ارزیابی بیلان انرژی و انتشار دی‌اکسید کربن در مزارع تولید گندم (Triticum aestivum L.)

Abstract

بهره‌گیری از مدیریت پایدار گندم (Triticum aestivum L.) به‌منظور افزایش عملکرد و بهینه‌سازی در مصرف نهاده‌ها و حفاظت از محیط-زیست امری ضروری است. لذا، هدف از این پژوهش، ارزیابی بیلان انرژی و انتشار دی‌اکسید کربن در تولید گندم بود. برای انجام این تحقیق، ابتدا شش مزرعه کاشت رایج گندم در شهرستان‌های جویبار، ساری و قائمشهر طی سال زراعی 94-1393 شناسایی شده‌اند. سپس، با روش کاشت بهبود یافته (بر اساس زراعت کم‌نهاده گندم طراحی شده توسط محققان) مقایسه شده‌اند. اطلاعات مربوط به انرژی ناشی از عملیات زراعی مزارع رایج و روش کاشت بهبود یافته ثبت و جمع‌آوری شدند. سپس، مصرف انرژی در هشت بخش شامل تهیه زمین، کاشت، کوددهی، حفاظت گیاه، کنترل علف‌های هرز، آبیاری، برداشت و حمل و نقل به کارخانه طبقه‌بندی شدند. پس از آن، انرژی ورودی و خروجی، شاخص‌های انرژی و پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) ناشی از انتشار دی‌اکسید کربن برآورد شدند. نتایج نشان داد که میانگین کل انرژی ورودی در چهار روش‌ کاشت برابر 61/11811 مگاژول در هکتار بود که کم‌ترین میزان انرژی ورودی در روش کاشت بهبودیافته مشاهده شد. در بین تمامی ورودی‌ها، انرژی مصرفی مربوط به نیتروژن با 03/38 درصد در رتبه اول قرار گرفت. انرژی سوخت و بذر در رتبه‌های بعدی قرار گرفتند. بیشترین انرژی تولیدی در روش کاشت بهبودیافته به‌دست آمد که 34/36 درصد از آن مربوط به دانه و 66/63 درصد مربوط به کاه و کلش بود. میانگین انرژی ورودی تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر در چهار روش‌ کاشت به‌ترتیب برابر 28/3071 و 33/8740 مگاژول در هکتار بود. میانگین کارایی انرژی در روش‌های‌ کاشت برابر 57/14 بود که بالاترین میزان آن مربوط به روش کاشت بهبودیافته بود. همچنین، میانگین بهره‌وری انرژی در چهار روش‌ کاشت برابر 37/0 کیلوگرم بر مگاژول حاصل شد. میانگین پتانسیل گرمایش جهانی کل ناشی از فعالیت‌های مختلف در روش‌های‌ کاشت برابر 56/798 کیلوگرم معادل CO2 در هکتار بود که بیشترین میزان انتشار دی‌اکسید کربن و گرمایش جهانی به‌دلیل ورودی بیشتر مربوط به مصرف نیتروژن، سوخت و بذر بوده است. میانگین پتانسیل گرمایش جهانی در واحد وزن دانه در چهار روش‌ کاشت برابر 2/184 کیلوگرم معادل CO2 در هر تن دانه بود. میانگین پتانسیل گرمایش جهانی در واحد انرژی ورودی و خروجی در روش‌های‌ کاشت نیز به‌ترتیب برابر 75/66 و 94/4 کیلوگرم معادل CO2 در گیگاژول بود. روش کاشت بهبودیافته با 35/4 کیلوگرم معادل CO2 در گیگاژول کم‌ترین پتانسیل گرمایش جهانی را در واحد انرژی خروجی دارا بود. به‌طور کلی، میزان GWP ارتباط مستقیمی با شیوه مدیریت مزرعه و مصرف نهاده‌ها نشان داد که در نظام تولید بهبودیافته این شاخص در کمترین مقدار بود.

Keywords

• تغییر اقلیم
• گرمایش جهانی
• نظام کاشت بهبودیافته