ارزیابی توانایی بالقوه ترسیب کربن مزارع کلزا در استان خراسان رضوی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

2 عضو هیات علمی دانشگاه فردوسی مشهد

3 دانشجوی دکتری دانشگاه فردوسی مشهد و مربی دانشگاه هرمزگان

چکیده

سابقه و هدف
امروزه مشخص شده است که جابجایی و انتشار کربن در مخازن مختلف خاک، گیاه و جو، می­تواند نقش اساسی در پایداری بوم نظام­های کشاورزی و کاهش مشکلات زیست محیطی و بخصوص گرمایش جهانی و تغییر اقلیم داشته باشد. دی اکسید کربن یکی از مهمترین گازهای گلخانه­ای بوده که افزایش غلظت آن در جو سبب گرمایش جهانی و تغییر اقلیم شده است (8). ترسیب کربن افزایش کربن آلی خاک است که از طریق بهبود توزیع عمقی کربن آلی و تثبیت آن در خاک، یکی از ساده­ترین راهکارهای تخفیف غلظت این گاز محسوب می­شود (18و 52).
مواد و روش­ها
این مطالعه با هدف ارزیابی توانایی بالقوه ترسیب کربن در اندام­های مختلف هوایی و زیرزمینی کلزا (Brassica napus L.) به عنوان یکی از گیاهان زراعی دانه روغنی مهم منطقه خراسان رضوی در سال 1393 انجام شد. نمونه­برداری به روش تصادفی سیستماتیک از 10 مزرعه در قالب 30 پلات 5/0 متر مربعی در طول سه ترانسکت 50 متری اجرا گردید. برای تعیین ضرایب تبدیل ترسیب کربن در اندام­های هوایی و زیرزمینی شامل خورجین و بذر، ساقه، برگ و ریشه از روش احتراق استفاده شد. سپس پتانسیل ترسیب کربن اندام­های هوایی و زیرزمینی و زیرزمینی کلزا و خاک تعیین شد. پس از محاسبه میزان انتشار گازهای گلخانه‏ای شامل دی­ اکسید کربن (CO2)، اکسید نیتروژن (N2O) و متان (CH4) با استفاده از ضرایب انتشار، پتانسیل گرمایش جهانی تعیین گردید.
یافته­ها
بر اساس نتایج این آزمایش، میانگین عملکرد خورجین+بذر، ساقه، برگ و ریشه کلزا به ترتیب برابر با 46/33، 60/36، 54/17 و 91/22 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. میانگین ترسیب کربن خاک مزارع کلزا 46/3 تن در هکتار محاسبه گردید. ضرایب تبدیل و پتانسیل ترسیب کربن اندام­های هوایی و زیرزمینی کلزا به طور معنی­داری مختلف بودند (01/0p≤). بیشترین ضریب تبدیل برای خورجین و بذر با 65/51 درصد بدست آمد. مجموع پتانسیل ترسیب کربن اندام­های هوایی و زیرزمینی برابر با 12/5 تن در هکتار بود، بالاترین و پایین­ترین پتانسیل ترسیب کربن به ترتیب برای ساقه با 81/1 تن در هکتار و برگ با 76/0 تن در هکتار حاصل گردید. بیشترین مجموع انتشار گازهای گلخانه­ای برای مصرف کودهای نیتروژنه با 688/0 تن دی اکسید کربن و پتانسیل گرمایش جهانی برابر با 35/1 تن معادل دی اکسید کربن به ازای یک هکتار محاسبه گردید.
نتیجه­گیری
بدین­ترتیب، کاهش مصرف کودهای شیمیایی و افزایش کاربرد بقایای اندام­های هوایی و زیرزمینی کلزا به خاک را می­توان به عنوان راهکاری بوم­شناختی در جهت بهبود پتانسیل ترسیب کربن مزارع این گیاه مدنظر قرار داد که از طریق کاهش انتشار گازهای گلخانه­ای، تخفیف تغییر اقلیم را نیز تحت تأثیر قرار می­دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluating the potential of carbon sequestration for canola fields under Khorasan Razavi Province

چکیده [English]

Background and objectives
Nowadays, it is believed that carbon distribution and emission between different pools of soil, plant and atmosphere have an essential role in sustainability of agroecosystems, environmental challenges especially global warming and climate change. CO2 is the most important of greenhouse gases that increasing of its concentration in the atmosphere has been caused global warming and climate change (8). Carbon sequestration is increase soil organic carbon (SOC) that improves depth distribution of SOC and stabilize SOC by encapsulating it within soil and the simplest ways to mitigation levels of this atmospheric gas (18, 52).
 
Materials and Methods
In order to evaluate the potential of carbon sequestration in above ground and below ground organs for canola as an important oil crop in Khorasan Razavi region, an experiment was conducted. Sampling was performed with random-systematic method by using 30 plots of 0.5 m2 and along three transects of 50 m. Conversion coefficients of above ground and below ground organs including silique+ seed, stem, leaf and root of canola were determined with combustion method separately. Sequestration carbon potential for above ground and below ground organs of canola and soil were measured. After the calculation of emission for greenhouse gases including CO2, N2O and CH4 based on emission indices, global warming potential (GPW) were calculated.
 
Results
The results showed that mean yields of silique+ seed, stem, leaf and root were achieved with 33.46, 36.60, 17.45 and 22.91 kg.ha-1, respectively. The mean carbon sequestration of soil for canola fields was 3.46 t.ha-1. Conversion coefficients and carbon sequestration potential were significantly different between above ground and below ground organs of canola. The highest conversion coefficient was observed in silique+ seed with 51.65%. Total carbon sequestration potential for above ground and below ground organs was obtained 5.12 t.ha-1 that the maximum and the minimum were belonged for stem and leaf with 1.81 and 0.76 t.ha-1, respectively. The highest emission of greenhouse gas was achieved for nitrogen fertilizers with 1.35 ton CO2 and GWP was 0.688 ton CO2 equivalent per ha.
 
Conclusion
It is therefore concluded that reduction of chemical fertilizer and more use of above ground and below ground residues for canola seems to be a rational ecological approach for sustainable management of agroecosystem with a consequence of reduction in greenhouse gases and mitigation of climate change.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Greenhouse emission
  • Climate Change
  • Ecological approach
  • Global Warming
  • Oil crop