
تعداد نشریات | 31 |
تعداد شمارهها | 792 |
تعداد مقالات | 7,554 |
تعداد مشاهده مقاله | 24,670,718 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 7,582,963 |
بررسی انرژی مصرفی و پتانسیل گرمایش جهانی درکشت مستقیم برنج تحت سیستمهای آبیاری بارانی و قطرهای | ||
تحقیقات غلات | ||
دوره 14، شماره 1 - شماره پیاپی 50، خرداد 1403، صفحه 29-43 اصل مقاله (277.01 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22124/cr.2024.26342.1803 | ||
نویسندگان | ||
محمد تقی فیضبخش* 1؛ سیده طیبه حسینی2 | ||
1استادیار پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران | ||
2دانشآموخته دکتری، گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران | ||
چکیده | ||
مقدمه: مصرف بیرویه انرژی بهویژه سوختهای فسیلی در بخش کشاورزی منجر به انتشار گازهای گلخانهای و آلایندههای زیستمحیطی شده است که مهمترین اثرات آن گرمایش جهانی و تغییر اقلیم است. تجزیه و تحلیل جریان انرژی و انتشار گازهای گلخانهای در بومنظامهای کشاورزی میتواند از طریق بهینهسازی عملیات تولید به کاهش اثرات زیستمحیطی کمک کند. مقایسه کارآیی انرژی گیاهان زراعی یکی از روشهایی است که میتواند در اولویتبندی کشت گیاهان مختلف زراعی در هر منطقه بهکار گرفته شود. در این مطالعه، سیر انرژی و پتانسیل گرمایش جهانی تولید برنج بهشیوه خشکهکاری تحت دو روش آبیاری بارانی و قطرهای مورد ارزیابی قرار گرفت. مواد و روشها: در این تحقیق از طریق مصاحبه با کشاورزان مختلف (از طریق تکمیل پرسشنامه در محدوده شهرستان گرگان) اقدام به جمعآوری دادههای مورد نیاز از جمله ماشینآلات و نهادههای مصرفی شامل بذر، کود، سوخت و سموم شد. پرسشنامهها طی فصل رشد در سال 1399 تکمیل شدند. دلیل انتخاب آبیاری بارانی و قطرهای تشابهات متعدد از جمله تاریخ کاشت مشابه، عملیات زراعی و مصرف نهادهها است که در این دو روش آبیاری وجود دارد. رقم کشت شده در این مزارع رقم فجر بود. برای برآورد مقدار مصرف انرژی در نهادههای مصرفی مثل کود، آفتکشها و حشرهکشها، میزان انرژی هر گرم ماده مؤثره در ضرایب مربوطه و وزن مخصوص آنها ضرب شد. سایر محاسبات انرژی مصرفی و پتانسیل گرمایش جهانی برای ورودیها و خروجیهای مورد استفاده در تولید و عملیات زراعی برای هر یک از روشها با استفاده از ضرایب بهدست آمده از منابع مختلف انجام شد. یافتههای تحقیق: نتایج این مطالعه نشان داد که میانگین انرژی ورودی تحت سیستمهای آبیاری بارانی و قطرهای بهترتیب برابر با 27.8 و 28.6 گیگاژول در هکتار بود. بیشترین درصد انرژی ورودی در مزارع تحت سیستمهای آبیاری بارانی و قطرهای بهترتیب با 27 و 26.4 درصد مربوط به مصرف کود نیتروژن و کمترین درصد در هر دو روش آبیاری مربوط به مصرف قارچکشها بهمیزان 0.14 درصد بود. میزان انرژی ورودی مستقیم در روش آبیاری بارانی و قطرهای بهترتیب برابر با 7.2 و 8.8 گیگاژول در هکتار بهدست آمد. این در حالی بود که سهم انرژیهای ورودی غیرمستقیم در دو روش آبیاری بارانی و قطرهای بهترتیب برابر با 20.6 و 19.8 گیگاژول در هکتار بود. کارآیی انرژی در دو روش آبیاری بارانی و قطرهای بهترتیب برابر با 7.3 و 9.2 و پتانسیل گرمایش جهانی از مزارع تحت سیستمهای آبیاری بارانی و قطرهای نیز بهترتیب برابر با 1582.4 و 1764.7 کیلوگرم CO2 در هکتار محاسبه شد. نتیجهگیری: مقایسه بین انرژیهای ورودی و پتانسیل گرمایش جهانی ناشی از آن نشان داد که بین انرژیهای ورودی و پتانسیل گرمایش جهانی ناشی از آن ارتباط مستقیمی وجود داشت. نتایج نشان داد که در هر دو روش آبیاری بارانی و قطرهای، بیشترین سهم انرژی ورودی بهترتیب مربوط به کود نیتروژن، آبیاری و سوخت مصرفی بود که متعاقب آن باعث افزایش گازهای گلخانهای شدند. بر اساس نتایج بهدست آمده از این تحقیق میتوان نتیجهگیری کرد که با کاهش مصرف سوخت، افزایش کارآیی سیستمهای آبیاری و استفاده بهینه از کودهای شیمیایی، میتوان میزان مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانهای را کاهش داد. | ||
کلیدواژهها | ||
انرژی غیرمستقیم؛ انرژی ویژه؛ سوخت؛ عملیات زراعی | ||
مراجع | ||
Acaroglu, M. (1998). Energy from Biomass, and Applications. University of Selcuk, Graduate School of Natural and Applied Sciences. Textbook.##Akcaoz, H., Ozcatalbas, O., & Kizilay, H. (2009). Analysis of energy use for pomegranate production in Turkey. Journal of Food, Agriculture & Environment, 7, 475-480.##Bali, A. S., & Uppal, H. S. (1999). Irrigation schedule in producing quality basmati rice (Oryza sativa). Indian Journal of Agricultural Sciences, 69(5), 325-328.##Basavalingaiah, K., Ramesha, Y. M., Paramesh, V., Rajanna, G. A., Lal Jat, Sh., Misra, S., Gaddi, Girisha, H. C., Yogesh, G. S., Raveesha, S., Roopa, T. K., Shashidhar, K. S., Kumar, B., El-Ansary, D. O., & Elansary, H. O. (2020). Energy budgeting, data envelopment analysis and greenhouse gas emission from rice production system: A case study from puddled transplanted rice and direct-seeded rice system of Karnataka, India. Sustainability, 12(16), 6439. doi: 10.3390/su12166439.##Belder, P., Bouman, B. A. M., Spiertz, J. H. J., Peng, S., Castaneda, A. R., & Visperas, R. M. (2005). Crop performance, nitrogen and water use in flooded and aerobic rice. Plant & Soil, 273, 167-182. doi: 1007/s11104-004-7401-4.##Bouman, B. A. M., & Tuong, T. P. (2001). Field water management to save water and increase its productivity in irrigated lowland rice. Agricultural Water Management, 49(1), 11-30. doi: 10.1016/S0378-3774(00)00128-1.##Chaudhary, V. P., Singh, K. K., Pratibha, G., Bhattacharyya, R., Shamim, M., Srinivas, I., & Patel, A. (2017). Energy conservation and greenhouse gas mitigation under different production systems in rice cultivation. Energy, 130, 307-317. doi: 10.1016/j.energy.2017.04.131.##Chauhan, B. S. & Opeña, J. (2012). Effect of tillage systems and herbicides on weed emergence, weed growth, and grain yield in dry-seeded rice systems. Field Crops Research, 137, 56-69. doi: 1016/j.fcr.2012.08.016.##Dastan, S., Soltani, A., Noormohammadi, G., & Madani, H. (2014). CO2 emissions and global warming potential due to energy consumption in rice planting systems. Journal of Agroecology, 6(4), 823-835. [In Persian]. doi: 10.22067/jag.v6i4.27517.##Dastan, S., Soltani, A., Noormohammadi, G., Madani, H., & Yadi, R. (2015). Estimation of the carbon footprint and global warming potential in rice production systems. Environmental Sciences, 14(1), 19-28. [In Persian].##Deike, S., Pallutt, B., & Christen, O. (2008). Investigation on the energy efficiency of organic and integrated farming with specific emphasis on pesticide use intensity. European Journal of Agronomy, 28(3), 461-470. doi: 1016/j.eja.2007.11.009.##Eskandari Cherati, F. A., Bahrami, H., & Asakereh, A. (2011). Energy survey of mechanized and traditional rice production system in Mazandaran province of Iran. African Journal of Agricultural Research, 6(11), 2565-2570. doi: 10.5897/AJAR11.516.##Feyzbakhsh, S., & Alizadeh, P. (2018). Comparison of silage corn (Zea mays L.) and forage sorghum (Sorghum bicolor L.) production in terms of energy consumption and global warming potential in Golestan region. Journal of Agroecology, 10(1), 218-233. [In Persian]. doi: 10.22067/jag.v10i1.56517.##Feyzbakhsh, M. T., & Soltani, A. (2013). Energy flow and global warming potential of corn farm (Gorgan city). Electronic Journal of Crop Production, 6(2), 89-107. [In Persian]. dor: 20.1001.1.2008739.1392.6.3.6.6.##Franzluebbers, A. J., & Francis, C. A. (1995). Energy output-input ratio of maize and sorghum management systems in Eastern Nebraska. Agriculture, Ecosystems & Environment, 53, 271-278. doi: 10.1016/0167-8809(94)00568-Y.##Ghorbani, R., Mondani, F., Amirmoradi, S., Feizi, H., Khorramdel, S., Teimouri, M., Sanjani, S., Anvarkhah, S., & Aghel, H. (2011). A case study of energy use and economical analysis of irrigated and dryland wheat production systems. Applied Energy, 88(1), 283-288. doi: 10.1016/j.apenergy.2010.04.028.##Guo, J. H., Liu, X. J., Zhang, Y., Shen, J. L., Han, W. X., Zhang, W. F., Christie, K. W. T., Goulding, P. M., Vitousek, P. M., & Zhang, S. (2010). Significant acidification in major Chinese croplands. Science, 327(5968), 1008-1010. doi: 10.1126/science.1182570.##Hosseini, S. T., Sharifan, H., Kiani, K., Abyar, N. M., & Feyzbakhsh, M. T. (2022). Energy flow and global warming potential in direct seeded and transplantation of rice under different irrigation systems. Journal of Water Research in Agriculture, 35(4), 337-356. [In Persian]. doi: 10.22092/jwra.2021.355385.885.##Jat, M. L., Gathala, M. K., Ladha, J. K., Saharawat, Y. S., Jat, A. S., Kumar, V., Sharma, A. S., & Gupta, R. K. (2009). Evaluation of precision land leveling and double zero-till systems in the rice-wheat rotation: Water use, productivity, profitability and soil physical properties. Soil Tillage Research, 105(1), 112-121. doi: 10.1016/j.still.2009.06.003.##Kaltsas, A. M., Mamolos, A. P., Tsatsarelisb, C. A., Nanosc, G. D., & Kalburtji, K. L. (2007). Energy budget in organic and conventional olive groves. Agriculture, Ecosystems & Environment, 122(2), 243-251. doi: 10.1016/j.agee.2007.01.017.##Kazemi, H., & Zare, S. (2014). Investigation and comparison of energy flow in wheat fields of Gorgan and Marvdasht townships. Cereal Research, 4(3), 211-227. dor: 20.1001.1.22520163.1393.4.3.3.1.##Kosemani, B. S., & Bamgboye, I. (2020). Energy input-output analysis of rice production in Nigeria. Energy, 27, 118258. doi: 10.1016/j.energy.2020.118258.##Khoshnevisan, B., Rafiee, M., Omid, M., Yousefi, M., & Movahedi, M. (2013). Modeling of energy consumption and GHG (greenhouse gas) emissions in wheat production in Esfahan province of Iran using artificial neural networks. Energy, 52, 333-338. doi: 10.1016/j.energy.2013.01.028.##Kiani, A. R., Yazdani, M. R., & Feyzbakhsh, M. T. (2022). Comparison of rice direct seeding and transplanting methods under different irrigation methods. Journal of Water & Soil, 35(6), 779-790. [In Persian]. doi: 10.22067/jsw.2021.69302.1036.##Mansoori, H., Rezvani Moghadam, P., & Moradi, R. H. (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, 341-350.doi: 10.1007/s11708-012-0206-x.##Monaco, F., Sali, G., Ben Hassen, M., Facchi, A., Romani, M., & Valè, G. (2016). Water management options for rice cultivation in a temperate area: A multi-objective model to explore economic and water saving results. Water, 8(8), 336. doi: 10.3390/w8080336.##Ozkan, B., Akcaoz, H., & Fert, C. (2004). Energy input-output analysis in Turkish agriculture. Renewable Energy, 29(1), 39-51. doi: 10.1016/S0960-1481(03)00135-6.##Pathak, H., & Wassmann, R. (2007). Introducing greenhouse gas mitigation as a development objective in rice-based agriculture: I. Generation of technical coefficients. Agricultural Systems, 94(3), 807-825. doi: 10.1016/j.agsy.2006.11.015.##Pishgar-Komleh, S. H., Sefeedpari, P., & Rafiee, S. (2011). Energy and economic analysis of rice production under different farm levels in Guilan province of Iran. Energy, 36(10), 5824-5831. doi: 10.1016/j.energy.2011.08.044.##Rajabi, M. H., Soltani, A., Vhidnia, B., Zeinali, E., & Soltani, E. (2012). Evaluation of fuel consumption in wheat fields in Gorgan. Environmental Sciences, 9(2), 143-164. [In Persian].##Rathke, G. W., Wienhold, B. J., Wilhelm, W. W., & Diepenbrock, W. (2007). Tillage and rotation effect on corn-soybean energy balances in eastern Nebraska. Soil & Tillage Research, 97(1), 60-70. doi: 10.1016/j.still.2007.08.008.##Ren, L. T., Liu, Z. X., Wei, T. Y., & Xie, G. H. (2012). Evaluation of energy input and output of sweet sorghum grown as a bioenergy crop on coastal saline-alkali land. Energy, 47(1), 166-173. doi: 10.1016/j.energy.2012.09.024.##Sharma, P. K., Bhushan, L., Ladha, J. K., Naresh, R. K., Gupta, R. K., Balasubramanian, B. V., & Bouman, B. A. M. (2002). Crop-water relations in rice-wheat croppings under different tillage systems and water management practices in a marginally sodic, medium-textured soil. In: Bouman, B. A. M., Hengsdijk, H., Hardy, B., Bindraban, P. S., Tuong, T. P., & Ladha, J. K. (Eds.). Water-wise Rice Production. International Rice Research Institute, Los Baños, Philippines. pp. 223-235.##Singh, A. K., Choudhury, B. U., & Bouman, B. A. M. (2002). Effects of rice establishment methods on crop performance, water use, and mineral nitrogen. In: Bouman, B. A. M., Hengsdijk, H., Hardy, B., Bindraban, P. S., Tuong, T. P., & Ladha, J. K. (Eds.). Water-wise Rice Production. International Rice Research Institute, Los Baños, Philippines. pp. 237-246.##Soltani, A., Rajabi, M. H., Zeinali, E., & Soltani, E. (2009). Evaluation of environmental impact of crop production using LCA: Wheat in Gorgan. Electronic Journal of Crop Production, 3(3), 201-218. [In Persian]. dor: 20.1001.1.2008739.1389.3.3.12.1.##Soltani, A., Rajabi, M. H., Zeinali, E., & Soltani, E. (2013). Energy inputs and greenhouse gases emissions in wheat production in Gorgan, Iran. Energy, 50, 54-61. doi: 10.1016/j.energy.2012.12.022.##Vitousek, P. M., Naylor, R., Crews, T., David, M. B., Drinkwater, E. L., Holand, E., Jhones, P. J., Katzenberger, J., Martinelli, L. A., & Zhang, F. S. (2009). Nutrient imbalances in agricultural development. Science, 324(5934), 1519-1520. doi: 10.1126/science.1170261.##Wan, C. C., Ismail, W. I., Yahya, A., & Bockari-Gevao, S. M. (2005). Energy consumption in lowland rice-based cropping system of Malaysia. Songklanakarin Journal of Science and Technology, 27(4), 819-826.##Yousefi, M., Darijani, F., & Alipour Jahangiri, A. (2012). Comparing energy flow of greenhouse and open-field cucumber production systems in Iran. African Journal of Agricultural Research, 7(4), 624-628. doi: 10.5897/AJAR11.1787.##Yuan, S., & Peng, S. (2017). Input-output energy analysis of rice production in different crop management practices in central China. Energy, 141, 1124-1132. doi: 10.1016/j.energy.2017.10.007.##Zentner, R. P., Lafond, G. P., Derksen, D. A., Nagy, C. N., Wall, D. D., & May, W. E. (2004). Effects of tillage method and crop rotation on non-renewable energy use efficiency for a thin Black Chernozem in the Canadian Prairies. Soil and Tillage Research, 77(2), 125-136. doi: 10.1016/j.still.2003.11.002. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 411 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 135 |