Analysis of Productivity Gap and Agricultural Water Productivity Improvement Planning with the Empowerment Approach of Farmers and Aquifer Sustainability(Case Study: Qazvin Plain)

فصلنامه آب و توسعه پایدار

Article 6, Volume 6, Issue 3 - Serial Number 14, March 2020, Pages 41-50   

Document Type: Case Study

DOI: 10.22067/jwsd.v6i3.84435

Author

Bijan Nazari^*

Imam Khomeini International University,

Abstract

This study was donein three phases; “Determination of water productivity gap”, “Systematic analysis of water productivity improvement strategies” and “Presentation of water productivity improvement plan”. Irrigation water productivity in plain scale was estimated 40 to 50% of water productivity potential. In Wheat, Barley and Corn crops 47, 52 and 30 % of yield gap was related to inappropriate water supply (amount, time and distribution uniformity) and 31, 32, and 52% of yield gap was related to inappropriate application of fertilizers in the fields. In Qazvin plain, irrigation water productivity in agronomy sector in the ten year period, from 2006 to 2016, has increased by an average of 4.9 % annually (from 1.17 to 1.74 kg/m3). With irrigation systems and crop pattern modification, there is ability to upgrade water economic productivity and increasing the farmer's incomewith reducing water harvesting. The aquifer status can be improved if modern pressurized irrigation systems be developed with cultivation level control or water harvesting control. Investigation the conceivability of strategies also showed that institutional barriers and social constraints are the main barriers to productivity growth. Based on strategic mapping method, presented strategies for improving water productivity were categorized in three groups; initiation, mediation and termination strategies. The most important threats to productivity improvement were quantitative and qualitative degradation of Qazvin aquifer and soil degradation due to improper use of plastics in farms. Initiation strategies for improving water productivity are farmer’s education on irrigation and productivity, and attracting their participation in the formation of water conservation and exploitation associations. By improving water productivity over a 15-year period groundwater abstraction in the agricultural sector can be reduced to programmable water levels (877million cubic meters). without harming the livelihoods of the farmers and the agricultural economy. Using this productivity improvement potential requires multispectral planning and control on water abstraction.

Keywords

Water productivity,; Water balancing; Crop pattern; Irrigation systems; System dynamics

References

جناب، م. و نظری، ب. 1397. مطالعه شکاف عملکرد و شکاف بهره‎وری آب گندم، جو و ذرت در استان قزوین. مجله تحقیقات آب و خاک ایران، 49(6): 1405- 1417.

دانش‌کار آراسته، پ. 1396. تعیین پتانسیل حجم آب‌های شور و شیرین در منابع آب‌های سطحی و زیرزمینی در محدوده مطالعاتی قزوین. گزارش طرح تحقیقاتی. شرکت سهامی آب منطقه‌ای قزوین.

ریاضی، ح. و منتظر، ع. ۱۳۸۷. توسعه و کاربرد مدل تخصیص بهینه منابع آب سطحی و زیرزمینی شبکه آبیاری دشت قزوین. دومین همایش ملی مدیریت شبکه های آبیاری و زهکشی. اهواز، دانشگاه شهید چمران.

فرح‌زا، م. ن. و نظری، ب. 1398. شناسایی و تحلیل نقاط قوت، ضعف، فرصت‌ها و تهدیدهای نظام مربوط به بهره‌وری آب در سطح دشت قزوین با استفاده از مدل SWOT. دومین همایش ملی مدیریت منابع طبیعی. دانشگاه گنبد کاووس.

نظری، ب. و لیاقت، ع. 1395. مبانی و شاخص‌های بهره‌وری آب در کشاورزی. کمیسیون آب، محیط‌زیست و اقتصاد سبز. دبیرخانه کمیسیون‌های تخصصی، مجامع و شوراهای اتاق ایران.

نظری، ب.، لیاقت، ع، و پارسی‌نژاد، م. 1395. بررسی و تبیین مبانی نظری عوامل موثر بر میزان مصرف انرژی در سامانه‌های آبیاری تحت فشار در استان قزوین. پژوهش آب در کشاورزی (علوم خاک و آب)، 30(2)(ب): 261-271.

نظری، ب. 1398. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی: بررسی و تحلیل جامع شکاف بهره‌وری و تهیه راهنمای بهبود بهره‌وری آب کشاورزی با رویکرد توانمندسازی کشاورزان و پایداری در آبخوان‌ها (مطالعه موردی: دشت قزوین). مرکز ملی مطالعات راهبردی کشاوزی و آب.

Fader M., Gerten D., Krause M., Lucht W. and Cramer W. 2013. Spatial decoupling of agricultural production and consumption: Quantifying dependences of countries on food imports due to domestic land and water constraints. Environmental Research Letters, 8(1):1-15. doi:10.1088/1748-9326/8/1/014046.

Lobell D.B., Cassman K.G., and Field C.B. 2009. Crop Yield Gaps: Theirimportance, Magnitudes And Causes, Annual Rev. Environ. Res, 34: 179-204.10.

Nazari B., Liaghat A. and Parsinejad M. 2013. Development and Analysis of Irrigation Efficiency and Water. International journal of Agronomy and Plant Production, 4(3): 515–523.

Nazari B., Liaghat A., Akbari M.R. and Keshavarz M. 2018. Irrigation water management in Iran: Implications for water use efficiency improvement. Agricultural Water Management, 208: 7-18.

Sterman J.D. 2000. Business Dynamics: Systems Thinking and Modelling for a Complex World. McGraw-Hill, Boston, MA.

Van Bussel L.G., Grassini P., Van Wart J., Wolf J., Claessens L., Yang H., Boogaard H., de Groot H., Saito K., Cassman K.G. and van Ittersum M.K. 2015. From field to atlas: Upscaling of location-specific yield gap estimates. Field Crops Research, 177: 98-108.

Zwart. S.J. 2010. Benchmarking water productivity in agriculture and the scope for improvement: remote sensing modelling from field to global scale. Delft University of Technology. https://doi.org/ISBN: 978-90-6562-237-2.