Analysis of Physical Water Productivity and Energy Indicators of the Major Agricultural Products in Tajan Plain

Document Type : Research Paper

Authors

1 Post-Doctoral researcher, Water Engineering Department, Faculty of Agricultural Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran

2 Professor, Water Engineering Department, Faculty of Agricultural Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran

3 PhD, Water Engineering Department, Faculty of Agricultural Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.

Abstract

The present study aimed at investigating the productivity and energy indicators of rice, wheat, fodder corn, seed corn and citrus fruits in Tajan Plain during 2022-03. Sampling was done based on 300 designed questionnaires. The collected information included man-days, working hours of machinery, fuel consumption of machinery, application of nitrogen, phosphate, potassium fertilizers, application of various types of chemical pesticides, including herbicides (in L/ha), the amount of applied water (m3/ha), the amount of seeds (k/ha), and the crop yield (k/ha). Results showed that the highest amount of energy in the input energy sector for rice was (593256 mega Joules per hectare, (MJ/ha), output energy for fodder corn (141795 MJ/ha), net energy for fodder corn (110758.53 MJ/ha) and energy efficiency was also for fodder corn (1.1 kg/MJ). Also, it was found that in all the products, the four inputs of water consumption, nitrogen fertilizer, machinery and fuel had the highest amounts. Results of water showed that the highest productivity in the Tajan plain was related to fodder corn and citrus (6.3 and 5.3 kg/m3), and the lowest productivity was related to rice (0.5 kg/m3). Also, the productivity of wheat and grain corn was 2.6 and 1.8 kg/m3, respectively. In general, to increase the productivity of lands and products in terms of productivity and energy indicators, it is necessary to use plants with appropriate yield, highest level of productivity, and lowest level of input consumption. Among the researched products, fodder corn had more suitable conditions than other products for increasing the cultivated area, due to its great impact on ensuring food security and reducing the need for livestock and poultry consumption inputs.

Keywords

References

  1. ابراهیم­نژاد، حسین، کرامت‎زاده، علی، اشراقی، فرشید، و رضایی، اعظم، 1400. بررسی عوامل مؤثر بر بهره­وری فیزیکی و اقتصادی آب در تولید پرتقال در شهرستان قائم­شهر. پژوهش آب در کشاورزی (علوم خاک و آب)، 35(3-ب)، صص 259-275. doi: 10.22092/jwra.2021.354273.862
  2. افضلی­گروه، هوشنگ، آزادشهرکی، فرزاد، و شفیعی، لادن، 1400. اندازه‌گیری شاخص‌های انرژی برای تولید ذرت دانه‌ای در سامانه‌های مختلف خاک‌ورزی. تحقیقات سامانه‌ها و مکانیزاسیون کشاورزی، 22(77)، صص 51-68. doi: 10.22092/erams.2020.127145.1322
  3. باقری خانقاهی، مرضیه، میرهاشمی، سیدحسن، و پناهی، مهدی، 1401. ارزیابی و تحلیل شاخص‌های بهره‌وری آب محصولات زراعی به روش آبیاری سنتی و نوین (مطالعه‌ی موردی: دشت تجن مازندران). تحقیقات علوم زراعی در مناطق خشک، 4(1)، صص 49-59. doi: 10.22034/csrar.2022.306317.1137
  4. حیدری، نادر، 1400. بهره‌وری آب گندم در ایران و مقایسه آن با مقادیر چند کشور. پژوهش آب در کشاورزی، 35(4)، صص 435-421. doi: 10.22092/jwra.2022.356037.892
  5. خدائی جوقان، آیدین، تاکی، مرتضی، و مطوریان، حمید، 1401. سنجش بهره­وری انرژی، انتشار گازهای گلخانه­ای، پتانسیل گرمایش جهانی و شاخص پایداری بوم­نظام­های گندم و کلزا در خرمشهر. دانش کشاورزی و تولید پایدار، 32(1)، صص 309-324. doi: 10.22034/saps.2021.44507.2634
  6. رضایی، گلناز، خالدیان، محمدرضا، کاوسی کلاشمی، محمد، و رضایی، مجتبی، 1400. ارزیابی شاخص­های بهره‏وری آب در استان­های عمده تولیدکننده برنج در ایران. مجله آبیاری و زهکشی ایران، 15(3 )، صص 636-644. https://dorl.net/dor/20.1001.1.20087942.1400.15.3.13.7
  7. سلطانی، افشین، رجبی، محمدحسین.، زینلی، ابراهیم، و سلطانی، الیاس، 1391. ارزیابی مصرف انرژی در تولید گندم در گرگان. پژوهش‌های تولید گیاهی، 19(3)، صص 143-171.

https://dorl.net/dor/20.1001.1.23222050.1391.19.3.9.9

  1. سیدان، سیدمحین و متقی، مهدی، 1398. تعیین بهره‌‏‏وری فیزیکی و اقتصادی آب در زراعت ذرت دانه‌ای و علوفه‌ای تحت سامانه‌های آبیاری مدرن و سنتی در استان همدان. آب و توسعه پایدار، 6(1)، صص 1-8.

 doi: 10.22067/jwsd.v6i1.69891

  1. محمدزاده، آرش، مهدوی دامغانی، عبدالمجید، وفابخش، جواد، و دیهیم فرد، رضا، 1397. کارایی بوم­شناختی- اقتصادی تولید یونجه (Medicago sativa.) و ذرت علوفه­ای (Zea mays L..): دشت مراغه– بناب، استان آذربایجان شرقی. بوم­شناسی کشاورزی، 10(3)، صص 875-895. doi: 10.22067/jag.v10i3.62701
  2. نخجوانی مقدم، محمدمهدی، قهرمان، بیژن، و زارعی، قاسم، 1396. تحلیل بهره‏وری آب گندم در مدیریت­های آبیاری در برخی از مناطق ایران. پژوهش آب در کشاورزی (علوم خاک و آب)، 31(1- ب)، صص 43-57. https://doi.org/10.22092/jwra.2017.109907
  3. نوری خواجه بلاغ، رسول، خالدیان، محمدرضا، و کاوسی کلاشمی، محمد، 1399. مقایسه شاخص‎های بهره‏وری آب محصولات عمده زراعی در دشت اردبیل. مجله آبیاری و زهکشی ایران، 14(3 )، صص 894-904. https://dorl.net/dor/20.1001.1.20087942.1399.14.3.14.1
  4. واحدی، عادل و ظریف نشاط، سعید، 1400. مقایسه جریان انرژی تولید گندم آبی و تحلیل اقتصاد انرژی در برخی مناطق ایران. ماشین‎های کشاورزی, 11(2)، صص 505-523. doi: 10.22067/jam.v11i2.81747
  5. Acaroğlu, M., 1998. Energy from Biomass and Applications, University of Selcuk Graduate School of Natural and Applied Sciences, Textbook. Unpublished-Turkish.
  6. Beheshti Tabar, I., Keyhani, A. and Rafiee, S., 2010. Energy balance in Iran's agronomy (1990-2006). Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14(2), pp.849-855. https://doi.org/10.1016/j.rser.2009.10.024
  7. De, D., Singh, R.S. and Chandra, H., 2001. Technological impact on energy consumption in rainfed soybean cultivation in Madhya Pradesh. Applied energy, 70(3), pp.193-213. https://doi.org/10.1016/S0306-2619(01)00035-6
  8. Fan, X., Zhang, W., Chen, W. and Chen, B., 2020. Land–water–energy nexus in agricultural management for greenhouse gas mitigation. Applied Energy, 265, p.114796. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114796
  9. Hatirli, S.A., Ozkan, B. and Fert, C., 2005. An econometric analysis of energy input–output in Turkish agriculture. Renewable and sustainable energy reviews, 9(6), pp.608-623. https://doi.org/10.1016/j.rser.2004.07.001
  10. Hatirli, S.A., Ozkan, B. and Fert, C., 2006. Energy inputs and crop yield relationship in greenhouse tomato production. Renewable Energy, 31(4), pp.427-438.

https://doi.org/10.1016/j.renene.2005.04.007

  1. Houshyar, E., Azadi, H., Almassi, M., Davoodi, M.J.S. and Witlox, F., 2012. Sustainable and efficient energy consumption of corn production in Southwest Iran: combination of multi-fuzzy and DEA modeling. Energy, 44(1), pp.672-681.

 https://doi.org/10.1016/j.energy.2012.05.025

  1. Kitani, O., 1999. CIGR Handbook of Agricultural Engineering, Volume V Energy and Biomass Engineering, Chapter 1 Natural Energy and Biomass, Part 1.3 Biomass Resources.
  2. Mandal, K.G., Saha, K.P., Ghosh, P.K., Hati, K.M. and Bandyopadhyay, K.K., 2002. Bioenergy and economic analysis of soybean-based crop production systems in central India. Biomass and bioenergy, 23(5), pp.337-345.

https://doi.org/10.1007/s11708-012-0206-x

  1. Mansoori, H., Moghaddam, P.R. and Moradi, R., 2012. Energy budget and economic analysis in conventional and organic rice production systems and organic scenarios in the transition period in Iran. Frontiers in Energy, 6, pp.341-350.

https://doi.org/10.1007/s11708-012-0206-x

  1. Mohammadi, A., Rafiee, S., Jafari, A., Keyhani, A., Mousavi-Avval, S.H. and Nonhebel, S., 2014. Energy use efficiency and greenhouse gas emissions of farming systems in north Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 30, pp.724-733.

 https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.11.012

  1. Nouri-khjebelagh, R., Sefidkouhi, M.A.G. and Khoshravesh, M., 2023. Evaluation of energy indices and greenhouse gas emissions in major horticultural crops and paddy crops in Tajan plain. Applied Water Science, 13(2), p.39.

 https://doi.org/10.1007/s13201-022-01840-y

  1. Singh, S., 1992. Energy in production agriculture, Mittal pub. New Delhi, India, 166.
  2. Zwart, S.J. and Bastiaanssen, W.G., 2004. Review of measured crop water productivity values for irrigated wheat, rice, cotton and maize. Agricultural water management, 69(2), pp.115-133. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2004.04.007
Journal of Water Research in Agriculture
Volume 38, Issue 1
June 2024
Pages 51-62

Files

Share

How to cite

Statistics