ارزیابی تناسب اقلیمی کشاورزی الگوی کشت زمستانه سیب زمینی(Solanum tuberosum) در استان کرمان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه جیرفت

2 عضو موسسه پژوهش های برنامه ریزی، اقتصاد کشاورزی ، وزارت جهاد کشاورزی، تهران.

3 دانشجوی دکتری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه یزد.

4 هیئت علمی دانشکده کشاورزی، دانشگاه جیرفت

چکیده

چکیده:
سابقه و هدف: ارزیابی تناسب اقلیمی روش مناسبی برای تعیین استعدادهای یک منطقه برای توسعه یک الگوی کاشت خاص و مدیریت ریسک خسارت تنش های محیطی مانند تنش خشکی، تنش گرما و سرما می‌باشد. الگوی "کشت زمستانه" سیب‌زمینی (Solanum tubersuml. ) یکی از الگوهای کاشت نسبتا جدید در برخی مناطق کشور می باشد که تولید محصول آن همزمان با زمان کاشت الگوهای اصلی کشت سیب زمینی در فصل بهار و کاهش دسترسی این محصول در بازار است، لذا توسعه سطح زیر کشت این الگوی کاشت به دلیل تامین نیاز بازار به این کالا از اهمیت زیادی برخوردار است. این پژوهش به منظور ارزیابی تناسیب اقلیم‌ کشاورزی استان کرمان برای الگوی کشت زمستانه سیب زمینی با استفاده از سامانه اطلاعات‌جغرافیایی و روش تحلیل سلسل‌ مراتبی انجام‌گردید.
مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه استان کرمان بود و پایگاه داده‌های اقلیمی بر اساس دوره مشترک (2007-1989) آماری پارامترهای میانگین دمای حداکثر و حداقل روزانه، سرعت باد، بارش، رطوبت‌ نسبی و ساعات آفتابی تمام ایستگاه‌های سینوپتیک و اقلیم‌شناسی پوشش دهنده‌ی منطقه مورد مطالعه ایجاد گردید. شاخص‌های اقلیمی مورد استفاده برای ارزیابی تناسب الگوی کشت زمستانه سیب‌زمینی عبارتند از طول دوره رشد، نیازحرارتی و نیاز فتوپریودی و احتمال وقوع تنش‌های حرارتی. شروع، پایان و طول دوره رشد از طریق آستانه‌های دامنه بردباری سیب زمینی و بر اساس میانگین آمار بلند‌مدت اقلیمی تعیین شد. نیازهای حرارتی و فتوپریودی بر اساس شاخص روز فیزیولوژیک محاسبه گردید. تنش‌های حراراتی هم شامل تنش‌های گرما، سرما و یخ‌زدگی بود که احتمال وقوع آنها در طول دوره رشد ارزیابی گردید. لایه شیب منطقه نیز از نقشه مدل رقومی ارتفاع با دقت 250‌متر با استفاده از نرم‌افزار ArcGIS9x ایجاد گردید. تحلیل‌های آماری شامل محاسبه روایط رگرسیونی و ضریب همبستگی شاخص‌های اقلیمی با ارتفاع و سایر شاخص‌ های آماری مرتبط با استفاده از نرم افزار SPSS و تحلیل‌های مکانی و زمین‌آماری با استفاده از نرم‌افزار ArcGIS9x انجام گرفت. ارزش وزنی لایه‌های مکانی ایجاد شده به روش تحللیل سلسله مراتبی تعیین شد. در مرحله آخر شاخص های اقلیمی کشاورزی، به منظور تعیین میزان تناسب اقلیمی استان کرمان برای الگوی کشت زمستانه سیب‌زمنینی همپوشانی گردید.
یافته‌ها: بر اساس نتایج حاصل حداکثرطول دوره رشد ) 110 تا 140روز( برای الگوی زمستانه در ایستگاه های کهنوج، جیرفت و بم و حداقل آن (کمتر از 10 روز ) در ایستگاه‌های بافت و شهر بابک مشاهده گردید. ارزیابی شاخص‌های تنش‌های حرارتی نشان داد احتمال وقوع تنش سرما برای قسمت‌هایی از مناطق جنوبی با ریسکی کمتر از 15 تا 20 درصد و برای مناطق مرتفع مرکزی، شمال و غربی استان بسیار‌زیاد است. بر اساس نتایج، ایستگاه کهنوج با احتمال وقوع تنش 25 درصد بیشترین ریسک تنش گرما را دارد، احتمال وقوع تنش در ایستگاه‌های جیرفت و بم به ترتیب تا 20 و 7 درصد کاهش می یابد. در سایر ایستگاه ها احتمال بروز تنش گرما بسیار کم است. ارزیابی شاخص روزهای فیزیولوژیک نشان‌داد کمترین مقدار این شاخص صفر ) در ایستگاه های بافت و شهر بابک( و بیشترین مقدار آن بیش از 130 روز (ایستگاه کهنوج) است. نتایج وزن‌دهی لایه‌ها به روش تحلیل سلسله مراتبی نشان داد، وزن شاخص‌های تعداد روزهای فیزولوژیک، احتمال وقع تنش یخ زدگی، احتمال وقوع تنش سرما، احتمال قوع تنش گرما و شیب به ترتیب به میزان 4206/0، 2028/0، 1947/0، 138/0و 0439/0 و با ضریب دقت 035/0 برآورد شد.
نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از پهنه‌بندی اقلیمی_کشاورزی به روش تحلیل سلسله مراتبی نشان داد قسمتی از مناطق جنوبی و شرقی استان از لحاظ اقلیمی برای الگوی کشت زمستانه مناسب و مناطق مرتفع غربی و مرکزی ضعیف تا نامناسب است، همچنین مناطق شرقی استان شامل دشت لوت است که به دلایل خاص اکولوژیک از توان لازم برای کاربری کشاورزی برخوردار نیست.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Agro climatic suitability assessment of potato (Solanum tuberosum) winter cropping system in Kerman province

نویسنده [English]

  • Javad Taei 1
1 university of jiroft
چکیده [English]

Agro climatic suitability assessment for winter cropping system of potato (Solanum tuberosum) using analytic hierarchy process (Case study: Kerman province)
Background and objectives: Climatic suitability evaluation is the appropriate method which be used to extend specific cropping systems and risk management of environmental stress such as drought, cold and heat at regional scale. Winter cropping system of potato is a new cropping system in some area of Iran which its production at spring season is contemporary with planting time of main potato cropping systems overall this country, so extending of this cropping system is very important to fill the market gap of this commodity. This study was conducted in order to Agro climatic suitability assessment for winter cropping system of potato (Solanum tuberosum) using analytic hierarchy process (AHP) method and geographical information system (GIS (in Kerman province.
Materials and methods: Climatic database was made base on common historical period data (1989-2007) of maximum and minimum daily temperature, wind speed, precipitation, relative humidity and sunshine from all synoptic and climatology stations overall catchment area. Climatic indices which used to suitability assessment for winter cropping system of potato includes of: length of growing period, heat requirement, photoperiod requirement and the risk of thermal stress. Start, end and length of growing period were determined based on ecological tolerance threshold and long term climatic database. Thermal and photoperiods requirements were calculated using physiological days index. Thermal stress which includes of heat, chilling and frost was evaluated during growing period over the study area. Slope layer was created from digital elevation model with cell size of 250 meter using ArcGIS9x. Statistical analysis includes of regression modelling, correlation coefficient between climatic indices and elevation and other statistical indices was performed using SPSS software. Spatial analysis and geo statistical analysis was performed using related ArcGIS extensions. Weighting value of created spatial layers was determined using analytic hierarchy process. At the final step agroclimatic layer were overlaying to present suitability for winter cropping system of potato in Kerman province.
Results: Results showed maximum length of growing period (110-140days) was been in Kahnouj, Jiroft and Bam stations and its minimum was been in Baft and Shahre-Babak Stations. Evaluation of thermal stress showed occurrence probability of cold stress was less than 15-20% in some area of southern region and its probability was very high in elevated area of northern, western and central region of Kerman province. Based on results of this study the station of Kahnouj has the highest risk of heat stress (25%) for potato production at spring, heat stress probability of Jiroft and Bam stations were 20% and 7% and heat stress risk in other stations were very low. Physiological day’s evaluation which used as the index for heat and photoperiod requirement showed lowest amount of this index was zero (station of Baft and Shahre-Babak) and highest amount of that was 130days (station of Kahnouj). Based on results of weighting with analytic hierarchy process (AHP), the indices weight of physiological days, frost stress probability, chilling stress probability, heat stress probability and slope were estimated 0.4206, 0.2028, 0.1947, 0.138, and 0.0439 which estimating consistency ratio was 0.035.
Conclusion: Result of agro climatic zoning using analytic hierarchy process showed some of southern and eastern area of Kerman province were climatically suitable for winter cultivation of potato but elevated area of western and central regions were not suitable. Eastern region of Kerman includes Dashte-Loot due to specific ecological condition have no ability for agricultural land use. In summary results of this study presented potential suitable area for winter cultivation extending with their risk climatic stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Agro climatology
  • Geographical information system (GIS)
  • Length of growing period
  • Pair-wise comparison
  • Physiological days
1. Arabi, Z., Kabosi, K., Rezvan Talab, N., and Tork Lale Bagh, J. 2016. Effect of
irrigation and Super-absorbent hydrogels on morphological characteristics, yield
and essential oil of anise (Pimpinella anisum L.). J. Crop. Prod., 8(3): 51-66.
2. Allahdadi, I. 2001. Effect of superabsorbent hydro gels in reducing drought.
Proceedings of the second technical-educational of agricultural and industrial
applications superabsorbent hydrogels, Polymer and Petrochemical Institute,
Iran.
3. Chaghamirza, K., and Farshadfar, E. 2005. Study of relationships between yield
and yield components in chickpea. Abstracts of the 9th Iranian Congress of
Crop Science and Plant Breeding, College of Agriculture, University of Tehran,
Karaj.
4. Chehel Gordi, A., Saffari, M., and Abboshahi, R. 2015. Effect of super
absorbent polymer, potassium sulphate and farmyard manure on physiological
characteristics of millet (Setaria italica) optimum irrigation and drought stress
conditions. J. Crop. Prod., 7(2): 43-60.
5. Ghassemi-Golezani, K., Dalil, B., Muhammadi-Nasab, A.D., and Zehtab-
Salmasi, S. 2008. The response of chickpea cultivars to field water deficit. Not.
Bot. Hort. Agrobot., 36: 25-28.
6. Jalileans, J., Modarres Sanavi, A.M., and Sabagh pour, H. 2005. The effects of
density and supplemental irrigation on yield, yield components and protein of
pea cultivars in rainfall condition. Agr. Sci. Nat. Res., 12(5): 9-1.
7. Johansen, C., Krishnamurthy, L., Saxena, N.P., and Sethi, S.C. 2002. Genotypic
variation in moisture response of chickpea grown under line– sources sprinklers
in a semi– arid tropical environment. Field Crop Res., 37: 103-112.
8. Karimi, A., and Naderi, M. 2007. The investigation of super absorbent polymer
effect on corn yield and water use efficiency of forage corn in different soil
textures. Water soil and plant Agr., 7(3): 187-199.
9. Leport, L., Turner, N.C., French, R.J., Barr, M.B., Dude, R., Davies, S.L.,
Tennant, D., and Siddique, K.H.M. 1999. Physiological response of chickpea
genotypes to terminal drought in a Mediterranean type environment. Eur. J.
Agron., 11(3- 4): 279- 291.
10. Liu, F., Jensen, C.R., and Andersen, M.N. 2004. Drought stress effect on
carbohydrate concentration in soybean leaves and pods during early
reproductive development: its implication in altering pod set. Field Crop Res.,
86: 1–13.
11. Mohammadi, GH., Ghasemi Golezani, K., Javanshir, A., and Moghaddam, M.,
2006. The influence of water limitation on the yield of three chickpea. Sci.
Tech. Agr. Nat. Res., 10(2): 109-120.
12. Nielsen, D.C. 2001. Production functions for chickpea, field pea, and lentil in
the central Great Plains. Agron. J., 93: 563-569.
13. Pacucci, G., Troccoli, C., and Leoni, B. 2006. Effects of supplementary
irrigation on yield of chickpea genotypes in a Mediterranean climate. Agr.
Engineering International: CIGR. E. J., 3: 1-9.
14. Padman, D.R., Porwal, B.L., and Patel, J.C. 1994. Effect of levels of irrigation
nitrogen and jalas hakti on growth and yield indian mustard. Indian J. Agr., 39:
599-603.
15. Pour Ismail, P., Habibi, D., Tavasoli, A., Zahedi, H., and Tohidi-Moghadam,
H.R. 2009. The effect of super absorbent polymer on physiological and
agronomic traits of different red bean varieties under drought stress in green
house condition. Plant management of Ecosystems, 6(21): 92-75.
16. Sabokdast, M., and Khial-Parast, F. 2003. Effects of water stress on soluble
protein and proline amino acid of three Iranian chickpea cultivars. J. Agon.,
5(2): 29-37.
17. Silim, S.N., Saxena, M.C., and Erskine, W. 1993. Adaptation of lentil to the
Mediterranean environment. C. Factors affecting yield under drought
conditions. Exp. Agric., 29: 9-19.
18. Tuba Bicer, B., Narin Kolender, A., and Akar, D.A. 2004. The effect of
irrigation on spring-sown chickpea. J. Agro. Asian Netw. Sci. Information, 3:
154-158.
19. Ullah, A.J., Bakht, M., Shafi, W., and Islam, A. 2002. Effect of various
irrigations levels on different chickpea varieties. Asian J. Plant Sci., 1(4): 355-
357.
20. Zhang, H., Pala, M., Oweis, T., and Harris, H. 2002. Water use and water use
efficiency of chickpea and lentil in a Mediterranean environment. Aus. J. Agric.
Res., 51: 295-304.