ارزيابي توانايي بالقوه ترسيب كربن مزارع كلزا (Brassica napus L.) در استان خراسان رضوي

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

سابقه و هدف: امروزه مشخص شده است كه جابجايي و انتشار كربن در مخازن مختلف خاك، گياه و جو، مي تواند نقش اساسي در پايداري بوم نظام هاي كشاورزي و كاهش مشكلات زيست محيطي و بخصوص گرمايش جهاني و تغيير اقليم داشته باشد. دي اكسيد كربن يكي از مهمترين گازهاي گلخانه اي بوده كه افزايش غلظت آن در جو سبب گرمايش جهاني و تغيير اقليم شده است (8). ترسيب كربن افزايش كربن آلي خاك است كه از طريق بهبود توزيع عمقي كربن آلي و تثبيت آن در خاك، يكي از ساده ترين راهكارهاي تخفيف غلظت اين گاز محسوب مي شود (18و 52). مواد و روش ها: اين مطالعه با هدف ارزيابي توانايي بالقوه ترسيب كربن در اندام هاي مختلف هوايي و زيرزميني كلزا (Brassica napus L.) به عنوان يكي از گياهان زراعي دانه روغني مهم منطقه خراسان رضوي در سال 1393 انجام شد. نمونه برداري به روش تصادفي سيستماتيك از 10 مزرعه در قالب 30 پلات 0/5 متر مربعي در طول سه ترانسكت 50 متري اجرا گرديد. براي تعيين ضرايب تبديل ترسيب كربن در اندام هاي هوايي و زيرزميني شامل خورجين و بذر، ساقه، برگ و ريشه از روش احتراق استفاده شد. سپس پتانسيل ترسيب كربن اندام هاي هوايي و زيرزميني و زيرزميني كلزا و خاك تعيين شد. پس از محاسبه ميزان انتشار گازهاي گلخانه ‏اي شامل دي اكسيد كربن (CO2)، اكسيد نيتروژن (N2O) و متان (CH4) با استفاده از ضرايب انتشار، پتانسيل گرمايش جهاني تعيين گرديد. يافته ها: بر اساس نتايج اين آزمايش، ميانگين عملكرد خورجين+بذر، ساقه، برگ و ريشه كلزا به ترتيب برابر با 33/46، 36/60، 17/54 و 22/91 كيلوگرم در هكتار بدست آمد. ميانگين ترسيب كربن خاك مزارع كلزا 3/46 تن در هكتار محاسبه گرديد. ضرايب تبديل و پتانسيل ترسيب كربن اندام هاي هوايي و زيرزميني كلزا به طور معني داري مختلف بودند (01/0>p). بيشترين ضريب تبديل براي خورجين و بذر با 51/65 درصد بدست آمد. مجموع پتانسيل ترسيب كربن اندام هاي هوايي و زيرزميني برابر با 5/12 تن در هكتار بود، بالاترين و پايين ترين پتانسيل ترسيب كربن به ترتيب براي ساقه با 1/81 تن در هكتار و برگ با 0/76 تن در هكتار حاصل گرديد. بيشترين مجموع انتشار گازهاي گلخانه اي براي مصرف كودهاي نيتروژنه با 0/688 تن دي اكسيد كربن و پتانسيل گرمايش جهاني برابر با 1/35 تن معادل دي اكسيد كربن به ازاي يك هكتار محاسبه گرديد. نتيجه گيري: بدين ترتيب، كاهش مصرف كودهاي شيميايي و افزايش كاربرد بقاياي اندام هاي هوايي و زيرزميني كلزا به خاك را مي توان به عنوان راهكاري بوم شناختي در جهت بهبود پتانسيل ترسيب كربن مزارع اين گياه مدنظر قرار داد كه از طريق كاهش انتشار گازهاي گلخانه اي، تخفيف تغيير اقليم را نيز تحت تاثير قرار مي دهد.

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.