بررسی مولفه‌های انرژی و اثرات زیست‌محیطی در سامانه‌های مختلف زراعی تولید برنج (oryza sativa l.) با استفاده از روش ارزیابی چرخه‌ زندگی در مازندران

برنج (oryza sativa l.) به‌عنوان دومین محصول راهبردی پس از گندم، از جمله مهم‌ترین گونه های غلات در سراسر دنیا به‌شمار می رود. با توجه به افزایش نهاده های مصرفی در سامانه های متداول برنج، کنترل شیمیایی علف های هرز، آفات و بیماری های برنج و به تبع آن افزایش هزینه های مصرفی، آسیب های جبران‌ناپذیر زیست‌محیطی این دست از سامانه ها، همواره بر لزوم توجه هر چه بیشتر به سامانه های جایگزین از جمله کم‌نهاده و ارگانیک می افزاید. این پژوهش در مزارع برنج واقع در استان مازندران در شهرستان های بابل، فریدون کنار و آمل به‌عنوان قطب های تولید برنج استان مازندران در سال 1398 انجام شد. هر یک از سامانه های مورد نظر به لحاظ مولفه های انرژی و اثرات زیست محیطی بررسی شدند. در این پژوهش، اثرات زیست‌محیطی تولید برنج در سامانه های گوناگون زراعی با استفاده از روش ارزیابی چرخه زندگی (lca) و همچنین بررسی مولفه های انرژی و بهره وری انرژی در این سامانه ها طبقه بندی و کمّی سازی شده است. برای ارزیابی نشر گازهای گلخانه ای و مصرف انرژی در شالی‌زارها، اطلاعات مورد نیاز به‌صورت مصاحبه از تعداد 212 شالی کار با وسعت یک هکتار زمین زراعی گردآوری و مورد بررسی قرار گرفت. یافته های این پژوهش نشان داد که حداکثر میزان انرژی ورودی معادل 60225.42 مگاژول بر هکتار در سامانه های متداول و حداقل مقادیر آن معادل 18662.14 مگاژول بر هکتار به سامانه ارگانیک تعلق یافت. انرژی ورودی سوخت دیزل بیشترین سهم را در کل انرژی های ورودی دارا بود. بالاترین میزان بهره وری انرژی 0.17 کیلوگرم بر مگاژول و نسبت انرژی 2.57 به سامانه ارگانیک اختصاص یافت. همچنین، ارزیابی چرخه ی زندگی در تولید برنج نشان داد در گروه تاثیر زیست‌محیطی گرمایش جهانی با روش cml2 baseline به‌ازای تولید هر تن شلتوک در سامانه های متداول، کم‌نهاده و ارگانیک به‌ترتیب در حدود 2408.90، 1777.85 و 1193.79 کیلوگرم دی اکسیدکربن معادل به اتمسفر انتشار می یابد. انتشارات مستقیم ناشی از فعالیت های درون مزرعه ای در هر سه سامانه مورد مطالعه سهم عمده و اصلی را در افزایش گرمایش جهانی داشته اند. منشا این نوع آلایندگی ها احتراق دیزل مصرفی در ادوات کشاورزی و ماشین آلات و نیز انتشار دی‌اکسید نیتروژن، اکسیدهای نیتروژن دار و دیگر ترکیبات نیتروژن دار حاصل از مصرف کود نیتروژن می باشند. همچنین، نتایج نشان داد در جمع کل انتشارات، سامانه متداول بیشترین میزان انتشارات را داشته است و بعد از آن سامانه کم نهاده در جایگاه بعدی قرار دارد. بر اساس یافته ها، دو سامانه ارگانیک و کم‌نهاده به لحاظ زیست محیطی از اثرات منفی کمتری برخودار هستند. در این راستا، می توان از راهبردهای پایدار اکولوژیک از جمله کاهش خاک ورزی، استفاده از کودهای آلی و بیولوژیک به‌منظور کاهش اثرات زیست‌محیطی ناشی از مصرف بیش از حد نهاده ها به‌ویژه در سامانه های متداول بهره گرفت.

assessing the energy components and the environmental impacts of the different rice (oryza sativa l.) production systems using life cycle assessment (lca) method in mazandaran

introduction rice, as the second most strategic crop, is the most important cereal after wheat. in iran, rice is so essential that people consume it as part of their main meal at least once a day. due to the increase in consumption inputs in conventional paddy systems, chemical control of rice diseases and consequently increase in consumption costs, irreparable environmental damage of these systems, always adds to the need to pay attention to alternative systems. prediction of agricultural energy output and environmental impacts play the most important role in conservation of environment as well as energy management. a wide range of methods tapping into environmental performances related to agricultural activities have been proposed, among which the known life cycle assessment (lca) method is deemed mostly employed. as a standard method which aims for holistic evaluation of the environmental resources and impact, lca measures the process of a product’s entire life cycle, or in other words, the analysis of the possible environmental impacts any product bears during their life would be assessed by lca. materials and methods this research was conducted in rice fields located in mazandaran province in babol, fereydounkenar, and amol counties as the main rice paddy center of mazandaran province, in 2019 cropping season. each of the systems was examined in terms of energy components and environmental impacts. in this study, to classify and quantify the environmental effects of rice production in various cropping systems using lca method and also the energy components and energy efficiency in these systems are addressed. therefore, in order to evaluate the emission of greenhouse gases and energy in paddy fields, the required information was randomly collected some farms through direct interviews with the rice growers of mazandaran. in this regard, the sample size is calculated by using cochran’s formula. results and discussion the findings of this study showed that the maximum amount of input energy equal to 60225.42 mj / ha in conventional systems and the minimum values of 18662.14 mj / ha were allocated to the organic system. diesel fuel input energy had the largest share of total input energy. the highest energy efficiency of 0.17 kg per mj and energy ratio of 2.57 was allocated to the organic system. also, the evaluation of life cycle in rice production showed that in the global warming group of environmental impact by cml2 baseline method, for each ton of paddy produced in conventional, low-input and organic systems, respectively, about 2408.90, / 85.90, respectively. 1777 and 7993/1193 kg of carbon dioxide equivalent to the atmosphere are released. direct emissions from on-farm activities in all three studied systems have played a major role in increasing global warming. the source of these pollutants is the combustion of diesel used in agricultural implements and machinery, as well as the emission of nitrogen dioxide, nitrogen oxides and other nitrogenous compounds resulting from the use of nitrogen fertilizer. conclusion according to the results of this research work, from the environmental perspective, organic system has highly the best potential of being recommended following by low external input system in order to reach environmentally friendly agriculture as sustainable cultural operations in comparison with conventional cultivation practices.