English
دوفصلنامه علمی- پژوهشی کشاورزی بوم شناختی
مشاهده جزئیات مقاله
دانلود فایل مقاله :
( 346 بازدید ) ( 169 دانلود )
اطلاعات انتشار : دوره 9 - شماره 1
نوع مقاله : مقالة‌ تحقيقي‌ (پژوهشي‌)
عنوان مقاله : ارزیابي شاخص هاي انرژي و انتشار گازهاي گلخانه اي در تولید گندم در استان گلستان
خلاصه مقاله : سابقه و هدف: افزایش چشمگیر در مصرف انرژی، ضرورت تداوم و شتاب در اقدام­های بهينه­ سازي در عرضه و تقاضای انرژی را بيش از پیش ضروری مي­ سازد. همچنین با مصرف نهاده­ هایی همچون کودهای شیمیایی، سوخت‌های فسیلی، الکتریسیته، بذر، سم­ ها و ماشین‌­ها و ادوات کشاورزی در تولید هر هکتار گندم، میزان­ های مختلفی انرژی مصرف می­شود که باعث انتشار گازهای گلخانه‌ای شامل CO2، N2O و CH4 می­ شود. افزایش غلظت چنین گازهایی در جو می‌تواند موجب گرم شدن کره زمین شود. بنابراین توجه جدی به کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای بسیار ضروری به نظر می رسد. به همین منظور میزان مصرف سوخت، انرژی و انتشار گازهای گلخانه ­ای در همه زمین­ های زیر کشت گندم در استان گلستان بررسی شد و در نهایت راهکارهایی برای کاهش آ­ن­ها ارایه شد.مواد و روش ­ها: به منظور تعیین میزان مصرف سوخت، انرژی و انتشار گازهای گلخانه ­ای و چگونگی کاهش آن، 140 کشتزارهای گندم در استان گلستان از طریق نمونه ­برداری سیستماتیک-تصادفی بررسی شد. میزان نهاده های مصرفی از جمله سوخت فسیلی ثبت شد و تجزیه و تحلیل انرژی بر مبنای میزان نهاده مصرفی به ازای هر واحد آن صورت گرفت. همچنین بررسی انتشار سه گاز گلخانه ­ای CO2، N2O و CH4 ناشی از مصرف انرژی برای تولید نهاده ­های کشاورزی و انجام عملیات مختلف زراعی نیز انجام شد. در نهایت شاخص های کارایی مصرف انرژی، بهره ­وری انرژی، انرژی ویژه، انرژی خالص و پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) کل، GWP در واحدهای سطح زمین، وزن محصول تولیدی، انرژی ورودی و انرژی خروجی نیز محاسبه شد.نتایج و بحث: بنابر نتایج برای کشت یک هکتار گندم به 23/0±123 لیتر گازوئیل و 34/0±04/16231 مگاژول انرژی نیاز است. از هر هکتار گندم 17/3±01/1414 کیلوگرم معادل دی اکسیدکربن در هکتار به جو آزاد شد. آماده­ سازی زمین و برداشت نسبت به دیگر عملیات زراعی مصرف سوخت و انرژی و انتشار گازهای گلخانه‌ای بیشتری دارا بودند. مصرف کودهای نیتروژنی و سوخت­ های فسیلی بالاترین میزان مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه­ ای را نشان دادند که نزدیک به 70 درصد از مصرف انرژی کل و 78 درصد از انتشار گازهای گلخانه ­ای کل را در پی داشتند. بنابر نتایج استفاده از تراکتورهایی با توان اسب بخار بالا و ادواتی با عرض کار و عمق نفوذ بیشتر در خاک به دلیل کاهش شمار بارهای عملیات و کاهش مدت زمان انجام آن برای آماده­ سازی زمین، کمبینات برای کاشت، استفاده از سم پاش توربینی به جای تراکتوری، کاربرد موتورهای نو (غیر فرسوده) برای آبیاری می­ تواند نقش مؤثری در کاهش مصرف سوخت و به دنبال آن کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ­ای در مجموع عملیات زراعی ایفا کند.نتیجه­ گیری: به منظور کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ­ای تمرکز بر مصرف بهینه کودهای نیتروژنی و کاهش مصرف سوخت­ های فسیلی ضروری به نظر می­ رسد. چنانچه شرایط تولید گندم در استان گلستان به نحوی انجام پذیرد که کارایی مصرف انواع کودهای شیمیایی به ویژه کود اوره افزایش یابد و یا از کودهای آلی که منجر به غنی سازی خاک از مواد کانی در طی زمان طولانی است استفاده شود و کاربرد ماشین ­­ها و ادوات با بهره­ وری بالاتر که منجر به کاهش مدت زمان استفاده از آن­ها و مصرف سوخت می شود، می ­توان بهره­ وری انرژی و نسبت انرژی خروجی به ورودی را در هر هکتار افزایش داد و مصرف انرژی را به ازای هر کیلوگرم دانه و کاه کاهش داد. همچنین با به کارگیری چنین روش های مدیریتی، میزان انتشار گازهای گلخانه ای به ازای سطح زمین و هر کیلوگرم عملکرد محصول (جزء اقتصادی) کاهش می یابد.
تخصص ها : الكتريسيته، سوخت فسيلي، كارايي مصرف انرژي، كودهاي شيميايي، عمليات زراعي.
منابع : Abdollahpoor, S. and Zareie, S., 2010. Evaluation of energy balance in rainfed wheat fields of Kermanshah province. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production. 20, 97-106. (In Persian with English abstract).*Ahmadi, M. and Aghaalikhani, M., 2012. Energy consumption analysis in cotton farming in Golestan province in order to provide a solution for increasing resource efficiency. Agricultural Ecology. 4, 151-158. (In Persian with English abstract).*Akcaoz, H., Ozcatalbas, O. and Kizilay, H., 2009. Analysis of energy use for pomegranate production in Turkey. Journal of Food and Agriculture Environment. 7, 475-480.*Alhajjali, S., Tedone, L. and Mastro, G., 2013. A comparison of the energy consumption of rainfed durum wheat under different management scenarios in southern Italy. Energy. 61, 308-318.*Alimagham, M., Soltani, A. and Zeinali, A., 2013. Evaluation of fuel and energy use and their environmental impacts in soybean production at Gorgan. MS.c. Thesis. Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. Gorgan, Iran.*Alipour, A., Veisi, H., Darijani, F., Sabahi, H. and Liaghati, H. 2014. Assessing energy consumption in conventional rice production systems in Mazandaran and Guilan provinces of Iran: A case study in Babolsar and Lahijan. Agroecology. 2(1): 1-4.* Alluvione, F., Moretti, B., Sacco, D. and Grignani, C., 2011. EUE (energy use efficiency) of cropping systems for a sustainable agriculture. Energy. 36, 4468-81.*Arvidsson, A., 2010. Energy use efficiency in different tillage systems for winter wheat on a clay and silt loam in Sweden. European Journal of Agronomy. 33, 250–256.*Asgharipour, M. R. and Jamiolahmadi, H., 2016. Comparison of energy use efficiency and economic analysis in melon and cotton production system of Torbat-e-Jam.Journal of Agroecology. 6 (2), 29-42.*Clements, D.R., Weise, S.F., Brown, R., Stonehouse, D.P., Hume, D.J. and Swanton, C.J., 2005. Energy analysis of tillage and herbicide inputs in alternative weed management-systems. Agriculture, Ecosystem and Environment. 52, 119-128.*Ghorbani, R., Mondani, F., Amirmoradi, S., Feizi, H., Khorramdel, S. and Teimouri, M., 2011. A case study of energy use and economic analysis of irrigated and dryland wheat production systems. Applied Energy. 88, 283-288.*Houshyar, E. and Kiani, S., 2012.  Energy consumption of rain-fed wheat production in conventional and conservation tillage systems. International Journal of Agriculture and Crop Sciences. 4, 213-219.*Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 1996. Revised Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Cambridge University Press, UK.*Kaltsas, A.M., Mamolos, A.P., Tsatsasarelis, C.A., Nanos, G.D. and Kalburtji, K.L., 2007. Energy budget in organic and conventional olive groves. Agriculture, Ecosystem and Environment. 122, 243-251.*Kheiralla, A.F., Yahya, A., Zohadie, M. and Ishak, W., 2004. Modelling of power and energy requirements for tillage implements operating in Serdang sandy clay loam, Malaysia. Soil and Tillage Research. 78, 21–34.*Kitani, O., 1999. Energy and Biomass Engineering. In: CIGR Handbook of Agricultural Engineering, vol. V. ASAE Publication, St Joseph, MI.*Koga, N., 2008. An energy balance under a conventional crop rotation system in Northern Japon: Perspectives on fuel ethanol production from sugerbeet. Agriculture, Ecosystem and Environment. 125, 101-11.*Lal, R., 2004. Carbon emission from operations. Environment International. 30, 981-990.*Manos, B., Begum, M.A., Kamruzzaman, M., Nakou, I. and Papathanasiou, J. 2007. Fertilizer price policy, the environment and farms behavior. Journal of Policy Modeling. 29, 87-97.*Maraseni, T.N. and Cockfield, G., 2011. Does the adoption of zero tillage reduce greenhouse gas emissions? An assessment for the grains industry in Australia. Agricultural Systems. 104, 451–458.*Mc Laughlin, N.B., Grant, B.A., King, D.J. and Wall, G.J., 1997. Energy inputs for a combined tillage and liquid manure .injection system. Canadian Agricultural Engineering. 39, 289-295.* Michos, C.,  Mamolos, A., Menexes, G., Tsatsarelis, A, Tsirakogloud, V. and Kalburtji, A., 2012. Energy inputs, outputs and greenhouse gas emissions in organic, integrated and conventional peach orchards. Ecological Indicator. 13, 22–28.*Ministry of Energy (Iran), 2010. Energy balance sheet. Tehran, Iran.*Mohammadi A, Rafiee S, Jafari A, Keyhani A, Mousavi-Avval S.H. and Nonhebel S., 2014. Energy use efficiency and greenhouse gas emissions of farming systems in north Iran. Renewable and Sustainable Energy Review. 30, 724-733.*Mollayi, K. and Afzalnia, S., 2012. Determination of energy indices in wheat and rapeseed production in Eqlid Namdan plain. Journal of Plant Ecophysiology. 10, 26-36. (In Persian with English abstract).*Nemecek, T., Richthofen, J.S., Dubois, G., Casta, P., Charles, R. and Pahl, H., 2008. Environmental impacts of introducing grain legumes into European crop. European Journal of Agronomy. 28, 380-393.*Ozkan, B., Akcaoz, H. and Fert, C., 2004. Energy input –output analysis in Turkish agriculture.  Renewable Energy. 29, 39-51.*Pimental, D. and Pimental, M.H., 2008. Food, Energy and Society. Taylor and Francis. Milton Park, United Kingdom.* Rajabi, M.H., Soltani, A., Vhidnia, B., Zeinali, E. and Soltani, E., 2011. Evaluation of fuel consumption in wheat fields in Gorgan. Environmental Science. 9, 143-164.*     Rathke, G.W. and Diepenbrock, W., 2006. Energy balance of winter oilseed rape (Brassica napus L.) cropping as related to nitrogen supply and preceding crop. European Journal of Agronomy. 24, 35-44.*Rathke, G.W., Wienhold, B.J., Wilhelm, W.W. and Diepenbrock, W., 2007. Tillage and rotation effect on corn–soybean energy balances in eastern Nebraska. Soil and Tillage Research. 97, 60–70.*Roozbeh, M., Almasi, M. and Hemmati, A., 2002. Evaluation and comparison of energy requirements in different tillage methods for corn production. Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources. 9, 117-128. (In Persian with English abstract).*Safa, M. and Samarasinghe, S., 2012. CO2 emissions from farm inputs “case study of wheat production in Canterbury, New Zealand. Environmental Pollution. 171, 126-132.*Safa, M., Samarasinghe, S. and Mohsen, M., 2010. Determination of fuel consumption and indirect factors affecting it in wheat production in Canterbury, New Zealand. Energy. 35, 5400-5405.*Shamabadi, Z., 2012. Effect of low tillage methods on energy efficiency and rain fed wheat yield. Journal of Soil and Water Resources Conservation. 1, 69-78. (In Persian with English abstract).*Soltani, A., Maleki, M.H.M. and Zeinali, E., 2014. Optimal crop management can reduce energy use and greenhouse gases emissions in rainfed canola production. International Journal of Plant Production. 8, 587-604.*Soltani, A., Rajabi, M.H., Zeinali, E. and Soltani, E., 2013. Energy inputs and greenhouse gases emissions in wheat production in Gorgan, Iran. Energy. 50, 54 -61.*Soni, P., Taewichit, C. and Salokhe, V.M., 2013. Energy consumption and CO2 emissions in rainfed agricultural production systems of Northeast Thailand. Agricultural System. 116, 25–36.*Strapatsa, A.V., Nanos, G.D. and Tsatsarelis, C.A., 2006. Energy flow for integrated apple production in Greece. Agriculture, Ecosystems, Environment. 116, 176-180.*Taghavifar, H. and Mardani, A., 2015. Energy consumption analysis of wheat production in West Azerbaijan utilizing life cycle assessment (LCA). Renewable Energy. 74, 208-213.*Tipi, T., Cetin, B. and Vardar, A., 2009. An analysis of energy use and input costs for wheat production in Turkey. Journal of Agricultural Environment. 7, 352-356.*Turhan, S., Cananozbag, B. and Rehber, E., 2008. A comparison of energy use in organic and conventional tomato production. Journal of Food and Agriculture Environment. 6, 318-321.*Tzilivakis, J., Warner, D.J., May, M., Lewis, K.A. and Jaggard, K., 2005. An assessment of the energy inputs and greenhouse gas emission in sugar beet (Beta vulgaris) production in the UK. Agricultural System. 85, 101-119.*Wang, C., Li, X., Gong, T. and Zhang, H., 2014. Life cycle assessment of wheat-maize rotation system emphasizing high crop yield and high resource use efficiency in Quzhou County. Journal of the Cleaner Production. 68, 56-63.*West, T.O. and Marland, G., 2002. A synthesis of carbon sequestration, carbon emissions, and net carbon flux in agriculture: comparing tillage practices in the United States. Agriculture, Ecosystems and Environment. 91, 217-232.*Zentner, R.P., Lafond, G.P., Derksen, D.A., Nagy, C.N., Wall, D.D. and May, W.E., 2004. Effects of tillage method and crop rotation on non-renewable energy use efficiency for a thin Black Chernozem in the Canadian Prairies. Soil and Tillage Research. 77, 125–136.*Zugec, I., Stipesevic, B. and Kelava, I., 2011. Rational soil tillage for cereals (winter wheat- Triticum aestivum L. and spring barley-Hordem vulgar L.) in eastern Croatia. In: Proceedings of the 15th ISTRO Conference, 2nd-7th July, Fort Worth, Texas. pp. 57-64.*
شماره صفحه :
از 17 تا 38


نویسندگان مقاله :
نویسندهترتیب نویسندهدانشگاه / سازمان/ موسسهدانشگاه / سازمان/ موسسه ( لاتین )سمتپست الکترونیکیمدرک تحصیلی
نصیبه رضوان طلب 1دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان  afshin.soltani@gmail.com 
افشین سلطانی
(نویسنده مسئول)
2دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان  afshin.soltani@gmail.com 
ابراهیم زینلی 3دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان  afshin.soltani@gmail.com 
علیرضا فروغی نیا 4شرکت ملی پخش فرآورده های نفتی ایران  afshin.soltani@gmail.com 

کلیه حقوق این وب سایت برای دوفصلنامه علمی- پژوهشی کشاورزی بوم شناختی محفوظ می باشد .