واکاوی اسنادی فناوری‌های نوین آبیاری و آب کشاورزی در جهان و امکان بومی‌سازی آن‌ها در ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تهران، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی

2 استاد دانشگاه تهران و عضو وابسته فرهنگستان علوم جمهوری اسلامی ایران

3 دانشگاه شیراز ,و عضو شاخه آبیاری، گروه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، فرهنگستان علوم، جمهوری اسلامی ایران

4 عضو پیوسته فرهنگستان علوم جمهوری اسلامی ایران و استاد دانشگاه شیراز

5 دانشگاه فردوسی مشهد

6 عضو شاخه آبیاری، گروه کشاورزی، فرهنگستان علوم جمهوری اسلامی ایران

چکیده

مدیریت نوآورانه و پایدار آب کشاورزی اهمیت زیادی در برنامه‌های سازگاری با تغییرپذیری و تغییر اقلیم دارد و پیش‌بینی می‌شود که فناوری‌های نوظهور آبیاری همراه با فناوری‌های بوم‌سازگار نقشی کلیدی در امنیت آبی و غذایی آینده جهان داشته باشند. پژوهش حاضر با هدف معرفی و آسیب‌شناسی فناوری‌های نوین آبیاری و مدیریت آب کشاورزی در جهان و امکان بومی‌سازی‌ آن‌ها در ایران انجام‌شده است. در ابتدا، روش‌ها و فناوری‌های پیشرفته و نوین آبیاری و آب کشاورزی در جهان معرفی شده است. این روش‌ها در هفت گروهِ فناوری‌های‌ هوشمند، نانو، گلخانه، ابرجاذب‌ها‌، بارورسازی ابرها، بهره‌برداری از آب‌های ژرف، و شیرین‌کردن آب دریا دسته‌بندی شدند. پس از آن، کاربرد فناوری‌های یاد شده از نظر اقتصادی، میزان مصرف آب و انرژی و برخی دیدگاه‌های محیط‌زیستی (مانند سمیّت و انتشار گازهای گلخانه‌ای) آسیب‌شناسی شده است. در پایان، وضع کنونی فناوری‌های نوین آبیاری و آب کشاورزی در ایران بررسی و نیاز به بومی‌سازی آن‌ها با توجه به پتانسیل‌های موجود کشور ارائه شده است. واکاوی بررسی‌های اسنادی نشان می‌دهد که ایران از نظر فناوری‌های هوشمند مدیریت آب کشاورزی و فناوری نانو در ابتدای راه قرار دارد و برای استفاده از این فناوری‌ها به پژوهش‌های بیشتری نیاز است. با این حال، استفاده از مدل‌های رشد و عملکرد محصول و برنامه‌های کاربردی گوشی‌های تلفن همراه و اجرای آبیاری موضعی به‌عنوان راه حل قابل دسترس برای مدیریت آبیاری و آب کشاورزی پیشنهاد شد. برای ضدعفونی‌کردن آب در ناحیه‌های دورافتاده، استفاده از نانوذره‌ها نقره و برای ناحیه‌هایی که مشکل تأمین برق دارند، بهره-گیری از تیتانیم دی‌اکسید پیشنهاد شد. فناوری کشت عمودی، با توجه به کفایت زمین در کشور و دشواری‌های تأمین برق مورد نیاز و آلایندگی هوا در وضع کنونی پیشنهاد نشد. فناوری نور مصنوعی و صفحه‌های خورشیدی در ایران بومی‌سازی شده است و برای توسعه کاربرد در گلخانه‌ها نیاز به پژوهش‌های بیشتری دارد. فناوری‌های بارورسازی ابرها، آب‌های ژرف و شیرین‌کردن آب دریا در ایران بومی شده‌اند. بارورسازی ابرها به صورت مقطعی قادر به تسکین خشکسالی‌ها و تقویت آبخوان‌ها نیست. استفاده از فناوری آب‌های ژرف با توجه به پیامدهای محیط‌زیستی در کشور توصیه نمی‌شود. کاربرد روش‌های شیرین‌کردن آب دریا فقط برای شرب و صنعت (نه کشاورزی) با صرفه است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Documentary Analysis of New Irrigation and Agricultural Water Technologies and their Possible Application in Iran

نویسندگان [English]

  • Javad Bazrafshan 1
  • A. Khalili 2
  • Shahrokh Zand-Parsa 3
  • A.R. Sepaskhah 4
  • Amin Alizadeh 5
  • J. Farhoodi 6
1 University of Tehran, Dept. of Irrigation and Reclamation Engineering
2 Professor in University of Tehran,/Member of Irrigation Branch, Agricultural and Natural Resources Group, Academy of Science, Islamic Republic of Iran
3 Shiraz University / Member of Irrigation Branch, Agricultural and Natural Resources Group, Academy of Science, Islamic Republic of Iran
4 Professor of Shiraz University
5 Ferdowsi University of Mashhad
6 University of Tehran
چکیده [English]

Innovative and sustainable agricultural water management is critical in adaptation programs to climate variability and change, and emerging, eco-friendly irrigation technologies are expected to play a key role in the world's future water and food security. The current study was carried out with the aim of discussing pros and cons of new irrigation and agricultural water technologies in the world, and the possibility of application of these technologies in Iran. These techniques are classified into seven categories: smart technology, nanotechnology, greenhouse technology, superabsorbent technology, cloud seeding technology, deep water technology, and seawater desalination technology. These technologies are analyzed in terms of economics, water and energy usage, and certain environmental factors (such as toxicity and greenhouse gas emissions). The state-of-the-art of modern irrigation and agricultural water technologies in Iran is examined, and the issue of their domestic application is matched with the country’s potentials. According to documentary studies, our country is at the beginning of the road in terms of intelligent technologies for agricultural water management and nanotechnology, and further study is required to employ these technologies. However, intelligent irrigation management utilizing crop growth and yield models, mobile phone applications, and micro-irrigation implementation was proposed as a feasible solution. The use of silver nanoparticles was suggested for the disinfection of water in remote areas, and the use of titanium dioxide for areas that do not have power supply problems. Employing the vertical farming is not recommended in the country due to the problems of electrical power supply and air pollution and presence of unlimited arable land. The technology of artificial light and solar panels has been adopted in Iran and more research is needed to justify their applications in greenhouses. Cloud seeding, deep water, and seawater desalination technologies have become indigenous to Iran. Cloud seeding is ineffective to alleviating droughts and strengthening aquifers. Because of the environmental consequences, the employment of deep-water technologies is not recommended. Employing of seawater desalination technologies for drinking and industrial (not agricultural) uses is cost effective.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Agriculture water
  • Application
  • Irrigation
  • Modern technology
  • Pathology