Energy efficiency and emissions of CO2, CH4, and N2O in organic and conventional rice production

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0359.2020v41n3p797

Keywords:

Rice farming, Greenhouse gases, Organic farming, Sustainable production, Sustainability.

Abstract

Rice is the second-most produced cereal worldwide and actively contributes to greenhouse gas (GHG) emissions, particularly methane, especially under deepwater production. Assessments of energy efficiency (EE) and GHG emissions can indicate the sustainability level of agrosystems and support decisions related to the reduction of production costs and environmental pollution. This study aimed to assess both EE and GHG emissions in organic and conventional rice production in the Southern region of Brazil. For this study, eight rice fields were evaluated. Energy inputs and outputs were calculated by multiplying the production input amounts by their respective calorific values or energy coefficients at each stage of production. EE was determined using the ratio between the total energy output and the total energy consumed during the production process. GHG emissions were estimated using the principles of the lifecycle assessment methodology in addition to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) recommendations. Each 1.0 MJ consumed during the production of organic and conventional rice produced renewable energy averages of 10.5 MJ and 7.90 MJ, respectively, as grains. The primary energy expenses for organic rice were represented by seeds, fuel, tractors, and agricultural machinery and implements, and those for conventional rice were seeds, fuel, and fertilizers. Each kilogram of organic and conventional rice produced accounted for the emission of 0.21 and 0.32 kg of CO2eq, respectively, during the production cycles and delivery to the warehouse, with seeds, fuel, and fertilizers being the main sources of CO2eq emissions to the atmosphere.

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Author Biographies

Roni Fernandes Guareschi, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Pós-Doutorando, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, UFRRJ, Seropédica, RJ, Brasil.

Marcio dos Reis Martins, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Pós-Doutorando, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, UFRRJ, Seropédica, RJ, Brasil.

Segundo Urquiaga, EMBRAPA AGROBIOLOGIA

Pesquisador, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, EMBRAPA AGROBIOLOGIA, Seropédica, RJ, Brasil.

Bruno José Rodrigues Alves, EMBRAPA AGROBIOLOGIA

Pesquisador, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, EMBRAPA AGROBIOLOGIA, Seropédica, RJ, Brasil.

Robert Michael Boddey, EMBRAPA AGROBIOLOGIA

Pesquisador, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, EMBRAPA AGROBIOLOGIA, Seropédica, RJ, Brasil.

Leonardo Fernandes Sarkis, Universidade Federal de Lavras

Discente, Curso de Doutorado do Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo, Universidade Federal de Lavras, UFLA, Lavras, MG, Brasil.

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Published

2020-04-07

How to Cite

Guareschi, R. F., Martins, M. dos R., Urquiaga, S., Alves, B. J. R., Boddey, R. M., & Sarkis, L. F. (2020). Energy efficiency and emissions of CO2, CH4, and N2O in organic and conventional rice production. Semina: Ciências Agrárias, 41(3), 797–810. https://doi.org/10.5433/1679-0359.2020v41n3p797

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