ارزیابی پتانسیل گرمایش جهانی برنج در الگوهای کشت اول و دوم (مطالعه موردی: شهرستان ساری)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد اگرواکولوژی دانشگاه فردوسی مشهد

2 استادیار گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

3 استاد گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

4 دانشیار گروه زراعت، پژوهشکده ژنتیک و زیست‌فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

این مطالعه با هدف بررسی پتانسیل گرمایش جهانی برنج در شرایط کشت اول و دوم در شهرستان ساری به صورت پرسشنامه­ای در سال 1393 انجام گردید. نهاده­های ورودی شامل انرژی ماشین­آلات، سوخت، کودها و سموم شیمیایی و ستاده­ها شامل کاه و کلش برنج بود. سپس با استفاده از ضرایب تبدیل نهاده­ها، پتانسیل گرمایش جهانی تعیین شد. نتایج نشان داد که پتانسیل گرمایش جهانی در الگوی کشت دوم (1187 کیلوگرم معادل CO2 در هر هکتار) 20 درصد بالاتر از کشت اول (990 کیلوگرم معادل CO2 در هر هکتار) محاسبه گردید. میزان پتانسیل گرمایش جهانی به ازای هر تن شلتوک در کشت دوم (498 کیلوگرم معادل CO2) 101 درصد کمتر از کشت اول (248 کیلوگرم معادل CO2 در هکتار) تعیین گردید. پتانسیل گرمایش جهانی بر حسب گیگاژول انرژی خارج شده در دو الگوی کشت تفاوت زیادی داشت و در کشت اول و دوم به ازای هر گیگاژول انرژی تولید شده به ترتیب برابر با 12 و 24 کیلوگرم معادل CO2  پتانسیل گرمایش جهانی ایجاد گردید. نهاده سوخت مصرفی در هر دو الگوی کاشت بیشترین پتانسیل گرمایش جهانی را ایجاد کرد و در کشت اول و دوم به ترتیب 56 و 69 درصد از پتانسیل گرمایش جهانی کل را شامل گردید. در هر دو الگوی کاشت دومین نهاده تشدیدکننده پتانسیل گرمایش جهانی کود نیتروژن بود؛ به طوری­که در کشت اول 29 درصد و در کشت دوم 16 درصد از پتانسیل گرمایشی کل را به خود اختصاص داد. سومین ورودی تشدیدکننده در هر دو الگوی کشت، حشره­کش بود که در هر دو الگو سهم شش درصدی از پتانسیل گرمایش جهانی کل را شامل شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of global warming potential for rice in the first and second cropping patterns (Case study: Sari Province)

نویسندگان [English]

  • Mohammad Jaber Ansari 1
  • Surur Khoramdel 2
  • Reza Ghorbani 3
  • Hemmatollah Pirdashti 4
1 Msc student in Agroecology, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran.
2 Assistant Professor, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran.
3 Professor, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran.
4 Associate Professor, University of Agricultural Sciences and Natural Resources of Sari, Iran.
چکیده [English]

This study was conducted to study the global warming potentialfor rice systems at the first and second planting patterns in Sari province as questionnaire during year of 2014. Studied indices includedamount of input and output, output energy and global warming potential. The results showed that global warming potential for the second planting pattern (1187 kg CO2 equiv.ha-1) was 20% higher than the first planting pattern (990 kg CO2 equiv.ha-1). The global warming potential based on one ton paddy for the second planting pattern (498 kg CO2 equiv. one ton paddy) was computed 110% higher than the first planting pattern (248 and 498 kg CO2 equiv. one ton paddy). The global warming potential as energy outputs were calculated with 12 and 24 kg CO2 equiv.GJ-1 for the first and second patterns, respectively. The highest share of global warming potential was related to fuel consumption that it determined 56 and 69 percent of total global warming potential for the first and second patterns, respectively. The second factor for global warming potential was observed for fertilizer application that it was computed with 29 and 16 percent of total global warming potential for the first and second patterns, respectively. The third input was affected global warming potential in both cropping patterns was related to insecticides.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Planting pattern
  • Nitrogen fixation
  • Climate change
  • Organic fertilizer
  • Reduced tillage

ارزیابی پتانسیل گرمایش جهانی برنج در الگوهای کشت اول و دوم (مطالعه موردی: شهرستان ساری)[1]

Evaluation of global warming potential for rice in the first and second cropping patterns (Case study: Sari Province)

 

محمد جابر انصاری1، سرور خرم­دل2 *، رضا قربانی3 و همت­اله پیردشتی4

 

1-      دانشجوی کارشناسی ارشد اگرواکولوژی دانشگاه فردوسی مشهد

2-      استادیار گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

3-      استاد گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

4-      دانشیار گروه زراعت، پژوهشکده ژنتیک و زیست­فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

                                    *نویسنده مسئول: khorramdel@um.ac.ir

تاریخ دریافت: 29/02/94                                                                                       تاریخ پذیرش: 01/06/94

 

چکیده

این مطالعه با هدف بررسی پتانسیل گرمایش جهانی برنج در شرایط کشت اول و دوم در شهرستان ساری به صورت پرسشنامه­ای در سال 1393 انجام گردید. نهاده­های ورودی شامل انرژی ماشین­آلات، سوخت، کودها و سموم شیمیایی و ستاده­ها شامل کاه و کلش برنج بود. سپس با استفاده از ضرایب تبدیل نهاده­ها، پتانسیل گرمایش جهانی تعیین شد. نتایج نشان داد که پتانسیل گرمایش جهانی در الگوی کشت دوم (1187 کیلوگرم معادل CO2 در هر هکتار) 20 درصد بالاتر از کشت اول (990 کیلوگرم معادل CO2 در هر هکتار) محاسبه گردید. میزان پتانسیل گرمایش جهانی به ازای هر تن شلتوک در کشت دوم (498 کیلوگرم معادل CO2) 101 درصد کمتر از کشت اول (248 کیلوگرم معادل CO2 در هکتار) تعیین گردید. پتانسیل گرمایش جهانی بر حسب گیگاژول انرژی خارج شده در دو الگوی کشت تفاوت زیادی داشت و در کشت اول و دوم به ازای هر گیگاژول انرژی تولید شده به ترتیب برابر با 12 و 24 کیلوگرم معادل CO2  پتانسیل گرمایش جهانی ایجاد گردید. نهاده سوخت مصرفی در هر دو الگوی کاشت بیشترین پتانسیل گرمایش جهانی را ایجاد کرد و در کشت اول و دوم به ترتیب 56 و 69 درصد از پتانسیل گرمایش جهانی کل را شامل گردید. در هر دو الگوی کاشت دومین نهاده تشدیدکننده پتانسیل گرمایش جهانی کود نیتروژن بود؛ به طوری­که در کشت اول 29 درصد و در کشت دوم 16 درصد از پتانسیل گرمایشی کل را به خود اختصاص داد. سومین ورودی تشدیدکننده در هر دو الگوی کشت، حشره­کش بود که در هر دو الگو سهم شش درصدی از پتانسیل گرمایش جهانی کل را شامل شد.

واژه­های کلیدی: الگوی کاشت، پتانسیل گرمایش جهانی، حشره­کش، ضریب تبدیل نهاده­، کود نیتروژن


مقدمه

مهم­ترین مسئله­ای که امروزه توجه بسیاری از دانشمندان را در سراسر نقاط دنیا به خود جلب کرده است پدیده تغییر اقلیم و گرمایش جهانی تحت تأثیر انتشار انواع گازهای گلخانه­ای به محیط زیست و به ویژه اتمسفر است (IPCC, 2007b). افزایش جهانی غلظت دی­اکسید کربن و دیگر گازهای گلخانه­ای عمدتاً ناشی از مصرف سوخت­های فسیلی، کارخانه­های سیمان­سازی و تغییر کاربری اراضی می­باشد. از دیگر دلایل این افزایش می­توان به سوزاندن زیست­توده گیاهی، عملیات خاک­ورزی و به ویژه شخم برگردان­دار، مصرف انواع کودها و دیگر مواد شیمیایی اشاره کرد (Lal, 2002).

بزرگترین عامل انتشار گازهای گلخانه­ای به اتمسفر، بخش انرژی است و در سال­های اخیر در کنار ارزیابی انرژی در سیستم­های زراعی، موضوع انتشار گازهای گلخانه­ای بسیار مورد توجه بوده است (IPCC, 2007a). بدین ترتیب، توسعه نظام­های زراعی با ورودی کم­تر انرژی و بهره­وری بیشتر می‌تواند به کاهش انتشار گاز گلخانه­ای CO2 به ویژه در بخش کشاورزی کمک کند (Dalgaard et al., 2000). کاهش مصرف انرژی­های فسیلی در نظا­م­های کشاورزی می­تواند مصرف منابع محدود انرژی را کاهش داده و منجر به کاهش انتشار گازهای گلخانه­ای شود (Dalgaard et al., 2001). از طرف دیگر، با در نظر گرفتن بحران انرژی، افزایش مصرف سوخت­های فسیلی و به تبع آن افزایش انتشار انواع گازهای گلخانه­ای به محیط زیست، تلاش­ بر آن است که مصرف انرژی تا حد امکان کاهش یابد. بخش کشاورزی نیز از این موضوع مستثنی نیست. در اکثر کشورهای پیشرفته و حتی کشورهای در حال توسعه، با بررسی انرژی وارد شده در واحد سطح برای تولید محصولات مختلف کشاورزی و محاسبه شاخص کارایی انرژی سعی شده تا بوم­نظام­های کشاورزی از نظر مصرف انرژی بهینه شوند (Nasirian et al., 2006).

برنج یکی از مهمترین محصولات کشاورزی دنیاست و بعد از گندم جایگاه دوم را از نظر تولید سالانه در جهان را به خود اختصاص داده است. این غله مهم غذای اصلی نیمی از مردم دنیا را به خود اختصاص داده است (Chapra et al., 2006). کاسماپراپروت و همکاران (Kasmaprapruet et al., 2009) با ارزیابی چرخه حیات تولید برنج در تایلند پتانسیل گرمایش جهانی را gCO2 2972 به ازای تولید یک کیلوگرم برنج گزارش کردند. پاتاک و واسمن (Pathak and Wassmann, 2007) در پژوهشی اعلام کردند که عملیات زراعی و غیرزراعی (نظیر تولید و حمل و نقل کودها و آفت­کش­های شیمیایی) در تولید برنج به ترتیب برابر با 98-80 و 91-16 کیلوگرم معادل CO2 در هکتار پتانسیل گرمایش جهانی دارند. نتایج مطالعه خوشنویسان و همکاران (Khoshnevisan et al., 2014) روی بررسی اثرات زیست محیطی تولید برنج در استان گیلان با استفاده از روش ارزیابی چرخه حیات در شرایط کشت مرسوم (مزارع کوچک با شاخص مکانیزاسیون پایین) و کشت یکپارچه (مزارع ادغام شده با شاخص مکانیزاسیون بیشتر) نشان داد که نظام تولید کشت یکپارچه از طریق مصرف نهاده­های شیمیایی کمتر دارای اثرات زیست محیطی کمتری به ازای تولید یک تن شلتوک در مقایسه با نظام مرسوم می­باشد. دستان و همکاران (Dastan et al., 2014) در پژوهشی با مقایسه انتشار دی­اکسید کربن و پتانسیل گرمایش جهانی ناشی از مصرف انرژی در شالیزارهای در مازندران به این نتیجه رسیدند که بیشترین درصد انتشار گاز CO2 و پتانسیل گرمایش جهانی مربوط به ورودی نیروی برق مورد استفاده برای پمپ کردن آب بود. کود نیتروژن و سوخت نیز در رتبه­های دوم و سوم تشدیدکنندگی قرار گرفتند. آن­ها متوسط پتانسیل گرمایش جهانی ناشی از تولید برنج را برابر 2307 کیلوگرم CO2 در هکتار محاسبه نمودند. محمدی و همکاران (Mohammadi et al., 2014) در بررسی ارزیابی چرخه حیات تولید شلتوک در دو کشت بهاره و تابستانه اظهار داشتند که کشت بهاره دارای اثرات سوء زیست محیطی کمتری نسبت به کشت تابستانه می­باشد؛ به طوری­که در نظام کشت بهاره میزان پتانسیل آسیب زیست­محیطی در گروه­های تأثیر گرمایش جهانی، اسیدیته، اوتریفیکاسیون، تخلیه انرژی غیرتجدید­شونده و تخلیه منابع آب به ترتیب 34، 29، 30، 35 و 44 درصد کمتر از تولید شلتوک در نظام کشت تابستانه به ازای تولید یک کیلوگرم شلتوک محاسبه گردید. خرم­دل و همکاران با ارزیابی اثرات زیست محیطی نظام­های تولید گندم آبی و دیم (Khorramdel et al., 2014b) و جو آبی و دیم اظهار داشتند اگرچه بالاترین اثرات زیست محیطی این نظام­های تولید مربوط به پتانسیل گرمایش جهانی نبود، ولی آنها سهم این گروه تأثیر را از مجموع شاخص زیست محیطی برای این نظام­های تولیدی به ترتیب برابر با 3/18، 18، 3/17 و 7/16 درصد تعیین نمودند.

بنابراین، با در نظر گرفتن افزایش قیمت برنج به عنوان یکی از غلات مهم و غذای اصلی مردم کشور و تمایل بالای کشاورزان برای تولید بیشتر این غله مهم در شهرستان ساری به صورت الگوهای کشت اول و دوم و همچنین با توجه به تغییرات گسترده اقلیمی در استان مازندران و تشدید پتانسیل گرمایش جهانی توسط فعالیت­های مختلف کشاورزی، این پژوهش با هدف بررسی پتانسیل گرمایش جهانی نظام­های تولید برنج بر مبنای میزان مصرف انرژی در الگوهای کشت اول و دوم در استان مازندران انجام شد.

 

مواد و روش­ها

این مطالعه به صورت پرسشنامه­ای در شهرستان ساری از طریق مراجعه حضوری به کشاورزان برنج­کار در سال 1393 انجام شد. برای تعیین تعداد کشاورزان از روش نمونه­گیری تصادفی استفاده شد. بر این اساس، کشاورزان بطور تصادفی از بین روستاهای شهرستان ساری انتخاب گردیدند. برای تعیین تعداد مزرعه­ از فرمول ارائه شده توسط کوکران استفاده شد (Snedecor and Cochran, 1980) (معادله 1). بر این اساس، تعداد کشاورزان در کشت اول 45 و در کشت دوم 60 نفر تعیین گردید.

         معادله (1)                              

 n =  N t2 s2 

    Nd2 + t2 s2

اطلاعات مربوط به عملیات رایج در تولید برنج به تفکیک نوع عملیات مورد استفاده شامل آماده­سازی زمین و کاشت، عملیات داشت همچون آبیاری، کوددهی، سمپاشی و عملیات برداشت، تعیین و پس از آن مقدار مصرف هر گروه از نهاده­ها مشخص گردید (Raie Jadidi  et al., 2010). میزان نهاده­های سوخت، ماشین آلات، کودها و سموم شیمیایی و میزان عملکرد برنج و انرژی خروجی بر اساس منابع محاسبه شدند (Alam et al., 2005). میزان انرژی خروجی برابر با میزان انرژی ذخیره شده در شلتوک و کاه و کلش برنج برداشت شده بود. میزان این انرژی به ازای هر کیلوگرم شلتوک برنج برابر با 75/14 مگاژول و برای کاه و کلش معادل 5/12 مگاژول در کیلوگرم در نظر گرفته شد (Mansoori et al., 2012). لازم به ذکر است اگرچه اختلاف چندانی بین دو الگوی کشت از نظر شیوه­های کشت و عملیات زراعی در شهرستان ساری وجود ندارد، اما در ارقام، میزان کود و سم، میزان آب آبیاری، منابع تامین آب و تاریخ کاشت اختلاف وجود دارد. به طوری­که ارقام مورد استفاده در کشت اول عموماً شامل ارقام محلی و پرمحصول می­باشند؛ در حالی­که در کشت دوم، ارقام زودرس و با عملکرد پایین استفاده می­گردد. میزان مصرف کودهای شیمیایی در کشت اول بیشتر از کشت دوم است. میزان مصرف سموم شیمیایی در دو الگوی کشت متغیر بوده و از روند ثابتی پیروی نمی­کند. الگوی کشت دوم نیاز آبی کمتری دارد و عموماً مصرف آب در کشت اول بیشتر از کشت دوم است. در اکثر موارد کشاورزان در کشت اول از آب­های سطحی برای آبیاری استفاده می­کنند، در حالی­که در کشت دوم معمولاً از آب­های زیرزمینی و پمپ­های دیزلی استفاده می­گردد. کشت اول در اواسط اردیبهشت ماه نشاء می­گردد و زمان برداشت آن نیز در اوایل و اواسط مرداد است. برنج در این دوره 90 روزه می­تواند بهتر از امکانات زراعی استفاده کند و عملکرد مطلوبی را حاصل کند. کشت دوم در اواسط مرداد کاشته می­شود و در اواسط مهر ماه برداشت می­گردد. به علت اینکه در اوایل بهار هوا سرد می­گردد و بازندگی­های فصلی آغاز می­شود کشاورزان نمی­توانند دوره رشد برنج را بیشتر از 60 روز قرار دهند و عملکرد برنج در کشت دوم کاهش می­یابد.

برای محاسبه پتانسیل گرمایش جهانی از مقدار نهاده­های ورودی برنج در الگوهای کشت اول و دوم، استفاده شد. بدین ترتیب، برای محاسبه پتانسیل گرمایش جهانی، میزان CO2 تولید شده ناشی از مصرف انرژی برای تولید نهاده­ها و عملیات­های مختلف مدنظر قرار گرفت. این نهاده­ها و عملیات­ها عبارت بودند از: تولید کودهای نیتروژن، فسفر و پتاسیم، تولید سموم شیمیایی علف­کش، قارچ­کش و حشره­کش، مصرف سوخت­های فسیلی برای انجام عملیات زراعی، آبیاری، حمل و نقل، تولید و نگه­داری ادوات و ماشین­آلات زراعی (Khoshnevisan et al., 2013). سپس با استفاده از ضرایب تبدیل نهاده­ها به کیلوگرم معادل CO2 در هکتار (جدول 1)، پتانسیل گرمایش جهانی تعیین شد. از تقسیم پتانسیل گرمایش جهانی (بر حسب کیلوگرم معادل CO2در هکتار) بر مقدار تولید شلتوک (بر حسب تن در هکتار پتانسیل گرمایش جهانی) برای تولید هر تن شلتوک یا به عبارتی معدل وزنی تولید شلتوک تعیین گردید (Soltani et al., 2013). به­ همین ترتیب، از تقسیم مقدار پتانسیل گرمایش جهانی بر حسب کیلوگرم معادل CO2 در هکتار بر مقدار انرژی خروجی برحسب گیگاژول، معادل گرمایش جهانی بر حسب کیلوگرم CO2برحسب گیگاژول انرژی تولید شده محاسبه شد (Soltani et al., 2013).

 

جدول 1- ضرایب انتشار گاز گلخانه­ای برای هر یک از نهاده­های ورودی

Table 1 -Emission coefficients of greenhouse gases for each inputs

منبع

Reference

ضریب تبدیل (کیلوگرم CO2 بر واحد)

co2 equivalent

واحد

Unit

ورودی­ها

Inputs

(Khoshnevisan et al., 2013)

2.76

لیتر (l)

سوخت

Fuel

(Khoshnevisan et al., 2013)

0.071

مگاژول (MJ)

ماشین­آلات

Machinery

(Khoshnevisan et al., 2013)

1.3

کیلوگرم (kg)

کود نیتروژن

Nitrogen

(Khoshnevisan et al., 2013)

0.2

کیلوگرم (kg)

کود پتاسیم

Potassium

(Khoshnevisan et al., 2013)

0.2

کیلوگرم (kg)

کود فسفات

Phosphorus

(Khoshnevisan et al., 2013)

6.3

کیلوگرم (kg)

علف­کش

Insecticide

(Khoshnevisan et al., 2013)

5.1

کیلوگرم (kg)

حشره­کش و قارچ­کش

Herbicide and fungicide

 

 

پس از جمع­آوری پرسشنامه­ها، دسته­بندی اطلاعات بر مبنای عملیات مختلف و یکسان­سازی بر مبنای CO2 با استفاده از نرم­افزار Excel 2010 انجام گردید.

 

نتایج و بحث

نتایج این پژوهش نشان داد که میزان استفاده از ماشین­آلات در الگوی کشت دوم برنج 14 درصد بیشتر از کشت اول بود؛ به طوری­که در کشت دوم 400 ساعت در هکتار از ماشین­آلات استفاده گردید، در حالی­که این میزان در کشت اول 350 ساعت در هکتار تعیین گردید (جدول 2).


جدول 2- مقدار نهاده­ها و ستاده­­های برنج در الگوهای کشت اول و دوم به ازای یک هکتار

 

Table 2- Amount of inputs and outputs for rice at the first and second planting patterns per one hectare

 

کشت دوم

Second planting

کشت اول

First planting

الف) نهاده­ها

A) Inputs

 

مقدار

Amount

مقدار

Amount

 

400

350

ماشین­آلات (ساعت)

Machinery (hr)

300

200

سوخت (لیتر)

Fuel (l)

 

 

کودهای شیمیایی (کیلوگرم)

Chemical fertilizers (kg)

150

190

الف) نیتروژن A) Nitrogen

40

67

ب) پتاسیم B) Potassium

105

154

ج) فسفات C) Phosphorus

 

 

سموم شیمیایی (کیلوگرم)

Chemical biocides (kg)

5

5

الف) علف­کش A) Insecticide

15

13

ب) حشره­کش و قارچ­کش

B) Herbicide and Fungicide

انرژی (MJ)

Energy (MJ)

مقدار

Amount

انرژی (MJ)

Energy (MJ)

مقدار

Amount

ب) ستاده­ها

Outputs

34676

2380

58258

3999

شلتوک برنج (کیلوگرم)

Paddy rice

14250

1140

22019

1761

کاه برنج (کیلوگرم)

Straw

48926

---

80277

---

مجموع ستاده­ها

Total output

             

 

 

افزایش استفاده از ماشین­آلات در الگوی کشت دوم به دو علت بود: اول اینکه کشاورزان در کشت دوم به منظور عملیات آماده­سازی بستر کاشت، معمولاً زمان کمتری در اختیار دارند و باید عملیات مربوطه را طی یک تا دو هفته به طور نسبتاً فشرده انجام دهند. علاوه بر این، به دلیل کاهش آب­های سطحی در الگوی کشت دوم تحت تأثیر گرم­تر بودن دمای هوا و استفاده کشاورزان از پمپ جهت آبیاری، میزان استفاده از ماشین­آلات در این الگوی کشت به مراتب بالاتر از کشت اول تعیین گردید. آقاعلیخانی و همکاران (AghaAlikhani et al., 2013) در پژوهشی بر روی برنج در مازندران به این نتیجه رسیدند که میزان استفاده از ماشین­آلات در کشت مکانیزه 290 ساعت در هکتار و در کشت سنتی 230 ساعت در هکتار بود. استفاده بیش از حد کشاورزان از ماشین­آلات عمدتاً مربوط به قیمت نسبتاً ارزان سوخت و هزینه اجاره ماشین­آلات می­باشد. استفاده از انرژی الکتریسیته برای پمپ آبیاری نیز یکی دیگر از راهکارهای کاهش انرژی مصرفی توسط ماشین­آلات است که علاوه بر کاهش مصرف انرژی می­تواند اثرات زیست­محیطی تولید برنج را نیز کاهش دهد.

در الگوی کشت دوم سوخت بیشتری نسبت به کشت اول مصرف گردید. میزان استفاده از سوخت در کشت دوم 300 لیتر در هکتار بود؛ در حالی­که در کشت اول 200 لیتر در هکتار سوخت مصرف گردید (جدول 2). افزایش 50 درصدی استفاده از سوخت در کشت دوم عمدتاً به دلیل استفاده از پمپ آب برای آبیاری مزرعه بود. نیکخواه و همکاران (Nikkhah et al., 2014) در پژوهشی روی تولید شلتوک در شهرستان ساری به این نتیجه رسیدند که میزان مصرف سوخت حدوداً 340 لیتر در هکتار بوده که با نتایج این تحقیق مطابقت داشت. در کشت اول برنج، کشاورزان عمدتاً از آب­های سطحی و کانال­های آب برای آبیاری استفاده می­کنند و انرژی کمتری مصرف می­گردد، اما در کشت دوم عموماً از آب چاه جهت آبیاری استفاده می­کنند که این امر باعث افزایش سوخت مصرفی در کشت دوم گردید. استفاده از پمپ­های برقی یکی از اصلی­ترین راهکارهای کاهش میزان سوخت مصرفی در مزارع کشت دوم است که سبب می­گردد میزان ورود آلاینده­ها به محیط­زیست هم کاهش پیدا کند.

 میزان مصرف هر سه نوع کود شیمیایی شامل نیتروژن، فسفر و پتاسیم در الگوی کشت اول به دلیل طولانی­تر بودن طول دوره رشد و در نتیجه افزایش نیاز گیاه به عناصر غذایی به مراتب بیشتر از کشت دوم تعیین گردید. میزان مصرف کود نیتروژن در کشت اول و دوم به ترتیب برابر با 190 و 150 کیلوگرم در هکتار بود. این میزان برای کود فسفر به ترتیب 154 و 105 کیلوگرم در هکتار محاسبه شد. کود پتاس در کشت اول و دوم به ترتیب برابر با 67 و 40 کیلوگرم در هکتار مصرف گردید (جدول 2). منصوری و همکاران (Mansoori et al., 2012) در پژوهشی بر روی نظام­های تولید برنج به این نتیجه رسیدند که میزان مصرف کود­های نیتروژن، فسفر و پتاسیم در نظام­های رایج کشت برنج به ترتیب برابر با 190، 91 و 56 کیلوگرم در هکتار بود که با نتایج بدست آمده هم­خوانی داشت. با در نظر گرفتن این مطلب که دوره رشد برنج در کشت اول حدوداً 90 روز است؛ به طوری­که برنج بر اساس این الگو، در شهرستان ساری در اوایل اردیبهشت کاشته شده و در اوایل مرداد ماه برداشت می­شود، ولی دوره رشد آن در کشت دوم حدوداً 60 روز است؛ به طوری­که در اوایل مرداد کاشته شده و در اوایل مهر ماه برداشت می­گردد، به نظر می­رسد که طول دوره رشد طولانی­تر برنج در الگوی کشت اول باعث افزایش مصرف کودهای شیمیایی در مقایسه با الگوی کشت دوم شده است. فیض­بخش و سلطانی (Feiz Bakhsh and Soltani, 2013) در پژوهشی روی مطالعه جریان انرژی و پتانسیل گرمایش جهانی در مزارع ذرت دانه­ای استفاده از تناوب زراعی و گیاهان تثبیت­کننده نیتروژن را به منظور کاهش مصرف کودهای شیمیایی نیتروژنه در این محصول زراعی پیشنهاد کردند.

میزان مصرف علف­کش­های شیمیایی در هر دو الگوی کشت برنج معادل پنج کیلوگرم در هکتار تعیین گردید (جدول 2). در پژوهشی بر روی برنج در استان گیلان مشخص گردید که میزان استفاده کشاورزان از علف­کش­های شیمیایی در الگوی کشت سنتی و مکانیزه برابر با پنج کیلوگرم در هکتار بود.(Peyman et al., 2005)  به علت اینکه در هر دو الگوی کشت برنج، دو مرحله مبارزه با علف­های هرز صورت می­گیرد، لذا میزان مصرف علف­کش­های شیمیایی در دو الگوی کشت برابر تعیین گردید.

در الگوی کشت دوم میزان استفاده کشاورزان از حشره­کش­ها و قارچ­کش­های شیمیایی بیشتر از الگوی کشت اول بود؛ به طوری­که حشره­کش­ها و قارچ­کش­های شیمیایی در الگوی کشت اول و دوم به ترتیب 13 و 15 کیلوگرم در هکتار مصرف گردید (جدول 2). در پژوهشی پیشگار کومله و همکاران (Pishgar Komleh et al., 2011) روی آنالیز انرژی برنج در استان گیلان به این نتیجه رسیدند که به طور میانگین 8/16 کیلوگرم حشره­کش و قارچ­کش در مزارع مصرف می­شود. از آنجا که در کشت دوم شرایط آب و هوایی گرم­تر و دمای محیط نسبتاً بالاتر از دیگر الگوی کاشت بود، لذا میزان هدررفت آب افزایش یافت که در نتیجه به دلیل رطوبت بیشتر تحت تأثیر آبیاری بالاتر (جدول 2)، حشرات، قارچ­ها و آفات نیز حضور بیشتری در بوته­ها تحت این الگوی کاشت داشتند که این امر باعث افزایش مصرف حشره­کش­ها و قارچ­کش­های شیمیایی در این الگوی کاشت نسبت به دیگر الگو گردید.

مجموع ستاده­ها در کشت اول بیشتر از کشت دوم بوده و بدلیل متفاوت بودن طول دوره رشد، اختلاف زیادی بین عملکرد شلتوک و کاه و کلش در الگوهای کشت اول و کشت دوم وجود داشت. میزان عملکرد شلتوک در کشت اول 3999 کیلوگرم در هکتار بوده و در کشت دوم 2380 کیلوگرم در هکتار عملکرد تولید شد. انرژی گرفته شده از شلتوک در کشت اول 58258 مگاژول در هکتار بود. میزان انرژی شلتوک در کشت دوم 34676 مگاژول در هکتار محاسبه گردید (جدول 2). میزان کاه و کلش نیز در کشت اول بیشتر از کشت دوم بود. به طوری­که در کشت اول 1761 کیلوگرم در هکتار کاه و کلش تولید شده که 22019 مگاژول در هکتار انرژی را از زمین خارج کرد. میزان عملکرد کاه و کلش در کشت دوم 1140 کیلوگرم در هکتار بود که 14250 مگاژول در هکتار انرژی را شامل شد (جدول 2).

 

جدول 3- میزان و درصد پتانسیل گرمایش جهانی در الگوی کشت اول و دوم برنج به تفکیک نهاده­ها

Table 3- Rate and percentage of global warming potential for the first and second rice cropping pattern each as each input

کشت دوم

Second planting

کشت اول

First planting

ورودی­ها

Inputs

درصد از کل

Percent of total

کیلوگرم معادل CO2به ازای یک هکتار

kg CO2-equiv./ one ha

درصد از کل

Percent of total

کیلوگرم معادل CO2به ازای یک هکتار

kg CO2-equiv./ one ha

69

828

56

552

سوخت

Fuel

2

28

2

24

ماشین­آلات

Machinery

16

195

29

274

کود نیتروژن

Nitrogen

1

8

1

13

کود پتاسیم

Potassium

3

21

3

30

کود فسفات

Phosphorus

3

31

3

31

علف­کش

Insecticide

6

76

6

66

حشره­کش و قارچ­کش

Herbicide and fungicide

 

1187

 

990

مجموعTotal

 

 

بیشترین پتانسیل گرمایش جهانی در هر دو الگوی کشت اول و دوم برنج مربوط به نهاده سوخت بود. سوخت مصرفی در کشت اول سبب انتشار 552 کیلوگرم معادل CO2 در هکتار شد که 56 درصد از کل پتانسیل گرمایش جهانی را به خود اختصاص داد. سهم سوخت در کشت دوم افزایش یافته و با انتشار 828 کیلوگرم معادل CO2 در هکتار سهم 69 درصدی از پتانسیل گرمایش جهانی کل را دارا بود (جدول 3). افزایش سهم سوخت به دلیل استفاده زیاد از ماشین­آلات در الگوهای کشت و همچنین عمر زیاد ماشین آلات مورد استفاده است. بر این اساس، از آنجا که با فرسوده شدن ماشین­آلات، کارایی مصرف سوخت کاهش پیدا می­کند، لذا این امر باعث افزایش میزان سوخت مصرفی گردید. پورشیرازی و همکاران (Pour Shirazi et al., 2012) در پژوهشی بر روی پتانسیل گرمایش جهانی برنج به این نتیجه رسیدند که سوخت یکی از نهاده­های اصلی تشدیدکننده پتانسیل گرمایش جهانی در مزارع تولید این غله مهم است که جایگاه دوم را در این نظام تولید به خود اختصاص داد. رجبی و همکاران (Rajabi et al., 2011) با مطالعه بر روی نظام­های تولید گندم در گرگان به این نتیجه رسیدند که بیشترین میزان پتانسیل گرمایش جهانی در بخش زراعی مربوط به نهاده سوخت است و باعث ایجاد 291 کیلوگرم معادل CO2 در هکتار می­گردد.

در هر دو الگوی کشت برنج، بعد از سوخت، بیشترین پتانسیل گرمایش جهانی مربوط به کود نیتروژن بود. میزان پتانسیل گرمایش جهانی تولید شده توسط کود نیتروژن در الگوهای کشت اول و دوم به ترتیب برابر با 274 و 195 کیلوگرم معادل CO2 در هکتار تعیین گردید که معادل 29 و 16 درصد از پتانسیل گرمایش جهانی کل بود (جدول 3). پورشیرازی و همکاران (Pour Shirazi et al., 2012) گزارش کردند که میزان پتانسیل گرمایش جهانی ایجاد شده توسط کود نیتروژن در کشت سنتی و مکانیزه به ترتیب برابر با 74 و 90 کیلوگرم معادل CO2 در هکتار محاسبه گردید.

پتانسیل گرمایش جهانی تولید شده توسط کود فسفر و پتاس درصد کمی از پتانسیل گرمایش جهانی کل را به خود اختصاص داد که این میزان در کشت اول به ترتیب برابر 13 و 30 کیلوگرم معادل CO2 در هکتار بود که معادل 1 و 3 درصد از پتانسیل گرمایش جهانی بود. این میزان برای کشت دوم نیز به ترتیب 8 و 21 کیلوگرم معادل CO2 در هکتار محاسبه گردید که معادل 1 و 3 درصد از پتانسیل گرمایش جهانی کل را شامل شد (جدول 3). با توجه به نتایج سایر مطالعات، به نظر می­رسد که این دو نوع کود تأثیر زیادی بر روی تشدید پتانسیل گرمایش جهانی ندارند. در این راستا، خوش­نویسان و همکاران (Khoshnevisan et al., 2013) نیز پتانسیل گرمایش جهانی گندم در استان اصفهان تحت تأثیر مصرف کودهای شیمیایی به ویژه نیتروژنه برابر با 371 کیلوگرم معادل CO2 گزارش نمودند.

در کشت اول میزان پتانسیل گرمایش جهانی تحت تأثیر مصرف علف­کش­ها و حشره­کش­ها به ترتیب برابر 31 و 66 کیلوگرم معادل CO2 در هکتار بود. مقدار این پتانسیل برای کشت دوم به ترتیب برابر با 31 و 76 کیلوگرم معادل CO2 در هکتار محاسبه گردید. در هر دو الگوی کشت میزان پتانسیل تولید شده تحت تأثیر کاربرد سموم شیمیایی شامل علف­کش­ها و حشره­کش­ها به ترتیب برابر با 3 و 6 درصد از پتانسیل گرمایش جهانی کل بود (جدول 3). دستان و همکاران (Dastan et al., 2012) در تحقیقی بر روی برنج به این نتیجه رسیدند که آفت­کش­ها سهم نه درصدی در تولید پتانسیل گرمایش جهانی را دارا هستند که با نتایج این پژوهش نزدیکی داشت. استفاده از سموم شیمیایی علاوه بر تشدید پتانسیل گرمایش جهانی، اثرات زیست محیطی و آلودگی­های دیگری را نیز به دنبال دارد و سبب آلوده شدن آب­های زیرزمینی می­شود که برای انسان و سایر موجودات بسیار خطرناک است. از این­رو، توصیه می­شود که استفاده از این مواد به اندازه­ای صورت گیرد تا باعث بروز اثرات جبران­ناپذیر زیستی در محیط نگردد. یکی دیگر از راهکارهای کاهش اثرات مخرب سموم شیمیایی استفاده از مبارزه بیولوژیکی برای مدیریت پایدار علف­های هرز، حشرات، آفات و بیماری­ها است که بهره­گیری از این راهکار اکولوژیکی امروزه در مزارع برنج در حال رواج یافتن است و کشاورزان معمولاً برای مبارزه با علف­های هرز و حشرات مختلف آفت از کنترل بیولوژیکی استفاده می­کنند.

نتایج این پژوهش مشخص نمود که پتانسیل گرمایش جهانی تولید شده در الگوی کشت دوم به مراتب بالاتر از کشت اول برنج بود. پتانسیل کل گرمایش جهانی تولید شده در الگوهای کشت اول و دوم به ترتیب برابر با 990 و 1187 کیلوگرم معادل CO2در هکتار بود (جدول 4).

 

 

جدول 4- پتانسیل گرمایش جهانی  برنج در الگوهای کشت اول و دوم به ازای یک هکتار

Table 4- Global warming potential for rice in the first and second rice cropping pattern

کشت دوم

Second planting

کشت اول

First planting

پتانسیل گرمایش جهانی

Global warming potential

1187

990

کیلوگرم معادل CO2به ازای یک هکتار

kg CO2-equiv./ one ha

498

248

کیلوگرم معادل CO2 به ازای یک تن شلتوک

kg CO2 equiv./ t paddy

24

12

کیلوگرم معادل CO2به ازای گیگاژول انرژی

kg CO2 equiv./ GJ energy

 

 

عامل اصلی ایجادکننده پتانسیل گرمایش جهانی در این پژوهش مربوط به سوخت فسیلی بود. طاهری­راد و همکاران (Taherirad et al., 2013) در پژوهشی مشابه نتیجه گرفتند که پتانسیل گرمایش جهانی در کشت برنج برابر با 866 کیلوگرم معادل CO2در هکتار بود که با نتایج بدست آمده مطابقت داشت. دستان و همکاران (Dastan et al., 2012) به این نتیجه رسیدند که پتانسیل گرمایش جهانی نظام­های برنج برابر با 2307 کیلوگرم معادل CO2در هکتار است. همچنین رجبی و همکاران (Rajabi et al., 2011) پتانسیل گرمایش جهانی تولید گندم در استان گرگان را بین 268 و 923 کیلوگرم معادل CO2در هکتار تعیین نمودند. خرم­دل و همکاران (Khorramdel et al., 2014b) با ارزیابی اثرات زیست­محیطی نظام­های تولید گندم آبی و دیم در سطوح مختلف کود نیتروژن گزارش نمودند که بیشترین پتانسیل گرمایش جهانی نظام آبی برابر با 61/889 واحد معادل دی­اکسید کربن به ازای یک تن دانه برای سطح کودی بیش از 220 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و برای گندم دیم برابر با 73/937 واحد معادل دی اکسید کربن به ازای یک تن دانه برای سطح کودی بیش از 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار حاصل شد. این محققان در مطالعه­ای دیگر (Khorramdel et al., 2014a)، بالاترین پتانسیل گرمایش جهانی در نظام جو آبی را برابر با 24/898 واحد معادل دی اکسید کربن به ازای یک تن دانه برای سطح کودی 180-140 نیتروژن در هکتار و برای نظام جو دیم برابر با 66/604 واحد معادل دی اکسید کربن به ازای یک تن دانه در سطح کودی 40-30 کیلوگرم نیتروژن در هکتار گزارش نمودند.

پتانسیل گرمایش جهانی به ازای تولید یک تن شلتوک در الگوهای کشت اول و دوم به ترتیب برابر با 248 و 498 کیلوگرم معادل CO2 به ازای یک تن شلتوک محاسبه گردید (جدول 4). همانگونه که مشخص است، پتانسیل گرمایش جهانی به ازای یک تن شلتوک تولید شده در الگوی کشت دوم به مراتب بیش از دو برابر کشت اول بود که این افزایش عمدتاً به دو علت بود: اول اینکه پتانسیل گرمایش جهانی در کشت دوم بیشتر از کشت اول بود. دوم اینکه، عملکرد شلتوک در الگوی کشت دوم 40 درصد کمتر از کشت اول بود که این عوامل در نهایت، اختلافات زیادی را از نظر پتانسیل گرمایش جهانی بر حسب تن شلتوک بین این دو الگوی کشت ایجاد نمود. طاهری­راد و همکاران (Taherirad et al., 2013) پتانسیل گرمایش جهانی در ارقام دانه بلند و پرمحصول برابر با 670 کیلوگرم معادل CO2 برای یک تن شلتوک گزارش نمودند.

در الگوی کشت اول و دوم به ازای هر گیگاژول انرژی تولید شده، به ترتیب 12 و 24 کیلوگرم معادل CO2  ایجاد گردید (جدول 4). از آنجا که در کشت دوم میزان انرژی خروجی کمتر و نهاده­های ورودی بالاتر از کشت اول بود، بنابراین، پتانسیل گرمایش جهانی بر حسب کیلوگرم CO2 در گیگاژول انرژی در کشت دوم دو برابر کشت اول بود. دستان و همکاران (Dastan et al., 2012) پتانسیل گرمایش جهانی برنج را به طور میانگین 12 کیلوگرم CO2 در هر گیگاژول انرژی تعیین نمودند که با نتایج بدست آمده هم­خوانی دارد.

 

نتیجه­گیری

نتایج این آزمایش نشان داد که با توجه به اینکه سطح زیر برنج در شمال کشور به صورت کشت دوم نسبتاً زیاد است و با برآورد میزان پتانسیل گرمایشی تولید شده به ازای هر هکتار، مشخص است که میزان این اثرات زیست­محیطی تحت تأثیر الگوی کشت دوم بسیار شدیدتر از الگوی کشت اول می­باشد که این اثرات زیست­محیطی به تدریج سبب تشدید پتانسیل گرمایش جهانی و بروز تغییرات مختلف اقلیمی می­گردد و هر ساله کشاورزان ضررهای زیادی را از طریق کاهش عملکرد تحت تأثیر افزایش دمای هوا و تسریع و کوتاه شدن طول دوره رشد متحمل می­شوند. بر این اساس، پیشنهاد می­شود که کاهش مصرف نهاده­های شیمیایی به ویژه نیتروژن و افزایش مصرف حاصلخیزکننده­های آلی و وارد کردن گونه­های تثبیت­کننده نیتروژن در تناوب زراعی با برنج، بکارگیری خاکورزی­های کاهش یافته و مبارزه بیولوژیکی و مدیریت تلفیقی برای مدیریت پایدار علف­های هرز، حشرات، آفات و بیماری­ها را به عنوان راهکارهایی اکولوژیک در بوم­نظام­های تولید برنج در الگوهای کشت اول و دوم به منظور تخفیف تغییر اقلیم مدنظر قرار داد.

 

سپاسگزاری

اعتبار این پژوهش از محل پژوهه طرح شماره 31645/2 مصوب 07/02/1393 معاونت محترم پژوهشی و فناوری دانشگاه فردوسی مشهد تأمین شده است که بدینوسیله سپاسگزاری می­شود.


References

AghaAlikhani, M., Kazemi-Poshtmasari, H., and Habibzadeh, F. 2013. Energy use pattern in rice production: A case study from Mazandaran province, Iran. Energy Conversion and Management 69: 157-162.

Alam, M.S., Alam, M.R., and Islam, K.K. 2005. Energy flow in agriculture: Bangladesh. American Journal of Environmental Science 1(3): 213-22.

Chabra, D., Kashani nezhad, M., and Rafiee, S.H. 2006. Comparison of the contents of waste in different drying rice. Proceedings of the First National Conference on Rice 5-4 December, Amol. (In Persian).

Chamsing, A., Salokhe, V., and Singh, G. 2006. Energy consumption analysis for selected crops in different regions of Thailand. Agricultural Engineering International 8: 118-136.

Dalgaard, T., Halberg, N., and Fenger, J. 2000. Fossil energy use and emissions of greenhouse gases- three scenarios for conversion to 100% organic farming in Denmark. In: van Lerland, E., A.Q. Lansink, and E. Schmieman. (Eds.), Proceedings of the International Conference on Sustainable Energy: New Challenges for Agriculture and Implications for Land Use, Wageningen, The Netherlands. Chapter 7.2.1, 11 p.

Dalgaard, T., Halberg, N., and Porter, J.R. 2001. A model for fossil energy use in Danish agriculture used to compare organic and conventional farming. Agriculture, Ecosystems and Environment 87: 51-65.

Dastan, S., Soltani, A., Noor Mohammadi, G.H., and Madani, H. 2013. Global warming potential of carbon dioxide emissions and energy consumption in the paddy planting. Journal of Agricultural Ecology 6(4) 823-835. (In Persian with English Summary).

Feiz bakhsh, M., and Soltani, A. 2013. The flow of energy and global warming potential in corn pellets in the city of Gorgan. Journal of Crop Production 6(3) 89-107. (In Persian with English Summary).

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). 2007a. Summary for policy makers. The Physical Science Basis 7: 165-177.

IntergovernmentalPanel on Climate Change (IPCC). 2007b. Climate change. Impacts, adaptation and vulnerability. In: Parry, M. L., Canziani, O. F., Palutikof, J. P., van der Linden, P. J., and Hanson, C. E. editors. Contribution of Working Group II to the fourth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 976 pp.

Kasmaprapruet, S., Paengjuntuek, W., Saikhwan, P., and Phungrassami, H. 2009. Life cycle assessment of milled rice production: case study in Thailand. European Journal of Scientific Research 30(2): 195-203.

Khorramdel, S., Ghorbani, R., and Amin Ghafori, A. 2014a. Comparison of environmental impacts for dryland and irrigated barley Agroecosystems of Iran by using Life Cycle Assessment (LCA) methodology. Journal of Plant Production Research 22(1): 243-264. (In Persian with English Summary).

Khorramdel, S., Rezvani Moghaddam, P., and Amin Ghafori, A. 2014b. Evaluation of environmental impacts for wheat agroecosystems of Iran by using life cycle assessment methodology. Cereal Research 4(1): 27-44. (In Persian with English Summary).

Khoshnevisan, B., Rafiee, S., Omid, M., and Mousazadeh, H. 2013. Applying data envelopment analysis approach to improve energy efficiency and reduce GHG (greenhouse gas) emission of wheat production. Energy 58: 588-593.

Khoshnevisan, B., Rajaeifar, M.A., Sean Clark, Shamahirband, S.D., Anuar, N.B., Shuib, N.L.M., Gani, A. 2014. Evaluation of traditional and consolidated rice farms in Guilan Province, Iran, using life cycle assessment and fuzzy modeling. Science of the Total Environment 481: 242-251.

Lal, L. 2002. Soil carbon dynamics in cropland and rangeland. Environmental Pollution 116: 353-362.

Mandal, K.G., Saha, K.P., Ghosh, P.K., and Hati, K.M. 2002. Bioenergy and economic analysis of soybean-based crop production systems in central India. Biomass Bioenergy 23(5): 337–45.

Mansoori, H., Rezvani Moghaddam, P., and Moradi, R. 2012. Energy budget and economic analysis in conventional and organic rice production systems and organic scenarios in the transition period in Iran. Frontiers in Energy 6(4): 341-350.

Mohammadi, A., and Omid, M. 2010. Economical analysis and relation between energy inputs and Economical analysis and relation between energy inputs and yield of greenhouse cucumber production in Iran. Applied Energy 87(1): 191–196.

Nasirian, N., Almasi, M., Minaie, S., and Bakhoda, H. 2006. This flow of energy in the production of sugarcane in an agro-industrial unit in south of Ahvaz. Fourth National Conference on Agricultural Machinery Engineering and Mechanization, 14-15 September in Tabriz University. (In Persian).

Nikkhah A., Khoramdel S., Soluki H.A., and Kalkenari H.H. 2014. The sensitivity analysis in the energy production system in the province of paddy rice. First International Congress of the Thirteenth Congress of Crop Science. September, Karaj. (In Persian).

Pathak, H., and Wassmann, R. 2007. Introducing greenhouse gas mitigation as a development objective in rice-based agriculture: I. Generation of technical coefficients. Agricultural Systems 94: 807-825.

Pishgar Komleh, S.H., Sefeedpari, P., and Rafiee, S. 2011. Energy and economic analysis of rice production under different farm levels in Guilan province of Iran. Energy 36(10): 5824-5831.

Pour Shirazi, S., Rasam, G., Dadkhah, A., and Gholami, M. 2013. Energy consumption in the semi-traditional, semi-mechanized rice planting in the case study: Dargaz. Third National Conference on Fuel, Energy and the Environment. September. Karaj. Iran. (In Persian).

Raie jadidi, M., Homayuni far, M., Sabuhi Sabuni, M., and Kherad Mand, V. 2010. Evaluation of performance and energy efficiency in the production of tomato case study: Marand. Journal of Agricultural Economics and Development 24 (3): 363-370. (In Persian with English Summary).

Rajabi, M., Soltani A., Zeynali, A., and Soltani, A. 2012. Evaluation of energy consumption in wheat production in Gorgan. Journal of Herbal Products 19 (3): 143-172. (In Persian with English Summary).

Snedecor, G.W., and Cochran, W.G. 1980. Statistical Methods. Iowa State University Press.

Soleymani, A., and Amiri Lahijani B. 2005. Rice Cultivation. Arvyj Publications. 316 pp. (In Persian).

Soltani, A., Rajabi, M.H., Zeinali, E., and Soltani, E. 2013. Energy inputs and greenhouse gases missions in wheat production in Gorgan, Iran. Energy 50: 54-61.

Taheri rad, A., Khojaste poor, M., Rohani, A., Khoramdel, S. 2014. Review evacuation of rice production systems approach Life Cycle Assessment: A Case Study of Golestan province. The first national conference on environmental health, environmental health and sustainable.
20 September, Hamadan. (In Persian). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Evaluation of global warming potential for rice in the first and second cropping patterns (Case study: Sari Province)

 

Mohammad Jaber Ansari1, Surur Khoramdel2*, Reza Ghorbani3 and Hemmatollah Pirdashti4

                                                                                                       

1-       Msc student in Agroecology, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran.

2-       Assistant Professor, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran.

3-       Professor, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran.

4-       Associate Professor, University of Agricultural Sciences and Natural Resources of Sari, Iran.

*Corresponding author: khorramdel@um.ac.ir 

 

Received: 2015.05.19                                                                                   Accepted: 2015.08.23

 

Abstract

    This study was conducted to study the global warming potentialfor rice systems at the first and second planting patterns in Sari province as questionnaire during year of 2014. Studied indices includedamount of input and output, output energy and global warming potential. The results showed that global warming potential for the second planting pattern (1187 kg CO2 equiv.ha-1) was 20% higher than the first planting pattern (990 kg CO2 equiv.ha-1). The global warming potential based on one ton paddy for the second planting pattern (498 kg CO2 equiv. one ton paddy) was computed 110% higher than the first planting pattern (248 and 498 kg CO2 equiv. one ton paddy). The global warming potential as energy outputs were calculated with 12 and 24 kg CO2 equiv.GJ-1 for the first and second patterns, respectively. The highest share of global warming potential was related to fuel consumption that it determined 56 and 69 percent of total global warming potential for the first and second patterns, respectively. The second factor for global warming potential was observed for fertilizer application that it was computed with 29 and 16 percent of total global warming potential for the first and second patterns, respectively. The third input was affected global warming potential in both cropping patterns was related to insecticides.

 

Keywords: Planting pattern, Nitrogen fixation, Climate change, Organic fertilizer, Reduced tillage

 



[1] - مقاله مستخرج از پایان نامه کارشناسی ارشد دانشجو (طرح شماره 31645/2 مصوب 07/02/1393 معاونت پژوهشی و فناوری دانشگاه فردوسی مشهد) می­باشد.