آزمایش حاضر در دو بخش تحقیقات مزرعه ای و مطالعات منطقه ای، به منظور بررسی بیلان کربن و انتشار گازهای گلخانه ای در اکوسیستم های زراعی گندم، چغندرقند و ذرت علوفه ای انجام گرفت بدین منظور سه آزمایش جداگانه در دو سال 1389-90 و 1390-91 در قالب طرح بلوک کاملا تصادفی با سه تکرار و 8 تیمار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد اجرا گردید. تیمارهای آزمایشی شامل دو سطح 150 و 250 کیلوگرم در هکتار کود شیمیایی نیتروژن، 10 تن در هکتار کود دامی، 150کیلوگرم در هکتار کود شیمیایی نیتروژن به همراه 10 تن در هکتار کود دامی، 2 تن در هکتار بقایا، 5 تن در هکتار بقایا، 150کیلوگرم کود شیمیایی نیتروژن به همراه 5 تن در هکتار بقایا و تیمار شاهد بدون استفاده از هر نوع کودی بود. نتایج آزمایش نشان داد که بالاترین میزان شاخص برداشت در هر سه گیاه مورد مطالعه در هر دو سال آزمایش در تیمار شاهد مشاهده شده و ضریب تسهیم کربن به اندام های هوایی در شرایط استفاده از تیمارهای تلفیقی (نیتروژن شیمیایی+ دامی و نیتروژن شیمیایی+ بقایا) افزایش معنی دار یافت. وجود بقایای گیاهی در خاک به خصوص در فصل بهار باعث کاهش معنی دار دما در عمق 5 سانتی متری خاک شد بطوریکه در فروردین سال 90-1389 دمای خاک در تیمار دارای بقایا در ماه فروردین حداکثر تا 5/8 درجه سردتر از تیمار شاهد بود و این اختلاف در سال 91-1390 نیز 6 درجه سانتی گراد بود. نتایج بررسی انتشار روزانه دی اکسید کربن در بین تیمارهای مورد آزمایش نشان داد که انتشار دی اکسیدکربن به ترتیب در تیمارهای کود دامی-شیمیایی > بقایا-شیمیایی> کود دامی> 5تن بقایا> 2 تن بقایا> 250 کیلوگرم کودشیمیایی> 150 کیلوگرم نیتروژن شیمیایی>تیمار شاهد > خاک لخت بود و همچنین در هر سه گیاه افزایش انتشار دی اکسید کربن در برابر افزایش دما به صورت تابع نمایی بود. بالاترین تنفس هتروترفی سالانه خاک در هر دو سال آزمایش در گیاه گندم به ترتیب با 1720 و 1632 در گیاه ذرت، 1710 و 1640 و در گیاه چغندرقند، 1690 و 1580 کیلوگرم کربن در هکتار در سال در تیمار کود دامی-شیمیایی مشاهده شد. برای بررسی تنفس خاک در سطح اکوسیستم زراعی به دلیل عدم امکان اندازه گیری مستقیم، از مدل agro-c برای شبیه سازی استفاده شد که نتایج ارزیابی مدل agro-c نشان داد که این مدل برآورد مناسبی برای پیش بینی انتشار دی اکسید کربن در اکوسیستم زراعی سه گیاه گندم، چغندرقند و ذرت دارا می باشد. تولید خالص بیوم در اکوسیستم زراعی گندم در شرایطی خروج کامل بقایا، 2- و در شرایط حضور بقایا، 10 و تولید خالص بیوم در چغندرقند در شرایط ورود و عدم ورود بقایا به خاک به ترتیب 70 و 25- گرم کربن در متر مربع در سال برآورد شد. تولید خالص اکوسیستم در ذرت علوفه ای 615، و میزان تولید خالص بیوم 9- گرم کربن بر متر مربع در سال بدست آمد. انتشار گازهای گلخانه ای حاصل از عملیات زراعی، بر اساس ضریب های انتشار برای هر عملیات یا نهاده تخمین زده شد که بر این اساس میزان انتشار گاز در گندم 5/432 و 5/345 و در گیاه چغندرقند 8/414 و 8/327 کیلوگرم کربن معادل بر هکتار در سال به ترتیب در عدم و حضور بقایا برآورد گردید. و در گیاه ذرت انتشار حاصل از عملیات 9/640 کیلوگرم کربن معادل در هکتار در سال تخمین زده شد. نتایج این مطالعه نشان داد که سهم اصلی انتشار دی اکسیدکربن در بخش عملیات مختلف در اکوسیستم زراعی استان خراسان (بیش از 70 درصد) مربوط به استفاده از کود شیمیایی اوره می باشد. بیلان گازهای گلخانه ای در گندم، 24و 2/45 و در چغندرقند 2/37-و 5/66 گرم کربن معادل بر متر مربع در سال به ترتیب در شرایط حضور و عدم بقایا محاسبه شد و در ذرت نیز میزان انتشار گازهای گلخانه ای 73 گرم کربن معادل بر متر مربع در سال برآورد گردید. کارایی انتشار در گیاه گندم 5/12 و 8/7 و چغندرقند، 3/13 و 17- به ترتیب در شرایط عدم و حضور بقایا بود و کارایی گیاه ذرت نیز 5/8 بدست امد. منفی بودن کارایی محصول، یعنی جهت جریان دی اکسید کربن از اتمسفر به سمت خاک بوده در نتیجه خاک اکوسیستم زراعی بعنوان مخزن کربن عمل می کند

به منظور بررسی عملکرد و اجزای عملکرد در کشت مخلوط ریحان و لوبیا و ارزیابی تاثیر این کشت مخلوط بر کنترل علف های هرز، آزمایشی در سال زراعی 87-1386 در منطقه مشهد در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 10 تیمار و در سه تکرار اجرا شد. تیمارها شامل کشت خالص هریک از گیاهان و3 الگوی کشت مخلوط در شرایط وجود و عدم وجود علف هرز به شرح ذیل بود: (1- کشت خالص ریحان ، 2- کشت خالص لوبیا، 3- کشت مخلوط نواری 4 ردیف ریحان 2 ردیف لوبیا ، 4- کشت مخلوط نواری 4 ردیف لوبیا 2 ردیف ریحان و 5 – کشت مخلوط ردیفی) بدون کنترل علف هرز، و همین تیمارها با کنترل کامل علف هرز. در آزمایش اول که کشت مخلوط لوبیا با ریحان دانه ای بود، بررسی عملکرد و اجزای عملکرد در گیاه لوبیا نشان داد که تیمارهای مختلف از نظر تعداد غلاف، تعداد بذر در بوته، عملکرد اقتصادی و عملکرد بیولوژیک با یکدیگر اختلاف معنی دار داشتند ولی تعداد بذر در غلاف، وزن صد دانه و شاخص برداشت تحت تاثیر تیمارها قرار نگرفتند. بالاترین عملکرد در کشت خالص لوبیا با کنترل علف هرز حاصل شد. در گیاه ریحان نیز بین تیمارهای مختلف از نظر تعداد گل آذین، گره ،شاخه اصلی، بذر در بوته وعملکرد اقتصادی و بیولوژیک اختلاف معنی دار وجود داشت. ولی اختلاف معنی دار در وزن هزار دانه و شاخص برداشت مشاهده نشد. بالاترین ler در بین تیمارهای مختلف در کشت ردیفی با علف هرز حاصل شد (1/22). در آزمایش دوم در برداشت اندام های رویشی ریحان نیز وزن خشک و درصد ساقه در ماده خشک کشت خالص با کنترل علف هرز از تمامی تیمارها بیشتر بود. و درصد برگ در ماده خشک کشت مخلوط نواری 4 ردیف لوبیا 2 ردیف ریحان از تمامی تیمارها بالاتر بود. اختلاف معنی داری در درصد اسانس بین تیمارها مشاهده نشد ولی به طور کلی تیمارهای بدون کنترل علف هرز دارای درصد اسانس بیشتری بودند. عملکرد اسانس در کشت خالص و کشت مخلوط 4 ریحان 2 لوبیا در شرایط کنترل علف هرز بیشتر از همه تیمارها بود. در گیاه لوبیا نیز شرایط مشابه با آزمایش اول بود. بالاترین ler در بین تیمارهای مختلف در کشت ردیفی بدون کنترل علف هرز حاصل شد (1/36). کم ترین وزن خشک علف هرز در آزمایش برداشت دانه ای ریحان در کشت خالص ریحان به دست آمد و بیشترین وزن خشک علف هرز در کشت خالص لوبیا وجود داشت. در آزمایش برداشت رویشی ریحان نیز کم ترین وزن خشک علف هرز و بالاترین جذب نور در کشت مخلوط ردیفی به دست آمد و کشت خالص ریحان بالاترین وزن خشک علف های هرز را داشت.