جریان انرژی و پتانسیل گرمایش جهانی در روش کشت نشایی و خشکه‌کاری برنج در سامانه‌های مختلف آبیاری

کارآیی استفاده از انرژی یکی از مهمترین عوامل برای کشاورزی پایدار است. در این پژوهش، در شهرستان گرگان استان گلستان، میزان ورودی و خروجی انرژی و پتانسیل گرمایش جهانی [1](gwp) در روش­های تولیدی کشت نشایی و کشت مستقیم برنج در سامانه­ های آبیاری بارانی، غرقابی و قطره­ای بررسی شد. با توجه به نتایج، میانگین انرژی ورودی و خروجی برای سامانه ­های مختلف آبیاری در تیمار نشا گلخراب بیشتر از تیمارهای دیگر بود و بیشترین میزان انرژی ورودی و خروجی مربوط به سامانه آبیاری قطره­ای به­ترتیب برابر36366 و 249971 مگاژول در هکتار بود. بیشترین سهم انرژی مصرفی در سامانه­های مختلف آبیاری و کشت متعلق به نهاده آب آبیاری و کودهای شیمیایی بود. همچنین، نتایج نشان داد که شاخص کارایی انرژی برای تیمارهای مختلف بین7/355/05 کیلوگرم برمگاژول بود. کارایی انرژی برای سامانه­های آبیاری تحت­فشار در روش نشا غیرگلخراب و برای سامانه­های آبیاری غرقابی در روش نشا گلخراب بیشتر بود. همچنین، بهره­وری انرژی تیمار­های مختلف بین 0/240/1 کیلوگرم بر مگاژول بود. با توجه به نتایج مقایسه میانگین، بهره­وری انرژی تیمارهای نشا گلخراب و نشا غیرگلخراب با هم اختلاف معنی­داری نداشته و بیشتر از تیمارهای خشکه­بذری بود. مقادیر انرژی ویژه و خالص انرژی برای تیمارهای مختلف به­ترتیب بین 10/24/29 مگاژول بر کیلوگرم و 213825112785 مگاژول بر هکتار بود. تیمار نشا گلخراب برای تمام سامانه ­های آبیاری بیشترین پتانسیل گرمایش جهانی را داشت. در کشت برنج، بیشترین سهم در پتانسیل گرمایش جهانی مربوط به استفاده از کود نیتروژن، سوخت و ادوات و ماشین­ آلات بود. نتایج مقایسه میانگین پتانسیل گرمایش جهانی در واحد سطح، وزن، انرژی ورودی و انرژی خروجی نشان داد که سامانه­ های آبیاری تحت­فشار با شیوه کشت نشا غیرگلخراب (به دلیل مصرف نهاده کمتر و عملکرد مشابه با کشت نشا گلخراب) می­توانند روش مناسبی برای کشت برنج و کاهش مصرف انرژی و پتانسیل گرمایش جهانی آن باشند. [1] global warming potential

Energy Flow and Global Warming Potential in Direct Seeded and Transplantation of Rice under Different Irrigation Systems

Energy efficiency is one of the most important factors for sustainable agriculture. This study explored the energy consumption and global warming potential for puddled transplanted (PTR), unpuddled transplanted, and directseeded rice (Oryza sativa L.) (DSR) production systems under sprinkler, flood, and drip irrigation systems in Gorgan City fields, Golestan Province, Iran. According to the results, the average energy input and output for different irrigation systems in puddled transplanted treatment was higher than the other treatments, while the highest input and output energy was related to drip irrigation system (36366 and 249971 MJ.h1). The highest energy consumption in different irrigation and cultivation systems was related to water and nitrogen fertilizer. The results also showed that energy use efficiency for different systems ranged from 5.05 to 7.35 kg.MJ1. Energy use efficiency for pressurized irrigation systems was higher in puddled transplanted treatment and for flood irrigation systems was higher in unpuddled transplanted treatment. Also, the energy productivities of different treatments were between 0.1 to 0.24 kg.MJ1, while the mean energy efficiencies of PTR and unpuddled transplanted treatments did not differ significantly and were more than DSR treatment. The specific energy and net energy for different treatments ranged from 4.29 to 10.2 MJkg1 and 112784 to 213825 MJ.ha1, respectively. The puddled transplanted treatment had the highest GWP for all irrigation systems. The largest share of GWP in rice cultivation was related to the use of nitrogen fertilizers, fuels, and machinery. The results of mean comparison of GWP per unit area, weight, input energy, and output energy showed that modern pressurized irrigation systems with unpuddled transplanted cultivation method (due to less input and a yield similar to PTR) can be a suitable method for rice cultivation to reduce energy consumption and global warming potential.