THE EVALUATION OF ENERGY AND CARBON BALANCE FOR MAIZE PRODUCTION

Abstract

This study aimed to investigate energy and carbon equilibrium as well as a guideline for bio-mass material management to reduce smog in maize growing areas in Phrae and Nan provinces. There was the inspection and measurement of production factors i.e. type, engine power, operation time, farm machinery fuel, workforce, seed, fertilizer, chemicals, and an amount of yields. This was practised in every step of maize production. In 2016, maize production there reached 4.3 million tons. Obtained data were analyzed based on energy per area (MJ/rai) and equivalent energy was used. Obtained data were analyzed for finding the value of greenhouse gas emission per area (kgCO2eq/rai). Fertilizer production by using the surplus of bio-mass was a guideline for the reduction of greenhouse gas in the atmostphere.

Results of the study revealed that maize production factors in the flat plain area of Phrae province were as follows : maize growing time span (7.91 hours/person/rai) ; diesel (6.03 litres/rai) ; benzine (1.82 litres/rai) ; seed (2.96 kilograms/rai) ; chemical fertilizer (55 kilograms/rai) ; and chemical substance (1.30 litres/rai). Yields gained from maize production was 653.26 kilograms/rai on average. The maize production factors were equivalent to 2,203.40 MJ/rai and the process of greenhouse gas emission was equivalent to 117.9856 kgCO2eq/rai. Regarding maize production factors in the upland area of Nan province, the following were found : maize growing time span (8.6 hours/person/rai) ; diesel (6.13 litres/rai) ; benzine (2.81 litres/rai) ; seed (3.77 kilograms/rai) ; chemical fertilizer (48.58 kilograms/rai) ; and chemical substance (2.71 kilograms/rai). Yields gained from maize production was 630.32 kilograms/rai on average. The maize production factors were equivalent to 2,062.56 MJ/rai and the process of greenhouse gas emission was equivalent to 133.7879 kgCO2eq/rai.

According to bio-mass material management, it was found that the surplus of bio-mass material such as stump, stem, and stubble of maize used for organic fertilizer production could reduce an amount of energy from chemical fertilizer for 100.519 MJ/rai. Besides, it helped reduce greenhouse gas emission for 815.0636 kgCO2eq/rai in the case of stump, stem, and stubble burning.

วิทยานิพนธ์เล่มนี้มีวัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาสมดุลพลังงาน สมดุลคาร์บอน และหาแนวทางในการจัดการวัสดุชีวมวลเพื่อลดปัญหาหมอกควันในพื้นที่ปลูกข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ จังหวัดแพร่ และจังหวัดน่าน โดยทำการตรวจวัดปัจจัยที่ใช้ในการผลิต คือชนิด และกำลังของเครื่องยนต์ รวมทั้งการใช้เชื้อเพลิงในเครื่องจักรกลเกษตร แรงงานคน เมล็ดพันธุ์ ปุ๋ย สารเคมี เวลาการทำงาน และปริมาณผลผลิต ทุกขั้นตอนการผลิตข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ ในปีการเพาะปลูก 2559 ซึ่งมีข้าวโพดเลี้ยงสัตว์จำนวน 4.3 ล้านตัน นำข้อมูลที่ได้มาวิเคราะห์การใช้พลังงานต่อพื้นที่ (MJ/ไร่) โดยใช้ค่าพลังงานเทียบเท่า แล้วนำข้อมูลที่ได้มาวิเคราะห์หาค่าการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกต่อพื้นที่ (kg CO2eq/ ไร่) การนำชีวมวลที่เหลือใช้มาผลิตมาผลิตปุ๋ยแนวทางในการช่วยลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศ

ผลการศึกษาพบว่าการปลูกข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ในเขตพื้นที่ราบจังหวัดแพร่ ใช้ปัจจัยการผลิต คือเวลาการดำเนินการเพาะปลูกเท่ากับ 7.91 ชั่วโมง/คน/ไร่ น้ำมันดีเซล เท่ากับ 6.03 ลิตร/ไร่ น้ำมันเบนซิน เท่ากับ 1.82 ลิตร/ไร่ เมล็ดพันธ์เท่ากับ 2.96 กิโลกรัม/ไร่ ปุ๋ยเคมีเท่ากับ 55 กิโลกรัม/ไร่ สารเคมีเท่ากับ 1.30 ลิตร/ไร่ และได้ผลผลิตเฉลี่ย เท่ากับ 653.26 กิโลกรัม/ไร่ ปัจจัยการผลิตคิดเป็นพลังงานเท่ากับ 2,203.40 MJ / Rai และตลอดกระบวนการปล่อยก๊าซเรือนกระจกรวม เท่ากับ 117.9856 kgCO2eq / Rai การปลูกข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ในเขตพื้นที่สูงจังหวัดน่านใช้ปัจจัยการผลิต คือเวลาการดำเนินการเพาะปลูกเท่ากับ 8.6 ชั่วโมง/คน/ไร่ น้ำมันดีเซล เท่ากับ 6.13 ลิตร/ไร่ น้ำมันเบนซิน เท่ากับ 2.81 ลิตร/ไร่ เมล็ดพันธ์เท่ากับ 3.77 กิโลกรัม/ไร่ ปุ๋ยเคมีเท่ากับ 48.58 กิโลกรัม/ไร่ สารเคมีเท่ากับ 2.71 ลิตร/ไร่ และได้ผลผลิตเฉลี่ย เท่ากับ 630.32 กิโลกรัม/ไร่ ปัจจัยการผลิตคิดเป็นพลังงานเท่ากับ 2,062.56 MJ / Rai ตลอดกระบวนการปล่อยก๊าซเรือนกระจกรวม เท่ากับ 133.7879 kgCO2eq / Rai

การจัดการวัสดุชีวมวล พบว่าการนำชีวมวลที่เหลือยใช้ เช่น ตอ ซัง ต้น และเปลือกของข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ มาผลิตปุ๋ยอินทรีย์เพื่อใช้สามารถช่วยลดปริมาณพลังงานจากการใช้ปุ๋ยเคมีได้ถึง 100.519 MJ/ไร่ ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในกรณีการเผาทำลาย ต้น ตอใบ เปลือก และซังข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ได้ถึง 815.0636 kgCO2eq/ไร่