بررسي چرخه درازمدت كربن و ميزان ترسيب آن در سيستم كشاورزي ايران: I- توليد خالص اوليه و ورودي سالانه كربن براي محصولات زراعي مختلف

Long term estimation of carbon dynamic and sequestration for Iranian agro-ecosystem: I- Net primary productivity and annual carbon input for common agricultural crops

برآورد ميزان ورودي كربن به عنوان يكي از مهمترين فاكتورهاي تعيين كننده براي تخمين ميزان تغييرات كربن خاك و همچنين پتانسيل ترسيب كربن مي‏باشد. به منظور بررسي ميزان توليد اوليه و همچنين كربن ورودي به خاك در سيستم‏هاي كشاورزي ايران، اطلاعات مربوط به عملكرد، سطح زير كشت، شاخص برداشت و همچنين نسبت اندام هوايي به زيرزميني در محصولات زراعي مختلف كشور شامل: گندم (Triticum aestivum L.)، جو (Hordeum vulgare L.)، ذرت (Zea mays L.)، پنبه (Gossypium hirsutum L.)، برنج (Oryza sativa L.)، يونجه (Medicago sativa L.) و نخود (Cicer arietinum L.) براي استان‏هاي مختلف جمع آوري گرديد. سپس ميزان كربن اختصاص يافته به اندام‏هاي مختلف گياهي با توجه به ضرايب تسهيم كربن برآورد گرديد و در نهايت ميزان توليد خالص اوليه بر اساس كربن (NPPc) محاسبه گرديد. كسري از NPPc كه به صورت سالانه به خاك برگردانده مي‏شود، به عنوان ورودي سالانه كربن به خاك در نظر گرفته شد. نتايج نشان داد كه بيشترين مقدار NPPC براي گندم، جو و يونجه در اقليم مرطوب خزري، براي برنج، نخود و پنبه در اقليم گرم و مرطوب جنوبي و براي ذرت در اقليم گرم و خشك حاصل شد. در تمامي مناطق كشور، گياه نخود كمترين تاثير را در ميزان NPPC و در نتيجه ترسيب كربن به خود اختصاص داد. بيشترين ميزان ورودي كربن در واحد سطح در بين گياهان مورد مطالعه و مناطق مختلف در منطقه خزري و براي گياه يونجه و كمترين ورودي كربن مربوط به گياه نخود در منطقه سرد كوهستاني بود. كمترين خلا بين ميزان واقعي و پتانسيل ترسيب كربن در گياه يونجه مشاهده شد، در حاليكه گندم، برنج و پنبه بيشترين خلا را به ترتيب با مقادير 4/0، 38/0 و 37/0 نشان دادند كه بيانگر امكان افزايش قابليت ترسيب كربن از طريق اين گياهان مي‏باشد.

Evaluation of carbon input is one of the most important factors for estimating soil carbon changes and potential for carbon sequestration. To evaluate the net primary productivity (NPP) and soil carbon input in agricultural eco-systems of Iran, data for yield, cultivated area, harvest index (HI) and shoot /root ratio in different crops including: wheat, barley, maize, cotton, rice, alfalfa and chickpea were obtained for different provinces. Then, allocated carbon to different organs of plant were calculated based on carbon allocation coefficients and finally, the net primary productivity based on carbon (NPPc) was calculated. The ratio of NPPc that was annually returned to soil was considered as carbon annual input. The results showed that the maximum amount of NPPc for wheat, barely and alfalfa were obtained in Khazari climate for rice, chickpea and cotton was achieved in warm-wet climate and for maize was gained in warm-dry climate. In all regions of Iran, chickpea had the lowest effect on NPPc and consequently on carbon sequestration. The highest amount of carbon input per unit area among studied crops and different regions were observed in Khazari region for alfalfa whereas, the lowest carbon input per unit area was relation to chickpea in cold region. The lowest gap between actual and potential of carbon sequestration was observed in alfalfa whereas wheat, rice and cotton showed the most gap by 0.4, 0.38 and 0.37, respectively.