آلودگی نیترات

افزایش رقابت میان زارعان بر سر منابع آب به همراه آلودگی شیمیایی به علت عملیات زراعی کنونی باعث ناپایداری کشاورزی در منطقه ی کامفیروز استان فارس شده است. بایستی اثر راه کارهای سیاستی پایدار را به گونه یی تحلیل کرد که زارعان را از مسیر پایداری در آینده دور نسازد. مدل بیو اقتصادی پیش نهاد شده در این مطالعه چارچوب متدولوژی جدیدی برای تحلیل اثر عملیات زراعی آب و خاک متفاوت ارائه می کند. در مدل ارائه شده یک مدل بیوفیزیک (WinEPIC)، یک مدل برنامه ریزی ریاضی نشان دهنده ی ی رفتار اقتصادی زارعان و تئوری بازی ها با هم ترکیب شده است تا ارائه ی واقعی تری از جنبه های کشاورزی-زیست محیطی و اقتصادی فراهم آید. مطالعه ی حاضر راه حل بهینه یی برای اهداف متناقض زارعان و محیط زیست به عنوان دو مجموعه ی بازی گر را به دست می دهد. کاربرد چهار روش برای حل مساله ی کشمکش نشان داد که دو گروه بازی گر قادر اند به منظور ایجاد تعادل میان اهداف متناقض شان به توافق برسند. این مطالعه مبین این واقعیت است که با به کارگیری سیستم های عملیات زراعی مناسب می توان سیستم های کشاورزی را به گونه یی در جهت پایداری مدیریت کرد که منابع برای استفاده در آینده حفظ شود. علاوه بر این، نتایج به دست آمده از مطالعه ی حاضر نشان داد که در شرایطی که به اهداف اقتصادی و زیست محیطی وزن یک سان داده شود، شاخص های آب تلف شده و نیتروژن و فسفر ازدست رفته به ترتیب 20، 81 و 4/5% بهبود می یابد، در حالی که بازده برنامه یی تنها 4 درصد کاهش می یابد.

یکی از راه های مناسب برای جلوگیری از آلودگی آبهای زیرزمینی، شناسایی مناطق آسیب پذیر آبخوان و مدیریت بهره برداری از منابع آب وکاربری اراضی است. نیترات به عنوان یکی از شاخص های شیمیایی آلودگی آب از دیرباز مورد توجه بوده است. هدف از این تحقیق ارزیابی آسیب پذیری آبخوان میمه به نیترات با استفاده از GIS، روش های آماری و مدل دراستیک می باشد. بر اساس روش دراستیک آسیب پذیری آبخوان میمه در محدوده آسیب پذیری کم و متوسط (128-75) قرار می گیرد. پس از محاسبه شاخص جدید دراستیک با استفاده از Raster Calculation در محیط ARCGIS، بار دیگر همبستگی بین غلظت نیترات در نمونه های آب زیرزمینی و شاخص دراستیک جدید محاسبه گردید. در این حالت ضریب هبستگی از 162/0 – (قبل از بهینه سازی) به 842/0(بعد از بهینه سازی) افزایش یافت. همبستگی فوق در سطح احتمال 95 درصد معنی دار بود (05/0>P-value). برای تهیه نقشه پهنه بندی غلظت نیترات، نمونه برداری از 10 حلقه چاه بر اساس اصول نمونه برداری استاندارد انجام و به روش اسپکتروفتومتری مورد آنالیز قرار گرفت. سپس نقشه پهنه بندی غلظت نیترات با استفاده از مدل های میانیابی ترسیم شد. تلفیق دو نقشه آسیب پذیری و پهنه بندی غلظت نیترات نشان می دهد اکثر محدوده مورد مطالعه در محدوده بی خطر و کم خطر قرار دارد و تنها بخش کوچکی از منطقه که غلظت نیترات نیز در آب زیرزمینی آن بالاتر از 50 میلی گرم در لیتر است، در محدوده خطرناک طبقه بندی شده است. بر اساس نقشه پهنه بندی غلظت نیترات، بالاترین غلظت در آب های زیرزمینی قسمت جنوبی آبخوان میمه مشاهده گردید که ناشی از تأثیر متقابل آلودگی ناشی از فعالیت های کشاورزی، برگشت آب آبیاری، جنس زمین، نرخ بالاتر تغذیه، هدایت هیدرولیکی و نفوذپذیری خاک می باشد.

سطح آبخوان ها، در نتیجه کاهش سطح آب دریاچه ارومیه، کاهش یافته و از سوی دیگر، نفوذ آب شور و نفوذ املاح مازاد به ویژه نیترات ناشی از مصرف کودهای شیمیایی موجب کاهش کیفیت آب های زیرزمینی در دشت ارومیه شده است. در مطالعه حاضر، با هدف بررسی زراعی- اقتصادی تغییرات کمی و کیفی آب آبیاری، به شبیه سازی عملکرد محصولات گندم آبی، ذرت علوفه ای، آفتابگردان و گوجه فرنگی با استفاده از مدل آکواکراپ (AquaCrop) در سال زراعی 1401-1400 پرداخته و سپس، گزینه های کم آبیاری، کاهش کوددهی و افزایش شوری آب زیرزمینی در تمامی مراحل رشد محصولات اعمال شد؛ همچنین، از چهار گروه داد ه های اقلیمی، گیاهی، خاک شناسی و مدیریتی برای انجام شبیه سازی استفاده شد. نتایج نشان داد که کاهش کوددهی بیشترین درصد تغییرات و افزایش شوری آب های آبیاری و زیرزمینی کمترین درصد تأثیر را روی عملکرد محصولات دارند. از آنجا که کاهش عملکرد محصولات با اثرات اقتصادی نیز همراه است، این اثرات با محاسبه شاخص های بهره وری فیزیکی و اقتصادی آب و کود نیتروژن بررسی شدند که از آن میان، شاخص بهره وری اقتصادی آب و کود انتخاب شد و بر اساس آن، مقادیر حداکثر شاخص بهره وری اقتصادی آب (بر حسب ریال بر مترمکعب) و شاخص بهره وری اقتصادی کود (بر حسب ریال بر کیلوگرم)، به ترتیب، برای گوجه فرنگی 209580 و 3005000 ریال و آفتابگردان 177630 و 2115720 ریال در منطقه پنج و ذرت علوفه ای 94900 و 1323500 ریال و گندم آبی 56620 و 454570 ریال در مناطق سه و شش بود. با توجه به تأثیر زیاد گزینه کاهش کوددهی و شاخص بهره وری اقتصادی کود، باید امکان جایگزینی کودهای ارگانیک با کودهای نیتراته از نظر فنی و اقتصادی بررسی و قیمت بالا برای مصارف بیش از مقدار توصیه شده کودهای نیتراته تعیین شود. این سیاست ها برای کاهش شوری نیز موثرند، زیرا منبع اصلی شوری آب زیرزمینی کوددهی بی رویه است. همچنین، پیشنهاد می شود که فناوری های مناسب آبیاری به کشاورزان شناسانده و الگوی کشت صحیح در منطقه ارائه شود. در نهایت، باید اقدامات سخت گیرانه مدیریتی صورت گیرد تا هم زمان، از اثرات مخرب کوددهی زیاد و برداشت بی رویه آب های سطحی و زیرزمینی جلوگیری شود.