دانلود رایگان


پهنه بندی اگرواکولوژیکی مناطق دیم خوزستان برای - دانلود رایگان



دانلود رایگان استان خوزستان دارای سطح قابل توجهی اراضی دیم است، که به علت ناپایداری شرایط آب و هوایی و مدیریت نامطلوب میانگین عملکرد برای گیاهان زراعی مرسوم (گندم و جو)

دانلود رایگان
پهنه بندی اگرواکولوژیکی مناطق دیم خوزستان برای زراعت کینوا Chenopodium quinoa Willd) ) با استفاده از رهیافت مدلسازی و GIS
چکیده
استان خوزستان دارای سطح قابل توجهی اراضی دیم است، که به علت ناپایداری شرایط آب و هوایی و مدیریت نامطلوب میانگین عملکرد برای گیاهان زراعی مرسوم (گندم و جو) کمتر از 1000 کیلوگرم در هکتار است لذا کشت گیاهان جدید و متحمل به تنش­های غیر زنده محیطی (گیاه جدید کینوا) راهکاری برای افزایش تولیدات زراعی است. تعیین پتانسیل عملکرد و پهنه بندی مناطق کشت بر مبنای تولید اولین گام در توسعه این گیاه است. به منظور پهنه بندی دیم زارهای استان خوزستان از نظر پتانسیل عملکرد(عملکرد قابل دست یابی) کینوا از مدل AquaCrop استفاده گردید. با استفاده از آزمایش­های مزرعه ای انجام شده در شهرستان هفتکل مدل واسنجی و صحت­سنجی گردید. نتایج ارزیابی مدل نشان داد که مدل قادر است به خوبی رشد نمو و عملکرد کینوا را شبیه سازی نماید. برای هریک از مناطق دیم داده های آب و هوایی دراز مدت شامل درجه حرارت های حداقل و حداکثر، ساعات آفتابی و بارندگی تهیه و با استفاده از نرم افزارWeathermanتکمیل و تنظیم شدند. جهت تعیین اولین تاریخ کاشت مناسب کینوا دیم در هر یک از مناطق از مدلAquaCrop استفاده گردید. سپس داده های آب و هوایی همراه با بافت خاک غالب هر یک از مناطق به مدل معرفی تا پتانسیل عملکرد را برای هر منطقه شبیه­سازی شود. پتانسیل عملکردهای مناطق به سیستم GIS منتقل و پهنه­بندی بر اساس آن انجام گردید. برای پتانسیل­سنجی عملکرد مناطق میانی از روش میان­یابیInverseDistanceWeighting استفاده گردید. نتایج نشان داد که پتانسیل عملکرد مناطق از جنوب­شرق و شمال، به سمت مرکز و شمال­شرق دارای روند افزایشی بوده و متناسب با دما، مقدار و پراکنش بارندگی مناطق افزایش می­یابد بطوریکه برای شهرستان ایذه بالاترین پتانسیل عملکرد دیم بدلیل برخورداری از مطلوبیت عوامل محیطی داشته و شهرستان دزفول بدلیل بروز تنش سرما در طول دوره رویشی و دمای بالا در زمان گلدهی کمترین پتانسیل عملکرد برآورد گردید. پتانسیل عملکرد هر یک از پهنه ها در سال های مختلف نیز متفاوت بود. برای ارزیابی ریسک تولید در دیم زارها از نرم افزار RAINBOW استفاده گردید. نتایج آنالیز ریسک نشان داد که ریسک تولید در پهنه­های مختلف متفاوت است و پهنه های با پتانسیل عملکرد بالا در شرایط ریسک های یکسان (احتمال وقوع مشابه) دارای عملکرد بالاتری نسبت به مناطق با پتانسیل کمتر هستند به طوری که شهرستان ایذه با پایداری عملکرد بیشتر ریسک تولید پایین تری داشته و شهرستان دزفول به دلیل تنش­های غیر زنده سرما، گرما و خشکی پایداری عملکرد کمتر و ریسک تولید بالاتری داشته است.
واژه های کلیدی: پهنه­ بندی اگرواکولوژیکی، پتانسیل عملکرد، زراعت دیم، مدل­سازی، کینوا، GIS، AquaCrop
فصل اول:مقدمه.. 3
فصل دوم:مروری بر پژوهش­های انجام شده.. 29
فصل سوم: مواد و روش­ها.. 69
فصل چهارم:نتایج و بحث.. 103
فصل پنجم: نتیجه­گیری نهایی و پیشنهادها.. 149
فصل اول
مقدمه
از جمله ارکان اصلی توسعه پایدار هر کشور، تأمین غذای کافی با قیمت مناسب برای افراد آن جامعه است. در عصر حاضر با توجه به محدودیت منابع و افزایش روزافزون جمعیت و در نتیجه افزایش تقاضا برای محصولات غذایی، ایجاب می­کند از منابع محدود به نحو بهینه استفاده شود (کمالی و همکاران، 1387). مدیریت پایدار منابع نیازمند سیاست­ها و برنامه­ریزی­هایی بر پایه اطلاعات از این منابع است(فائو[1]، 1996).
برنامه ریزی دقیق برای مدیریت پایدار منابع و تولید در مقیاس منطقه­ای مستلزم در اختیار داشتن برآورد قابل قبولی از عملکرد محصولات زراعی است تا بتوان با تعیین نیاز بازار مصرف در مورد توسعه کاشت یک محصول یا کاهش آن و یا سایر برنامه­ریزی­های مرتبط با نظام­های تولید در سطح کلان به نوعی پیش آگاهی دست یافت. به نظر می­رسد آنچه باید در گام نخست مورد توجه قرار گیرد این است که چه گیاهی باید در هر منطقه خاص توسعه یابد، چه مدیریت­هایی باید در زمینه­سازی آن مورد توجه قرار گیرند و چه مدیریت­های جایگزینی را می­توان در نیل به این هدف پیشنهاد کرد(لانسیگان[2] و همکاران، 1998). در این راستا پهنه­بندی آگرواکولوژیکی به عنوان ابزاری برتر برای تحقیقات دقیق می­تواند کمک زیادی به محققین کند.
پهنه­بندی اگرواکولوژیکی برای شناسایی پتانسیل­ها و محدودیت­های منابع مرتبط به کار برده می­شود. بوم­ کشت­ها به عنوان واحدهای جغرافیایی پایه بکار گرفته می­شوند و اطلاعات محلی و منابع مرتبط با رشد گیاهان زراعی و توانایی بالقوه آن­ها مورد استفاده قرار می­گیرند. استفاده تخصصی از زمین­های کشاورزی و مدیریت سیستم زمین بر طبق پتانسیل­ها و محدودیت­های پهنه­های اگرواکولوژیکی، بهترین راه برای دستیابی به پایداری در سیستم­های تولید می­باشد(فائو، 1978).
با توسعه مدل­های شبیه­سازی رشد گیاهان، بانک­های اطلاعات جغرافیایی(GIS)[3] محققین تلاش گسترده­ای را برای پهنه­بندی اگرواکولوژیک محصولات مختلف در مقیاس منطقه­ای آغاز کرده­اند. در این روش با تقسیم کردن یک منطقه جغرافیایی به واحدها یا پهنه­هایی همگن با حداکثر شباهت از نظر خصوصیات خاک و اقلیم، عملکرد پتانسیل محصول زراعی در هر پهنه بوسیله یک مدل شبیه­سازی پیش­بینی شده و با انتقال نتایج به محیط GIS نقشه عملکرد پتانسیل در مقیاس منطقه­ای تهیه می­شود(فیشر[4] و همکاران، 2002 ). با استفاده از این روش مناطق زراعی مناسب کشت گیاهان مشخص شده و از کشت محصولات در مناطقی که از کارایی کمی برخوردارند، جلوگیری می­شود. به این ترتیب عملاً کشت محصولات زراعی بر اساس نیازهای واقعی آن­ها در عرصه­های زراعی مشخص شده و نظام­های پایدار زراعی طرح­ریزی می­شوند.
ایران در جغرافیای جهانی در منطقه خشک قرار گرفته و با توجه به فقر منابع آبی، منابع طبیعی تجدید شونده آن از حساسیت و شکنندگی زیادی برخوردار هستند که عدم توجه کافی و بهره­برداری بدون برنامه و غیر اصولی باعث تخریب هر چه بیشتر این منابع خدادادی خواهد شد. بنابراین لزوم مطالعه و برنامه­ریزی دقیق کاملاً محسوس است. با وجود اهمیت این موضوع، تحقیقات انجام شده در ایران در ارتباط با پهنه­بندی و پتانسیل­یابی محصولات زراعی بسیار محدود بوده و عمدتاً بر روش­های اقلیمی و برآورد کیفی متمرکز هستند. افزایش تولیدات زراعی برای تغذیة جمعیت در حال رشد کشور، اولویت اصلی بخش کشاورزی کشور است. توسعة سطح زیر کشت و بکارگیری اراضی با حاصلخیزی پائین یکی از راهکارهای موجود برای افزایش تولیدات زراعی است.
استان خوزستان نیز با بیش از سه ميليون اراضی دارای پتانسیل کشت و کار، علی رغم وجود دشت­های وسیع در مناطق مختلف متأسفانه به دلایل مختلف از جمله وجود تنش­های غیرزنده محیطی مانند خشکی، شوری، گرما، سرما، و عدم حاصل­خیزی خاک و نهایتاً عملکرد پائینتوجیه اقتصادی نداشته و امکان کشت و بهربرداری از اراضی توسط گیاهان زراعی مرسوم امکان پذیر نیست. تحت چنین شرایطی استفاده از گیاهان جدید و متحمل به تنش­های محیطی یک راهکار کارآمد برای افزایش تولیدات زراعی است.
گیاه جدید کینوا[5] که از طرف سازمان خواروبار جهانی (FAO[6]) به عنوان یک استراتژی برای امنیت غذایی دنیا معرفی شده است(رزاقی[7] و همکاران، 2012) که ضمن دارا بودن پروتئین بالا نسبت به شرایط نامساعد محیطی متحمل بوده(بنل حبیب[8] و همکاران، 2004) و امکان تولید اقتصادی در چنین اراضی را خواهد داشت. کینوا گیاهی است که در شرایط بسیار سخت محیطی کشت می­شود(گرتز[9] و همکاران، 2009) و به تنش­های خشکی (واچر[10]، 1998) سرما و گرما (بویس[11] و همکاران، 2006؛ جکوبسن[12] و همکاران، 2005 ) و شوری خاک (جکوبسن و همکاران، 2003) متحمل بود و در بیشتر خاک­ها از شنی تا رسی با اسیدیته 5/4 تا 9(گرتز و همکاران، 2009) و شوری بیش از 40 دسی­زیمنس بر متر می­تواند رشد نماید (رزاقی و همکاران، 2011، هاریادی[13] و همکاران، 2011). بنابراین تعیین مناطق قابل کشت و پهنه­بندی آن­ها بر مبنای توان تولید اولین گام در توسعه کشت گیاه کینوا است.
1-1 بیان مسأله و ضرورت اجرای تحقیق
در سیستم های زراعی دیم مناطق خشک، معمولاً تولید محصول ناپایدار و آسیب پذیر است (نصیری محلاتی و کوچکی 1389، آبلدو[14] و همکاران، 2008)، چون عملکرد و تولید محصول تابع شرایط آب و هوایی به ویژه بارندگی است و در سال های مختلف دارای نوسانات قابل توجهی است (نصیری محلاتی و کوچکی 1380، سینگ[15] و همکاران، 2001، لوبل[16] و همکاران، 2009). تعیین پتانسیل عملکرد و ریسک تولید در هر منطقه نقش به­سزایی در برنامه­ریزی­های کلان کشاورزی، تخصیص بهینه منابع و افزایش بهره­وری مصرف منابع دارد (لوبل و همکاران، 2009؛ باهیتیا[17] و همکاران، 2008؛ وان آیترسام[18] ، 2013). پتانسیل عملکرد در شرایط دیم هر منطقه، عملکرد یک رقم زراعی سازگار با آن منطقه است که تحت بهترین شرایط مدیریت مزرعه رشد نماید. در واقع عملکرد یک ژنوتیپ خاص تحت شرایط فراهم بودن آب و عناصر غذایی و محیطی عاری از هر گونه علف­هرز، آفت یا بیماری است. تحت این شرایط رشد گیاه توسط عوامل محیطی یعنی میزان تشعشع خورشیدی، دما، غلظت CO2 و نیز خصوصیات گیاه یا واریته زراعی تعیین می­شود. اما تحت شرایط دیم که آب آبیاری تحت کنترل زارع نیست، عملکرد تابع میزان بارندگی و خصوصیات خاک نیز است که به این عملکرد تحت چنین شرایطی پتانسیل عملکرد دیم با حداکثر عملکرد قابل دستیابی گفته می­شود (اندرزیان و همکاران، 2008: لوبل و همکاران، 2009: وان آیترسام و همکاران، 2013: اولیور و روبرتسون[19] ، 2013).
تعیین پتانسیل عملکرد در هر منطقه از طریق اجرای آزمایش­های مزرعه­ای بلند مدت با مدیریت مطلوب امکان پذیر است (لوبل و همکاران، 2009؛ وان آیترسام و همکاران، 2013). اگر چه ممکن است خود با چالش­های متفاوتی مواجه باشد. با توجه به اینکه اجرای چنین آزمایشاتی برای هر منطقه، در دوره­های بلند مدت که مبین اقلیم منطقه باشد مستلزم صرف نیروی انسانی، وقت و سرمایه فراوان است (اندرزیان و همکاران،2008؛ نصیری محلاتی و کوچکی، 1388؛ هاتچمن[20] و همکاران، 2012؛ وان آیترسام و همکاران، 2013)، یک روش جایگزین مناسب برای برآورد پتانسیل عملکرد، استفاده از مدل­های شبیه­سازی فرآیندگرای گیاهان زراعی است (لوبل و همکاران، 2009؛ وان آیترسام و همکاران، 2013؛ اندرزیان،1393). با تلفیق خروجی این مدل­ها در سیستم اطلاعاتی جغرافیایی (GIS) می­توان بینش جزئی از پتانسیل عملکرد گیاه و پهنه بندی تولید آن ارائه نمود. یکی از مدل­هایی که هم اکنون توسط فائو توسعه دادهشده و دارای کاربردهای متنوعی در مدیریت مزرعه و پهنه­بندی آگرواکولوژیکی و اگروکلیماتیکی است نرم افزارAquaCropمی­باشد (آرایا[21] و همکاران، 2010؛ اندرزیان و همکاران، 2011). هدف پژوهش حاضر منطقه­بندی مناطق دیم­خیز استان خوزستان برای اولین بار به­منظور مدیریت توزیع و مصرف بهینه منابع براساس پتانسیل اقلیمی­زراعی هر منطقه، تعیین پتانسیل و ریسک تولید در دیم­زارهای استان با استفاده از مدل AquaCrop، برای گیاه جدید کینوا است.
1-2 فرضیه­ ها
  1. گیاه کینوا می­تواند گیاهمناسبی برای کشت در شرایط دیم استان خوزستان باشد.
  2. پتانسیل تولید کینوا در مناطق دیم استان خوزستان یکسان نیست.
1-3 اهداف
  1. تعیین تاریخ کاشت مناسب کینوا درمناطق دیم استان خوزستان
  2. تعیین طول دوره رشد کینوا در مناطق مختلف استان خوزستان
  3. تعیین پتانسیل تولید گیاه کینوا در شرایط دیم استان خوزستان
  4. پهنه بندی استان خوزستان برمبنای پتانسیل عملکردکینوا.
1-4 کلیات
1-4-1 استان خوزستان
استان خوزستان درمنتهی الیه شمال­غربی خلیج فارس واقع شده است، منطقه­ای وسیع، پست و حاصلخیز، به وسعت 64654 کیلومتر مربع است که بین دو عرض جغرافیایی 29 درجه و 58 دقیقه تا 32 درجه و 58 دقیقه و در طول جغرافیایی 47 درجه و 41 دقیقه تا 39 درجه و 50 دقیقه، گسترده شده است (پورکاظم،1373).
1-4-2 اقلیم
اقلیم به­صورت رژیم بلند مدت آب و هوا که عبارت است از متوسط شرایط اتمسفری در یک مکان مشخص با یک ناحیه خاص بر اساس اندازه­گیری هواشناسی در طی سالیان طولانی تعریف شد (کافی، 2000). اقلیم برآیند تأثیر عواملی از قبیل تشعشع خورشیدی، چرخش اتمسفری و خصوصیت­های سطح زمین است. در دهه­های اخیر، فعالیت­های بشری نیز بر اقلیم تأثیرگذار بوده است. اقلیم­شناسی[22] مطالعه علمی اقلیم وچگونگی توزیع و الگوهای منطقه­ای آب و هوا است. همچنین مفهوم اکولوژی اقلیم به معنای آب و هوا و تأثیر آن بر محیط زندگی موجودات است. به عبارت دیگر اقلیم­شناسی در بردارنده این مفهوم است که آب و هوا چگونه بر کارکرد بیولوژی موجودات زنده اثر می­گذارد. در علم کشاورزی، اقلیم شناسی زراعی به طور ویژه­ای به درک چگونگی تأثیر اقلیم بر تولیدات کشاورزی می­پردازد. یک منطقه اقلیم زراعی را می­توان به عنوان یک منطقه با خصوصیات اثر متقابل بین سیستم زراعی و اقلیم تعریف کرد (وایت[23] و همکاران 2001 ).
به طور کلی واژه اقلیم به اتمسفر ناحیه مشخص و مستقل از زمان معینی اطلاق گردید یا به عبارت دیگر اقلیم تابعی از مکان ولی مستقل از زمان است (مظفری و قمی، 2001 ). در دهه 1960، دانشمندان متوجه شدند که تحقیقات کشاورزی به خوبی پیشرفت کرده، علوم تشریحی بسیاری (زیست شناسی، شیمی و فیزیک) به­وجود آمده و جزییات عوامل مرتبط با خاک، گیاهان، بیماری­­ها و آفات که از آزمایشگاه­های تجربی زیادی به­دست آمده در مجموع باعث به وجود آمدن بدنه اطلاعاتی غنی برای مدیریت زراعی شده است (بانتیگ[24] ، 1968 ). در حالی که در این پهنه وسیع علوم مختلف مرتبط با کشاورزی، سهم اقلیم در مقایسه با سایر علوم ناچیز بود. بعد از آن زمان بود که جهان به اهمیت اقلیم در رابطه با کشاورزی پی برد و برای افزایش آگاهی­ها و درک اثر متقابل گیاه زراعی با آب و هوا، مدل­های ریاضیاتی (عملی یا مکانیستی) مرتبط به­وجود آمد که توانست برای شبیه­سازی و پیش­بینی عملکرد گیاه زراعی مورد استفاده قرار گیرد (هولدن[25] ،2001).
اقلیم هر منطقه توسط خصوصیت­های توام حرارت و رطوبت آن منطقه تعیین شود. هوایی که از استوا به طرف شمال یا جنوب حرکت می­کند خشک و هوایی که در عرض جغرافیایی 30 درجه شمالی و جنوبی نزول می­کند باعث ایجاد خشکی می­گردد (والن[26] ،1966). با زیاد شدن فاصله از اقیانوس­ها، هوا خشک­تر می­شود و با بالا رفتن از موانعی چون کوه­ها سرد می­شود و در نتیجه در قسمت پایین دست منجر به ایجاد شرایط خشک تر می­گردد (راشد محصول و کوچکی، 1372).
هاولیک[27] (1985) معتقد است نوسان­های موجود در تولید محصولات زراعی به دو عامل مقدار و اثربخشی هزینه­ها و شرایط آب و هوایی بستگی دارد. کریستین و بایر[28] (1975) اثر نهاده­های اصلی، مدیریت زراعی و عوامل آب و هوایی را طی دوره 25 ساله بر تولید محصولات زراعی جهت تعیین سهم هر یک از این عوامل بر عملکرد نهایی محصول­های زراعی مورد بررسی قرار دادند. آنها تأثیر آب و هوا بر عملکرد را طی این دوره، دارای پنج درصد کاهش گزارش کردند که به دلیل بهبود مدیریت و افزایش بازدهی تولید است. آنها سهم هر یک از نهاده­ها در کاهش اثر عوامل منفی آب و هوا و خاک از قبیل آماده­سازی مناسب زمین (10 درصد)، کوددهی متعادل (30 درصد)، ارقام پر محصول (20 درصد) و حفاظت گیاه را 15 درصد برآورده نمودند.
سازمان جهاد کشاورزی خوزستان در سال 1376 در طرحی ملی، بر اساس مشاهده­های صورت گرفته از ایستگاه­های سینوپتیک، استان را دارای 23 منطقه از 32 منطقه اقلیمی موجود از فراخشک گرم تا فراسرد خیلی مرطوب تقسیم بندی نمود. در حالی­که این مناطق هیچ گونه ارتباطی با سیستم­های کشاورزی ندارند. همچنین این سازمان ارزیابی کارایی کاربرد اراضی را برای زراعت آبی، دیم­کاری، چراگاه، نخلستان و جنگل را در استان انجام داد. بر اساس طبقه­مندی میگز[29] مناطقی از شمال خوزستان شامل شمال و شمال ایذه، مسجدسلیمان و دزفول در اقلیم نیمه خشک با زمستان های سرد و بارندگی زمستانه (13Sc)[30] قرار می­گیرند.
1-4-3 پهنه­ بندی
گیاهان زراعی در بسیاری از مناطق به­طور سنتی و تنها با اتکا بر تجربه و بدون بررسی­های عوامل مورد نیاز گیاه کشت می­شوند که موجب کاهش عملکرد به دلیل عدم استفاده بهینه از توانایی­های منطقه خواهد شد. به­منظور رسیدن به خودکفایی و ایجاد امنیت غذایی و توسعه پایدار در شرایط فعلی شناخت و استفاده صحیح از منابع محیطی ضروری است. در این مسیر تطبیق الگوی کشت با شرایط هر منطقه ضروری است. این کار از طریق درک اقلیم و خصوصیات غالب در هر منطقه امکان پذیر است. اگر بتوان با توجه به نیازهای اکولوژیکی، مناطق مستعد را شناسایی و محدودیت­ها و توانمندی­هایی را که محیط ایجاد کرده است مشخص نمود عملاً می­توان به عملکرد بیشتری در واحد سطح دست یافت. پهنه­بندی عبارت است از تفکیک مکان­ها به مناطق نسبتا همگن، که در بسیاری از تصمیم گیری­های منطقه نقش بسزایی دارد. پهنه­بندی برای توسعه کشاورزی پایدار در سال­های اخیر در بسیاری از کشورهای توسعه یافته انجام شده است. شناسایی مناطق همگنی که در آن­ها گیاهان زراعی مشابهی قادر به رشد باشند امکان بالقوه استفاده از منابع تولید را میسر می­سازد ( وزارت کشاورزی آمریکا ).
1-4-3-1 پهنه­ بندی اقلیمی
پهنه­بندی اقلیمی (شناسایی پهنه­هایی که دارای آب و هوای یکسان هستند) جهت دستیابی به توسعه همه جانبه در ابعاد مختلف زمانی و مکانی ضروری است. پهنه­بندی اقلیمی بر مبنای استفاده از متغیرهای اقلیمی صورت می­گیرد تا به این وسیله نقش تمامی متغیرهای اقلیمی در تعیین اقلیم مناطق در نظر گرفته شود.
1-4-3-2 پهنه­ بندی آگروکلیمایی
عوامل آب و هوایی و اقلیمی و اثر آن­ها بر گیاهان زراعی یکی از مهم­ترین عوامل مؤثر در افزایش عملکرد و تولید است. با بررسی اگروکلیمایی می­توان امکانات بالقوه مناطق مختلف را از نظر کشت گیاهان مختلف تعیین و از این امکانات حداکثر بهره­برداری را نمود. در مناطق مختلف دنیا و همچنین در ایران با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و اطلاعات اقلیمی اقدام به تعیین پهنه­های اگروکلیمایی برای گیاهان مختلف شده است.
1-4-3-3 پهنه­ بندی اگرواکولوژیکی (AEZ[31])
اولین بار این واژه توسط فائو در اواسط دهة 70 میلادی مطرح شد و سپس به صورت راهنمای بین المللی در اختیار همگان قرار گرفت ( فائو، 1996). روش مورد استفاده کاملاً جدید و بر اساس کمی کردن اطلاعات اقلیمی، خاک و سایر عوامل فیزیکی بود که برای پیش­بینی پتانسیل تولید بسیاری از گیاهان زراعی بر طبق نیازهای محیطی و مدیریتی آنها مورد استفاده قرار گرفت. چارچوب ارزیابی در این سیستم کاملاً شبیه به روش­های دیگر فائو برای کشاورزی آبی و دیم است. نقشه­های ارزیابی براساس سازش­پذیری محصولات وگیاهان یکی از ارکان این مطالعات است و در حال حاضر از جمله رایج­ترین راهکارهای تعیین خصوصیات اگرواکولوژیک در مناطق وسیع جغرافیایی برای تولید محصولات زراعی است. در واقع پهنه­بندی اگرواکواوژیکی به منظور شناسایی پتانسیل­ها و محدودیت­های منابع زمینی در جهت بهبود تولیدات کشاورزی است (ویلیامز[32] و همکاران، 2008). با پهنه­بندی اگرواکولوژیکی و لحاظ نمودن نیازهای بهره­برداری از زمین، دورنمای پایداری این سیستم­ها در آینده مشخص می­شود.
1-4-4 مدل­سازی گیاهان زراعی
مدل­های شبیه­سازی از جمله تکنیک­هایی هستند که با اهداف مختلفی نظیر انتخاب گیاه و رقم برای کاشت(آگاروال[33] و همکاران، 1994 و اگلی[34] و همکاران، 1992)، تعیین بهترین گزینه­های مدیریت زراعی(اگلی و همکاران، 1992)، برآورد پتانسیل تولید مناطق (مینک[35] و همکاران، 1995)، تعیین راه­کارهای به­نژادی ارقام(هابکوته[36] ، 1997)، انتقال تکنولوژی(نیکس[37]، 1984)، پهنه­بندی اکولوژیک (بومان[38] و همکاران، 1994)، پیش­بینی آثار تغییر اقلیم(ملکونیان[39] و همکاران، 1997 و سینکلایر[40] ، 1990 ) و آنالیز خلاء عملکرد(کلاوینو[41] و همکاران، 2002، هایفل[42] و همکاران، 2001،سال[43] و همکاران، 1998) ساخته و استفاده شده­اند. از این مدل­ها در تعیین پتانسیل عملکرد گیاهان مختلفی نظیر گندم(کلاوینو و همکاران، 2002)، برنج(هایفل و همکاران، 2001، سال و همکاران، 1998)، و بادام زمینی(بووت[44] و همکاران، 1994) استفاده شده است و به این شکل نیاز به آزمایش­های زمان­بر و هزینه­بر برای ارزیابی اثر بسیاری از عوامل اقلیمی و مدیریتی در نظام­های کشاورزی مرتفع شده است.
روش­های ارائه شده قبلی با استفاده متدولوژی­ها و شاخص­هایی که به نحوی با عملکرد گیاه ارتباط داشته­اند پهنه­بندی انجام می­گرفت. لیکن روش­های نوین پهنه­بندی که مبتنی بر شبیه­سازی عملکرد قابل استحصال منطقه است مستلزم بکارگیری رهیافت مدل­سازی و بکارگیری مدل­های شبیه­سازی رشد گیاهان زراعی است. هدف از ساخت مدل­ها برای سیستم­های زراعی تهیه یک نوع قانون است که توسط آن بتوان رشد و نمو گیاه را محاسبه نمود و به همه سوالات در یک زمان پاسخ گفت. برای مثال یک مدل برای پیش­بینی عملکرد گندم چنین است: Y=f(S,T,F,I,SC,P)
که عوامل تابش (S)، دما (T)، کود (F)، شرایط خاک (SC)، و آفات (P) به­عنوان عوامل دخیل در عملکرد گندم (Y) به شمار می­آیند. مدل­های شبیه­سازی ابزار مناسبی برای پیش­بینی عملکرد پتانسیل محصولات مختلف زراعی و تعیین خلاء عملکرد بر اساس عملکردهای پیش­بینی شده و واقعی هستند و از این طریق بررسی و ارزیابی پهنه­بندی­های آگرواکولوژیک برای محصولات مختلف و تهیه نقشه­های عملکرد در سطح ملی میسر خواهد شد. مدل­های شبیه­سازی رشد علاوه بر کاربرد گسترده و موفقیت آمیزی که در پهنه­بندی­های اگرواکولوژیکی، پتانسیل­یابی و ارزیابی خلاء عملکرد دارند ابزار مناسبی برای تجزیه و تحلیل ریسک تولید نیز محسوب می­شوند (نصیری و کوچکی، 1389). کوپر و همر[45] (1996)، استفاده از مدل­سازی در اصلاح نباتات را در سه زمینه کلی زیر ارائه نمودند:
1- تعیین و ارزیابی خصوصیات مطلوب گیاه برای استفاده در انتخاب غیر مستقیم.
2-تقسیماثراتمتقابلژنوتیپومحیط (E *G) به منظور افزایش حساسیت تجزیه واریانس داده ها.
3- تعیین خصوصیات محیطی مطلوب برای ریخته­های ارثی متفاوت.
لوریت[46] و همکاران (2013)، بیان داشتند که مدل جدید AquaCrop می­تواند برای دامنه وسیعی از اهداف از جمله پهنه­بندی مکانی بکار برده شود. ظهور مراحل فنولوژیکی در هر گیاه از عوامل محیطی و ژنتیکی ناشی می­شود و بر روی عملکرد گیاه تأثیر مستقیم دارد. برای دستیابی به عملکرد قابل قبول در هر گیاه لازم است که ظهور پدیده­های زیستی ثبت و مورد مطالعه قرار گیرند. در آن صورت می­توان برای کشت و تولید انبوه برنامه­ریزی کرد . بنابراين بكارگيري راهبرد­هاي مديريتي در سطح مزرعه به منظور افزايش توليد به ازاي آب مصرفي و ظرفيت­سازي در جهت افزايش سطوح زير كشت آبي ضروري است.
1-4-4-1 کاربردهای مدل AquaCrop
1. ارزیابیتنشآبیومیزانمحصولدرمنطقه
2. ابزاریآزمایشیجهتتعیینمیزاناختلافمحصولشبیه­سازی شده و واقعی در منطقه، همچنین شناسایی عوامل محدود کننده
3. ارزیابیمحصولکشتدیمدر طولانیمدت
4. توسعهبرنامه­ریزی­های آبیاری جهت دستیابی به بیشترین محصول در اقلیم­های متفاوت
5. برنامه­ریزی­های کم آبی و آبیاری تکمیلی
6. ارزیابیبرنامه­ریزیباعمقثابتبر میزانمحصول
7. شبیه­سازی دوره رشد
8. ارزیابیتأثیر کمبود مواد غذایی و آب بر میزان محصول
9. مقایسهکاراییمصرفآبدر مزرعهوحتیدر منطقهبا میزانشبیه­سازیشده
دو تفاوت عمده که این مدل را از سایر مدل­ها متمایز می­کند عبارت است از:
1. تفکیکET به دو بخش تبخیر از خاک (E) و تعریق از گیاه (T)
2. استفادهازشاخصسایه­انداز (CC) به جای شاخص سطح برگ (LAI). در شکل (1-1) نمایش گرافیکی مفاهیم CC و LAI مشاهده می­شود.
شکل 1-1 نمایش گرافیکی مفاهیم CC و LAI
1-4-4-2 معرفی نرم افزار ETOCalculator
این نرم­افزار در ژانویه 2009 توسط بخش آب و خاک سازمان خواروبار جهانی (FAO) معرفی شد. کارکردهای اصلی این نرم افزار محاسبه تبخیر و تعرق مرجع بر اساس استانداردهای FAO است. از آنجا که روش پنمن مونتیث، تبخیر و تعرق چمن را در مناطق مختلف با تقریب بسیار خوبی برآورد می­کند، در این نرم­افزار نیز این روش مبنای محاسبات قرار گرفته است.
این برنامه قادر به دریافت اطلاعات هواشناسی به صورت ماهانه، ده روزه و روزانه در واحدهای مختلف است. در صورت نبود بخشی از اطلاعات با استفاده از کلیات گفته شده مقاله شماره 56 فائو، این اطلاعات قابل محاسبه می باشند. خروجی های این برنامه حاوی مقادیر تبخیر و تعرق به شکل ماهانه، ده روزه و یا روزانه است. در شکل(1-2) نمایی از منوی ورودی این نرم­افزار مشاهده می­شود.
شکل 1-2 معرفی نرم­افزار ETOCalculator
1-4-5 سطوح تولید
براساس میزان تولید محصول، سه سطح تولیدی گیاه زراعی تمیز داده می­شوند: پتانسیل رشد، محدودیت رشد و کاهش رشد که توانایی بررسی اختلافات اکولوژی کشاورزی را فراهم می­کنند(رابینگ[47]،1993؛ رابینگ و همکاران،1989).
1-4-5-1 پتانسیل عملکرد[48]
در این سطح تولید، رشد گیاه توسط تابعی از تشعشع، دما، دی اکسید کربن و خصوصیات گیاهی تعیین می­شود و فرض بر این است که تمامی عوامل دیگر در مقدار مطلوب وجود دارند(رابینگ،1993؛ نصیری، 1379).
1-4-5-2تولید قابل استحصال[49]
در این سطح تولید، علاوه بر تشعشع، دما و خصوصیات گیاهی، اثرات آب قابل دسترس و مواد غذایی نیز در رشد گیاه مد نظر قرار می­گیرند. اگر منابع آب یا مواد غذایی در طول فصل رشد زیر حد مطلوب باشند، باعث محدودیت تولید شده، در این صورت عملکرد به دست آمده کمتر از حد پتانسیل عملکرد است (رابینگ، 1993: بوگارد[50]، 1998).
1-4-5-3 تولید واقعی[51]
در این سطح، احتمال کاهش در عملکرد گیاه زراعی بیش از همه مربوط به عوامل زنده مانند علف­های هرز، آفات و بیماری­ها است.
1-4- 6 روند تغییرات عملکرد
وضعیت آب و هوایی به ویژه تغییرات آب و هوایی(دما، مجموع بارندگی و توزیع آن) اغلب به مقدار قابل ملاحظه­ای هم بین سال­ها و هم بین میانگین دوره­ای طولانی مدت متفاوت است. این تغییرات در داخل یک اقلیم می­تواند عامل اصلی تفاوت در عملکرد کمی و کیفی محصولات زراعی بین سال­های مختلف باشد(کافی و همکاران، 1379).
1-4-7 آنالیز ریسک[52]
فعالیت­های کشاورزی به دلیل ماهیت آن همواره با ریسک توام بوده است. به­طور کلی ریسک به دلیل عدم قطعیت در مورد پیامدهای آینده یک تصمیم­گیری به­وجود می­آید(بومان و همکاران، 1994). کشاورزان همواره با این چالش روبرو هستند که انتخاب روش­های مدیریت در مواجهه با شرایط آینده اقیمی یا اقتصادی تا چه میزان کارایی خواهد داشت. محققین کشاورزی نیز با این نگرانی مواجه­اند که طراحی فن­آوری­های جدید چگونه و به چه میزان در مقابل شرایط متغیر محیطی مؤثر خواهد بود. موفقیت در این چالش­ها مستلزم آن است که کارآیی راهکارهای مختلف در حضور عوامل ایجاد ریسک مورد ارزیابی قرار گرفته و بر این اساس مناسب­ترین گزینه انتخاب شود، این تکنیک اصطلاحا "آنالیز ریسک " نامیده می­شود. بنابراین در مطالعات پهنه­بندی، ریسک از دو دیدگاه قابل ارزیابی و تجزیه و تحلیل است: عدم قطعیت در ورودی­های مدل و عدم قطعیت در روش­های مدیریت.
1-4-8 سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS)
سیستم­های اطلاعات جغرافیایی به فرآیند کامل گردآوری، ذخیره، پردازش، تحلیل و نهایتاً خروجی­های مناسب مانند نقشه، جدول و نمودار از داده­هایی که وابستگی مکانی دارند اطلاق می­شود. برای اولین بار در اواسط دهه 1960 در ایالات متحده امریکا کار بر روی سیستم اطلاعات جغرافیایی آغاز شد. در این سیستم عکس­های هوایی، اطلاعات کشاورزی، جنگل­داری، خاک، زمین­شناسی مورد استفاده قرار گرفتند. در دهه­های اخیر به سبب گسترش تکنولوژی­های کامپیوتری، سیستم اطلاعات جغرافیایی امکان نگهداری به روز داده­های زمین مرجع و نیز امکان ترکیب مجموعه داده­های مختلف را به­طور مؤثر فراهم ساخته­اند و امروز GIS برای تحقیق و بررسی علمی، مدیریت منابع و ذخایر و همچنین برنامه­ریزی­های توسعه­ای به کار گرفته می­شود.
1-4-9 روش­های درون­یابی
برای تهیه نقش یکپارچه و پیوسته از مکان مورد نظر برای خصوصیات مختلف از جمله دما، بارندگی و خصوصیات خاک به­منظور پهنه­بندی منطقه مورد نظر، نیاز به روش­های درون­یابی در جهت پیش­بینی مقادیر نامعلوم است. روش تخمین و برآورد میزان متغیر پیوسته را در مناطق نمونه­گیری نشده در داخل ناحیه­ای که مشاهدات نقطه­ای پراکنده شده­اند، درون­یابی می­گویند(هارتکمپ[53] و همکاران، 1999).
1-4-10 کینوا
1-4-10-1 مشخصات گیاه­شناسی و تاریخچه کشت گیاه کینوا
گیاهکینوا با نام علمی ChenopodiumquinovaWilld ازراسته میخک سانان، تیره تاج خروسیان، خانوادهاسفناج Chenopodiaceae گیاهی دولپه ویک­سالهاستکه در مناطقی با ارتفاع صفر تا چهار هزار متر از سطحدریاقابلکشتاست. گیاهکینوا به خاطر رشد در شرایط آب و هوایی دشوار معروف است و مقاومبه تنش­هایخشکی، شوری و سرمااست. ارتفاعگیاهبا توجهبهرقموشرایطرشداز45تا195سانتی­مترورنگآنازسفید،زرد،صورتیتا قرمزتیره،ارغوانیوسیاهتغییرمی­کند. ارقامکینوادورهرشدياز90تا125روزدرکلرادويجنوبیدارند. دمای مناسب در زمان کاشت 7-5 درجه سانتی­گراد وبا تراکم 500-100 گیاه در مترمربع با فاصله بین ردیف بسته به شرایط 5/12، 25، 30و50 سانتی­متری با عمق کاشت بین 3-1 سانتی­متر در خاک­های شنی تا لومی شنی با نیاز کودی 120 کیلوگرم نیتروژن، 50 کیلوگرم پتاسیم و 50 کیلوگرم فسفرکشت می­گردد.
در دانشگاه ایالتی کلرادويآمریکاتحقیقاتگسترده­ايدرزمینه هايمختلفیبهویژهزراعت،اصلاحوارزشغذاییکینواانجامشدهاست. هشترقم زراعی معرفیشدهکینوادرکلرادويآمریکاموردبررسیقرارگرفتند کهمیزانعملکرد آنها بین2000-1120 کیلوگرمدرهکتاربودکهتنهارقمCahuil باوجودارتفاعکمبوته (129سانتی­متر)نسبتبهبقیهارقامبیشترینعملکردراداشت. ولیرقمC 040 که تنها رقم قابل ثبت شدهودردسترساسترقمیخیلیزودرس (100 روز پس از کاشت) استودارايبیشترینمیزانپروتئینبا18- 5/16 درصدو عملکردمطلوبیبود. رنج تولید گیاه درهکتار 1200 تا5000کیلوگرماست.درزمین­های باشرایط خاص وخیلی ضعیف 400تا1200کیلوگرم تولید در هکتار را دارد.دورقمSajamaوSanta Maria جزء ارقام مهم زراعی به شمار می­روند که تولید و عملکرد رقم SantaMariaبیشتر است.بذر آن را می­توان صادر کرد و مهم­ترین خریدارهای بذر این گیاه کشورهای آمریکا، فرانسه، آلمان و.. است.کینوا طی 5000 سال به طور مداوم مورد تغذیه مردم کشورهاي پرو، بولیوي، اکوادر و شیلی بوده است. سازمان ملل متحد، سال 2013 را به نام سال بین المللی محصول (کینوآ ) نام گذاری کرد تا توجه جهانیان را به این ماده غذایی مفید جلب کند. از نظر رنگ بذرها دو رقم کینوا به رنگ­های سفید، کرم، زرد، صورتی، طوسی، صورتی و سیاه مشاهده گردید. برگ­های آن معمولاً به صورت سبزیجات برگ­دار مثل اسفناج خورده می­شود که در گیاهان جوان معمولاً سبز اما در گیاهان بالغ زرد، قرمز و یا بنفش است.
1-4-10-2 نیازمندي­هاي محیطی کینوا
کینوا گیاهی است مقاوم به شرایط نامطلوب محیطی و در برابر تنش­هاي زنده و غیرزنده مقاومت بالایی را از خود نشان می­دهد، از نظر نیازهاي رشدي گیاهی است کم توقع که در خاک­­هایی با حاصلخیزي کم هم به خوبی محصول می­دهد. دوران رشد گیاه در طول روز کوتاه و هواي مناسب موجب رشد و تولید محصول مناسب گردید. کینوا در اوایل رشد به دماي حدودا ً25 درجه سانتی­گراد در طول روز و 12 ساعت روشنایی نیاز دارد ولی براي مراحل زایشی و رسیدگی موفق به طول روز کوتاه حدود 8 ساعت و دماهاي پایین نیازمند است که بسته به رقم متفاوت است. گیاه کینوا مقاومت بالایی در برابر خشکی دارد از نظر مواد غذایی مورد نیاز هم یک گیاه کم توقع است. بهترین اسیدیته برای رشد آن 6 تا 7 است، اما قادراست دررنج اسیدیته اسیدی یعنی 5/5 تا قلیایی بالا یعنی 9/5 رشد کند. این نشان می­دهد که به سمیت آلومینیوم نیز متحمل است. نیاز آبی آن 400 تا 800 میلی­متر بوده و با 250 میلی­متر نیز نتیجه ایده آل داده است.
میزان بذر در هکتار 15 تا40 کیلوگرم است. قادر به رشد در زمین­های سبک تا خشن است. جهت افزایش عملکرد در هکتار می­توان میزان بذر مصرفی در هکتار را بالا برد اما این بستگی به شرایط محیطی و تغذیه­ای گیاه دارد. دوره رشدی گیاه 4 تا 7 ماه است. کینوا قادر است در تمام شرایط آب و هوایی از سرد یعنی 4 درجه تا گرم یعنی40 درجه را تحمل کند.معمولاً خودگشن است اما گرده افشانی در میزان 10 تا 15 درصد رخ می­دهد دانه در خوشه­های بزرگ بر روی یک خوشه که شبیه سورگوم است تولید می­شود گیاه مناطق خشک و نیمه خشک است و کاملاً به شرایط کم آبی مقاوم است.جوانه زدن 24 ساعت پس از کشت که رطوبت کافی باشد شروع می­شود و در سه تا پنج روز گیاه نمایان می­گردد. از اردیبهشت تا مردادماه می­توان کشت نمود. بهترین زمان کشت برای برداشت بهینه مرداد ماه است. در شرایط مزرعه در مرداد ماه در کرج با وجود رطوبت کافی در طی 48 ساعت بعد از کشت جوانه زده و طی3 -5 روز ظاهر شدند. دانه­ها در عمق 5/1-2 سانتی­متری خاک لومی شنی کاشته شدند. کینوا در ایستگاه تحقیقات کشاورزي بمپور، ایرانشهر و برازجان در اوایل آذر ماه کشت شد. کینوا قادر است شوری، خشکی طولانی مدت، یخبندان و تگرگ را تحمل نماید و همچنین این گیاه، یک گیاه شور زیست اختیاری است و قادر است شوری سطح دریا نیز را تحمل کند که حدودا 350 میلی مول نمک است .
1-4-10-3 اهمیت اقتصادی گیاه کینوا
سازمان ملل با توجه به اهمیت و ارزش غذایی که گیاه کینوآ دارد، سال 2013 را سال بین المللی این گیاه نام­گذاری کرده است. هم اکنون درکشورهاي دیگر آمریکاي جنوبی مثل کلمبیا و آرژانتین کشت می­شود. این گیاه از سال 1987 براي اولین بار در ایالت کلرادو آمریکا به صورت تجاری کشت شد و یک محصول مناسب براي کشاورزان اکثر مناطق آمریکاي شمالی محسوب می­شود.
پرو و بولیوی تولید کنندگان عمده این گیاه هستند. بولیوی سال گذشته بیست و شش هزار تن از این گیاه را صادر کرد که این میزان 46 درصد مصرف گیاه کینوا در جهان را تشکیل می­دهد. مشتریان اصلی این گیاه نیز فرانسه و آمریکا هستند. با توجه به افزایش مصرف این گیاه خوراکی، قیمت آن طی چهل سال اخیر بیست برابر شده است. از طرفی با توجه به ارزش بالاي قیمت این محصول در بازارهاي اروپا و آمریکا در صورت صادرات آن نیز موجب کسب درآمد ارزي خواهد شد. عملکرد گياه كينوا مشابه گندم بین 3 تا 5 تن در هکتار است اما برخي ارقام اصلاح شده آن حتي تا 11 تن در هكتار نیز عملکرد داشته است. هم برگ و هم دانه آن براي غذاي انسان و دام قابل استفاده است اما دانه اولویت بیشتری دارد، در شرایطی که قیمت جهانی گندم 350 دلار در هر تن است، کینوا 3 هزار و 200 دلار قیمت دارد و در برخي ارقام قيمت آن به 8 هزار دلار می رسد با اين وجود كه هزينه هاي توليد در واحد سطح اين گياه در ايران كمتر از گندم خواهد بود زيرا كشت اين گياه نياز به آب، كود و عمليات زراعي بسيار كمتري نسبت به گندم دارد. توسعه و ترویج کشت و تغذیه کینوا باعث تنوع بخشی به محصولات غذایی در کشور و تأمین بخشی از نیاز غذایی جامعه خواهد شد. این گیاه که به عنوان دانه طلایی در بین بومیان کوه آند نامیده می شود، منبع ارزشمند غذایی طی هزاران سال بوده است. کینوآ نه تنها به دلیل خصوصیات تغذیه ای و رژیم غذایی شناخته شده است، بلکه به دلیل اینکه با شرایط مختلف زراعی و زیست محیطی تطابق می یابد نیز مورد توجه است. همچنین این گیاه مزایای فرهنگی، اقتصادی و اجتماعی برای جوامع محلی به همراه دارد.
1-4-10-4 ارزش غذایی کینوا
کینوا یک گیاه سنتی است که قدمت ۵۰۰۰ ساله دارد. کینوا بسیار سبک تر و خوش هضم تر از دانه های برنج و منبع غنی پروتئین، منیزیم، فیبر، فسفر، ویتامین ب، پتاسیم و دیگر مواد معدنی مانند آهن است. مخصوصاً برای کسانی که رژیم غذایی دارند و همچنین گیاه­خواران توصیه می شود. کینوا سرشار از کربوهیدرات های مفید برای تامین انرژی بدن است. کربوهیدرات ها برای متراکم کردن عضلات لازم است. دانه کینوا با داشتن ۳ گرم فیبر و ۶ گرم پروتئین در هر یک چهارم فنجان دارای فیبر و پروتئین بیشتری نسبت به دیگر غلات است. این بدان معناست که این دانه در ثابت نگه داشتن سطح قند خون مؤثر است. مصرف این ماده احساس سیری به فرد می دهد. به همین دلیل توصیه می شود افراد دیابتی از این کربوهیدرات به جای برنج سفید و پاستا استفاده کنند. مصرف این ماده غذایی به همراه سبزی های تازه و مقدار کمی روغن زیتون یک وعده غذایی کامل به شمار می آید. از برگ­هاي جوان کینوا به عنوان سبزي تازه و یا به صورت پخته در ترکیب غذایی مانند آش استفاده می­شود. ولی محصول اصلی این گیاه دانه آن است که داراي ارزش غذایی بالایی است. ارزش غذایی بسیار بالاي دانه یا بذر آن موجب مقایسه آن توسط سازمان خواروبار جهانی (FAO) با شیر خشک گردید. پروتئین کینوا از نظر کمی و کیفی بهتر از دانه غلات متداول است. بذر کینوا مقدار اسیدآمینه لیزین بیشتري از گندم دارد و از نظر میزان اسیدآمینه­ها تعادل بهتري نسبت به گندم براي تغذیه انسان و دام دارد. کینوا در ایالات متحده آمریکا براي تولیدآرد، سوپ، غلات صبحانه، تهیه غذا، سالاد و تولید الکل استفاده می­شود. دانه کینوا در ایالات متحده آمریکا به طور جداگانه و یا مخلوط با برنج پخته مصرف می­شود. آرد کینوا به خوبی به عنوان نشاسته کشدار در ترکیب با آرد و یا دانه گندم و ذرت براي تهیه نان، بیسکویت و یا فرآوري غذا استفاده می­شود. دانه این گیاه مقدار سدیم کمتر ولی میزان کلسیم، فسفر، منیزیم، پتاسیم، آهن، مس، منگنز و روي بیشتري از گندم، جو و ذرت دارد. دانه های کینوا دانه های گرد و ریزی مانند برنج و قدمتی بیش از 5000 ساله دارد. پرورش این دانه های گیاهی در آمریکای جنوبی بوده و بنیاد مواد غذایی مردم کلمبیا محسوب می شوند.
کینوا به­عنوان پروتئین گیاهی علاوه بر کمک به رشد ارگانیسم بدن، گرما و انرژی بدن را حفظ می کند و یک رژیم غذایی کامل و متعادل برای همه به خصوص برای گیاه خواران است و همچنین به علت دارا بودن فیتواستروژن از ایجاد سرطان سینه، بیماری های قلبی و پوکی استخوان جلوگیری می کند. از برگ­های جوان به عنوان سبزی تازه یا به صورت پخته در ترکیب غذایی مانند، خوراک سبزیجات، کوکو و آش استفاده می­شود. ولی محصول اصلی این گیاه، دانه آن است که دارای ارزش غذایی بالایی است. کینوا در کشورهای آمریکای جنوبی به نام­های خاویار گیاهی و برنج ایندیکا هم معروف است.
کینوا سرشار از پروتئین و یک جایگزین عالی برای برنج محسوب می شود. این غله ی کامل باعث ایجاد سیری طولانی مدت می شود. یک فنجان کینوا حاوی حدود 4 میلی­گرم آهن است. از این گذشته کینوا حاوی اسیدآمینه ای به نان لیزین lysineاست که در ذرت، گندم یا غلات دیگر وجود ندارد. نوعی از حبوبات است که منشاً آن آمریکای جنوبی است و پر از کربوهیدرات های مفید است که بدن برای تأمین انرژی آنها را ترجیح می­دهد. کربوهیدرات ها برای متراکم کردن عضلات بسیار لازم است، کمبود آن باعث می شود بدن برای انرژی همین مقدار کم را استفاده کند و چیزی برای نسوج جدید نماند. کینوا منبع مناسبی برای پتاسیم و دیگر مواد معدنی مانند آهن نیز هست. نصف فنجان کینوا را برای صبحانه همراه با میوه خشک و آجیل یا همراه با لوبیا یا سبزیجات و یا اضافه کردن شیر یا ریختن آن در سوپ و سالاد مصرف کنید.
1-4-10-5 تمرکز سازمان ملل برای افزایش کشت گیاه کینوا
به گزارش خبرگزاری اقتصادی ایران (econews.ir)، گیاه کینوآ در کشورهای غربی مصرف خیلی زیادی دارد. این گیاه درهفت هزار سال پیش در کوه­های آند کاشت و مصرف شده است.
کینوآ، گیاهی است که به خاطر دانه های خوراکی اش کاشته می شود و شبیه غلات و مثل غلات نیز مصرف می­شود اما یکی نیستند. این گیاه عضو خانواده چغندر و خانواده اسفناج است. سرشار از مواد پروتئینی است و کالری کمی دارد.
1-4-10-6 اهمیت و ضرورت کشت گیاه کینوا در ایران
ایران کشور وسیعی است با تنوع آب و هوایی فراوان که بخش اعظم آن داراي آب و هوایی خشک است و میزان بارندگی متوسط سالیانه 3/1 متوسط جهانی است. خاك­هاي اغلب مناطق کشور از نظر بافت و ویژگی­هاي فیزیکی و شیمیایی داراي محدودیت هستند. از آن­جا که ایران کشوری با تنوع آب و هوایی فراوان و جمعیتی رو به رو رشد دارد. تأمین نیاز غذایی مردم به میزان کافی و با تنوع و کیفیت مطلوب با استفاده از پتانسیل­های تولید محصولات کشاورزی، از ضروریات و الزامات کشور است که وظیفه­ای سنگین بر دوش بخش کشاورزی و به خصوص تحقیقات است. از وظایف تحقیقات کشاورزی بررسی گیاهان جدید و مناسب برای تولید مواد غذایی با توجه به شرایط زراعی در کشور است.تعیین سازگاري، میزان تولید، مناطق مناسب با تولید اقتصادي و انتخاب رقم مناسب از جمله مواردي است که باید مد نظر قرارگیرد. امروزه مصرف کینوا درکشورهای دیگر جهان نیز بسیار مرسوم شده و ما امیدواریم این ماده ی غذایی نیز خیلی زود وارد برنامه ی غذایی ایرانیان شود. هم اکنون حدود 5 ميليون هكتار از زمین های کشور اعم از اراضی شور و خشک، دست نخورده هستند، که متوسط بارندگی در آنها گاهی حتی به میلی­متر نیز می­رسد. در اكثر زمين­هاي لم يزرع كشور كه تا 20 دسي­زیمنس برمتر شوري در اطراف آن وجود دارد و هيچ گياهي كشت نمي­شود. می­توان این گیاه را که قابليت تحمل شوري تا 57 دسي زیمنس بر متر را دارد را در زمين­هايی با شوري بالا كشت كرد. این گیاه کارایی بالایی در استفاده از آب دارد و می­تواند خشکی بالا را تحمل کرده به طوری که عملکرد قابل قبولی در مناطقی با بارندگی 100 تا 200 میلی­متر را دارا است. در این شرایط با توجه به افزایش رو به رشد نیاز غذایی ایران و خشکسالی­های اخیر، لازم است تا بتوان همین مناطق کشت نشده و مستعد کشاورزی را به گیاه یا گیاهانی اختصاص داد که مناسب این شرایط باشند. گیاه کینوا با مناطق متعددی سازگار است، این گیاه با شرایط بیابانی، گرم و اقلیم خشک، یخبندان­ها نیز سازگار بوده و در مناطقی با رطوبت 40 تا 88 درصد می­تواند رشد کند و همچنین دمای 4- تا 38 درجه سانتی­گراد را نیز می­تواند تحمل کند. در کویر مرکزی ایران در اراضی که هیچ گیاهی به عمل نمی­آید ولي مستعد کشاورزی هستند، کاشت کینوا به دليل نیاز آبی کم مي تواند گسترش یابد و به اشتغال زايي در اين مناطق كمك نمايد. با توجه به این که کینوا سرشار از پروتئین است، یک جایگزین عالی برای برنج محسوب می­شود و پخت ترکیبی آن با برنج می­تواند ایران را از واردات برنج بی نیاز و سالانه یک تا دو میلیارد دلار صرفه جویی ارزی ایجاد نماید.
1-4-10-7 تاریخچه کشت گیاه کینوا در ایران
کینوا گیاهی است که تا سال 1388 در ایرا ن سابقه کشت و تحقیق ندارد و از آن بهره برداري نشده است. پروژه­هاي تحقیقاتی زیادي در زمینه سازگاري کینوا، تاریخ کاشت کینوا در مناطق مختلف کشور و بررسی تنوع فنوتیپی و ژنتیکی مورفوتیپ­هاي حاصل از دو ژنوتیپ کینوا در مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر در سال جاري در حال اجرا است. بدون شک پس از پایان این پژوهش­ها دامنه وسیع­تري از اطلاعات زراعی، فنولوژي و ژنتیک کینوا در کشور به دست می­آید. البته نتایج این تحقیقات در پروژه­هاي ترویج و توسعه کشت و برنامه اصلاحی این محصول جدید می­تواند مؤثر باشد.
بذر دو رقم زراعی کینوا به نام Sajama و Santa Maria از ایستگاه تحقیقاتی کینوا و سیب زمینی کشور بولیوی طی ماموریتی در سال 1387 آورده شد. برای بررسی سازگاری، فنولوژی و تولید محصول گیاه کینوا بذر دو رقم زراعی گیاه در اول اردیبهشت ماه سال 1388 در مزرعه تحقیقاتی مؤسسه اصلاح و تهیه بذر در کرج در خاک­های لومی شنی کشت به صورت مشاهده­ای انجام و صفات گیاه و عکس العمل آن در دوره­های مختلف یادداشت برداری گردید که در 13 مرداد ماه همان سال در مزرعه­ی تحقیقاتی مذکور بذر دو رقم مذکور در دو تکرار هر تکرار در4 خط 5 متری با فاصله­ی خطوط 75 و فاصله بوته بر روی ردیف 15-10 سانتی­متری کشت شدند برای سهولت در جوانه­زنی روی بذور با مخلوط ماسه و کود حیوانی پوسیده پوشانده شد. پس از آن آبیاری انجام شده و بعد از آن به­صورت قطره­ای هفته­ای ادامه داشته است. میزان کود فسفر 200 کیلوگرم در هکتار فسفات آمونیوم، کود ازته 120 کیلو گرم در هکتار اوره و کود پتاس 400 کیلوگرم در هکتار سولفات پتاسیم در زمان تهیه­ی زمین استفاده شد. صفات مختلف دو رقم در مراحل رشد مانند تاریخ جوانه­زدن، استقرار گیاه، تاریخ گل­دهی، ارتفاع بوته­ها، وجود بیماری، آلودگی به آفت، تاریخ رسیدگی، میزان عملکرد و تولید ماده خشک بوته و وزن ریشه یادداشت برداری گردید.
برای بررسی قوه­ی نامیه بذر دو رقم کینوا Sajama و SantaMaria در شرایط گلخانه در اردیبهشت 1388 در داخل گلخانه در کرج کشت شده که بذور دارای قوه­ی نامیه­ی بالا و طی 48 ساعت جوانه زدند. برای بررسی سازگاری، فنولوژی و تولید محصول گیاه کینوا بذر دو رقم زراعی گیاه کینوا در اردیبهشت ماه سال 1388 در مزرعه تحقیقاتی موسسه اصلاح و تهیه نهال و بذر در کرج به صورت مشاهده ای کشت شدند، بذور بعد از سه روز جوانه زدند و گیاه رشد کرده و استقرار یافتند. در اواخر خرداد تعدادی از بوته­های هر دو رقم ورس کردند. بررسی بوته­های ورس کرده در آزمایشگاه و با کشت نمونه­های آلوده در محیط کشت اسیدی، سیب زمینی، دکستروز آگار نشان داد که آلودگی به جدایه­های قارچ Rhizoctonia sp وجود داشت. گیاهان دارای رشد مناسب از نظر رویشی بودند و در اواخر خرداد پانیکل تشکیل و 90 درصد بوته­ها به گل رفتند و در بعضی گل­ها نیز گرده مشاهده شد. بذور کاشته شده در مرداد ماه بعد از یک هفته جوانه زده، بعضی از گیاهان به­خوبی مستقر نشده و تراکم بوته­ها در بعضی خطوط کم که در تاریخ 03/06/1388 واکاری انجام شد. در تاریخ 18 شهریور پانیکل تشکیل و گیاهان در حال گل­دهی بودند.
در اول مهر هر دو رقم درحال گل­دهی کامل و گرده افشانی بودند و تفاوت محسوسی نداشتند. در عین حال هر دو رقمی که پانیکل تشکیل داده بودنند گل­دهی را آغاز کردند وجود داشت که علامت­گذاری شدند. پس از مدتی پیچیدگی برگ ظاهر شد که دلیلش شته بود که با سمپاشی ایمیداکلوپراید، شته­ها از بین رفته و گیاه به حالت نخستین خود بازگشت. گیاهان هر دو رقم دارای تنوع از نظر ارتفاع، رنگ بوته ها، گل آذین، تاریخ گل­دهی، رسیدگی و رنگ دانه­ها بودند که حاکی از عدم یکنواختی ارقام بود و در آینده به­عنوان منبع ژنی مورد بهره­برداری در تحقیقات بعدی قرار می­گیرد. از نظر رنگ بذور دو رقم کینوا به رنگ­های سفید، کرم، زرد، صورتی، طوسی، صورتی و سیاه مشاهده گردید. ارتفاع بوته گیاهان دارای تنوع و در تحقیق بین 137-64 سانتی­متر بود. میانگین ارتفاع بوته ها برای ارقام Sajama 5/107 سانتی­متر و برای رقم SantaMaria 7/99 سانتی­متر بود. همان­گونه که در گل­دهی گیاهان تنوع مشاهده شد در رسیدگی بوته­های ارقام فوق نیز تنوع وجود داشت. شاخص برداشت در نمونه های رقم Sajama بین 46/27 تا 4/59 درصد و میانگین آن 04/45 درصد بود. شاخص برداشت در نمونه­های گزینش شده رقم Santa Maria بین 12/48-53/60 درصد بود و متوسط شاخص برداشت رقم Santa Maria برابر 61/55 درصد بود که این نتایج این تحقیق نشان می­دهد که رقم Santa Maria دارای دامنه تغییرات بیشتر از رقم Sajama بوده، و در عین حال این رقم دارای عملکرد و شاخص برداشت بیشتری از Sajama بوده است.
[1] FAO
[2]Lansingan
[3] Geographic Information System
[4] Fischer
[5]Chenopodium quinoa
[6]Food and Agriculture Organization
[7]Razzaghi
[8]Benlhabib
[9]Geerts
[10]Vacher
[11]Bois
[12]Jacobsen
[13]Hariadi
[14] Abeledo
[15] Singh
[16] Lobell
[17]Bhatia
[18]Van Ittersum
[19] Oliver and Robertson
[20]Hotchman
[21]Araya
[22]Climatology
[23]White
[24]Bunting
[25]Holden
[26]Wallen
[27]Havlicek
[28]KristanandBaier
[29]Meigs
[30]S=اقلیم نیمه خشک
C=فصل بارندگی (بارندگی زمستانه)
13=اقلیم­های دارای زمستان سرد
[31]Agro­­-Ecological Zonation
[32]Williams
[33]Aggarwal
[34]Egli
[35]Meinke
[36]Habekotte
[37]Nix
[38]Bouman
[39]Melkonian
[40]Sinclair
[41]Clavino
[42]Haefele
[43]Sall
[44]Boote
[45]Koper and Hemer
[46]Lorit
[47]Rabbinge
2Yield potential
[49]ProductionRecoverable
[50]Boogaard
[51]Actual Yield
[52] Risk Analysis


دریافت فایل
جهت کپی مطلب از ctrl+A استفاده نمایید نماید




پهنه بندی اگرواکولوژیکی


مناطق دیم خوزستان


زراعت کینوا


دانلودپایان نامه


word


مقاله


پاورپوینت


فایل فلش


کارآموزی


گزارش تخصصی


اقدام پژوهی


درس پژوهی


جزوه


خلاصه