تعیین الگوی بهینه کشت ارقام برنج در راستای پایداری کشاورزی با تاکید بر کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای (مطالعه موردی: بیشه جنوبی شهرستان بابل)

اهداف: هدف مطالعه حاضر، بهینه یابی الگوی کشت ارقام برنج با هدف کاهش انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از مصرف کودهای شیمیایی و سوخت مصرفی در اراضی زراعی منطقه بیشه جنوبی شهرستان بابل با استفاده از مدل برنامه ریزی ریاضی چندهدفه می باشد .مواد و روش ها:در این مطالعه ابتدا از روش اپسیلون محدودیت برای حل مدل برنامه‌ریزی ریاضی چندهدفه شامل سه هدف حداکثرسازی سود زارعین منطقه(هدف اقتصادی)، کاهش مصرف آب و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از مصرف کود شیمیایی و سوخت فسیلی (اهداف محیط‌زیستی) استفاده شد و نهایتا با استفاده از روش حداکثر حداقل ها بهترین جواب از میان مجموعه پارتو انتخاب گردید. جامعه آماری پژوهش، زارعین منطقه بیشه جنوبی شهرستان بابل می‌باشند. داده‌های مربوطه از اداره جهاد کشاورزی منطقه و سازمان ساتبا، در سال 1400 جمع‌آوری شد، و با استفاده از نرم‌افزار matlab بهینه‌سازی مدل انجام شد. یافته ها:نتایج نشان داد که الگوی پیشنهادی بهینه به‌طور مناسب توانسته است اهداف مطالعه را تامین نماید. در وضعیت بهینه با اجرای الگوی پیشنهادی، سود زارعین منطقه به‌ازای هر هکتار از 574/34 به 578/62 میلیون ریال حدود 0/07 درصد نسبت به وضعیت فعلی در کل فصل زراعی، افزایش می‌یابد. همچنین نتایج مدل، مقدار بهینه مصرف انرژی را 3217 کیلووات ساعت به ازای یک هکتار صورت مصرف توام (84 درصد انرژی فسیلی و 16 درصد انرژی خورشیدی) در پمپاژ آب آبیاری پیشنهاد داد. مقدار بهینه مصرف آب نیز، 13760 مترمکعب برهکتار بدست آمد، که نسبت به وضعیت فعلی، 0/05 صرفه‌جویی در مصرف را نشان می‌دهد. در بخش آخر نتایج، با انتخاب الگوی بهینه پیشنهادی و سیستم پمپ ترکیبی فسیلی خورشیدی در آبیاری اراضی منطقه نسبت به شرایط فعلی، 0/09 درصد از میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای کاهش یافته است.نتیجه گیری: در شرایط بهینه پیشنهاد می شود رقم طارم بیشترین میزان سطح زیرکشت را به خود اختصاص دهد که این نتیجه با توجه به مصرف کمتر کود شیمیایی، آب و در نتیجه انرژی کمتر این رقم، همسو با اهداف کشاورزی پایدار می باشد. لذا تشویق و حمایت دولت از کشاورزان در زمینه استفاده از منابع انرژی های تجدیدپذیرهمچون انرژی خورشیدی در تامین سوخت کشاورزی و ترویج مقدار مصرف بهینه و مناسب نهاده های مهم تولید(آب و سوخت) و بهنگام آن، می تواند در کاهش زیان های محیطزیستی ناشی از کشاورزی نقش به سزایی داشته باشد

the optimal pattern of rice cultivation in the direction of agricultural sustainability with an emphasis on reducing greenhouse gas emissions (case study: south bisheh of babol city)

background and objective: the aim of the present study was to optimize the cultivation pattern of rice cultivars with the aim of reducing greenhouse gas emissions caused by the consumption of chemical fertilizers and fuel in the agricultural lands of the southern bisheh area of babol city using a multi-objective mathematical planning model.materials and methods: in this study, first, the epsilon constraint method is used to solve the multi-objective mathematical programming model, including three objectives: maximizing the profit of the farmers in the region (economic objective), reducing water consumption and reducing greenhouse gas emissions due to the use of chemical fertilizers and fossil fuels (environmental objectives). ) was used and finally, using the max-min method, the best solution was selected from the pareto set. the statistical population of the research are the farmers of south bisheh region of babol city. the relevant data were collected from the regional agricultural jihad department and the satba organization in 1400, and the model was optimized using matlab software.results: the results showed that the proposed optimal model was able to adequately meet the objectives of the study. in the optimal situation, with the implementation of the proposed model, the profit of the farmers of the region will increase from 574.34 to 578.62 million rials about 0.07 percent per hectare compared to the current situation in the entire cropping season. also, the results of the model suggested the optimal amount of energy consumption of 2864 kilowatt hours in the form of combined consumption (84% of fossil energy and 16% of solar energy) in irrigation water pumping. the optimal amount of water consumption was also 13760 cubic meters per hectare, which shows a savings of 0.05% percent compared to the current situation. in the last part of the results, by choosing the optimal cultivation pattern and the combined fossil-solar pump system in the irrigation of the region's lands, compared to the current conditions, the amount of greenhouse gas emissions has been reduced by 0.09%.conclusion :in optimal conditions, it is suggested that the tarem variety occupies the largest amount of cultivated area, which is in line with the goals of sustainable agriculture due to the less consumption of water, and as a result, less energy of this variety. due to the fact that the amount of savings in the consumption of chemical fertilizers, fossil fuels and the reduction of underground water pumping is significant compared to the change in the farmers' profit in the region and can have a good effect on the improvement of the environment. therefore, the government's encouragement and support to farmers in the field of using renewable energy sources such as solar energy in providing agricultural fuel and promoting the optimal and appropriate amount of consumption of important production inputs (water and fossil fuels) and its timing can reduce environmental losses. caused by agriculture to play a significant role.