بررسی جریان انرژی و انتشار گازهای گلخانه‌ای در نظام‌های تولید برخی محصولات زراعی استان خراسان جنوبی

زمینه و هدف: در سال‌های اخیر مصرف بی‌رویه نهاده‌های کشاورزی موجب افزایش انرژی مصرفی و انتشار گازهای گلخانه‌ای شده است. لذا هدف این مطالعه بررسی جریان و انتشار گازهای گلخانه‌ای در نظام‌های تولید برخی محصولات زراعی خراسان جنوبی است. روش بررسی: در این پژوهش، جهت جمع‌آوری اطلاعات مورد نیاز شامل عملیات زراعی، نوع و میزان نهاده‌های مصرفی و عملکرد محصول از داده‌های سازمان جهاد کشاورزی خراسان جنوبی، پرسشنامه و مصاحبه حضوری با کشاورزان منطقه در سال 1398 استفاده شد. همچنین شاخص‌های انرژی ورودی، انرژی خروجی، انرژی خالص، انرژی مخصوص، کارایی مصرف انرژی، بهره‌وری انرژی، اشکال مختلف انرژی و پتانسیل گرمایش جهانی محاسبه و ارزیابی شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد در بین محصولات زراعی مورد مطالعه، بیشترین انرژی در فرآیند تولید یونجه (213101 مگا ژول در هکتار) استفاده شده است. همچنین بیشترین انرژی خروجی به‌ترتیب متعلق به محصولات چغندرقند (571200 مگا‌ژول در هکتار)، سورگوم علوفه‌ای (391920 مگا‌ژول در هکتار) و یونجه (120870 مگا‌ژول در هکتار) بود. بیشترین کارایی مصرف انرژی مربوط به محصولات چغندر‌قند (77/3) و سورگوم علوفه‌ای (72/2) بود. بوم نظام‌های یونجه (41566 کیلوگرم معادل co2 در هکتار)، چغندرقند (29179 کیلوگرم معادل co2 در هکتار) و سورگوم علوفه‌ای (27396 کیلوگرم معادل co2 در هکتار) به ترتیب بیشترین مقدار پتانسیل گرمایش جهانی را داشتند. مقایسه سهم ورودی‌های مختلف از کل پتانسیل گرمایش جهانی محصولات نشان داد که در تمام محصولات مورد مطالعه، نیروی الکتریسیته، کود نیتروژن و گازوئیل بیشترین نقش را در انتشار گازهای گلخانه‌ای ایفا می‌کنند. بحث و نتیجه‌گیری: با توجه به این‌که نیروی الکتریسیته و کود نیتروژن بیشترین سهم در انتشار گازهای گلخانه‌ای محصولات زراعی خراسان جنوبی را داشتند، لذا مدیریت و بهینه‌سازی آبیاری و استفاده از عملیات زراعی مناسب از جمله کشت کود سبز یا قرار دادن لگوم برای افزایش حاصلخیزی خاک به‌عنوان جایگزین کودهای شیمیایی به‌ویژه نیتروژن می‌تواند به‌عنوان راهکاری جهت کاهش انتشار گازهای‌ گلخانه‌ای در منطقه خراسان جنوبی باشد.

energy flow and greenhouse gases emission of crop production systems in south khorasan province

background and objective: in recent years, excessive use of agricultural inputs has increased energy consumption and greenhouse emissions. this study aims to investigate the energy flow and greenhouse gases emissions in the production systems of some crops in south khorasan province.material and methodology: in the current research, a questionnaire, as well as face-to-face interviews with the farmers in this region (2018), were used to collect the required information, including agricultural operations, the type and amount of consumed inputs and product performance. in the present research, input energy, output energy, net energy, specific energy, optimal energy consumption, energy efficiency indices, different forms of energy, and global warming potential were calculated and evaluated.findings: the results showed that the process of alfalfa production had the highest energy consumption. on the other hand, sugar beet (571,200 mj.ha-1), fodder sorghum (391,920 mj.ha-1) and alfalfa (120,870 mj.ha-1) have the highest energy output, respectively. a comparison of the studied products showed that rapeseed (27.6 mj.kg-1) and cotton (15.3 mj.kg-1) have the maximum specific energy index. the ecosystems of alfalfa (41566 kg co2eq.ha-1), sugar beet (29179 kg co2eq.ha-1), fodder sorghum (27396 kg co2eq.ha-1) had the maximum of global warming potential (gwp), respectively. comparing the share of different inputs from the total global warming potential of the products showed that electricity, nitrogen fertilizer, and diesel play the greatest role in greenhouse gas emissions in all the studied products.discussion and conclusions: since electricity and nitrogen fertilizer had the greatest role in the greenhouse gases emission from crops in south khorasan province, management and optimization of irrigation performance and appropriate agricultural activities such as green manure crops or legumes cultivation to increase soil fertility, can be a solution to reduce greenhouse gas emissions in the south khorasan region.