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

وجود انرژی فسیلی ارزان و فراوان منجر به بهبود رفاه زندگی انسان و افزایش تولید غذا شده است، اما امروزه، مشکلات عمده ای در مورد سوخت-های فسیلی به وجود آمده است. این مشکلات شامل کمبود سوخت های فسیلی برای نسل های آینده، افزایش قیمت حامل های انرژی و مهم تر از همه انتشار گازهای گلخانه ای (مانند دی اکسید کربن، اکسید نیتروژن و متان) به اتمسفر ناشی از استفاده سوخت های فسیلی می باشد. کارآیی استفاده از انرژی یکی از مهمترین عوامل برای کشاورزی پایدار است. استفاده از سوخت های فسیلی و مصرف کودهای شیمیایی باعث تهدید محیط زیست گردیده است. مقایسه انرژی گیاهان زراعی یکی از روش هایی است که می تواند در اولویت بندی 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 علوفه ای (.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 به ‫ترتیب 20 و 15 کشاورز از طریق تکمیل پرسشنامه در محدوده شهرستان گرگان) اقدام به جمع آوری داده های مورد نیاز ماشین آلات و نهاده های مصرفی شامل بذر، کود، سوخت و سموم در دو محصول شد. برای برآورد مقدار مصرف انرژی در نهاده های مصرفی مثل کود، آفت کش ها، حشره کش ها میزان انرژی هرگرم ماده موثره در ضرایب مربوطه و وزن مخصوص آن ها ضرب گردید. سایر محاسبات انرژی مصرفی برای ورودی ها و خروجی های مورد استفاده در تولید و عملیات زراعی برای هر یک از روش ها با استفاده از ضرایب به دست آمده از منابع مختلف انجام شد. پس از آن داده های مورد نیاز در سه بخش مصرف سوخت، سوخت مصرفی و پتانسیل گرمایش جهانی ناشی از انتشار گازهای گلخانه ای بر مبنای معادل دی اکسید کربن محاسبه گردید. بیشترین انرژی ورودی در مزارع ذرت سیلویی و سورگوم علوفه ای به ترتیب با 2/23 و 7/24 درصد مربوط به مصرف کود پایه بود. همچنین بیشترین انرژی ورودی مستقیم در مزارع ذرت سیلویی و سورگوم علوفه ای مربوط به سوخت به-ترتیب برابر 3/27 و 4/31 بود. میزان انرژی خروجی در سورگوم علوفه ای بیشتر از ذرت سیلویی بود به طوری که میزان انرژی خروجی در سورگوم علوفه ای 56/315 گیگاژول در هکتار بیشتر از ذرت سیلویی بود که مهمترین دلیل این امر عملکرد بیشتر مزارع سورگوم علوفه ای است. نسبت انرژی خروجی به ورودی در ذرت بهاره و سورگوم علوفه ای به ترتیب برابر 3/4 و 6/15 محاسبه گردید. به عبارتی، راندمان انرژی در مزارع سورگوم علوفه ای بیشتر و این امر به دلیل عملکرد بالاتر و همچنین مصرف نهاده های کمتر در این محصول است. میزان بهره وری انرژی در کشت ذرت سیلویی کمتر سورگوم علوفه ای است (جدول6). دلیل این امر عملکرد پایین در واحد سطح (500/12 کیلو گرم ماده خشک در هکتار) و میزان انرژی ورودی بیشتر در مزارع ذرت سیلویی است. در هر دو محصول بیشترین پتانسل گرمایش جهانی به ترتیب مربوط به کود نیتروژن و سوخت مصرفی بود. بیشترین و کمترین پتانسیل گرمایش جهانی به ترتیب از مزارع ذرت سیلویی بهاره و مزراع سورگوم علوفه ای (به ترتیب 9/1845 کیلوگرم CO2 در هکتار و 1729 کیلوگرم CO2 در هکتار) به دست آمد. دلیل این موضوع مصرف کمتر نهاده های کشاورزی از جمله علف کش ها و حشره کش ها در مزراع سورگوم علوفه ای است. همچنین در هر دو محصول کمترین میزان تولید گازهای گلخانه ای 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 علوفه ای نشان می دهد که تفاوت بسیار قابل توجه بین دو محصول وجود دارد. به طوری که در کشت ذرت بهاره سیلویی پتانسیل گرمایش جهانی 1/12 برابر کشت سورگوم علوفه ای 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-کش ها و سموم حشره کش) است و از این لحاظ کشت سورگوم علوفه ای دارای اثرات زیست محیطی کمتری است. در هر دو محصول مصرف سوخت و کود درصد بالایی از انرژی مصرفی و تولید گازهای گلخانه ای را تشکیل می دهد بنابراین استفاده از ادواتی که باعث کاهش مصرف سوخت شوند توصیه می گردد و همچنین لزوم بررسی و تحقیق جهت کشت های تناوبی و استفاده از گیاهانی که قادر به تثبیت نیتروژن هستند آشکار می گردد.