۲۱۵۵۴پ
per
ارزیابی چرخه حیات (LCA) پنبه با تجزیه و تحلیل انرژی در روش های مختلف خاک ورزی سنتی و حفاظتی
Life Cycle Assessment (LCA) of Cotton by Analyzing Energy under Different Traditional and Conservation Tillage Methods
/فریدون کشاورزپور لنبر
: کشاورزی
، ۱۳۹۸
، راشدی
۱۱۳ص
چاپی - الکترونیکی
دکتری
مهندسی مکانیزاسیون کشاورزی گرایش انرژی در کشاورزی
۱۳۹۸/۰۴/۳۱
تبریز
پنبه یکی از محصولات استراتژیک کشور بوده و منطقه ورامین در استان تهران و استان گلستان سابقه طولانی در کشت این محصول دارند .متاسفانه کشاورزان طی سال‌صهای گذشته توجه کم‌صتری به کشت این محصول نموده‌صاند .اما خوشبختانه پنبه از سال ۱۳۹۴ به بعد جزو ده محصول استراتژیک دولت و برنامه‌صریزان سازمان تحقیقات کشاورزی قرار گرفته است .این مطالعه به‌صمنظور تعیین چرخه حیات پنبه با تجزیه و تحلیل انرژی از مرحله تهیه بستر بذر تا مرحله پس از برداشت صورت گرفته است که شامل محاسبه مصرف انرژی از مزرعه در روش‌صهای مختلف خاک‌صورزی، استحصال روغن،کرک‌صگیری بذر پنبه به‌صمنظور کشت مجدد و تعیین مقدار انتشار گازهای گلخانه‌صای) که در کشاورزی عموما شامل گاز دی‌صاکسید کربن است (بود .تعیین مقدار انرژی مصرف شده در روش‌صهای مختلف خاک‌صورزی حفاظتی در کشت پنبه در شهرستان ورامین انجام گردید و تعیین مقدار انرژی در مرحله جدا کردن الیاف از دانه پنبه و هم‌صچنین روغن‌صکشی از دانه پنبه در کارخانه روغن‌صکشی ورامین انجام شد .در این مطالعه تیمارهای خاک‌صورزی شامل :خاک‌صورزی مرسوم، کم‌صخاک‌صورزی) دوبار دیسک + لولر + ایجاد جوی و پشته + آبیاری و کاشت(، حداقل-خاک‌صورزی) خاک‌صورز مرکب + لولر + ایجاد جوی و پشته + آبیاری و کاشت (و بی‌صخاک‌صورزی) کاشت مستقیم توسط ردیف-کار (بودند .آزمایشات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند .مقدار مصرف نهاده‌صهای آبیاری، کودهای شیمیایی و سموم در تمام تیمارهای خاک‌صورزی به صورت یکسان بوده است .نتایج به‌صدست آمده نشان دادند که تیمار خاک‌صورزی مرسوم با میانگین عملکرد ۴/۳۶۳۶ کیلوگرم وش پنبه در هکتار دارای بیش‌صترین مقدار و تیمار بی‌صخاک‌صورزی با میانگین ۳/۱۷۵۳ کیلوگرم وش پنبه در هکتار دارای کم‌صترین مقدار بود .از نظر مقدار مصرف انرژی در روش‌صهای مختلف خاک-ورزی از مزرعه تا دروازه مزرعه، خاک‌صورزی مرسوم دارای بیش‌صترین مقدار (۳۳ گیگاژول بر هکتار (و تیمار بی‌صخاک‌صورزی دارای کم‌صترین مقدار (۲۹ گیگاژول بر هکتار (شد .بیش‌صترین انرژی مصرفی مستقیم مربوط به سوخت دیزل بود که این مقدار در روش‌صهای مختلف خاک‌صورزی) خاک‌صورزی مرسوم، کم‌صخاک‌صورزی، حداقل‌صخاک‌صورزی و بی‌صخاک‌صورزی (به‌صترتیب با مقادیر۷/۴ ،۲/۳ ، ۷/۲ و ۱/۲ گیگاژول بر هکتار محاسبه گردید .از بین نهاده مصرفی غیر مستقیم، کود نیتروژن دارای بیش‌صترین مصرف انرژی با مقدار۶/۱۵ - GJ ha ۱شد .نتایج نشان داد که روش خاک‌صورزی مرسوم دارای بیش‌صترین کارایی و بهره‌صوری انرژی از مزرعه به ترتیب با مقادیر ۳۵/۲ مگاژول بر مگاژول و ۱۱/۰ کیلوصگرم بر مگاژول و روش بی‌صخاک‌صورزی نیز دارای کم‌صترین مقدار کارایی و بهره‌صوری انرژی به ترتیب ۲۸/۱ مگاژول بر مگاژول و ۰۶/۰ کیلوصگرم بر مگاژول گردید .بیش‌صترین شدت انرژی در روش بی‌صخاک‌صورزی (۶۶/۱۶ مگاژول بر کیلوصگرم (و کم‌صترین آن در روش خاک‌صورزی مرسوم با مقدار ۹ مگاژول بر کیلوصگرم به‌صدست آمد .با توجه به نتایج به‌صدست آمده در این مطالعه، مقدار انرژی مصرف شده برای تولید یک کیلوصگرم وش پنبه ۹ مگاژول، یک کیلوصگرم دانه پنبه در مزرعه و کارخانه ۳۳/۹ مگاژول، یک کیلوصگرم الیاف پنبه در کارخانه روغن‌صکشی معادل ۵۶/۰ مگاژول شد .با تخصیص کل انرژی مصرف شده در فرآیند استحصال روغن، مقدار انرژی مصرف شده برای تهیه یک لیتر روغن معادل ۴۷/۷ مگاژول بر لیتر محاسبه شد .با توجه به اهمیت کنجاله پنبه‌صدانه در مصرف دام، در صورت تخصیص انرژی ۵۰ درصد مصرف انرژی به روغن و ۵۰ درصد دیگر به کنجاله پنبه‌صدانه، مقدار انرژی مصرف شده برای تهیه یک لیتر روغن معادل ۸/۴ مگاژول به‌صدست خواهد آمد .بیش‌صترین مقدار انتشار گاز گلخانه‌صای در خاک‌صورزی مرسوم منطقه معادل ۱۲/۱۲۰۴ کیلوگرم دی‌صاکسید کربن در هکتار و کم‌صترین آن در روش بی‌صخاک‌صورزی معادل ۱۰۳۷ کیلوگرم دی‌صاکسید کربن در هکتارشد .مقدار انتشار گاز گلخانه‌صای دی‌صاکسید کربن در کارخانه روغن‌صکشی برای جدا کردن الیاف از دانه پنبه معادل ۳۲/۲۰۸ کیلوگرم دی‌صاکسید کربن در ساعت و برای روغن‌صکشی از دانه پنبه در کارخانه روغن‌صکشی معادل ۶۸/۲۵۱ کیلوگرم دی‌صاکسید کربن در ساعت محاسبه شد .مجموع مقدار انتشار گاز دی‌صاکسید کربن در کارخانه روغن‌صکشی از دروازه مزرعه تا اتمام مرحله روغن‌صکشی معادل ۴۶۰ کیلوگرم دی-اکسید کربن در ساعت گردید .مقدار نشر گازهای گلخانه‌صای برای یک کیلوصگرم دانه دانه‌صپنبه کرک‌صگیری شده۲۷/۱ ، الیاف سفید پنبه از مزرعه۹۵/۰ و یک لیتر روغن در کارخانه روغن‌صکشی ۵۵/۰ کیلوصگرم دی‌صاکسید کربن شد .نتایج تحقیقاتی این مطالعه نشان داد که کارایی و بهره‌صوری انرژی در روش خاک‌صورزی مرسوم نسبت به سایر روش‌صهای خاک‌صورزی بیش‌صتر و شدت انرژی آن کم-تر بوده و مقدار افزایش انتشار گازهای گلخانه‌صای) دی‌صاکسید کربن در هکتار (روش خاک‌صورزی مرسوم منطقه در مقایسه با سایر روش‌صهای خاک‌صورزی خیلی کم بود و می‌صتوان روش خاک‌صورزی مرسوم منطقه را توصیه نمود
tillage method has the lowest efficiency and Productivity energy with the values respectively (۱.۲۸ MJ/MJ and ۰.۰۶ Kg/Mg). The highest energy intensity was obtained in the No tillage method (۱۶.۶۶ MJ/kg) and the lowest it was obtained in the conventional tillage method with the amount of ۹ MJ/kg. According to research results, the amount of energy used to produce one kg of cotton and ۹ MJ of cotton, one kg of cotton seed in the field and factory ۹.۳۳ MJ, one kg of cotton fiber at the lubrication plant was ۰.۵۶ MJ. By allocating the total energy consumed in the process of extracting oil, the amount of energy used to prepare one liter of oil was ۴۷.۷ MJ/l. Considering the importance of cottonseed meal in livestock consumption, if energy consumption of ۵۰ was allocated to oil and ۵۰ to cottonseed meal, the amount of energy consumed for one liter of oil was ۴.۸ MJ. the highest amount of greenhouse gas emissions in the conventional tillage was ۱۲۰۴.۱۲ kg CO۲/ha, and the lowest it was ۱۰۳۷ kg CO۲/ha. the amount of greenhouse gas emissions from carbon dioxide at the lubrication plant is ۲۰۸.۳۲ kg of carbon dioxide per hour and for the lubrication of cotton seed in a lubrication plant, were calculated equivalent to ۲۵۱.۶۸ kg of carbon dioxide in Hours. The total amount of carbon dioxide emissions in the oil mill from the farm gate until the completion of the extraction step was ۴۶۰ kg CO۲/h. The amount of greenhouse gas emission for one kg of shredded cotton seed was ۱.۲۷, white cotton fiber from the farm was ۰.۹۵ and one liter of oil in the oiling plant was ۰.۵۵ kg of carbon dioxide. The results of this study indicate that efficiency and Productivity energy in conventional tillage method were higher than other tillage methods and its intensity were lower and the amount of greenhouse gas (carbon dioxide per hectare) increase in conventional tillage method in Comparison with other tillage methods was very low and conventional tillage method can be recommended in Varamin areaصtillage treatment had the lowest amount (۲۹ GJ/ha) between the other tillage treatments. The maximum direct energy consumption was related to diesel fuel, which were calculated in different methods of tillage (CT, RT, MT and NT) with values of ۴.۷, ۳.۲, ۲.۷ and ۲.۱ GJ/ha. Among the indirect inputs, nitrogen fertilizer has the highest energy consumption with a ۱۵.۶ GJ ha-۱.According to the results of this study, conventional tillage method has the highest efficiency and Productivity energy from field with the values respectively (۲.۳۵ MJ/MJ and ۰.۱۱ Kg/MJ) and the NoصCotton is one of the strategic products of the country and the Varamin region of Tehran and Golestan province which has a long history of cultivating this product. Unfortunately, farmers have been paying less attention in the past years. In other hands, cotton has been among the top of the ten government strategic planners and agribusiness planners since ۱۳۹۴. This study was carried out to determine the life cycle of cotton by analyzing energy from the seedbed preparation stage to the post-harvest stage, included calculating energy consumption on the farm in different soil tillage methods, oil extraction, cracking. Cotton seeds were introduced in order to re-cultivate and determine the amount of greenhouse gas emissions (the highest amount of greenhouse gas in agriculture is carbon dioxide gas). Cotton cultivation determination of the amount of energy consumed in different methods of Conservation tillage was done in Varamin region. Determination of the amount of energy in the separation of cotton fibers from cotton seeds and also the lubrication of cotton seed was done in a Tehran-based lubrication plant. Tillage treatments in this study were including, moldboard plow + two passes of disk harrow as conventional tillage (CT), two passes of disk harrow as reduced tillage (RT), one pass of chisel plows pickups as minimum tillage (MT) and no-tillage (NT) as direct drilling method. Tillage treatments were evaluated in a randomized complete block design with three replications. The amount of irrigation, chemical fertilizers and pesticides inputs was the same in all tillage treatments. The statistical results of the study indicated that the conventional tillage were endowed with maximum cropping yield (۳۶۳۶/۴ kg per hectare). and no tillage had minimum rate (۱۷۵۳/۳ kg per hectare). In terms of energy consumption in different tillaging methods from field to farm gate, conventional tillage had the highest among (۳۳ GJ/ha) and the no
Life Cycle Assessment (LCA) of Cotton by Analyzing Energy under Different Traditional and Conservation Tillage Methods
کشاورزپور لنبر، فریدون
Keshavarzpour Lonbar, Fereydoun
عجب شیرچی، یحیحی، استاد راهنما
میسمی، محمدعلی، استاد راهنما
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
