بخشی از مقاله
چکیده
افزایش جمعیت، محدودیت زمین هاي زراعی و افزایش سطح استانداردهاي زندگی، باعث افزایش مصرف انرژي در کشاورزي شده است. مصرف فشرده انرژي از طریق مکانیزاسیون، کودهاي شیمیایی، بذور اصلاح شده و پرعملکرد، آفت کش ها و علف کش هاي صنعتی باعث بروز مشکلات زیست محیطی مختلف شده است. یکی از محصولاتی که به نظر می رسد به دلیل نیاز به عملیات بیشتر در مرحله داشت، انرژي زیادي مصرف می کند، چغندرقند است. به منظور بررسی میزان انرژي ورودي و خروجی در تولید چغندر قند، تفاوت انرژي هاي استفاده شده در مراحل مختلف تولید و برآورد کارایی انرژي ورودي این مطالعه در سال 1390 انجام شد.
بر اساس نتایج بدست آمده، در مزارع چغندر قند بیشترین نیروي انسانی براي مرحله داشت مورد نیاز است 61/38 - درصد - و بعد از آن مرحله برداشت 34/6 - درصد - در رتبه دوم قرار دارد و در مرحله آماده سازي زمین و کاشت کمترین نیروي انسانی به کار رفته است 69/37 . - 4/06 - درصد ماشین آلات در مرحله آماده سازي زمین و کاشت، 19/8 درصد در مرحله برداشت و 10/83درصد براي مرحله داشت استفاده شده است.
از آنجا که نمی توان عملیات مرحله آماده سازي و کاشت را که به وسیله انواع ماشین آلات انجام می شود به وسیله نیروي انسانی جایگزین کرد، باید با استفاده از ادوات مناسب مثل تراکتورهاي قوي سرعت انجام عملیات را افزایش داد تا کارایی انرژي از طریق مصرف نهاده کمتر افزایش یابد.
کل انرژي ورودي براي تولید چغندر قند 68830/87 MJ و متوسط عملکرد 51870 کیلوگرم در هکتار بوده است. بیشترین میزان انرژي ورودي به ترتیب در قالب کودهاي شیمیایی 35/63 - درصد - ، آب آبیاري 23/06 - درصد - و الکتریسیته 17/78 - درصد - بوده است. نسبت انرژي خروجی به ورودي - کارایی انرژي - 12/66 و بهره وري انرژي 0/75 بود. از کل انرژي ورودي به سیستم، 59/08درصد انرژي مستقیم و 40/92درصد انرژي غیرمستقیم بوده است. همچنین 74/35درصد از کل انرژي، غیرقابل تجدید و تنها 25/65درصد از انرژي هاي تجدید پذیر استفاده شده است.
مقدمه
رشد بخش کشاورزي در کشورهاي در حال توسعه مثل ایران، براي توسعه اقتصادي و تامین نیازهاي جمعیت لازم است. بخش کشاورزي در ایران بیش از 33درصد جمعیت شاغل کشور را به خود اختصاص داده است در حالیکه سهم این بخش از تولید ناخالص ملی در سال 2000 فقط 26درصد بوده است. در واقع در طول دو دهه گذشته، تولید محصولات کشاورزي در ایران از 38/26 میلیون متریک تن در سال 1986 به 71/26 میلیون متریک تن در سال 2006 رسیده است
مطالعات نشان داده اند که این افزایش تولید بیشتر در نتیجه افزایش مصرف نهاده ها یا مصرف فشرده انرژي بوده است.
در بخش کشاورزي، انرژي نهاده ایست که به دلایل مختلف مثل افزایش تولید، افزایش امنیت غذایی و توسعه بخش روستایی استفاده می شود FAO - ، . - 2000 افزایش جمعیت، محدودیت زمین هاي زراعی و افزایش سطح استانداردهاي زندگی، باعث افزایش مصرف انرژي در کشاورزي شده است. مصرف فشرده انرژي از طریق مکانیزاسیون، کودهاي شیمیایی، بذور اصلاح شده و پرعملکرد، آفت کش ها و علف کش هاي صنعتی باعث بروز مشکلات زیست محیطی مثل گرمایش جهانی، آلودگی آب هاي زیرزمینی و افزایش غلظت مواد سمی در محصولات کشاورزي شده است که به طور مستقیم و غیر مستقیم بر سلامت انسان و محیط زیست اثر دارد.
در سال هاي اخیر با افزایش قیمت جهانی حامل هاي انرژي، دولت ایران گام هایی در جهت کاهش مصرف انرژي برداشته است که هدف اصلی آن افزایش کارایی مصرف نهاده ها می باشد. در واقع افزایش کارایی مصرف انرژي یکی از ملزومات رسیدن به کشاورزي پایدار است - جانگ، - 2004 به نحوي که مشکلات زیست محیطی را به حداقل می رساند، از تخریب منابع طبیعی جلوگیري کرده و ضمن حفظ منابع فسیلی باعث کاهش آلودگی هوا می شود.
انرژي مصرفی در بخش کشاورزي را می توان به چهار نوع تقسیم کرد که عبارتند از انرژي مستقیم، انرژي غیرمستقیم، انرژي تجدید پذیر و انرژي تجدید ناپذیر. استفاده از انرژي هاي تجدید پذیر مثل نیروي کار انسانی، باعث افزایش کارایی مصرف انرژي می شود. امروزه اثر منفی انرژي هاي تجدید ناپذیر مثل سوخت هاي فسیلی بر سلامت انسان و محیط باعث افزایش توجه به مطالعه الگوي مصرف انرژي در سیستم هاي کشاورزي شده است
هدف مطالعات روند انرژي ورودي و خروجی به سیستمهاي زراعی، بهینهسازي مصرف انرژي، کاهش هزینههاي عملکرد و تولید با استفاده از انرژي کمتر می باشد.
ازکان و همکاران - 2004 - گزارش کردند که نسبت خروجی به ورودي انرژي در طول یک دوره 25 ساله منتهی به سال 2000 در ترکیه کاهش یافته است.
آلام و همکاران - 2005 - دریافتند که نرخ افزایش تولیدات کشاورزي در بنگلادش کمتر از افزایش میزان انرژي مصرفی در این بخش می باشد و به همین دلیل کارایی انرژي مصرفی در این کشور طی سال هاي گذشته کاهش یافته است.
اسکرول - 1994 - کاهش مصرف انرژي و سوخت هاي فسیلی را به عنوان راهکاري براي افزایش نسبت انرژي خروجی به ورودي در دانمارك دانسته است.
یکی از محصولاتی که به نظر می رسد به دلیل نیاز به عملیات بیشتر در مرحله داشت، انرژي زیادي مصرف می کند، چغندرقند است. چغندر قند علاوه بر تولید قند و شکر، براي تغذیه دام و همچنین در صنعت براي تولید اتانول استفاده می شود. چغندرقند و نیشکر دو منبع اصلی ساکارز براي انسان هستند. با وجودیکه تولید قند از چغندر بسیار گرانتر از نیشکر است، اما به دلیل محدودیت هاي اقلیمی براي کشت نیشکر و تسهیلات تجاري براي چغندر، کشت آن ادامه داشته و حتی در برخی کشورها در حال افزایش است. در ایران با وجود 61درصد کاهش سطح زیر کشت چغندر از دهه گذشته تا کنون، عملکرد آن1/6 برابر افزایش یافته است که این امر در نتیجه مصرف انرژي بیشتر می باشد
هدف از این مطالعه بررسی انرژي ورودي و خروجی در تولید چغندر قند، تفاوت انرژي هاي استفاده شده در مراحل مختلف تولید، برآورد کارایی انرژي ورودي و آنالیز اقتصادي تولید چغندرقند است.
مواد و روش ها داده هاي موردنیاز این مطالعه از 57 مزرعه در شیروان، از طریق مصاحبه حضوري با کشاورزان در بهار و تابستان 91 جمع آوري شدند. این اطلاعات مربوط به سال 90 بود. به دلیل مشکل بودن مصاحبه با تمام کشاورزان چغندرکار در مناطق مورد بررسی، از روش نمونه گیري دو مرحله اي براي مشخص شدن تعداد جامعه آماري استفاده شد. در مرحله اول 20 پرسشنامه تهیه شد تا واریانس کارایی مصرف انرژي براي فرمول زیر بدست آید. در مرحله دوم از فرمول زیر استفاده شد تا تعداد جامعه آماري مشخص شود:
