بررسی مؤلفه‌های انرژی و اثرات زیست‌محیطی در سامانه‌های مختلف زراعی تولید برنج (Oryza sativa L.) با استفاده از روش ارزیابی چرخه‌ زندگی در مازندران

نویسندگان

1 دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

2 پژوهشکده ژنتیک و زیست‌فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

3 گروه مکانیک بیوسیستم، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

4 گروه مهندسی مکانیزاسیون کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

5 دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

doi
10.22067/agry.2021.68179.1010
چکیده

برنج (Oryza sativa L.) به‌عنوان دومین محصول راهبردی پس از گندم، از جمله مهم‌ترین گونه­های غلات در سراسر دنیا به‌شمار می­رود. با توجه به افزایش نهاده­های مصرفی در سامانه­های متداول برنج، کنترل شیمیایی علف­های هرز، آفات و بیماری­های برنج و به تبع آن افزایش هزینه­های مصرفی، آسیب­های جبران‌ناپذیر زیست‌محیطی این دست از سامانه­ها، همواره بر لزوم توجه هر چه بیشتر به سامانه­های جایگزین از جمله کم‌نهاده و ارگانیک می­افزاید. این پژوهش در مزارع برنج واقع در استان مازندران در شهرستان­های بابل، فریدون­کنار و آمل به‌عنوان قطب­های تولید برنج استان مازندران در سال 1398 انجام شد. هر یک از سامانه­های مورد نظر به لحاظ مؤلفه­های انرژی و اثرات زیست­محیطی بررسی شدند. در این پژوهش، اثرات زیست‌محیطی تولید برنج در سامانه­های گوناگون زراعی با استفاده از روش ارزیابی چرخه زندگی (LCA) و همچنین بررسی مؤلفه­های انرژی و بهره­وری انرژی در این سامانه­ها طبقه­بندی و کمّی­سازی شده است. برای ارزیابی نشر گازهای گلخانه­ای و مصرف انرژی در شالی‌زارها، اطلاعات مورد نیاز به‌صورت مصاحبه از تعداد 212 شالی­کار با وسعت یک هکتار زمین زراعی گردآوری و مورد بررسی قرار گرفت. یافته­های این پژوهش نشان داد که حداکثر میزان انرژی ورودی معادل 42/60225 مگاژول بر هکتار در سامانه­های متداول و حداقل مقادیر آن معادل 14/18662 مگاژول بر هکتار به سامانه ارگانیک تعلق یافت. انرژی ورودی سوخت دیزل بیشترین سهم را در کل انرژی­های ورودی دارا بود. بالاترین میزان بهره­وری انرژی 17/0 کیلوگرم بر مگاژول و نسبت انرژی 57/2 به سامانه ارگانیک اختصاص یافت. همچنین، ارزیابی چرخه­ی زندگی در تولید برنج نشان داد در گروه­ تأثیر زیست‌محیطی گرمایش جهانی با روش CML2 baseline به‌ازای تولید هر تن شلتوک در سامانه­های متداول، کم‌نهاده و ارگانیک به‌ترتیب در حدود 90/2408، 85/1777 و 79/1193 کیلوگرم دی­اکسیدکربن معادل به اتمسفر انتشار می­یابد. انتشارات مستقیم ناشی از فعالیت­های درون مزرعه­ای در هر سه سامانه مورد مطالعه سهم عمده و اصلی را در افزایش گرمایش جهانی داشته­اند. منشأ این نوع آلایندگی­ها احتراق دیزل مصرفی در ادوات کشاورزی و ماشین­آلات و نیز انتشار دی‌اکسید نیتروژن، اکسیدهای نیتروژن­دار و دیگر ترکیبات نیتروژن­دار حاصل از مصرف کود نیتروژن می­باشند. همچنین، نتایج نشان داد در جمع کل انتشارات، سامانه متداول بیشترین میزان انتشارات را داشته است و بعد از آن سامانه کم­نهاده در جایگاه بعدی قرار دارد. بر اساس یافته­ها، دو سامانه ارگانیک و کم‌نهاده به لحاظ زیست­محیطی از اثرات منفی کمتری برخودار هستند. در این راستا، می­توان از راهبردهای پایدار اکولوژیک از جمله کاهش خاک­ورزی، استفاده از کودهای آلی و بیولوژیک به‌منظور کاهش اثرات زیست‌محیطی ناشی از مصرف بیش از حد نهاده­ها به‌ویژه در سامانه­های متداول بهره گرفت.