ارزیابی عملکرد و سنجه‌های انرژی و اقتصادی نظام‌های مختلف خاک‌ورزی و کودی ذرت (Zea mays L.)

بوم شناسی کشاورزی

مقاله 4، دوره 11، شماره 2 - شماره پیاپی 40، تیر 1398، صفحه 417-434   

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jag.v11i2.68001

نویسندگان

مریم مزارعی¹؛ احمد قنبری¹؛ مهدی دهمرده^{* 1}؛ سید عطاء الله سیادت²؛ سمیه دهداری³

¹گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

²گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رامین، خوزستان، ایران

³گروه مرتع و آبخیزداری، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، ایران

چکیده

به ­منظورطالعه عملکرد و سنجه­های ورودی- خروجی انرژی و اقتصادی نظام­های مختلف خاک­ورزی و کودی ذرت، تحقیقی به صورت کرت­های خرد شده در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در اراضی کشاورزی شهرستان بهبهان در طی سالهای 1394 و 1395 انجام شد. سه عامل خاک­ورزی حداقل، کاهش­یافته و متداول در کرت­های اصلی و نظام­های کودی مختلف شامل ­­­زیستی (نیتروکسین و بیوسوپرفسفات، هر کدام یک لیتر در هکتار)، کو­دامی (30 تن کود گاوی در هکتار)،  توصیه شده شیمیایی(250کیلوگرم در هکتار نیتروژن و 150 کیلوگرم در هکتار فسفات)، نصف توصیه شده شیمیایی (50 درصد کودهای شیمیایی توصیه شده)، تلفیق کود­زیستی و نصف توصیه شده شیمیایی، تلفیق کود­دامی و نصف توصیه شده شیمیایی و تلفیق کودزیستی و دامی، در کرت­های فرعی قرار گرفتند. بیشترین عملکرد دانه ( 10005 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد ساقه و برگ (8409 کیلوگرم در هکتار) از تیمار کود تلفیقی دامی و شیمیایی همراه با خاک­ورزی کاهش­یافته به دست آمد. تیمار کود تلفیقی دامی و شیمیایی همراه با خاک­ورزی متداول، بالاترین انرژی ورودی (7/45886 مگاژول در هکتار) و کود تلفیقی دامی و شیمیایی در خاک­ورزی کاهش­یافته، بیشترین انرژی خروجی (5/309459 مگاژول در هکتار) را داشته­اند.  به هر حال در میان تیمارهای آزمایشی، ترکیب کود­زیستی و خاک­ورزی حداقل، بالاترین کارایی استفاده از انرژی (59/8) و بهره­وری انرژی (28/0 کیلوگرم بر مگاژول) را موجب شد. تیمار کود تلفیقی زیستی و دامی در خاک­ورزی متداول، بیشترین انرژی ویژه (64/32 مگاژول بر کیلوگرم) و کود تلفیقی دامی و شیمیایی در نظام خاک­ورزی کاهش یافته، مقدار بیشینه انرژی خالص (266051 مگاژول در هکتار) را موجب شدند. کمترین میزان هزینه (32097340 ریال در هکتار) مربوط به کود­زیستی همراه با خاک­ورزی حداقل و بالاترین درآمد خالص (69810430 ریال در هکتار) از تیمار کود تلفیقی دامی و شیمیایی با خاک­ورزی کاهش یافته محاسبه شد. همچنین بالاترین نسبت سود به هزینه (97/2) مربوط به تیمار تلفیق کود تلفیقی زیستی و شیمیایی همراه با خاک­ورزی حداقل و بیشترین بهره­وری اقتصادی (26/0گرم بر ریال) از کود تلفیقی زیستی و شیمیایی در خاک­ورزی حداقل حاصل شد. نتایج تحقیق نشان داد که روش­های خاک­ورزی کمتر و استفاده از کودهای زیستی و دامی و تلفیقشان با نصف کود شیمیایی توصیه شده یک راهکار مؤثر برای بهبود کاربرد منابع در کشاورزی است.

کلیدواژه‌ها

درآمد خالص؛ کارایی انرژی؛ کشاورزی پایدار؛ نظام های کشاورزی؛ نهاده

مراجع

Archer, D.W., Pikul, Jr. JL., and Riedell, W.E. 2002. Economic risk, returns and input use under ridge and conventional tillage in northern Corn Belt, USA. Soil and Tillage 67: 1-8.

Asgharipour, M.R., Mondani, F., and Riahinia S.H. 2012. Energy use efficiency and economic analysis of sugar beet production system in Iran: A case study in Khorasan Razavi province. Energy 44: 1078-1084.

Banaeian, N., and Zangeneh, M. 2011.Study on energy in corn production of Iran. Energy 36: 5394-5402.

Bastian, O., Syrbe, R.U., Rosenberg, M., Rahe, D., and Grunewald, K. 2013. The five pillar EPPS framework for quantifying, mapping and managing ecosystem services. Ecosystem Services 4: 15–24.

Beheshti Tabar, I., Keyhani, A.R., and Rafiee, S. 2010. Energy balance in Iran Agronomy. Renew. Energy 14: 489-855.

Boehmel, C., Lewandowski, I., and Claupein, W. 2008. Comparing annual and perennial energy cropping systems with different management intensities. Agricultural Systems 96: 224- 236.

Castoldi, N., and Bechini, L. 2010. Integrated sustainability assessment of cropping systems with agroecological and economic indicators in northern Italy. European Journal of Agronomy 32: 59–72.

Clements, D.R., Weise, S.F., Brown, R., Stone House, D.P., Hume, D.J., and Sunten, C.J. 1995. Energy analysis of tillage and herbicide inputs in alternative weed management systems. Journal Agriculture Ecosystems and Environment 52: 119-128.

Ebrahim Ghoochi, Z., Mohsenabadi, G., Ehteshami, S.M., and Forghani, A. 2013. Integrated application of chemical, manure and biological fertilizers on growth characteristics of forage corn in Rasht region. Cereal Research 3 (2): 143-154. (In Persian with English summary)

Eidizadeh, K., Mahdavi Damghani, A.M., Ebrahimpoor, F., and Sabahi, H. 2011. Effects of integrated application of biological and chemical fertilizer and application method of biofertilizer on yield and yield components of maize. Electronic Journal of Crop Production 4 (3):21-35. (In Persian with English Summary)

El Gayar, O.F., and Leung, P. 2001. A multiple criteria decision making framework for regional aquaculture development. European Operation Research 133: 462-482.

Feyzbakhsh, M.T., and Soltani, A. 2013. Energy flow and global warming potential of corn farm (Gorgan City). Electronic Journal of Crop Production 6 (2):89-107. (In Persian with English Summary)

Gliessman, S.R. 2006. Agroecology: The Ecology of Sustainable Food Systems, 2nd edn. CRC Press, p. 408.

Hamzei, J., and Seyyedi, M. 2016. Energy use and input- output costs for sunflower production in sole and intercropping with soybean under different tillage systems. Soil and Tillage Research 157: 73-82.

Jahan, M., Koocheki, A., and Nassiri Mahallati, M. 2007. The effects of arbuscular mycorrhizal fungus and free living nitrogen fixing bacteria on growth, photosynthesis and yield of corn in conventional and ecological. Iranian Journal of Field Crops Research 5 (1):53-67. (In Persian with English Summary)

Jahan, M., Koocheki, A., Ghorbani, R., Rajai, F., Aryayi, M., and Ebrahimi, E. 2009. The effect of biological fertilizers application on some agroecological characteristics of corn under conventional and ecological cropping systems. Iranian Journal of Field Crops Research 7(2): 375-390. (In Persian with English Summary)

Janssen, S., and Van Ittersum, M.K., 2007. Assessing farm innovation and response to policities: A review of bio- economic farm model. Agriculture System 94:622-636.

Kazemi, H., Alizadeh, P., and Nehbandani, A., 2016. Assessig energy flow in rainfed and irrigated wheat fields of Shahrekourd town ship under two tillage systems. Journal of Agroecology 8 (2): 281-295. (In Persian with English Summary)

Komeili, H.R., Rezvani Moghaddam, P., Ghodsi, M., Nassiri Mahallati, M., and Jalal Kamali, M.R. 2016. Effect of different tillage methods and the rate of crop residues on yield, yield components and economic efficiency of wheat. Cereal Research 6(3):323-337. (In Persian with English Summary).

Lorzadeh, S.H., Mahdavidameghani, A., Enayatgholizadeh, M.R., and Yosefi, M., 2012. Research of energy use efficiency for maize production system in Izeh, Iran. Acta Agriculture Slovinica 99:137-142.

Lu, H., Bai, Y., Ren, H., and Campbell, D.E., 2010. Integrated emergy, energy and economic evaluation of rice and vegetable production systems in alluvial paddy fields: implications for agricultural policy in China. Journal of Environmental Management 91:2727e35.

Matar, A., and Harris, H., 1994. Impact of a long-term rotation on soil aggregation and its implications for cropping. In: Farm Resource Management Program. Annual Report for 1994. ICARDA, Syria.

Mihov, M., Antonova, G., Masheva, S., and Yankova, V. 2012. Energy assessment of conventional and organic production of head cabbage. Bulgarian Journal of Agricultural Science 18 (3): 320-324.

Moerschner, J., and Gerowitt, B., 2000. Direct and indirect energy use in arable farming - An example on winter wheat in Northern Germany. In: Weidema, B.P., and Meeusen, M.J.G (Eds.). Agricultural Data for Life Cycle Assessments. The Hague, Agricultural Economics Research Institute (LEI), p. 1-195.

Moradi, R., Kooheki, A., Nassiri Mahallati, M., and Mansoori, H. 2015. Effect of tillage, Residue management and nitrogen fertilizer on carbon balance and global warming potential in Maize cultivation .Journal of Agriculture Sience and Sustainable Production 25 (1): 29-42. (In Persian with English Summary)

Nguyan, M.L., and Haynes, R.J. 1995. Energy and labour efficiency for three pairs of conventional and alliterative mixed cropping (pasture-arable) farms in Canterbury, New Zealand. Journal of Agriculture Ecosystems and Environment 52: 163-172.

Pimentel, D., Berardi, G., and Fast, S. 1983. Energy efficiency of farming system: Organic and conventional agriculture. Journal of Agriculture, Ecosystems and Environment 9: 359-372.

Pimentel, D., Harvey, C., Resosudarmo, P., Sinmlair, K., Kurz, D., Mcnair, M., Crist, S., Shpretz, L., Fitton, L., Saffouri, R., and Blair, R. 1995. Environmental and economic costs of soil erosion and conservation benefits. Science 267: 1117-1123.

Porter, P.M., Huggins, D.R., Perillo, C.A., Quiring, S.R., and Crookston, R.K. 2003. Organic and Other Management Strategies with Two- and Four-Year Crop Rotations in Minnesota. Agronomy Journal 95: 233-244.

Rajaby, M.H., Soltani, A., Zeinali, E., and Soltani, E. 2012. Evaluation of energy use in wheat production in Gorgan. Journal of Plant Production 19 (3): 143-172.

Radwan, S.M., Hussein, H.F., Rubio, J.L., Morgan, R.P., Asins, S., and Andreu, V. 2002. Response of wheat plants to bio and organic fertilization under different weed control treatments. Proceeding of International Congress on "Man and Soil". 28 March-1 April, Valencia, Spain. P. 1015-1023.

Shahgholi, H., Asgharipour, M.R., Khamari, I., and Ghadiri, A. 2016. The effect of various input intensities on yield components of common bean varieties .Sustainable Agriculture and Production Science 26(4): 49- 61.

Sip, V., Ruzek, P., Chrpova, J., Vavera, R., and Kusa, H. 2009. The effect of tillage practice, input level and environment on the grain yield of winter wheat in the Czech Republic. Field Crops Research 113: 131–137.

Soltani, A., Rajabi, M.H., Zeinali, E., and Soltani, E. 2010. Evaluation of environmental impact of crop production using LCA: wheat in Gorgan. Electronic Journal of Crop Production 3 (3): 201-218. (In Persian with English Summary)

Spaccini, R., Mbagwu, J.S.C., Igwe, C.A., Conte, P., and Piccolo, A. 2004. Carbohydrate and aggregation in lowland soils of Nigeria as influenced by organic input. Soil Tillage Research 75:161-172.

Tellarini, V. and Caporali, F. 2000. An input/output to evaluate farms as sustainable agroecosystems: an application of indicators to farms in central Italy. Agriculture, Ecosystems and Environment 77: 111-123.

Tipraqsa, P., Craswell, E.T., Noble, A.D., and Schmidt-Vogt, D. 2007. Resource integration for multiple benefits: Multifunctionality of integrated farming systems in Northeast Thailand. Agricultural Systems 94: 694–703.

Wezel, A., David, C., Ferrer, A., Letort, A., Feret, S., Peigne, J., Vian, J.F., and Celette, F. 2014. Agroecological practice supporting the provision of goods and services in agriculture: Example from France and Europe. Isaralyon.p. 68.

Wei, Y., Davidson, B., Chen, D., and White, R. 2009. Balancing the economic, social and environmental dimensions of agroecosystems: An integrated modeling approach. Agriculture, Ecosystems and Environment 131: 263–273.

Xu, W., and Mage, J.A. 2001. A review of concepts and criteria for assessing agroecosystem health including a preliminary case study of southern Ontario. Agriculture, Ecosystems and Environment 83: 215–233.