linear programming
در نشریات گروه زراعت-
سابقه و هدفاضافه برداشت آب در کشور ایران، مانند سرطانی است که در جان طبیعت کشور ریشه دوانده و هر روز فشار بیشتری بر آن وارد می کند. بنابراین بایستی برای کاهش این اضافه برداشت آب، برنامه ریزی و اقدامات موثری در سطح کشور صورت پذیرد. به همین منظور در مطالعه حاضر فرض شده است که برداشت آب از منابع سطحی و زیرزمینی برای کشاورزی در کشور از مقدار فعلی 86 میلیارد متر مکعب در سال به 62 میلیارد متر مکعب در سال (حجم قابل برنامه ریزی اعلام شده وزارت نیرو) کاهش پیدا کند. سپس با استفاده از برنامه ریزی خطی، الگوی کشت فعلی با هدف حداکثرسازی درآمد کشاورزان بهینه سازی شد.مواد و روش هادر این مطالعه برای هر استان به صورت جداگانه اطلاعات سطح زیر کشت، عملکرد در واحد سطح، قیمت و هزینه ی تولید (1396-1392) بیش از 30 گونه گیاهی مهم جمع آوری گردید. برای برآورد آب مصرفی کشاورزان از یک مدل شبیه سازی گیاهی (SSM-iCrop2) که برای شبیه سازی رشد، عملکرد و بیلان آب مزرعه برای بیش از 30 گونه گیاهی در کل کشور آزمون و برپا (ست آپ) شده بود، استفاده گردید. حل مدل ریاضی با استفاده از نرم افزار LINGO انجام گردید.یافته هانتایج نشان داد که کاهش برداشت آب از 86 به 62 میلیارد متر مکعب در سال بدون تغییر الگوی کشت باعث می شود سطح زیر کشت آبی کشور 29 درصد کاهش یابد (از 8409 به 5949 هزار هکتار) و درآمد کشاورزان نیز 30 درصد (از 173 به 121 هزار میلیارد ریال) کاهش پیدا کند. اما بهینه سازی الگوی کشت باعث شد که کاهش سطح زیر کشت آبی به 18 درصد تخفیف یابد (از 8409 به 6907 هزار هکتار) و درآمد کشاورزان به میزان 9 درصد (از 173 به 190 هزار میلیارد ریال) افزایش پیدا کند؛ یعنی درحالی که برداشت آب 28 درصد کاهش یافته است، می توان با بهینه سازی الگوی کشت از کاهش درآمد کشاورزان جلوگیری کرد. همچنین الگوی کشت بهینه شده، صرفه جویی قابل توجهی در مصرف کود و انرژی ایجاد می کند که در شرایط محدودیت منابع انرژی اهمیت زیادی دارد. مهم ترین تغییرات در الگوی کشت بهینه شده عبارت بودند از افزایش سطح زیر کشت و تولید سیب زمینی و سبزی-صیفی (به ترتیب 104 و 76 درصد بیش از نیاز کشور) که باید صادر شوند و کاهش سطح زیر کشت، تولید و در نتیجه افزایش وابستگی به واردات در گیاهان قندی، جو، ذرت سیلویی و یونجه. در الگوی بهینه شده وابستگی بالا (بیش از 50 درصد) به دانه های روغنی، ذرت دانه ای و کنجاله مثل شرایط فعلی (الگوی کشت فعلی) ادامه خواهد داشت.نتیجه گیریبهینه سازی الگوی کشت این امکان را فراهم می سازد که بدون کاهش درآمد کشاورزان کاهش برداشت آب به سطح قابل برنامه ریزی وزارت نیرو ممکن شود. اما کماکان تا حدودی مقداری کاهش سطح زیرکشت آبی و در نتیجه کاهش در خودکفایی برخی محصولات رخ خواهد داد و باید انتظارات از توان تولید گیاهی کشور معقول سازی شده و کاهش یابد.کلید واژگان: الگوی کشت، سازگاری به کم آبی، برنامه ریزی خطی، آب قابل برنامه ریزی، بازده اقتصادیBackground and Objectivewater over-withdrawal in Iran is like a cancer that has taken root in the country's nature and is making its conditions difficult every day. Therefore, planning and effective measures must be taken at the country level to reduce this over- withdrawal. For this purpose, in the present study, it was assumed that withdrawal water for agriculture in the country would decrease from 86 billion m3 per year to 62 billion m3 per year (the allocable volume of water for agriculture as announced by the Ministry of Energy). Then, using linear programming, the current cropping pattern was optimized with the aim of maximizing farmers' income.Materials and MethodsIn this study, information on the cultivated area, yield per unit area, price and production cost (2013-2017) of more than 30 important plant species was collected separately for each province of the country. To estimate the irrigation water volumes under farmers’ conditions, a crop simulation model (SSM-iCrop2) was used, which has been tested and set up to simulate the growth, yield and field water balance for more than 30 plant species throughout the country. The economic mathematical programming model was solved using LINGO software.ResultsThe results showed that reducing water withdrawal from 86 to 62 billion m3 per year without changing the cropping pattern would cause the country's irrigated area to decrease by 29 percent (from 8,409 to 5,949 thousand hectares) and farmers' income would also decrease by 30 percent (from 173 to 121 thousand billion rials). However, the optimization of the cropping pattern resulted in an 18% reduction in the cultivated area (from 8,409 to 6,907 thousand hectares) and an increase in farmers' income by 9% (from 173 to 190 thousand billion rials); that is, while water withdrawal decreased by 28%, farmers' income not only did not decrease but also increased with the optimization of the cropping pattern. The optimized cropping pattern also created significant savings in fertilizer and energy consumption, which is of great importance in conditions of limited energy resources. The most important changes in the optimized cropping pattern were the increase in the cultivated area and production of potato and summer vegetables (104 and 76 percent more than the country's needs, respectively) that must be exported, and the decrease in the cultivated area, production, and consequently increased dependence on imports in sugar-beet, barley, silage corn, and alfalfa. In the optimized cropping pattern, high dependency (more than 50%) to import of oilseeds, grain corn, and meal will continue as in the current conditions (current cropping pattern).ConclusionOptimization of the cropping pattern makes it possible to reduce water withdrawal to the level that the Ministry of Energy without reducing farmers' income. However, there will still be some reduction in the area under irrigated cultivation and, as a result, a decrease in the self-sufficiency of some crops. Thus, the expectations of the country's crop production capacity must be rationalized and reduced.Keywords: Cropping Pattern, Adaptation To Water Scarcity, Linear Programming, Farmers’ Income, Agriculture
-
انتخاب الگوی بهینه کشت که هم از نظر محیط زیستی پایدار و هم مناسب برای شرایط خاص اقلیمی در هر منطقه جغرافیایی باشد ، می تواند به عنوان یکی از راهکارهای کارآمد برای رفع چالش ها و افزایش سوددهی فعالیت های کشاورزی در نظر گرفته شود . بدین منظور در این مطالعه تلاش شده است تا الگوی بهینه کشت محصولات زراعی در دشت میاندوآب به عنوان چهارمین دشت مهم کشور واقع در استان آذربایجان غربی طراحی شود . بهینه سازی الگوی کشت در قالب دو هدف جداگانه حداکثرسازی سود و حداقل سازی مصرف آب صورت پذیرفت . بدین منظور داده های مورد نیاز برای سه سال 1396 الی 1398 از دستگاه های مختلف استانی و ملی جمع آوری شد و از میانگین داده های سه سال ذکر شده برای پیشنهاد الگوی بهینه کشت محصولات زراعی در قالب هر یک از اهداف مورد اشاره ، استفاده شد . در این پژوهش از 12 محصول مهم زراعی تحت کشت در این دشت استفاده شده است . نتایج نشان داد که دو محصول نخود دیم و آفتابگردان آجیلی با زیر کشت رفتن کل زمین های زراعی دشت به ترتیب حدودا با 57 هزار هکتار و 5500 هکتار و سود ناخالص 1614 میلیارد ریالی به عنوان الگوی بهینه پیشنهادی با هدف حداکثر سازی سود ناخالص معرفی شد . در الگوی کشت پیشنهادی با هدف حداقل سازی مصرف آب نیز دوباره کشت نخود دیم و آفتابگردان آجیلی در سطحی معادل57/600 هکتار و 5300 هکتار سبب بهینه سازی مصرف آب می شود . به عبارت دیگر با زیرکشت بردن نخود دیم و آفتابگردان آجیلی دو هدف حدکثرسازی سود و حداقل سازی مصرف آب تحقق می یابد .
کلید واژگان: برنامه ریزی خطی، بهینه سازی، کشاورزی پایدار، الگوی کشتChoosing the optimal cultivation model that is both environmentally sustainable and suitable for specific climatic conditions in each geographical region can be considered as one of the efficient solutions to solve the challenges and increase the profitability of agricultural activities.For this purpose, in this study, an attempt has been made to design the optimal pattern of crop cultivation in Miandoab plain, which is the fourth most important plain of the country, located in West Azarbaijan province.Optimizing the cultivation pattern was done in the form of two separate goals of maximizing profit and minimizing water consumption.For this purpose, the required data for the three years 2016-2018 were collected from various provincial and national institutions, and the average data of the mentioned three years were used to propose the optimal pattern of crop cultivation in the form of each of the mentioned goals.In this research, 12 important crops cultivated in this plain have been used.The results showed that the two crops of rainfed chickpeas and nut sunflowers, with the cultivation of the entire agricultural lands of the plain with approximately 57 thousand hectares and 5500 hectares, respectively, and a gross profit of 1614 billion rials, were introduced as the optimal model proposed with the aim of maximizing the gross profit.became.In the proposed cultivation model with the aim of minimizing water consumption, the re-cultivation of rainfed chickpeas and nut sunflowers on an area equal to 57.600 hectares and 5300 hectares will result in the optimization of water consumption.In other words, two goals of profit maximization and water consumption minimization will be achieved by sub-cultivating dry peas and sunflower seeds.
Keywords: linear programming, Optimization, Cropping Pattern, Sustainable agriculture -
This study was conducted to determine timeliness costs in using machinery and their effects on farmers’ revenues. In addition, optimum cropping pattern was compared with the existing one assuming removal of timeliness cost. For the purpose of the study, mixed integer and linear programming methods were used. The study was conduced in Marvdasht region in southern Iran. The data were collected through interviews with a sample of 80 farm managers. Selected farmers were divided into six groups in terms of farm size and farm machinery use, and in each group a representative farm was selected. Findings of the study showed that 19 percent of farmers owned and 81 percent rented tractor and, as a result, timeliness cost was considerable for the latter group. The results also showed that for the farmers whose farm size was more than 10 hectares, it was justified to buy tractor and rent a combine. The results revealed that there was a gap between the optimum and existing cropping patterns with respect to timeliness cost and gross margin increased mostly in the groups that owned tractor and more than five hectares of land. Finally, in order to minimize timeliness cost, joint ownership of machinery by neighboring farms was recommended.Keywords: Cost minimization, Cropping pattern, Linear programming, Machinery selection
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.