Decision Support System for Precision Irrigation Management based on integrated processing of water, soil, crop, atmosphere, and irrigation system 

(DSSPIM)

مدیریت هوشمندانه آبیاری در راستای

ارتقا بهره وری اقتصادی و فیزیکی آب

سیستم پشتیبانی تصمیم برای مدیریت آبیاری دقیق مبتنی بر پردازش یکپارچه اطلاعات آب، خاک، گیاه و اتمسفر و سیستم آبیاری

خلاصه مدیریتی

خ-1-مقدمه

ایران بین عرض جغرافیایی 25 تا 40 درجه شمالی واقع شده است و عرض جغرافیایی 30 درجه شمالی عرض پرفشار دائمی کره زمین می‌باشد. در عرض‌های جغرافیایی پرفشار به دلیل نزول توده‌های هوا عموما ابر تشکیل نمی‌شود و بارندگی کم می‌باشد. در ایران دو رشته کوه زاگرس و البرز سبب جابجایی اجباری توده‌های هوا شده و در امتداد این دو رشته کوه نزولات جوی وجود دارد. با این توضیحات مشخص و مبرهن است که ایران کشوری خشک است و با افزایش تقاضا برای آب، فشار بر این منبع بیشتر شده و کشور را دچار کمبود شدید آب خواهد نمود.

از دیرباز میزان متوسط نزولات جوی سالانه ایران 250 میلی‌متر گزارش شده است و در حال حاضر میزان سالانه بارندگی حدود 225 ....... با توجه به افزایش جمعیت و افزایش تقاضای محصولات کشاورزی از یک سو و افزایش رقابت بر مصرف آب در بخش‌های دیگر تنها راه برای حفظ امنیت آبی - امنیت غذایی - امنیت محیط زیست افزایش بهره‌وری آب در تمام بخش‌ها است.

تمام کشورهای جهان در زمینه امنیت غذایی سرمایه گذاری‌های اساسی انجام می‌دهند و در اسناد بالادستی ایران نیز به تحقق درصدی از خودکفایی در محصولات کشاورزی و امنیت غذایی در بخش کشاورزی تاکید شده است. این درحالی است که امنیت غذایی بدون توجه به امنیت آب و محیط زیست پایدار نخواهد بود. در شرایطی که منابع آب محدود هستند و ضرورت به تولید محصولات کشاورزی وجود دارد، تنها راه افزایش
بهره‌وری آب، یعنی تولید بیشترین حد ممکن محصول به ازای واحد آب مصرفی است. در شرایطی افزایش بهره‌وری فیزیکی آب در بخش کشاورزی مورد توجه و استقبال کشاورزان قرار می‌گیرد که منجر به افزایش بهره‌وری مالی (اقتصادی) و سود کشاورز نیز بشود.

یکی از سرمایه گذاری‌های مهمی که در کشور در سطح وسیعی در زمینه مدیریت مصرف آب انجام شده است، توسعه سامانه‌های نوین آبیاری است. سامانه‌های نوین آبیاری از طریق افزایش راندمان و ویژگی‌های زیرساختی می‌توانند تا حدود 30 درصد منجر به افزایش بهره‌وری آب شوند و 70 درصد افزایش بهره‌وری از طریق مدیریت‌های تاریخ کاشت، انتخاب واریته مناسب، مدیریت کود و مبارزه با آفات، مکانیزاسیون و مدیریت آبیاری محقق می‌شود. سامانه‌های نوین آبیاری به عنوان ابزار مدیریتی امکان مدیریت هوشمندانه آبیاری برای تخصیص آب به مقدار مورد نیاز در مکان مورد نظر را به ما می‌دهند.

خ-2- فناوری مدیریت هوشمندانه آبیاری توسعه داده شده

در این راستا شرکت دانشگاهی دانش بنیان پایدار کشت هوش خاورمیانه پس از 8 سال تحقیق و بررسی و دریافت نیازمندهای متولیان امور آب کشاورزی در کشور و حمایت و پشتیبانی ایشان (ستاد توسعه فناوری آب معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، معاونت آب و خاک و دفتر مجری توسعه سامانه‌های نوین آبیاری وزارت جهاد کشاورزی) سیستم پشتیبان تصمیم برای مدیریت آبیاری دقیق را مبتنی بر پردازش یکپارچه اطلاعات آب، خاک، گیاه، اتمسفر و سامانه آبیاری (DSSPIM) برای افزایش بهره‌وری فیزیکی و اقتصادی آب را توسعه داده است. در سامانه توسعه داده شده برنامه مدیریت هوشمندانه از طریق سایت و اپلیکیشن به کشاورز داده می‌شود و کشاورز ضمن امکان تعامل با سامانه مشتاقانه شخصا برنامه مدیریت هوشمندانه آبیاری را پیاده سازی می‌کند. موضوع هوشمندسازی در کشاورزی ایران و به ویژه هوشمندسازی آبیاری، هوشمندانه آبیاری کردن است. مدیریت هوشمندانه DSSPIM آبیاری خودکار نیست بلکه مدیریت هوشمندانه آبیاری در جهت افزایش بهره‌وری آب است، که در هر مزرعه ای که آب تقاضا محور داشته باشد در هر سطح و با هر نوع سیستم آبیاری قابلیت پیاده سازی دارد، اگرچه بیشترین اثربخشی را در سامانه های نوین آبیاری دارد.

خ-3- اثر بخشی در طرح پایلوت آبیاری موضعی ذرت علوفه ای

سامانه مدیریت هوشمند DSSPIM با نام تجاری "باباحیدر" به کشاورزی ایران خدمات ارایه می‌کند. این سامانه در طرح پایلوت کشت ذرت علوفه‌ای با سیستم آبیاری قطره‌ای نواری و قطره‌ای زیرسطحی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان با حمایت معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری بطور متوسط موجب افزایش 37 درصدی عملکرد و 58 درصدی بهره‌وری فیزیکی آب و همچنین کاهش 22 درصدی آب مصرفی در مقایسه با کشاورزان پیشرو منطقه شد. در این مدیریت هوشمندانه مقدار درآمد کشاورز به ازای واحد آب مصرفی افزایش یافت و مقدار آب مصرفی در واحد سطح کاهش یافت که نشان از افزایش بهره‌وری مالی و افزایش سود کشاورز می‌باشد.

خ-4- اثر بخشی در طرح الگویی در مقیاس دشت آبیاری بارانی سیب زمینی

طرح الگویی 530 هکتاری با مدیریت کشاورزان در مقیاس دشت در شرکت تعاونی تولید روستایی هرمزآباد سمیرم در 41 کشت مختلف سیب زمینی تحت سیستم آبیاری بارانی نشان داد مدیریت هوشمندانه آبیاری با استفاده از سامانه باباحیدر در مقایسه با کشاورزان پیشرو منجر به افزایش 55 درصدی بهره‌وری فیزیکی آب، 47 درصدی تولید، دو برابری سود کشاورز در واحد سطح و به ازای یک متر مکعب آب شد و همچنین قیمت تمام شده محصول نیز 30 درصد کاهش یافت.

خ-5- ویژگی های فناوری مدیریت هوشمندانه آبیاری

این فناوری به دلیل اینکه نیاز به سرمایه گذاری اقتصادی (خرید تجهیزات) ندارد و در صورت تمایل صرفا برای پایش و نظارت سنسورها و کنتورها در مزرعه نصب می‌شود، قابلیت پیاده سازی در تمام اراضی کشاورزی ایران که آب تقاضا محور (چاه مزرعه) دارند، را دارد. نتایج در مقیاس طرح پایلوت و دشت نشان داد استفاده از این فناوری در دو سیستم آبیاری بارانی و موضعی برای دو گیاه ذرت علوفه‌ای و سیب زمینی ضمن افزایش 50 درصدی بهره‌وری فیزیکی آب، بهره‌وری اقتصادی آب را نیز 50 درصد افزایش داده است. بنابراین کشاورز انگیزه لازم برای حرکت به سمت این فناوری را خواهد داشت. افزایش سود کشاورز تا دو برابر در مقابل کاهش 30 درصدی قیمت تمام شده محصول رخ داد، به عبارتی کشاورز از طریق کاهش قیمت تمام شده محصول سود بیشتری خواهد داشت. این موضوع سبب می‌شود کشاورزی کشور پایدار و باثبات باشد و قدرت رقابت....