ارزيابي بيلان انرژي و انتشار دي اكسيد كربن در مزارع توليد گندم (.Triticum aestivum L)

Evaluation of Energy Balance and CO2 Emissions of Wheat (Triticum aestivum L.) Production

بهره گيري از مديريت پايدار گندم (Triticum aestivum L.) به منظور افزايش عملكرد و بهينه سازي در مصرف نهاده ها و حفاظت از محيط-زيست امري ضروري است. لذا، هدف از اين پژوهش، ارزيابي بيلان انرژي و انتشار دي اكسيد كربن در توليد گندم بود. براي انجام اين تحقيق، ابتدا شش مزرعه كاشت رايج گندم در شهرستان هاي جويبار، ساري و قائمشهر طي سال زراعي 94-1393 شناسايي شده اند. سپس، با روش كاشت بهبود يافته (بر اساس زراعت كم نهاده گندم طراحي شده توسط محققان) مقايسه شده اند. اطلاعات مربوط به انرژي ناشي از عمليات زراعي مزارع رايج و روش كاشت بهبود يافته ثبت و جمع آوري شدند. سپس، مصرف انرژي در هشت بخش شامل تهيه زمين، كاشت، كوددهي، حفاظت گياه، كنترل علف هاي هرز، آبياري، برداشت و حمل و نقل به كارخانه طبقه بندي شدند. پس از آن، انرژي ورودي و خروجي، شاخص هاي انرژي و پتانسيل گرمايش جهاني (GWP) ناشي از انتشار دي اكسيد كربن برآورد شدند. نتايج نشان داد كه ميانگين كل انرژي ورودي در چهار روش كاشت برابر 11811/61 مگاژول در هكتار بود كه كم ترين ميزان انرژي ورودي در روش كاشت بهبوديافته مشاهده شد. در بين تمامي ورودي ها، انرژي مصرفي مربوط به نيتروژن با 38/03 درصد در رتبه اول قرار گرفت. انرژي سوخت و بذر در رتبه هاي بعدي قرار گرفتند. بيشترين انرژي توليدي در روش كاشت بهبود يافته به دست آمد كه 36/34 درصد از آن مربوط به دانه و 63/66 درصد مربوط به كاه و كلش بود. ميانگين انرژي ورودي تجديد پذير و تجديد ناپذير در چهار روش كاشت به ترتيب برابر 3071/28 و 8740/33 مگاژول در هكتار بود. ميانگين كارايي انرژي در روش هاي كاشت برابر 14/57 بود كه بالاترين ميزان آن مربوط به روش كاشت بهبود يافته بود. همچنين، ميانگين بهره وري انرژي در چهار روش كاشت برابر 0/37 كيلوگرم بر مگاژول حاصل شد. ميانگين پتانسيل گرمايش جهاني كل ناشي از فعاليت هاي مختلف در روش هاي كاشت برابر 798/56 كيلوگرم معادل CO2 در هكتار بود كه بيشترين ميزان انتشار دي اكسيد كربن و گرمايش جهاني به دليل ورودي بيشتر مربوط به مصرف نيتروژن، سوخت و بذر بوده است. ميانگين پتانسيل گرمايش جهاني در واحد وزن دانه در چهار روش كاشت برابر 184/2 كيلوگرم معادل CO2 در هر تن دانه بود. ميانگين پتانسيل گرمايش جهاني در واحد انرژي ورودي و خروجي در روش هاي كاشت نيز به ترتيب برابر 66/75 و 4/94 كيلوگرم معادل CO2 در گيگاژول بود. روش كاشت بهبود يافته با 4/35 كيلوگرم معادل CO2 در گيگاژول كم ترين پتانسيل گرمايش جهاني را در واحد انرژي خروجي دارا بود. به طور كلي، ميزان GWP ارتباط مستقيمي با شيوه مديريت مزرعه و مصرف نهاده ها نشان داد كه در نظام توليد بهبوديافته اين شاخص در كمترين مقدار بود.

Introduction Among the various factors affecting agricultural production، climatic conditions of the natural environment variables are effected .On the other hand the agriculture development ، the exact knowledge of environmental characteristics and management practices is anywhere special in semi-arid zone. Cotton (Gossypium hirsutum L.) due to the extensive roots and permeability and also the ability to set the number of leaves and fruits when the plant is under water stress، is a suitable crop for planting in arid and semi-arid climate. South Khorasan Province has dry and desert climatic conditions in post-semi-arid and semi-arid climates in mountainous regions. South Khorasan province produces 34 thousand tons of cotton annually and planted 13 thousand hectares of irrigated cotton production ranks second in the country. Materials and MethodsSouth Khorasan province is located in the east of Iran with an area of 149،107 square kilometers and is located between the geographical circle of 30° and 31´ to 34° and 53´of northern latitudes and 57° and 3´to 57° and 60´ of east. This study is to evaluate the climatic conditions for the cotton cultivation in the history of different cultures in South Khorasan province in a 25-year period (2015-1990 AD). For this purpose، fifteen stations of South Khorasan province and to help software environment for modeling and spatial analysis was performed by Arc GIS. By taking advantage of favorable climatic conditions at each stage of cotton growth، data layers of classification and weighting values for each zone was determined and prepared. Finally، in order to overlay layers by using multi-criteria decision-making methods based the Analytic Hierarchy Process (AHP)، the final maps was set for each date based on climatic factors for the cultivation date of cotton in Khorasan South، Results and DiscussionAccording to the results obtained in the zoning of cultivars، in the western and southern parts of the province، suitable planting dates will continue from the first and second half of the April month. The planting dates in the central and northern regions and part of the south of the province would continue from the first and the first half of second months of year and the first half of May. In the eastern part of province، suitable planting dates would continue from the second half of June and the first half of July. Considering the cotton needs if this plant in different regions of South Khorasan Province was cultivated in suitable dates، there will be no growth inhibitory temperatures. The results of all cultivar maps indicated that from all planting dates from April to July، the best cultivation date was for the first half and the second half of the month of may، In the first half of the first month of July، due to lack of rainfall and temperature increase، it is not suitable for the flowering and flowering stages of cotton، and it will be treated at a lower temperature when it is processed. On the cultivation of the first half and second half of April the appropriate areas، is in western and southern regions of the cotton cultivation. ConclusionThe results was showed that the role of each of the climatic factor of including temperature and precipitation، fits any cultivation date in different regions and cultures of all dates from April to July، the best planting date from the first half and the second half of May، because of، respectively،with area of 84،680 and 103،100 square kilometer area of the right to have the largest area. For all climatic conditions also have an important loss condition.