 درصد در ردپای آب برنج مؤثر می‌دانند. با توجه به سهم ردپای آب سبز و آبی استان گیلان در مقایسه با سایر مناطق کشور و نقش راهبردی برنج در تأمین امنیت غذایی، تداوم تولید این محصول در استان امری ضروری است. در این راستا، تلفیق دانش سنتی کشاورزان شامل مدیریت زمین، بهره‌گیری از ارقام بومی و زمان‌بندی مناسب کشت با روش‌های نوین مدیریتی مانند آبیاری متناوب، می‌تواند نقش مؤثری در بهبود مدیریت مصرف آب ایفا کند. همچنین، برنامه‌ریزی تولید مبتنی بر ارزیابی ردپای آب در مقیاس منطقه‌ای، اصلاح الگوهای مصرف و تقویت زیرساخت‌های آبیاری، ضمن حفاظت از منابع آب، موجب افزایش تاب‌آوری نظام تولید و پایداری معیشت کشاورزان خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Estimation of Water Footprint in Rice Production and Evaluation of the Factors Influencing It from the Perspective of Farmers' Traditional Knowledge

نویسندگان [English]

  • Maedeh Omidi nowbijar 1
  • Hossein Barani 2
  • Mohamad Rahim Forouzeh 2
  • Ahmad Abedi sarvestani 3
1 Ph.D. in Range science and engineering, Department of Rangeland Management, Faculty of rangeland and watershed management, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
2 Associate Prof., Department of Rangeland Management, and Faculty of rangeland and watershed management, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
3 Associate Prof., Department of Agricultural Extension and Education, Faculty of agricultural management, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
چکیده [English]

This study aimed to assess the water footprint of rice cultivation and the evaluation of factors influencing it from the perspective of traditional knowledge during the 2022 cropping season in Gilan Province. A mixed-methods approach was adopted, combining quantitative and qualitative analyses. The volumetric method was applied to calculate the water footprint, including direct footprint estimated with CropWat 8.0 and the indirect water footprint was calculated as the product of each input quantity and its corresponding global average water footprint coefficient. Traditional knowledge was investigated using ethnographic methods, and the findings were analyzed through coding with MAXQDA 2020. Results indicated that annual mean direct water footprint of rice was approximately 1,982 M3.ton-1.year-1, of which 75% was blue water, 16% green water, and 9% grey water. The indirect water footprint was estimated at 53 M3. t-1. Year-1, while water use efficiency in rice production was 0.49 kg.M-3. Year. Additionally, irrigation losses were estimated at 6,701 M3.ha-1. Year-1. Farmers recognized the effectiveness of practices in managing water, land, seed, and transplanting, with contributions of 50%, 40%, and 10%, respectively, to reducing the water footprint. Given the proportion of green and blue water footprints in Gilan Province compared to other regions of the country, as well as the strategic role of rice in ensuring food security, the continuation of rice production in this province is essential. In this regard, integrating traditional farmers' knowledge including land management, the utilization of indigenous varieties, and appropriate planting timing with modern management practices such as alternate wetting and drying irrigation can play an effective role in improving water consumption management. Furthermore, production planning based on regional-scale water footprint assessment, modification of consumption patterns, and strengthening of irrigation infrastructure will, while protecting water resources, enhance the resilience of the production system and ensure the sustainability of farmers' livelihoods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rice water footprint
  • Blue water
  • Green water
  • Grey water

مراجع

  1. پندی، حسین، اسدی کپورچال، صفورا، وظیفه دوست، مجید و رضایی، مجتبی، 1402. برآورد تبخیر- تعرق و ضریب گیاهی برنج با استفاده از مدل SWAP با و بدون تلفیق تصاویر ماهواره‌ای،تحقیقات آب‌وخاک ایران، 54 (5)، صص. 1213-1197 doi:10.22059/ijswr.2023.361733.669525.
  2. دلجویی­راد، احمد، رسولی­آذر، سلیمان و رشیدپور، لقمان، ۱۳۹۴. بررسی نقش دانش بومی در استفاده بهینه از آب در بخش کشاورزی، کنفرانس بین‌المللی توسعه پایدار با محوریت کشاورزی، محیط‌زیست و گردشگری، تبریز. https://civilica.com/doc/468396
  3. حسن‌پور، خیزران، اسفنجاری کناری، رضا و معتمد، محمد کریم، سنجش و ارزیابی پایداری نظام زراعی کشت برنج با استفاده از روش شاخص ترکیبی (مورد مطالعه: شهرستان لاهیجان)، تحقیقات غلات، 12(4)، صص. 348-333. doi: 10.22124/cr.2023.25094.1777
  4. خدادادی بالانقیبی، محمدرضا، سلطانی، افشین و زینلی، ابراهیم، 1403. برآورد ردپای آب آبی و سبز برنج در پهنه‌های اگرواکولوژیک کشاورزی کل کشور, تحقیقات آب‌وخاک ایران: 55(10)، صص. 1741- 1719. doi:10.22059/ijswr.2024.377040.669719
  5. فرح‌دهر، فاطمه، جهانسوز، محمدرضا، صوفی‌زاده، سعید و یزدانی، محمدرضا، 1402. مستند‌سازی مدیریت‌های زراعی مؤثر بر تولید برنج (Oryza sativa L)در استان گیلان، علوم گیاهان زراعی ایران 54(2)، صص. 204-191 doi 10.22059/ijfcs.2023.348013.654936 .
  6. قناعتی گیل پردسری، مرصاد، اصفهانی، مسعود و اعلمی، علی، اثر مقادیر کود نیتروژن و محلول‌پاشی مپیکوات کلراید بر شاخص‌های مقاومت به خوابیدگی بوته، عملکرد و اجزای عملکرد برنج رقم هاشمی،تحقیقات غلات، 12(3)، صص. 225-240. doi: 10.22124/cr.2023.23747.1756
  7. کاوسی، مسعود و یزدانی، محمدرضا، 1399. اثر دور آبیاری و میزان کود نیتروژن بر عملکرد دانه و اجزای عملکرد برنج (.Oryza sativa L) رقم هاشمی، نشریه علوم زراعی ایران: ۲۲ (۲)، صص. 182-۱۶۸. http://agrobreedjournal.ir/article-1-1009-fa.html
  8. ‌سایت سرشماری نفوس و مسکن، مرکز آمار ایران، https://amar.org.ir/statistical-information/statid/52277
  9. ‌سایت اداره کل هواشناسی استان گیلان، https://www.gilmet.ir/fa
  10. شهبازی، محبوبه، زینلی، ابراهیم، گالشی، سراالله، احتشامی، سید محمدرضا و درستی، حمید، 1396. واکنش عملکرد دانه و سایر ویژگی‌های زراعی دو رقم برنج (Oryza sativa) بومی هاشمی و پرمحصول سپیدرود به مقدار نیتروژن کودی در رشت.مجله مدیریت خاک و تولید پایدار، 7 (1)، صص. 38-21. Doi: 10.22069/ejsms.2017.8997.1543
  11. شیخ زین الدین، آذر، قیاسی، حامد، 1402. ارزیابی ردپای آب و کارایی مصرف آب در محصول برنج در راستای پایداری،دانش کشاورزی و تولید پایدار 33 (2)، صص. 225-207.Doi: 10.22034/saps.2022.49098.2774
  12. مرزی نوحدانی، مریم، مصطفی‌زاده فرد، بهروز، موسوی، سید فرهاد، یزدانی، محمدرضا و علیزاده، محمدرضا، 1394. اثر ادوات مختلف خاک‌ورزی بر منحنی مشخصه رطوبتی خاک غالب شالیزار در استان گیلان. علوم آب و خاک. ۱۹ (۷۲)، صص. ۱۷۷-۱۸۸ http://dx.doi.org/10.18869/acadpub.jstnar.19.72.16.
  13. Allan, R.G. Pereira, S., Raes, D., Smith, M., 1998. Crop Evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements - FAO Irrigation and Drainage: No. 56
  14. Arunrat, N., Sereenonchai, S., Chaowiwat, W., Wang, C., and Hatano, R., 2022. Carbon, Nitrogen and Water Footprints of Organic Rice and Conventional Rice Production over 4 Years of Cultivation: A Case Study in the Lower North of Thailand, Agronomy, 12, 380.
  15. Chapagain, A., and Hoekstra, A., 2010. The blue, green and grey water footprint of rice from production and consumption perspectives. Ecological Economics. 70. 749-758. 10.1016/j.ecolecon.2010.11.012.
  16. Das, K., Gerbens-Leenes, P.W. and Nonhebel, S. 2021, the water footprint of food and cooking fuel: A case study of self-sufficient rural India, Journal of Cleaner Production, 281: 125255.
  17. Dhivya, C., Monika, A., Jayashree, V., and Kamali, S.P., The Role of Indigenous Knowledge in Sustainable Farming Practices, greenaria.in, 2(10): 194-196. ISSN: 2584-153.X, Article ID: G-24-1051
  18. Dugyon, M.C., 2024. Indigenous knowledge in traditional production of rice: Impact on food security in the upland households in Ifugao, Philippines. Plant Science Today.https://doi.org/10.14719/pst.1864
  19. Crop Water and Irrigation Requirements Program of FAO (CROPWAT) Food and Agriculture Organization, 2019. Available online:http://www.fao.org/land-water/databases-and-software/cropwat/en/
  20. Fiamelda, L., Suprihatin, and Purwoko, 2020. Analysis of water and electricity consumption of urea fertilizer industry: case study PT. X. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 472. 012034. 10.1088/1755-1315/472/1/012034.
  21. Echegaray-Cabrera, I., Cruz-Villacorta, L., Ramos-Fernández, L., Bonilla-Cordova, M., Heros-Aguilar, E., and Flores Del Pino, L., 2024. Effect of Alternate Wetting and Drying on the Emission of Greenhouse Gases from Rice Fields on the Northern Coast of Peru. Agronomy: 14, 248. https://doi.org/10.3390/ agronomy14020248
  22. Enriquez Y, Yadav S, Evangelista GK, Villanueva D, Burac MA and Pede V., 2021. Disentangling Challenges to Scaling Alternate Wetting and Drying Technology for Rice Cultivation: Distilling Lessons from 20 Years of Experience in the Philippines. Front. Sustain. Food System. 5:675818. doi: 3389/fsufs.2021.675818
  23. Ewaid, S., Ali Abed, S., Ali Chabuk, A and Nadhir Al-Ansari, N., 2021. Water Footprint of Rice in Iraq: Earth and Environmental Science 722, 012008,doi:10.1088/1755-1315/722/1/012008
  24. Harris, F., Moss, C., J.M.Joy, E., Quinn, R., P.F.D Scheelbeek, F., Dangour, A.D., and Green, R., 2020. The Water Footprint of Diets: A Global Systematic Review and Meta-analysis, panel. Advances in Nutrition.11 (2): 375-386.
  25. Hoekstra, A.Y., Chapagain, A.K., Aldaya, M.M., & Mekonnen, M.M. (2011). The Water Footprint Assessment Manual: Setting the Global Standard. London: Earthscan. Available at:https://www.waterfootprint.org/resources/TheWaterFootprintAssessmentManual
  26. Kashyap, D., and Agarwal, , 2021. Carbon footprint and water footprint of rice and wheat production in Punjab, India, Agricultural Systems 186: 102959.
  27. Singh, R.K., 2014, Indigenous Agricultural Knowledge in Rainfed Rice Based Farming Systems for Sustainable Agriculture: Learning from Indian Farmers. Indigenous Knowledge and Sustainable Agriculture Development, 101-111.
  28. Sriphirom, P., Chidthaisong, A., and Towprayoon, S., Effect of alternate wetting and drying water management on rice cultivation with low emissions and low water used during wet and dry season, Journal of Cleaner Production, 223: 980-988, ISSN 0959-6526, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.03.212.
  29. Sun, P., Elgowainy, A., Wang, M., Han, J. and Henderson, R.J., Estimation of U.S. refinery water consumption and allocation to refinery Products, Fuel. 221: 542–557.
  30. Parsinejad, M., Yazdani, M. R., & Ebrahimian, H., 2009. Field and regional scale evaluation of irrigation efficiency in paddy fields: A case study of Guilan Province, Iran. Irrigation and Drainage, 58(4), 495–505.
  31. Putu Sukanteri,, Joshi, R.C and Tamba, I.M., 2024. Cultivating Sustainable Agriculture: Traditional Wisdom in Balinese Rice Farming.https://doi.org/10.31220/agrirxiv.2024.00270
  32. Rana, M. M., Mahmud, K., Rahman, A., Jahangir, M. M. R., and Amin, M. G. M., 2025. Irrigation and percolation management for reducing water footprint and nutrient leaching in rice‑based ecosystems. Water Science and Engineering, 18(4), 454–46
  33. Rosada, I., Nurliani, A., Nurhapsa, FD., and Sirajuddin, SN., 2024. Enhancing Indigenous Knowledge to Enhance Food Security in Rice Field Agroecosystems of Pinrang Regency, South Sulawesi Province, Indonesia. Adv. Life Scintice.11 (1): 84-91.
  34. Vijayakumar, S., and Padma, S., Unlocking the Energy-Water-Carbon Nexus in Rice Cultivation: A Comprehensive Review, Journal of Rice Research: 16 (2),https://doi.org/10.58297/PSJA9488
پژوهش آب در کشاورزی
دوره 39، شماره 3
آذر 1404
صفحه 303-319

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار