ارزیابی جریان انرژی و انتشار گازهای گلخانه‌ای در تولید گیاهان علوفه‌ای در شرایط دیم شهرستان رشت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش تحقیقات اصلاح و تهیه بذر، مؤسسه تحقیقات برنج کشور، رشت، ایران.

2 بخش تحقیقات اصلاح و تهیه بذر، مؤسسه تحقیقات برنج کشور، رشت، ایران

چکیده
استفاده بهینه از انرژی یکی از مؤلفه‌های اصلی کشاورزی پایدار است. به‌منظور بررسی جریان انرژی و انتشار گازهای گلخانه‌ای در تولید گیاهان علوفه‌ای در شرایط دیم شهرستان رشت، آزمایشی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار طی دو سال زراعی 1404-1402 در مزرعه پژوهشی مؤسسه تحقیقات برنج کشور در شهرستان رشت به اجرا درآمد. تیمارهای آزمایشی شامل هشت گیاه علوفه‌ای (شبدر برسیم، خردل علوفه‌ای، جو، تریتیکاله، گلرنگ علوفه‌ای، ماشک، نخود علوفه‌ای و باقلا) و کشت مخلوط تریتیکاله + ماشک (50 درصد تریتیکاله و 50 درصد ماشک) بودند. نتایج نشان داد که سوخت و کود نیتروژن نسبت به سایر نهاده‌های انرژی، سهم بیشتری در تولید محصولات علوفه‌ای داشتند. در بین گیاهان علوفه‌ای، تریتیکاله با میانگین‌های ۲۴۹۹۷ مگاژول در هکتار و ۷۶۵ کیلوگرم معادل CO2 در هکتار و خردل علوفه‌ای با میانگین‌های ۲۲۵۷۲ مگاژول در هکتار و ۷۲۰ کیلوگرم معادل CO2 در هکتار به‌ترتیب بیشترین انرژی ورودی و انتشار گازهای گلخانه‌ای را دارا بودند. بر اساس نتایج، کشت مخلوط تریتیکاله + ماشک بالاترین نسبت انرژی (64/7)، بهره‌وری انرژی (65/0 کیلوگرم بر مگاژول) و انرژی خالص (131719 مگاژول در هکتار) را به خود اختصاص داد. در بین نهاده‌های مختلف انرژی دخیل در کل انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از تولید محصولات علوفه‌ای، سوخت و کود نیتروژن بیشترین نقش را داشتند. بنابراین، کاهش مصرف سوخت، مدیریت بهینه کود نیتروژن و کشت لگوم‌های علوفه‌ای (به‌دلیل توانایی آن‌ها در تثبیت نیتروژن) می‌توانند به افزایش بهره‌وری انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از تولید علوفه در شالیزار کمک نمایند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

Bahrami, H., Taki, M., & Monjezi, N. (2011). Optimization of energy consumption for wheat production in Iran using data envelopment analysis technique. African journal of agricultural research, 6(27), 5978- 5986. https://doi.org/10.5897/AJAR11.1117
 
Bielski, S., Dubis, B., & Jankowski, K. (2015). The energy efficiency of production and conversion of winter triticale biomass into biofuels. Przemysl Chemiczny, 94(10), 1798-1801.
Imanmehr, A. (2019). Investigation of energy efficiency and greenhouse gas emissions of safflower production in terms of environment. Journal of Researches in Mechanics of Agricultural Machinery, 8(1), 77-87. (In Persian).
 
Javadi, H., & Esfahani, S. M. J. (2023). Energy flow and greenhouse gases emission of crop production systems in south Khorasan province. Journal of Environmental Science and Technology, 24(10), 1-17. (In Persian). https://doi.org/10.30495/jest.2023.66462.5642
 
Khan, S., Khan, M., & Latif, N. (2010). Energy requirements and economic analysis of wheat, rice and barley production in Australia. Soil and Environment, 29(1), 61–68.
 
Khodaei Joghan, A., Taki, M., & Matoorian, H. (2022). Evaluating energy productivity, greenhouse gas emission, global warming potential and sustainability index of Wheat and Rapeseed agroecosystems in Khorramshahr. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 32(1), 309-324. https://doi.org/10.22034/saps.2021.44507.2634
 
Khodarezaie, E., Khoshbakht, K., Veisi, H., & Nazari, M. R. (2023). Study of the energy flow and Global Warming Potential (GWP) of alfalfa and maize silage production with different water supply sources (a case study: Qazvin Plain). Advanced Environmental Sciences, 21(3), 1-30. https://doi.org/10.48308/envs.2022.1118
 
Kitani, O. (1999). Energy and Biomass Engineering. CIGR, handbook of agricultural engineering, vol. V. St Joseph, MI: ASAE Publication.
 
Kokten, K., Cacan, E., Gokdogan, O., & Firat Baran, M. (2017). Determination of energy balance of common vetch (Vicia sativa L.), hungarian vetch (Vicia pannonica C.) and narbonne vetch (Vicia narbonensis L.) production in Turkey. Legume Research, 40(3), 491-496. https://doi.org/10.18805/lr.v0i0.6842
 
Lal, R. (2004). Soil carbon equestrian impacts on global climate change and food security. Science, 304(5677), 1623-1627. https://doi.org/10.1126/science.1097396
 
Liu, L., Langer, V., Høgh-Jensen, H., & Egelyng, H. (2010). Life Cycle assessment of fossil energy use and greenhouse gas emissions in Chinese pear production. Journal of Cleaner Production, 18(14), 1423-1430. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2010.05.025
 
Meena, V., Dotaniya, M. L., Meena, M. D., Jat, R. S., Meena, M. K., Choudhary, R. L., Meena, H. S., Meena, B. L., Meena, P. D., Rai, P. K., Singh, V. V. (2025). Energy budget and carbon footprint nder diverse nitrogen management modules in mustard (Brassica juncea L.) production under subtropical climate. PLoS One, 20(10), e0332754. https:// doi.org/10.1371/journal.pone.0332754
 
Mohammadi, A., Rafiee, S., Jafari, A., Keyhani, A., Mousavi-Avval, S. H., & Nonhebel, S. (2014). Energy use efficiency and greenhouse gas emissions of farming systems in north Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 30, 724-733. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.11.012
 
Nabavi Pelesaraei, A, Shaker Kouhi, S., & Bagher Dehpour, M. (2013). Modeling and optimization of energy inputs and greenhouse gas emissions for eggplant production using artificial neural network and multi-objective genetic algorithm. International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research, 1(11), 1478-1489.
 
Qasemi-Kordkheili, P., Taki, M., Kazemi, N., & Hemmati, A. (2013). Energy input-output and economic analysis for soybean production in Mazandaran province of Iran. Agriculture, 56, 13246-13251.
 
Rabiee, M., Majidian, M., Alizadeh, M. R., & Kavoosi, M. (2021). Evaluation of energy use efficiency and greenhouse gas emission in rapeseed (Brassica napus L.) production in paddy fields of Guilan province of Iran. Energy, 217, 119411. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.119411
 
Rabiee, M., Hosseini Chaleshtori, M., Shaker kouhi, S., & Akbarzadeh, E. (2026). The comparison of qualitative and quantitative yield and economic indices of forage crops as a second crop in rotation after rice. Iranian Journal of Field Crop Science, 57(2), 43-55. (In Persian). https://doi.org/10.22059/ijfcs.2025.405110.655164
 
Rabiee, M., & Shaker kouhi, S. (2025). Best intercropping systems after rice harvesting in paddy fields of Guilan province. Strategic Research Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources, 10(1), 33-44. (In Persian). https://doi.org/10.22047/srjasnr.2025.218189
 
Rahmati, M., Sepahvand, M., Ahmadi, A., Bahadori, M., Mohammad Alipour, Z., & Farhadinejad, A. M. (2024). Evaluation of energy-economic and environmental indexes in two methods of rainfed fodder production in Khorramabad County. Journal of Researches in Mechanics of Agricultural Machinery, 13(4), 1-12. (In Persian). https://doi.org/10.22034/jrmam.2024.14659.695
 
Raja, W., Bhat, M. A, Allie B. A., Jehangir, I. A., Hussain, A., Saad, A. A., & Mir, M. S. (2022). Nutrient use efficiency and productivity of field pea (Pisum sativum L.) influenced by combined nitrogen and sulphur application. Legume Research, 45(4), 497-501. https://doi.org/10.18805/LR-4753
 
Seydosoglu, S., Firat Baran, M., Turan, N., Alfarraj, S., & Albasher, G. (2023). Greenhouse gas emission and energy analysis of vetch (Vicia sativa L.) cultivation. Journal of King Saud University- Science, 35(3), 1-5. https://doi.org/10.1016/j.jksus.2023.102541
 
Springmann, M., & Freund, F. (2022). Options for reforming agricultural subsidies from health, climate, and economic perspectives. Nature Communications, 13, 82. https://doi.org/10.1038/s41467-021-27645-2
 
Soltani, A., Rajabi, M. H., Zeinali, E., & Soltani, E. (2013). Energy inputs and greenhouse gases emissions in wheat production in Gorgan, Iran. Energy, 50, 54-61. https://doi.org/10.1016/j.energy.2012.12.022
 
Szemplinski, W., Dubis, B., Lachutta, K. M., & Jankowski, K. J. (2021). Energy optimization in different production technologies of winter triticale grain. Energies, 14(4), 1003. https://doi.org/10.3390/en14041003
 
Taleghani, A., Almassi, M., & Ghahderijani, M. (2020). Environmental evaluation and optimization of energy use and greenhouse gases mitigation for farm production systems in Mashhad, Iran. Environmental Science and Pollution Research, 27, 35272–35283. https://doi.org/10.1007/s11356-020-09778-x
 
Tavakoli Kakhki, H., & Ghodsi, M. (2020). Evaluation of energy efficiency indices according to wheat (Triticum aestivum L.) based crop in conservation agricultural systems in temperate climate region (A case study: Gonabad). Journal of Agroecology, 12(3), 433-445. (In Persian). https://doi.org/10.22067/jag.v12i3.80119
 
Vafabakhsh, J., & Mohammadzadeh, A. (2019). Energy flow and GHG emissions in major field and horticultural crop production systems (Case Study: Sharif Abad Plain). Journal of Agroecology, 11, 365-382. (In Persian). https://doi.org/10.22067/jag.v11i2.81742
 
Yadav, G. S., Das, A., Lal, R., Babu, S., Meena, R. S., Saha, P., Singh, R., & Datta, M. (2018). Energy budget and carbon footprint in a no-till and mulch based rice–mustard cropping system. Journal of Cleaner Production, 191(4), 144-157. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.04.173
 
Zahedi, M., Eshghizadeh, H. R., & Mandani, F. (2014). Assessment of energy efficiency and economic indicators in the production of safflower in Isfahan province. Journal of ecological agriculture, 2(4), 53- 45. (In Persian).
 
Zangeneh, M., Omid, M., & Akram, A. (2010). A comparative study on energy use and cost analysis of potato production under different farming technologies in Hamadan province of Iran. Energy, 35(7), 2927-2933. https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.03.024