Evaluation of Energy Consumption and Greenhouse Gas Emissions in Transplanted and Direct-Seeded Rice Production Systems in Gorgan

مقدمه: در استان گلستان به دلیل کاهش بارندگی و به دنبال آن کاهش سطح آب­های زیرزمینی، کشت محصولاتی مانند برنج با مشکلاتی مواجه شده است. استفاده از تکنیک­های کشت با مصرف کمتر آب و نهاده­های کشاورزی می­تواند راه­حل مناسبی برای این مشکل باشد. به همین منظور، مقایسه­ای بین سیستم­های سنتی با سیستم­های خشکه­کاری صورت گرفت. مواد و روش ها: جهت بررسی مصرف سوخت، انرژی و انتشار گازهای گلخانه­ای در محصول برنج نشایی و خشکه­کاری در شهرستان گرگان به تعداد ۳۰ مزرعه از طریق نمونه­برداری سیستماتیک-تصادفی در سال­های ۱۳۹۸ در نظر گرفته شد. داده های مورد نیاز توسط مصاحبه به صورت چهره به چهره با تولیدکنندگان این محصول و انجام یادداشت­برداری از کلیه عملیات زراعی گردآوری گردید. انرژی­های مصرف سوخت، نیروی انسانی، کاربرد ادوات و ماشین­آلات، سموم، کودهای شیمیایی و بذر بر اساس ضرایب مربوطه محاسبه شدند. میزان انرژی خروجی نیز با توجه به عملکرد شلتوک برنج محاسبه شد. . همچنین شاخص های انرژی از جمله شاخص کارایی مصرف انرژی، بهره­وری انرژی، انرژی ویژه و عملکرد انرژی خالص نیز محاسبه گردید. در این تحقیق برای محاسبه GWP، انتشار سه گاز گلخانه­ای دی­اکسیدکربن، اکسید نیتروس و متان ناشی از مصرف انرژی برای تولید نهاده­های کشاورزی و انجام عملیات مختلف زراعی مد نظر قرار گرفت. در نهایت کلیه محاسبات با استفاده از صفحه­گستر اکسل انجام شد. نتایج: نتایج نشان داد مجموع انرژی مصرفی در مزارع سنتی با چاه­های برقی نسبت به مزارع سنتی با چاه­های گازوییلی، ۱۵ درصد کمتر است. از طرفی در مزارع خشکه­کاری، استفاده از سیستم آبیاری بارانی یا تیپ اختلاف چندانی را نشان نداد. مصرف انرژی مستقیم در مزارع سنتی گازوییلی بیشترین میزان را داشت که نسبت به مزارع سنتی برقی، مزارع خشکه­کاری با سیستم بارانی و مزارع خشکه کاری با سیستم تیپ به ترتیب، ۳۴، ۷۱ و ۷۴ درصد بیشتر بود. کارایی مصرف انرژی در مزارع سنتی گازوییلی، برقی، خشکه­کاری با سیستم بارانی و سیستم تیپ، به ترتیب ۱۰/۵، ۳۵/۶، ۱۵/۱۳ و ۲۲/۱۳ بود. بهره­وری انرژی در سیستم سنتی گازوییلی کمترین و در هر دو سیستم خشکه­کاری بیشترین بود، به طوری که به ازای هر مگاژول انرژی مصرف شده در سیستم سنتی گازوییلی، برقی و خشکه­کاری به ترتیب ۱۶۰، ۲۰۰ و ۳۹۰ گرم محصول تولید شد که در واقع بیانگر بهره­وری انرژی بالاتر در مزارع خشکه­کاری بود. همچنین به ازای هر کیلوگرم محصول تولیدی در سیستم سنتی گازوییلی، برقی، خشکه­کاری با سیستم بارانی و تیپ به ترتیب ۹۵۰، ۸۰۰، ۴۳۰ و ۴۳۰ گرم معادل دی اکسیدکربن منتشر شد که در واقع سیستم­های سنتی نسبت به سیستم­های خشکه­کاری تقریبا ۲ برابر انتشار دی اکسیدکربن بیشتری داشتند. نتیجه گیری کلی: با بررسی انتشار گازهای گلخانه­ای ناشی از مصرف نهاده­ها چنین نتیجه شد که در سیستم سنتی گازوییلی، مصرف سوخت فسیلی، در سیستم سنتی برقی، خشکه­کاری با آبیاری بارانی و خشکه­کاری با تیپ، مصرف الکتریسیته بیشترین انتشار گازهای گلخانه­ای را در پی داشته است. بیشترین میزان انرژی مصرفی برای تولید برنج مربوط به آب آبیاری و مصرف کودهای شیمیایی می­باشد. الگو و مدیریت صحیح رژیم آبیاری در اراضی شالیزاری در کاهش مصرف آب و انرژی تاثیر زیادی دارد و از منظر انرژی مصرفی نیز در مناطق برنج­کاری شمال کشور مفید خواهد بود. همچنین با مصرف کودهای آلی، می­توان انرژی مصرفی مربوط به کودهای شیمیایی را کاهش داد که می­تواند برای پایداری بوم­نظام منطقه و نظام کاشت برنج مطلوب باشد.

کلیدواژه ها:

Electricity ، Energy productivity ، Energy use efficiency ، Fossil fuel ، الکتریسیته ، بهره وری انرژی ، سوخت فسیلی ، کارایی مصرف انرژی