بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به کمیابی منابع انرژی و اثرات سوء ناشی از استفاده نا مناسب از منابع مختلف انرژی بر سلامت انسان و محیط زیست، ضرورت تجزیه و تحلیل کارایی انرژی در بخش کشاورزی امری ضروری است. بدین منظور هدف این مطالعه بررسی کارایی انرژی محصولات مختلف کشت شده در دشت قزوین در سال زراعی 1391-1390 میباشد.
نتایح نشان داد شاخص کارایی انرژی برای محصولات چغندرقند و ذرت و کلزا نسبت به محصولاتی همچون گندم، جو و بخصوص گوجه فرنگی مناسبتر میباشد. بدین منظور، بازنگری نسبت به الگوی کشت و مصرف نهادهها در منطقه امری ضروری است.
.1 مقدمه
امروز بخش کشاورزی به منظور پاسخگویی به نیاز روز افزون غذا برای جمعیت روبه رشد کره زمین و فراهم کردن مواد غذایی کافی و مناسب، به میزان زیادی وابسته به مصرف انرژی میباشد. توجه به منابع طبیعی محدود و اثرات سوء ناشی از استفاده نا مناسب از منابع مختلف انرژی روی سلامتی انسان و محیط زیست، لزوم بررسی الگویهای انرژی را در بخش کشاورزی حیاتی ساخته است.
هدف تولید کننده بخش کشاورزی تحت تاثیر شرایط محیطی، جغرافیایی و اقتصادی، تعیین میگردد. گرچه ممکن است این هدف، صرفا حداکثر کردن سود نباشد، اما به هر حال تولید کننده بخش کشاورزی در پی هدفی خاص اقدام به تولید میکند و دستیابی به آن هدف در بالاترین حد ممکن همواره ایده آل است.
با افزایش روز افزون جمعیت و محدویت انرژی در آینده دسترسی به انرژی به مقدار کافی از بسیاری جهات مشکل تر خواهد بود. حتی اگر دولتها قادر به کنترل رشد جمعیت گردند، پیش بینی میشود جمعیت جهان در سال 2020 بالغ بر 10 میلیارد نفر خواهد بود و همچنین پیش بینی میشود که در کشورهای جهان سوم به علت جوان بودن جمعیت، پتانسیل بیشتری برای رشد جمعیت در طی سالهای آینده وجود داشته و ورود این نسلها جدید به بازار اقتصاد کشورهای در حال توسعه موجب افزایش انفجار آمیز تقاضای کالا؛ خدمات و انرژی میگردد.
بحران انرژی در جهان امروز از سه جنبه خودنمائی میکند:
-1 در آیندهای نه چندان دور ذخایر سوختهای فسیلی که مهمترین منبع انرژی در جهان امروز است به پاان میرسد.
-2 روی آوردن به انرژیهای نو و جایگزین، مستلزم صرف هزینههای کلانی است که برای کشورهای در حال توسعه بسیار گران تمام میشود.
-3 اثرات بحران انرژی بر کشورهای در حال توسعه بسیار شدیدتر است و این کشورها در جهت توسعه خود برای انرژی بهای بیشتری خواهند پرداخت.
استفاده موثر از انرژی در بخش کشاورزی نقش اساسی در پایداری تولید، بهینه سازی اقتصادی سیستم، حفظ ذخایر سوختهای فسیلی و کاهش آلودگی هوا دارد.تجزیه و تحلیل انرژی در کشاورزی میتواند در ارزیابی فشار فعالیتهای انسان بر تعادل و ثبات محیطی موجود در الگوهای جریان انرژی و تغییر آنها مورد استفاده قرار گیرد. اگرچه افزایش سطح مکانیزاسیون در سیستمهای رایج کشاورزی موجب افزایش تولید گردیده، اما مصرف انرژی در بخش کشاورزی بطور روز افزون افزایش و کارآیی انرژی مصرفی کاهش یافته است.
سیستم سنتی کشاورزی به دلیل شباهت زیادی با اکوسیستمهای طبیعی و استفاده از انرژیهای انسانی و حیوانی، مخارج انرژی کمتری در برداشته، لذا از بازده انرژی بالایی برخوردار است. با این حال در این سیستمها عملکرد محصولات کشاورزی پایین است و نمی تواند پاسخگوی نیاز جمعیت در حال افزایش دنیا به ویژه در مورد تامین غذای مورد نیاز باشد.
انرژی مصرفی در بخش کشاورزی را میتوان از جهات مختلف تقسیم بندی کرد. در یک نوع تقسیم بندی، انرژی مصرفی در بخش کشاورزی را میتوان به سه گروه انرژی فیزیکی - نیروی انسانی و حیوانی، ماشین آلات، الکتریسیته و مصارف نفتی - ، شیمیایی - کودها و سموم شیمیایی - و انرژی بذر - انرژی بیو شیمیایی ذخیره شده در بذر - تقسیم کرد.
از آنجایی که فعالیت اصلی بخش عمدهای از جوامع روستایی ایران، کشاورزی و تولید محصولات زراعی، باغی و دامی میباشدف بخش عمدهای از انرژی مصرفی در جوامع روستایی صرف فعالیت کشاورزی میشود. بنابراین بررسی و تجزیه و تحلیل الگوی مصرف انرژی و کارایی آن در سیستم کشاورزی امری ضروری است. بر این اساس این مطالعه به بررسی کارایی انرژی برای محصولات عمده دشت قزوین در سال زراعی 1390-91 میپردازد.
.2 تئوری و پیشینه تحقیق
تاکی و همکاران - - 1391 کارایی انرژی محصول خیار گلخانهای را به روش تحلیل پوششی داده ها در شهرستان شهرضا اصفهان مورد بررسی دادند. نتایج نشان داد نهاده سوخت با 47 درصد بیشترین و آب مصرفی با 1/2 درصد کمترین سهم انرژی را به خود اختصاص میدهد.میانگین کارایی فنی، فنی خالص و مقیاس 90/37، 95/09 و 96/6 برآورد شد. همچنین میانگین کارایی فنی واحدهای ناکارا براساس مدل بازگشت به مقیاس ثابت 87 درصد محاسبه شد، به این معنا که 13 درصد از کلیه منابع میتواند به وسیله بالا بردن کارایی این واحد ذخیره شود.
در این تحقیق بیشترین مصرف نادرست انرژی و همچنین بیشترین سهم از کل انرژی ذخیرهای مربوط به نهاده سوخت مصرفی است. مهرابی بشرآبادی و اسمعیلی - 1390 - به بررسی وضعیت مصرف انرژی در بخش کشاورزی در کشور ایران پرداخت.
به این منظور کارایی و بهرهوری در بخش کشاورزی با توجه به محتوای انرژی کل محصولات تولید شده و نهادههای مهم تولیدی برای دوره زمانی 1350-86 محاسبه شد. نتایج نشان داد که نسبت خروجی به ورودی انرژی که معرف کارایی مصرف انرژی است، از 2/52 به 1/32 در سال 1386 کاهش یافته است. در این بین نسبت فوق تا سال 1362 دارای روندی نزولی بوده و مقدار آن برای بقیه سالها تقریبا ثابت و متوسط کارایی انرژی نیز در بخش کشاورزی در دوره مورد بررسی 1/42 بوده است.
رحیمی زاده و همکاران - 1386 - به تجزیه و تحلیل انرژی در بوم نظام کشاورزی و راهکارهای افزایش کارآیی انرژی پرداختند. براساس نتایج این تحقیق کارآیی انرژی مصرفی در بخش کشاورزی از طریق کاهش انرژی صنعتی زراعی ورودی به سیستم مانند: کودهای معدنی، آفت کشها، عملیات شخم و یا افزایش استفاده از انرژیهای بیولوزیک در سیستم از قبیل نیروی کار، کودهای آلی و اکولوژیکی و بیولوژیک موجب ثبات عملکرد در دراز مدت و فراهمی بیشتر مواد غذایی و بیوماس و اتکا، بیشتر سیستم به منابع درونی خود میشود، حاصل می گردد. توسعه تنوع زیستی کشاورزی نیز منجر به پایداری هر چه بیشتر بوم نظامهای زراعی و کاهش مصرف انرژی فسیلی در بوم نظامهای زراعی خواهد شد.
کیزیلاسیون - 2008 - نسبت ورودی به خروجی انرژی را برای محصول گیلاس در منطقه توکات واقع در کشور ترکیه مورد ارزیابی قرار داد. نتایج به دست آمده نشان داد نسبت وردی به خروجی برای محصول گیلاس در منطقه برابر با 0/96 بوده است. همچنین در بین انرژیهای وردی بالاترین مقدار مربوط به نهاده کود شیمیایی میباشد - 42 درصد - . بعد از آن الکتریسیته و سوختهای فسیلی با 22 و 21 درصد در مراتب بعدی قرار دارند.نسبت وردی به خروجی برای محصول گیلاس نشان داد که نهادههای مصرفی در تولید این محصول در منطقه فوق به طور کارا مورد استفاده قرار نمیگیرند.
سینگ و همکاران - 2007 - مقدار ورودی - خروجی انرژی را برای محصولات زردآلوی خشک شده برای منطقه مالاتیا واقع در کشور ترکیه مورد بررسی قرار دادند. به منظور تجزیه و تحلیل های مورد نظر، نمونه مورد بررسی در دو گروه براساس اندازه مزرعه طبقه بندی شدهاند، گروه اول کشاورزان با اندازه مزرعه 0/1 تا 3 هکتار که شامل 66 کشاورز بودند و گروه دوم کشاورزان با اندازه مزرعه بیش از 3/1 هکتار که شامل 31 کشاورز بودند. نتایج به دست آمده نشان داد کهمیزان 28647/03 مگا ژول /هکتار انرژی توسط گروه اول و 17884/72 مگا ژول/ هکتار انرژی توسط گروه دوم مصرف شده است. نسبت ورودی به خروجی انرژی و بهرهوری به ترتیب 1/24 و 0/24 برای گرول اول و 1/31 و 0/25 برای گروه دوم بوده است.
.3 مواد و روشها
برای محاسبه شاخص کارایی انرژی لازم است محتوای انرژی مربوط به محصولات نهایی تولید شده به عنوان انرژی خروجی و محتوای انرژی موجود در نهادههای تولیدی به عنوان انرژی ورودی محاسبه گردد. برای تعیین انرژی خروجی، کل محصولات کشاورزی به شش گروه اصلی شامل غلات، حبوبات، گیاهان صنعتی، دانههای روغنی، سبزیجات و میوهها تقسیم شده و سپس محتوای انرژی هرگروه به تفکیک محصولات قرار گرفته در آن محاسبه شده است.
جمع مقادیر به دست آمده در هر سال به عنوان کل انرژی خروجی در نظر گرفته شده است. شش گروه محصول فوق در مجموع شامل 76محصول میباشد که به تفضیل در جدول 1 آورده شده اند. برای محاسبه محتوای انرژی مربوط به هریک از محصولات از ضرایب تبدیل به کار رفته در مطالعه هاتیرلی و همکارانش - - - 2006 استفاده شده است. این ضرایب به تفکیک گروه محصولات در جدول 2 گزارش شده است.
مجموع محتوای انرژی مربوط به نهادههای تولیدی به عنوان کل انرژی ورودی در بخش کشاورزی در نظر گرفته شده است. برای محاسبه کل انرژی ورودی لازم است محتوای انرژی مربوط به هریک از نهادهها به طور جداگانه محاسبه شود. انرژی مربوط به نیروی انسانی در بخش کشاورزی با یان فرض که هر کارگر بخش کشاورزی در هر سال 210 روز و در هر روز و در هر روز به طور متوسط 8 ساعت کار می کند و محتوای انرژی هر ساعت کار 1/96 مگاژول میباشد، محاسبه میگردد
برای محاسبه انرژی مربوط به ماشین آلات، کل تراکتورهای مورد استفاده در بخش کشاورزی در هر سال در نظر گرفته شده است، با فرض اینکه متوسط ساعات تراکتورهای در هر سال 720 ساعت میباشد و محتوای انرژی هر ساعت کار تراکتور معادل 62/7 مگاژول است.
