انتشار دي‌اكسيد كربن و پتانسيل گرمايش جهاني ناشي از مصرف انرژي در نظام‌هاي كاشت شاليزاري

CO2 emission and global warming potential (GWP) of energy consumption in paddy field production systems

تغيير اقليم يكي از نگراني هاي عمده جهاني به شمار مي رود كه بخشي از آن ناشي از فعاليت هاي كشاورزي مي باشد. از اين‌ رو، بهبود عمليات كشاورزي به عنوان راهكاري براي تخفيف اثرات تغيير اقليم مطرح مي باشد. هدف از اين پژوهش، تخمين انتشار دي‌اكسيد كربن و گرمايش جهاني ناشي از مصرف انرژي در توليد برنج و چگونگي كاهش مصرف انرژي و انتشار دي‌اكسيد كربن بود. براي اين منظور سه نظام كاشت حفاظتي، بهبوديافته و رايج در قالب طرح پايه بلوك‌هاي كامل تصادفي با چهار تكرار در مزرعه‌اي تحقيقاتي واقع در شهرستان نكا مورد مطالعه قرار گرفتند. تمامي عمليات زراعي و اطلاعات مربوط به نظام‌هاي توليد و مقادير مختلف مصرف نهاده‌ها در سال زراعي 91-1390 ثبت شد. نتايج نشان داد كه ميانگين انرژي ورودي در نظام‌هاي توليد برابر 02/22793 مگاژول در هكتار بود كه كم‌ترين ميزان انرژي ورودي در نظام كاشت حفاظتي برابر 98/16102 مگاژول در هكتار حاصل شد. بيش‌ترين سهم انرژي ورودي در نظام‌هاي توليد مربوط به نيروي برق براي پمپ نمودن آب آبياري بود كه بالاترين مقدار را از نظر انتشار دي‌اكسيد كربن و پتانسيل گرمايش جهاني (GWP)5 نيز به خود اختصاص داد. كود نيتروژن و سوخت در رتبه‌هاي دوم و سوم انتشار دي‌اكسيد كربن قرار گرفتند. متوسط پتانسيل گرمايش جهاني ناشي از توليد برنج برابر 33/2307 كيلوگرم CO2 در هكتار به دست آمد. كم‌ترين و بيش‌ترين مقدار توليد GWP به ترتيب برابر 1640 و 2728 كيلوگرم CO2 در هكتار در نظام‌هاي كاشت حفاظتي و رايج حاصل شد. مقادير GWP در واحد انرژي ورودي نيز در نظام كاشت حفاظتي حداقل و در نظام كاشت رايج حداكثر بود. همچنين نظام كاشت حفاظتي كم‌ترين GWP را در واحد انرژي خروجي دارا بود و نظام‌هاي كاشت بهبوديافته و رايج در جايگاه‌هاي بعدي قرار گرفتند. به ‌طور كلي، ميزان GWP ارتباط مستقيمي با شيوه مديريت مزرعه و مصرف نهاده‌ها دارد و بر اين اساس كم‌ترين مقدار اين شاخص‌ها در نظام كاشت حفاظتي به ‌دست آمد.

Climate change is one of the major concerns of the world which a part of that is derived from agricultural activities. Therfore, improving agricultural practices is considered as a strategy for mitigating the impact of climate change. The objectives of this study were to estimate the CO2 emission and global warming potential (GWP) in three rice production systems and identify the methods for reducing the energy use and CO2 emission. Three rice production systems including conservation, improved and conventional were studied in randomized complete block design with four replications a paddy field in Neka, Mazandaran, Iran. All field practices and data about production methods and inputs rate were monitored and recorded in 2012. Results showed that average of total energy input in production systems was 22793.02 MJ.ha-1 that the lowest energy input (16102.98 MJ.ha-1) was observed in conservation system. Electricity to pump of water for irrigation had the most contribution of energy input in production systems that was accounted as greatest global warming and CO2 emission. Nitrogen fertilizer and fuel were ranked in second and third grade of CO2 emission. Across the rice production, average GWP were estimated equal to 2307.33 kg CO2-eq ha-1. The lowest and highest GWP equal to 1640 and 2728 kg CO2-eq ha-1 were obtained in conservation and conventional systems, respectively. The lowest and highest GWP per unit energy input was gained in conservation and conventional system, respectively. Conservation system had the lowest GWP per unit energy output and improved system was ranked in seconed grade. Finally, it can be concluded that GWP has the positive correlation with field management and inputs use. Therfore, the lowest rate of CO2 emission and GWP were obtained in conservation system.