راهکارهای سازگاری گندم با شرایط تغییر اقلیم (مطالعه موردی: شهرستان اهواز)

آب و خاک

مقاله 14، دوره 30، شماره 1 - شماره پیاپی 45، بهار 1395، صفحه 300-311  

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v30i1.38854

نویسندگان

مهدی دلقندی ¹؛ سعید برومند نسب²؛ بهرام اندرزیان³؛ علیرضا مساح بوانی⁴

¹دانشگاه شاهرود

²دانشگاه شهید چمران اهواز

³مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان

⁴دانشگاه تهران

چکیده

در این مطالعه راهکارهای سازگاری گندم با تغییر اقلیم، توسط مدل گیاهی ارزیابی شده CERES-Wheat برای شرایط آب و هوایی شهرستان اهواز مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور سناریوهای تغییر اقلیم برای دو دوره آتی 2045-2015 و 20100-2070 با استفاده از 13 مدل GCM تحت دو سناریوی انتشار گازهای گلخانه ای A2 و B1 با ریسک 10/0 تولید شد. نتایج مقایسه عملکرد در شرایط تغییر اقلیم با دوره مبنا (2010-1980) نشان داد، با قبول ریسک 10/0، عملکرد در دوره های 2045-2015 و 2100-2070 به ترتیب حدود 4 و 15 کاهش می یابد. برای سازگاری با تغییر اقلیم، 4 راهکار به زراعی (تغییر تاریخ کشت، تغییر مقدار نیتروژن مصرفی، تغییر رژیم آبیاری و اصلاح واریته گندم) مورد بررسی قرار گرفت و نتیجه گرفته شد که تاریخ کشت های 30 آبان ماه (تاریخ کشت نرمال دوره مبنا) و 20 آذرماه به ترتیب برای دوره های 2045-2015 و دوره 2100-2070، مناسبترین تاریخ کشت می باشند. ارقام دیررس متحمل به گرما عملکرد بالاتری را نسبت به ارقام میان رس و زودرس داشتند، که نشان می دهد اصلاح واریته گیاهی راهکاری مناسب برای سازگاری با تغییر اقلیم می باشد. همچنین مشخص گردید که در دوره های آتی مقدار مصرف نیتروژن به میزان 20 درصد کاهش خواهد یافت. افزایش و کاهش یک نوبت آبیاری (40 میلی‌متر) نسبت به رژیم آبیاری دوره مبنا، بهترین نتایج عملکرد را به ترتیب برای دوره 2045-2015 و 2100-2070 به همراه داشت. اما از نظر بهره وری مصرف آب (WPI)، کاهش دو نوبت آبیاری نسبت به رژیم آبیاری دوره مبنا، بهترین رژیم آبیاری برای هر دو دوره آتی معرفی شد.

کلیدواژه‌ها

سناریوی انتشار؛ گرمایش جهانی؛ مدل های گردش عمومی جو؛ مدل گیاهی

مراجع

1- Aggarwal P.K. 1991. Simulation growth, development and yield of wheat in warm area. PP 429-435. In (eds) Sanders, D.A., and G.H. Hettle. Wheat in heat stressed environments. Irrigated, dry areas and rice-wheat farming system, CIMMYT, Thailand, 549 p.

2- Geerts S., Raes D., and Garcia M. 2010. Using AquaCrop to derive deficit irrigation schedules. Agricultural Water Management, 98: 213-216.

3- Anonymous. 2009. How to feed the world in 2050. High-level Experts Form, FAO, Rome. P.35.

4- Delghandi M. 2012. Risk assessment of climate change impacts on wheat production and adaptation strategies (case study: South of Khuzestan Plain). Department of Irrigation and Drainage, Chamranuniversity, Iran.Ph.D Dissertation. (in Persian with English abstract).

5- Delghandi M., Andarzian B., Broomand-Nasab S., MassahBovani A., and Javaheri E. 2014. Evaluation of DSSAT 4.5-CSM-CERES-Wheat to Simulate Growth and Development, Yield and Phenology Stages of Wheat under Water Deficit Condition (Case Study: Ahvaz Region).Journal of Water and Soil, 28(1):82-91. (In Persian with English abstract).

6- Delghandi M., MassahBovani A., Ajorlou M.J., Broomand-Nasab S., and Andarzian B. 2014. Risk assessment of climate change impacts on production and phenology of wheat (case study: Ahvaz Region). Journal of Water and Irrigation Management, 4(2): 161-175. (in Persian with English abstract).

7- Easterling W.E., Aggarwal P.K., Batima P., Brander K.M and others. 2007. Food, fibre and forest products. In: Parry ML, Canziani OF, Palutikof JP, van der Linden PJ, Hanson CE (eds) Climate change 2007: impacts, adaptation and vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the IPCC. Cambridge University Press, Cambridge, p 273–313.

8- Gouache CH., Bris, X.L., Bogard M., Deudon O., Page C.H., and Philippe P.H. 2012. Evaluating agronomic adaptation options to increasing heat stress under climate change during wheat grain filling in France. European Journal of Agronomy, 39: 62-70.

9- Harmsen E.W., Miller N.L., Schlegel N.J., and Gonzalez J.E. 2009. Seasonal climate change impacts on evapotranspiration, precipitation deficit and crop yield in Puerto Rico. Agricultural Water Management, 96: 1085-1095.

10- Holden N.M., and Brereton A.J. 2006. Adaptation of water and nitrogen management of spring barley and potato as a response to possible climate change in Ireland. Agricultural Water Management, 82: 297–317.

11- IPCC. 2001. Climate change. The science of climate change. Contribution of working group I to the second assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Eds. Houghton, J.T., Filho, L.G.M., Callander, B.A., Harris, N., Attenberg, A. and Maskell K., 572 pp. Cambridge University Press, Cambridge.

12- IPCC. 2001. Summary for Policymakers, in McCarthy, J.J., Canziani, O.F., Leary, N.A., Dokken, D.J.and White, K.S. (eds.) (2001) Climate Change 2001: Impacts, Adaptation, and Vulnerability,Contribution of Working Group II to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panelon Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, 1-17.

13- IPCC-TGICA. 2007. General guidelines on the use of scenario data for climate impact and adaptation assessment. eds. Carter, T.R., Version 2, 71p. Intergovernmental Panel on Climate Change, Task Group on Data and Scenario Support for Impact and Climate Assessment.

14- Ishagh H.M. 1994. Genotype, differences in heat stress in wheat in the irrigated Gazira scheme. pp 170-174. in(eds) Sanders, D.A and G.H. Hettle. Wheat in heat stressed environments. Irrigated, dry areas and rice-wheat farming system, CIMMYT, Thailand, 549 p.

15- KoochekiA., and Nassiri M. 2008. Impacts of climate change and CO2 concentration on wheat yield in Iran and adaptation strategies. Journal of Iranian Field Crop Research, 6(1):139-153. (In Persian with English abstract).

16- Lobell D.B and Ortiz-Manasterio I. 2006. Evaluating strategies for improved water use in spring wheat with CERES. Agricultural Water Management, 84: 249-258.

17- Lobell B.D., Sibley A., and Ortiz-Monasterio J.I. 2012. Extreme heat effects on wheat senescence in India. Nature Climate Change, 2: 186-189.

18- Lobell D.B., Hammer G.L., McLean G., Messina C., Roberts M.J., and Schlenker W. 2013. The critical role of extreme heat for maize production in the United States. Nature Climate Change, 3: 497-501.

19- Luo Q., Bellotti W., Williams M. and Wang E. 2009. Adaptation to climate change of wheat growing in South Australia: Analysis of management and breeding strategies Agriculture. Ecosystems and Environment, 129: 261–267.

20- Mereu V. 2009. Climate change impact on durum wheat in Sardinia. Agrometeorology and Ecophysiology of agricultural Systems and Forestry. XXII ciclo – UniversitadegliStudi di Sassari. Ph.D Dissertation.

21- Parry M.L., Rosenzweig C., and Iglesias A., Livermore M and Fischer G. 2004. Effects of climate change on global food production under SRES emissions and socio-economic scenarios. Global Environmental Change, 14: 53-67.

22- Parry M.A.J., Reynolds M., Salvucci M.E., Raines C., Andralojc P.J., Zhu X.G., and Price G.D., Condon A.G., andFurbank R.T. 2011. Raising yield potential of wheat. II.Increasing photosynthetic capacity and efficiency. Journal of Experimental Botany, 62, 453-467.

23- Ruiz-Ramos M and Minguez M.I. 2010. Evaluating uncertainty in climate change impacts on crop productivity in the Iberian Peninsula. Climate Research, 44: 69-82.

24- Semenov M.A and Stratonovitch P. 2010. Use of multi-model ensembles from global climate models for assessment of climate change impacts. Climate Research, 41: 1-14.

25- Semenov M.A., Stratonovitch P., Alghabari F., and Gooding M.J. 2014. Adapting wheat in Europe for climate change. Journal of Cereal Science, 59: 245-256.

26- White J.W., Hoogenboom G., Kimball B.A and Wall G.W. 2011. Methodologies for simulating impacts of climate change on crop production. Field Crops Research, 124: 357–368.