بررسی جریان انرژی و انتشار گاز‌های گلخانه‌ای مزارع دیم نخود (مطالعه موردی: استان خراسان شمالی)

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیارگروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی، مجتمع آموزش عالی شیروان، شیروان، ایران

2 استادیار گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور، ایران

3 گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی، مجتمع آموزش عالی شیروان، شیروان، ایران

4 دانش‌‌آموخته دکتری، گروه مهندسی مکانیک ماشین‌های کشاورزی، دانشکده مهندسی کشاورزی و دامپزشکی، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران

10.22048/rdsj.2021.298154.1968

چکیده

از مهم‌ترین روش‌های مقایسه کارایی مصرف انرژی، بهره‌وری تولید و مخاطرات زیست‌محیطی بوم نظام‌های زراعی، بررسی جریان انرژی و میزان تولید گاز‌های گلخانه‌ای است. این تحقیق باهدف بررسی الگوهای مصرف انرژی، انتشار گازهای گلخانه‌ای و پتانسیل گرمایش جهانی تولید نخود دیم در استان خراسان شمالی انجام شد. مزارع به روش نمونه‌گیری تصادفی انتخاب و داده‌ها از طریق پرسش‌نامه چهره به چهره گردآوری گردید. در این مطالعه، نیروی انسانی، ماشین آلات، دیزل، کودهای شیمیایی، سموم شیمیایی و دانه ورودی‌های انرژی را تشکیل می‌داد. خروجی مطالعه نیز عملکرد دانه و عملکرد اندام هوایی (کاه) بود. نتایج نشان داد که متوسط نیروی انسانی مورد استفاده در یک هکتار از مزارع نخود دیم نواحی روستایی منطقه مورد مطالعه 21 نفر، کود نیتروژن 50 و کود‌های فسفر و پتاسیم 70 کیلوگرم بود. همچنین میزان مصرف سوخت دیزل 35 لیتر و میزان استفاده ماشین آلات 8 ساعت در هکتار بدست آمد. ارزیابی میزان مصرف انرژی نشان داد که در بین نهاده‌های ورودی کود نیتروژن با 3307 مگاژول در هکتار، 06/40 درصد از کل انرژی‌های ورودی را به خود اختصاص داده است و سوخت دیزل با 85/1970 مگاژول در هکتار، 86/23 درصد از کل انرژی ورودی را مصرف کرد. نیروی انسانی و بذر نیز به ترتیب با 49/0 و 87/1 درصد کمترین سهم را از ورودی‌های انرژی بخود اختصاص دادن. راندمان مصرف انرژی کل (عملکرد دانه و کاه نخود) 91/1 و بهره‌وری انرژی 08/0 کیلوگرم بر مگاژول حاصل شد. مقدار انرژی ویژه نیز 32/12 مگاژول بر کیلوگرم بود. میزان انتشار گاز‌های گلخانه‌ای 20/399 کیلوگرم در هکتار و سهم CO2، N2O و CH4 به ترتیب 60/398، 02/0 و 57/0 کیلوگرم در هکتار بود. پتاسیل گرمایش جهانی تولید در یک هکتار نخود دیم در مزارع نخود منطقه 13/419 کیلوگرم معادل دی‌اکسیدکربن بدست آمد. در پایان از نتایج بدست آمده در تحقیق نتیجه گیری شد که مزارع نخود دیم بدلیل وابستگی به آب باران و عدم مصرف الکتریسیته و همچنین مصرف کم کود‌های شیمیایی از مصرف انرژی پائینی برخوردار هستند. ب

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of energy flow and greenhouse gases emission in dryland chickpea farms (Case Study: North Khorasan)

نویسندگان [English]

  • Mahdi Babaeian 1
  • Abolfazl Tavassoli 2
  • Mahdi Javaheri 3
  • Mostafa Jafarian 4
1 Assistant Professor. Department of Plant Production Technology, Higher Education Complex of Shirvan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Agriculture, Payame Noor University, Iran
3 Department of Plant Production, Faculty of Agriculture, Higher Education Complex of Shirvan, Iran
4 Ph.D. graduate, Department of Mechanical Engineering of Agricultural Machinery, Faculty of Agricultural Engineering & Veterinary, Technical and Vocational University (TVU), Tehran, Iran
چکیده [English]

Investigating of energy flow and greenhouse gas emissions is one of the methods to compare energy efficiency, production efficiency and environmental hazards of agroecosystems. This study investigates the patterns of energy consumption, greenhouse gas emissions and global warming potential of dryland chickpea production in rural areas of Qoshkhaneh region of Shirvan city. Data for this experiment were collected through a face-to-face questionnaire. Farms were selected by random sampling. In this study, energy inputs included: labor, machinery, diesel, chemical fertilizers, chemical pesticides and seeds, and the study output was grain yield and shoot yield (straw). The results showed that the average labor used per hectare of dryland chickpea farms in rural areas of North Khorasan was 21 people, nitrogen fertilizer 50 and phosphorus and potassium fertilizers 70 kg/ha, as well as diesel fuel consumption of 35 liters and the use of machinery 8 h/ha. Evaluation of energy consumption showed that among the inputs, nitrogen fertilizer with 3307 MJ/ha accounted for 40.06% of the total energy input and diesel fuel with 1970.85 MJ/ha, Consumed 23.23% of the total input energy. labor and seeds also had the lowest share of energy inputs with 0.49 and 1.87 percent, respectively. Total energy consumption efficiency (chickpea + straw) was 1.91, energy productivity was 0.08 kg/MJ and specific energy was 12.32 MJ/kg. In terms of greenhouse gas emissions was 399.20 kg/ha, the share of CO2 was 398.60, the share of N2O and CH4 was 0.02 and 0.57 kg/ha respectively. Global warming production potential per hectare of dryland chickpeas in North Khorasan Province was 419.13 kg CO2 equivalence. In general, the results showed that dryland chickpea fields have low energy consumption due to dependence on rainwater and lack of electricity consumption, as well as low consumption of chemical fertilizers. The most important strategies to reduce energy consumption in the production of dryland chickpeas is the use of appropriate crop rotation to reduce the use of herbicides and chemical fertilizers and also to observe the rules of farm traffic to reduce the movement of agricultural implements on farms.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Energy efficiency
  • Productivity
  • Global warming potential
  • Environmental hazards