Comparison of energy indices and CO2 greenhouse gas emission in irrigated and rainfed canola in northern region of Iran

Subject Areas : Journal of Plant Ecophysiology

Ali Motavali ¹ ( گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران )
Saleh Yasor ² ( گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران )

Received: 2016-10-23 Accepted : 2017-01-09 Published : 2019-05-22

Keywords: Greenhouse gas, North of Iran, Global Warming, Energy Analyses,

Abstract :

Energy consumption and global warming and followed by climate change from by human activity that has been noticed a lot of research. This study investigates the energy consumption and CO2 greenhouse gas emissions in production of irrigated and rainfed canola (Brassica napus) in northern region of Iran and output energy indices were estimated. Data were collected from farmers in Mazandaran and Golestan provinces by random sampling method in years 2016. The results of the study showed that input energy in rainfed farming in Mazandaran and Golestan were 29.49 and 28.77 GJ/h and input energy in irrigated farming in Mazandaran and Golestan was 33.52 and 34.10 GJ/ha was calculated. The energy output was calculated in raidfed farming in Mazandaran and Golestan were 88.4 and 90.3 GJ/h and output energy in irrigated Farming in Mazandaran and Golestan were 82.27 and 82.25 GJ/ha. The highest and lowest value of energy ratio was obtained in production of canola 3.07 and 2.41 in rainfed and irrigated in Golestan province, respectively. Also the rate of production Co2 greenhouse gas was calculated in rainfed farming in Mazandaran and Golestan were 41715.04 kg/ha and 39968.60 kg/ha and reat of production CO2 greenhouse gas in irrigated farming in Mazandaran and Golestan were 46180.11 and 45011.62 kg/ha.

References:

آمار نامه کشاورزی سال زراعی93-1392، وزارت جهاد کشاورزی. 85 صفحه.

حیدرقلی نژادکناری م، حسن‌زاده قورت‌تپه ع، 1382. ارزیابی بیلان انرژی زراعت گندم دیم در استان مازندران. پژوهش و سازندگی، 16 (1): 63-65.

خجسته پور، م.، ع. طاهری راد و ا. نیکخواه. 1394. ارزیابی چرخۀ حیات تولید پنبه در استان گلستان مبتنی بر تولید زیست توده، انرژی، و کسب درآمد. مهندسی بیوسیستم ایران. جلد 46، شماره 2: 95-104.

 دستان، س.،  ا. سلطانی، ق. نورمحمدی و ح. مدنی. 1393. انتشار دی‌اکسید کربن و پتانسیل گرمایش جهانی ناشی از مصرف انرژی در نظام‌های کاشت شالیزاری. بوم شناسی کشاورزی. جلد 6، شماره 4: 823-835.

دهشیری، ع. 1378. کلزا. انتشارات دفتر تولید وبرنامه های ترویجی و انتشارات فنی معاونت ترویج. 64 صفحه.

رجبی، م. ح.، ا. سلطانی، ا. زینلی و ا. سلطانی. 1391. ارزیابی انتشار گازهای گلخانه ای و پتانسیل گرمایش جهانی ناشی از آن در تولید گندم در گرگان. مجله الکترونیک تولید گیاهان زراعی. جلد 5، شماره 3: 23-44.  

روحانی‌نژاد، م. ح.، ا. جوادی و م. شیرالی نژاد. 1390. بررسی سیر مصرف انرژی در تولید کلزا در شهرستان شوشتر. اولین همایش ملی مباحث نوین در کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوه، ساوه، ایران.

شیرالی نژاد، م و ر. مقدسی. 1389. بررسی سطح بهینه مزرعه در توجیه اقتصادی مالکیت ماشین های کشاورزی. مطالعه موردی شهرستان شوشتر. مجموعه مقالات ششمین کنگره ملی مهندسی ماشین های کشاورزی و مکانیزاسیون. پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران (کرج). 12 صفحه.

عالی‌مقام، م.، ا. سلطانی و ا. زینلی. 1393. مصرف سوخت، انرژی و انتشار گازهای گلخانه ‏ای ناشی از هر یک از عملیات زراعی در تولید سویا. نشریه تولید گیاهان زراعی. جلد 7، شماره 1: 1-23.

فیض‌بخش، م. ت.، و م. باقری. 1393. بررسی شاخصهای انرژی و پتانسیل گرمایش جهانی در تولید کلزا در گرگان، پژوهشنامه گیاهان دانه روغنی ایران. جلد 3، شماره 2: 33-46.

فیض‌بخش، م. ت.، و ا. سلطانی. 1392. جریان انرژی و پتانسیل گرمایش جهانی در مزارع ذرت دانه ای (شهرستان گرگان). جلد 6، شماره 3: 89-107.

کاظمی، ح. 1393. ارزیابی جریان انرژی در مزارع سویا در استان گلستان. پژوهشنامه گیاهان دانه روغنی ایران. جلد 3، شماره 1: 13-27.

کوچکی، ع. 1373. کشاورزی و انرژی (نگرشی اکولوژیک). انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد. 229 صفحه.

مختارپور، ح.، ر. به‌مرام و س. زیادلو. 1381. راهنمای کشاورزی در استان گلستان، انتشارات نوروزی. 132 صفحه.

ملائی، ک.، و ص. افضل نیا. 1391. تعیین شاخص‌های انرژی در تولید گندم و کلزا در کشت و صنعت دشت نمدان اقلید. مجله اکوفیزیولوژی گیاهی. جلد 4، شماره 1: 26-36.

نصریان، ن.، م. الماسی، س. مینایی، و ح. باخدا. 1384. مطالعه جریان انرژی در تولید نیشکر در واحد کشت و صنعت در جنوب اهواز، چهارمین کنگره ملی مهندسی ماشین های کشاورزی و مکانیزاسیون ایران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

Akcaoz, H., O. Ozcatalbas and H. Kizilay. 2009. Analysis of energy use for pomegranate production in Turkey. J Food Agri. Environ. 7: 475-480.

Banaeian, N.,  M. Omid and H. Ahmadi. 2011. Energy and economic analysis of greenhouse strawberry production in Tehran province of Iran. Energy Conv. Manag., 52(2): 1020-1025.

Canakci, M., M. Topakci, I. Akinci and A. Ozmerzi. 2005. Energy Use Pattern of Some Field Crops and Vegetable Production: Case Study for Antalya Regions Turkey. Energy Conv. Manag., 46: 366-655.

Dyer, J.A., and R.L. Desjardins. 2006. Carbon dioxide emissions associated with the manufacturing of tractors and farm machinery in Canada. Biosys. Eng., 93(1): 107-18.

Dyer, J.A., and R.L. Desjardins. 2003. Simulated farm fieldwork, energy consumption and related greenhouse gas emissions in Canada. Biosys. Eng., 85(4): 503-13.

Erdal, G., K. Esengun, H. Erdal and O. Gunduz. 2007. Energy use and economical analysis of sugar beet production in Tokat province of Turkey. Energy, 32: 35-41.

Hatirli, S.A., and B. Ozkan. 2006. Energy inputs and crop yield relationship in greenhouse tomato production. Renew. Energy, 31: 427-438.

Heidari, M.D., and M. Omid. 2011. Energy use patterns and econometric models of major greenhouse vegetable productions in Iran. Energy, 36: 220-225.

Khoshnevisan, B., S. Rafiee,  M. Omid, H. Mousazadeh and M.A. Rajaeifar. 2014. Application of artificial neural networks for prediction of output energy and GHG emissions in potato production in Iran. Agri. Sys., 123: 120-127.

Khoshnevisan, B., S. Rafiee, M. Omid, M. Yousefi and M. Movahedi. 2013. Modeling of energy consumption and GHG (greenhouse gas) emissions in wheat production in Esfahan province of Iran using artificial neural networks. Energy, 52: 333-338.

Kitani, O. 1999. Energy and biomass engineering in: St. Joseph, M.A. (Ed.). CIGR Handbook Agri. Eng. p. 330.

Lal, R. 2004. Carbon emission from farm operations. Env. Int. 30(7): 981-90.

Mandal, K.G., K.P. Saha, P.K. Ghosh, K.M. Hati and K.K. Bandyopadhyay. 2002. Bioenergy and economic analysis of soybean-based crop production systems in central India. Biom. Bioe., 23: 337-345.

Mirhaji, H., M. Khojastehpour and M.H. Abaspour-fard. 2013. Environmental effects of wheat production in the Marvdasht region. J. Natural Env., 66(2): 223-232.

Mobtaker, H.G., A. Keyhani, A. Mohammadi, S. Rafiee and A. Akram. 2010. Sensitivity analysis of energy inputs for barley production. Agri. Eco. Env., 137: 367-372.

Mousavi-Avval, S.H., S. Rafiee, A. Jafari, A. Mohammadi. 2011b. Improving energy use efficiency of canola production using data envelopment analysis (DEA) approach. Energy, 36(5): 2765-2772.

Mousavi-Avval, S.H., S. Rafiee, A. Jafari and A. Mohammadi. 2011a. Energy flow modeling and sensitivity analysis of inputs for canola production in Iran. J. Clean. Prod., 19 (13):1464-1470.

Ovtit-Canavate, J., and J. L. Hernanz. 1999. Energy analysis and saving. In CIGR  Handbook of Agricultural Engineering. Energy and Biomass Engineering. ASAE Publication, MI., p. 13-23.

Rajaeifar, M.A., A. Akram, B. Ghobadian, S. Rafiee and M.D. Heidari. 2014. Energy-economic life cycle assessment (LCA) and greenhouse gas emissions analysis of olive oil production in Iran. Energy, 66: 139-149.

Rathke, G.W., B.J. Wienhold, W.W. Wilhelm and W. Diepenbrock. 2007. Tillage and rotation effect on corn–soybean energy balances in eastern Nebraska. Soil Till. Res., 97: 60-70.

Tzilivakis, J., D.J. Warner, M. May, K.A. Lewis and Jaggard, K. 2005. An assessment of the energy inputs and greenhouse gas emissions in sugar beet (Beta vulgaris) production in the UK. Agri. Sys., 85: 101-119.

Unakitan, G., H. Hurm and F. Yilmaz. 2010. An analysis of energy use efficiency of canola production in Turkey. Energy, 35 (9): 3623-3627.

Venturi, P. and G. Venturi. 2003. Analysis of energy comparison for crops in European agricultural systems. Biom. Bioe., 25: 235-255.