مقایسه تولید ذرت سیلویی (Zea mays L.) و سورگوم علوفه‌ای (Sorghum bicolor L.) از لحاظ مصرف انرژی و پتانسیل گرمایش جهانی در شرایط آب و هوایی گرگان

وجود انرژی فسیلی ارزان و فراوان منجر به‌بهبود رفاه زندگی انسان و افزایش تولید غذا شده است، اما امروزه، مشکلات عمده‌ای در مورد سوخت-های فسیلی به‌وجود آمده است. این مشکلات شامل کمبود سوخت‌های فسیلی برای نسل‌های آینده، افزایش قیمت حامل‌های انرژی و مهم‌تر از همه انتشار گازهای گلخانه‌ای (مانند دی‌اکسید‌کربن، اکسید نیتروژن و متان) به اتمسفر ناشی از استفاده سوخت‌های فسیلی می‌باشد. کارآیی استفاده از انرژی یکی از مهمترین عوامل برای کشاورزی پایدار است. استفاده از سوخت‌های فسیلی و مصرف کودهای شیمیایی باعث تهدید محیط زیست گردیده است. مقایسه انرژی گیاهان زراعی یکی از روش‌هایی است که می‌تواند در اولویت‌بندی کشت گیاهان مختلف زراعی در هر منطقه به کار گرفته شود. برای انجام این بررسی دو محصول زراعی (ذرت سیلویی (Zea mays L.) و سورگوم علوفه‌ای (.Sorghum bicolor L)) انتخاب گردید. دلیل انتخاب این دو گیاه تشابهات متعددی (از جمله تاریخ کاشت مشابه، عملیات زراعی و مصرف) است که در این دو گیاه وجود دارد. برهمین اساس با مصاحبه با کشاورزان مختلف (برای ذرت سیلویی و سورگوم علوفه‫ای به‌‫ترتیب 20 و 15 کشاورز از طریق تکمیل پرسشنامه در محدوده شهرستان گرگان) اقدام به جمع‌آوری داده‌های مورد نیاز ماشین‌آلات و نهاده‌های مصرفی شامل بذر، کود، سوخت و سموم در دو محصول شد. برای برآورد مقدار مصرف انرژی در نهاده‌های مصرفی مثل کود، آفت‌کش‌ها، حشره‌کش‌ها میزان انرژی هرگرم ماده مؤثره در ضرایب مربوطه و وزن مخصوص آن‌ها ضرب گردید. سایر محاسبات انرژی مصرفی برای ورودی‌ها و خروجی‌های مورد استفاده در تولید و عملیات زراعی برای هر یک از روش‌ها با استفاده از ضرایب به‌دست آمده از منابع مختلف انجام شد. پس از آن داده‌های مورد نیاز در سه بخش مصرف سوخت، سوخت مصرفی و پتانسیل گرمایش جهانی ناشی از انتشار گازهای گلخانه‌ای بر مبنای معادل دی‌اکسید‌کربن محاسبه گردید. بیشترین انرژی ورودی در مزارع ذرت سیلویی و سورگوم علوفه‌ای به‌ترتیب با 2/23 و 7/24 درصد مربوط به مصرف کود پایه بود. همچنین بیشترین انرژی ورودی مستقیم در مزارع ذرت سیلویی و سورگوم علوفه‌ای مربوط به سوخت به-ترتیب برابر 3/27 و 4/31 بود. میزان انرژی خروجی در سورگوم علوفه‌ای بیشتر از ذرت سیلویی بود به‌طوری که میزان انرژی خروجی در سورگوم علوفه‌ای 56/315 گیگاژول در هکتار بیشتر از ذرت سیلویی بود که مهمترین دلیل این امر عملکرد بیشتر مزارع سورگوم علوفه‌ای است. نسبت انرژی خروجی به ورودی در ذرت بهاره و سورگوم علوفه‌ای به‌ترتیب برابر 3/4 و 6/15 محاسبه گردید. به‌عبارتی، راندمان انرژی در مزارع سورگوم علوفه‌ای بیشتر و این امر به‌دلیل عملکرد بالاتر و همچنین مصرف نهاده‌های کمتر در این محصول است. میزان بهره‌وری انرژی در کشت ذرت سیلویی کمتر سورگوم علوفه‌ای است (جدول6). دلیل این امر عملکرد پایین در واحد سطح (500/12 کیلو‌گرم ماده خشک در هکتار) و میزان انرژی ورودی بیشتر در مزارع ذرت سیلویی است. در هر دو محصول بیشترین پتانسل گرمایش جهانی به‌ترتیب مربوط به کود نیتروژن و سوخت مصرفی بود. بیشترین و کمترین پتانسیل گرمایش جهانی به‌ترتیب از مزارع ذرت سیلویی بهاره و مزراع سورگوم علوفه‌ای (به‌ترتیب 9/1845 کیلوگرم CO2 در هکتار و 1729 کیلوگرم CO2 در هکتار) به‌دست آمد. دلیل این موضوع مصرف کمتر نهاده‌های کشاورزی از جمله علف‌کش‌ها و حشره‌کش‌ها در مزراع سورگوم علوفه‌ای است. همچنین در هر دو محصول کمترین میزان تولید گازهای گلخانه‌ای مربوط به کود پتاسیم به میزان 5/39 کیلوگرم معادل CO2 در هر دو محصول بود. مقایسه مقادیر پتانسیل گرمایش جهانی بر اساس واحد وزن عملکرد محصول در هکتار برای ذرت سیلویی و سورگوم علوفه‌ای نشان می‌دهد که تفاوت بسیار قابل توجه بین دو محصول وجود دارد. به‌طوری‌که در کشت ذرت بهاره سیلویی پتانسیل گرمایش جهانی 1/12 برابر کشت سورگوم علوفه‌ای است. میزان انرژی ورودی و انتشار گازهای گلخانه‫ای در ذرت بهاره سیلویی بیشتر از سورگوم علوفه‫ای بود که ناشی از عملیات زراعی بیشتر (از جمله علف-کش‌ها و سموم حشره‌کش) است و از این لحاظ کشت سورگوم علوفه‌ای دارای اثرات زیست‌محیطی کمتری است. در هر دو محصول مصرف سوخت و کود درصد بالایی از انرژی مصرفی و تولید گازهای گلخانه‌ای را تشکیل می‌دهد بنابراین استفاده از ادواتی که باعث کاهش مصرف سوخت شوند توصیه می‌گردد و همچنین لزوم بررسی و تحقیق جهت کشت‌های تناوبی و استفاده از گیاهانی که قادر به تثبیت نیتروژن هستند آشکار می‌گردد.

Keywords:

انرژی ویژه , انرژی غیرمستقیم , سوخت , گاز‌های گلخانه‌ای