Optimization of the crop cultivation in the Shabestar plain underwater constraint
Subject Areas : Farm water management with the aim of improving irrigation management indicators
Azadeh
Falsafian
1
(Assistant Professor, Department of Agricultural Management, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran.)
Ali
Panahi
2
(MSc, Department of Agricultural Management, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran)
Keywords: Water Constraint, Shabestar plain, crop pattern, Goal Programming,
Abstract :
According to Iran's semi-arid and dry climate, water as one of the limiting factors of production plays an important role in determining the type and combination of farming activities. Adverse effects of reduction of Water Resources in many areas of Iran's agriculture are considerable. It seems that these undesirable effects are so evident in Shabestar plain as one of the agricultural poles of the West Azerbayjan province and excessive underground water harvesting have affected the agricultural sustainability of the case study region. Determining optimal cropping pattern according to the resources and constraints of each region is considered as one approaches to the evolution in the agricultural system and moving towards sustainability. The main purpose of this study is to determine the optimal cropping pattern in the Shabestar plain subject to the water constraint. For this purpose, linear programming and goal programming methods were used, under some scenarios in order to achieve maximum profit and minimum water consumption. The results of optimal pattern under profit maximization goal show that the profit and water consumption increase by 382.2 and 44.3 percent respectively and also minimizing water consumption objective associates with decreasing 90.6 and 22.78 percent framing profit and water consumption, respectively. However, considering the optimal cropping pattern under the scenario of achieving profit maximization and minimum water consumption simultaneously, shows profit increase by 1.1 percent and water consumption decrease by 4.71 percent. Under this situation, the acreage of irrigated barley, rained barley and rapeseed had increased.
اسدپور، ح.، خلیلیان، ص. و پیکانی، غ. 1384. نظریه و کاربرد مدل برنامهریزی خطی آرمانی فازی در بهینهسازی الگوی کشت. اقتصاد کشاورزی و توسعه، 13: 328-307.
اسعدی، م. ع. و نجفی علمدارلو، ح. 1398. ارزیابی اقتصادی الگوی بهینه کشت در راستای کاهش استفاده از منابع آب زیرزمینی دشت دهگلان. مجله تحقیقات اقتصاد و توسعه کشاورزی، 50: 43-29.
بی نام، 1386. گزارش ارائه مطالعه و وضعیت هیدروژئولوژیکی دشتهای اداری شبکه پیزومتریک. دفتر مطالعات آبهای زیرزمینی، معاونت مطالعات و پژوهش منابع آب، وزارت نیرو، تهران.
تقی زاده.، س.، نوید، ح.، فعله گری، ر. و فاخری فرد، ا. 1392. تغییر الگوی کشت بهینه با توجه به ریسک و محدودیتهای جدید اعمالی شرکت آب منطقهای استان کردستان (مطالعه موردی مزرعه 200 هکتاری در دشت دهگلان). نشریه دانش کشاورزی و تولید پایدار، 23 (1): 84-71.
خاشعی سیوکی، ع.، قهرمان، ب. و کوچک زاده، م. 1393. تعیین الگوی کشت بهینه برای جلوگیری از افت آب زیرزمینی با الگوریتم PSO. نشریه پژوهش آب ایران، 14: 137-146.
شکری، ح.، نجارچی، م.، جعفرینیا، ر.، مختاری، ش. و علیزاده، ح. 1398. بهینهسازی الگوی کشت و منابع آب در سطوح مختلف آبیاری برای مناطق گرم و خشک (مطالعه ی موردی، دشتهای دهلران استان ایلام). تحقیقات آب و خاک ایران، 50(6): 52-1360.
عوضیار، م. ر.، احمدپور، م. و ضیایی، س. 1397. بهینهسازی الگوی کشت جهت افزایش بازده آبیاری در اراضی پایاب سد ملاصدرا در استان فارس. مجله مهندسی منابع آب، 11 (1): 21- 32.
مجیدی، ن.، علیزاده، ا.، قربانی، م.، انصاری، ح. و بنایان اول، م. 1394. بررسی تأثیر بخش تقاضای بازار آب بر الگوی کشت بهینه، درآمد کشاورزان و استفاده پایدار از منابع آب (محدوده مطالعاتی مشهد-چناران). نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 9 (5): 820-829.
مختاری مطلق، پ. شریفان، ح. 1392. تعیین الگوی کشت بهینه محصولات زراعی با نرم افزار Lingo (مطالعه موردی: منطقه حنا-سمیرم). اولین همایش ملی انجمن آبیاری و زهکشی ایران، دانشگاه آزاد خوزستان.
مهرگان، م. 1380. پژوهش عملیاتی نشر کتاب دانشگاهی برنامهریزی خطی. تالیف هیلیر و لیبرمن، تهران، انتشارات نشر تندر.
میرزایی، ع.، لیانی، ق.، آزرم، ح. و جمشیدی، س.. تعیین الگوی کشت بهینه بخش مرکزی شهرستان سیرجان با توجه به پایداری منابع آب و محیط زیست. مجله تحقیقات اقتصاد کشاورزی، 9 (36): 283-304.
Adeyemo, J., Bux, F. and Otieno, F. 2010. Differential evolution algorithm for crop planning: Single and multi-objective optimization model. International Journal of the Physical Sciences, 5(10): 1592-1599.
Alabdulkader, A. M., Al-Amoud, A. I., and Awad, F. S. 2012. Optimization of the cropping pattern in Saudi Arabia using a mathematical programming sector model. Agricultural Economics, 58(2): 56-60.
Belaid, A. and Torre, D.L. 2010. A generalized stochastic goal programming model. Applied Mathematics and Computation, 215(12): 4347-4357.
Dayananda, D., Weerahewa, J. and Weerasooriya, S. A. 2021. Water Availability, Crop Choices and Profitability of Farming: A Case Study of Mahakanumulla Tank Village. Tropical Agricultural Research, 32(1): 81-94.
Grag, N.K., Dadhich, S. M. 2014. Integrated non-linear model for optimal cropping pattern and irrigation scheduling under deficit irrigation. Agricultural Water Management, 140: 1-13.
Osama, S., Elkholy, M., & Kansoh, R. M. 2017. Optimization of the cropping pattern in Egypt. Alexandria Engineering Journal, 56(4): 557-566.
Rath, A., Samantaray, S., and Swain, P. C. 2019. Optimization of the Cropping Pattern Using Cuckoo Search Technique. In Smart Techniques for a Smarter Planet (pp. 19-35). Springer, Cham.
Safavi, H.R., Alijanian, M.A. 2011. Optimal crop planning and conjunctive use of surface water and groundwater resources using fuzzy dynamic programming. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 137(6): 383-397.
Seamus, M. and Surendra, M. 2008. Lexicographic Goal Programming and Assessment Tools for a Combinatorial Production Problem, Available Instant access upon order completion, 116 pp.
Stephen, C., Leung, H. and Shirley, S.W. 2009. A goal programming model for aggregate production planning with resource utilization constraint. Computers and Industrial engineering, 56: 1053-1065.
XieTing, Z., ShaoZhong, K., FuSheng, L., Lu, Z.h. and Ping, G. 2010. Fuzzy multi-objective linear programming applying to crop area planning. Agricultural Water Management, 98 (1): 134-142.