بخشی از مقاله
خلاصه
این تحقیق در سال زراعی 93-94 در استان گیلان - شهرستان فومن - انجام شده است. در این مطالعه از روش نمونه گیری تصادفی استفاده شد و در نهایت تعداد 10 مزرعه از طریق عملیات میدانی و مصاحبه با مزرعه داران تکمیل گردید. نتایج تحقیق نشان داد که کل انرژی متوسط نهاده و ستاده به ترتیب برابر 35095/36 و 57805/32 مگاژول بر هکتار است و بیشترین سهم انرژی ورودی مصرفی مربوط به انرژی های آب با 45 درصد و کود ازت با 28 درصد و کمترین مربوط به انرژی کود حیوانی میباشد. بازده، بهرهوری، شدت و افزوده خالص انرژی برای کل به طور متوسط به ترتیب 1/697، 0/115، 9/074 و 22709/96 بدست آمد و سهم انرژی مستقیم و غیرمستقیم به ترتیب 69 درصد و 31 درصد می باشد. مزارع با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی - AHP - از لحاظ انرژی و عملکرد مورد بررسی قرار گرفت که انرژی 75 درصد و عملکرد با 25 درصد تأثیرگذار بودند، که مزرعه F5 با نسبت 0/184 بهترین مزرعه از لحاظ انرژی مصرفی و عملکرد تولیدی بود. نرخ ناسازگاری محاسبهشده برای تمامی مقایسهها صفر میباشد بنابراین معیارها با هدف و گزینههاکاملاً سازگار میباشند.
واژههای کلیدی: بازده انرژی، بهرهوری انرژی، شدت انرژی، شلتوک برنج
مقدمه
مدیریت منابع انرژی یکی از چالشهای عمده قرن حاضر است. این موضوع در کشور ایران با توجه به ذخایر عظیم منابع تجدید ناپذیر انرژی، اجرای تدریجی طرح هدفمندسازی یارانه ها و عدم ثبات قیمت حاملهای انرژی جدیتر میباشد - عمادی و همکاران، . - 2014 از این رو لزوم توجه به سیر انرژی در سامانه های تولیدی در شرایط کنونی اهمیت دو چندانی مییابد. به نحوی که توسعه پایدار برای سامانههای تولیدی با مزیت انرژی، پیشبینی میشود. برای نمونه توسعه پایدار تولید محصولی با صرفه اقتصادی و نسبتاً ناکارا از نظر مصرف انرژی باتوجه به افزایش قیمت حامل های انرژی، در آینده دچار مشکل خواهد شد.
در تحقیقی که در استان گیلان برروی رابطه انرژی ورودی و خروجی برروی برنج، از 105 کشاورز به صورت چهره به چهره و به روش پرسشنامه جمعآوری شد نشان میدهد که مصرف کل انرژی برابر 39333 مگاژول بر هکتار می باشد که بیشترین انرژی مصرفی مربوط به انرژی سوخت با 46 درصد و کود شیمیایی با 36 درصد میباشد که سهم انرژی های مستقیم، غیرمستقیم، تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر به ترتیب برابر 49، 51، 11 و 89 درصد بوده و بازده و بهره وری انرژی برابر 1/53 و 0,09 است - پیشگار کامله و همکاران، . - 2011پیمان و همکاران - 1384 - ، به تعیین انرژی مصرفی در دو روش سنتی و نیمه مکانیزه برای تولید برنج در استان گیلان پرداختند.
که نتایج بررسیها نشان میدهد که روش نیمه مکانیزه از نظر کارایی انرژی نسبت به روش سنتی کاراتر است و کل انرژی مورد نیاز برای تولید شلتوک و تبدیل آن به برنج سفید در هر هکتار از یک رقم برنج متداول در استان گیلان برای دو روش سنتی و نیمه مکانیزه با احتساب آب مصرفی به ترتیب 68633/7 مگاژول و شاخص کارایی در دو روش سنتی و نیمه مکانیزه به ترتیب 2/09 و 2/21 است.عمید و همکاران، به تحلیل مصرف انرژی در تولید نارنگی بر اساس اندازه مزرعه در استان گیلان پرداختند. نتایج نشان داد که میزان انرژی مورد نیاز برای تولید نارنگی در منطقه 27/87 گیگاژول بر هکتار است که از این میان مصرف کود شیمیایی بت 68 درصد بالاترین سطح انرژی را بین ورودیها به خود اختصاص داده است.
میانگین بازده مصرف انرژی، بهره وری انرژی، انرژی ویژه و افزوده خالص انرژی به ترتیب 1/75؛ 0/92 کیلوگرم بر مگاژول، 1/08 مگاژول بر کیلوگرم و 21033 مگاژول بر هکتار بدست آمد - عمید و همکاران، . - 1393آزونوز 1 و همکاران - 2008 - انرژی مصرفی در تولید آفتابگردان در ترکیه را بررسی کردند، نتایج ایشان نشان داد که کل انرژی مصرفی برای تولید برابر 18931/09 مگاژول بر هکتار بوده است. کودهای شیمیایی و سوخت دیزل با نسبتهای %51/28 و %28/55 بهترتیب بیشترین سهم را در کل انرژی ورودی داشتهاند. همچنین بازده مصرف انرژی و انرژی ویژه در این مطالعه به ترتیب برابر 2/95 و 8489 مگاژول بر هکتار به دست آمده است.
همتی و همکاران - 2013 - در تحقیقی روند مصرف انرژی زیتون را در شهرستان رودبار مورد بررسی قرار دادند. نتایج آنها حاکی از آن بود که کل انرژی ورودی 15443/2مگاژول بر هکتار بوده و انرژی کودهای شیمیایی بیشترین سهم را در مصرف انرژی در بین نهادهها داشتند.در تحقیقی که در استان گیلان روی توت فرنگی انجام پذیرفت، میانگین کل انرژی ورودی و خروجی برای تولید در زمین زراعی به ترتیب 35092 مگاژول و 10405 مگاژول و برای تولید گلخانه 1356932 مگازول و 137772 مگاژول برای هر هکتار برآورد گردید. همچنین بیان گردید با استفاده از مدیریت صحیح در 20/2 درصد از انرژی صرف شده برای تولید که معادل 273902 مگاژول در هکتار است، می توان صرفه جویی کرد - خوشنویسان و همکاران، . - 2014
در تحقیقی که بر روی گندم در یونان صورت گرفت، میزان انرژی برای تولید بین 16000 تا 26000 مگاژول در هکتار گزارش گردید که در 81-84 درصد آن متعلق به کود های شیمیایی و سوخت دیزل گزارش گردید - تساتسارلیس، - 1993 درحالیکه تحقیق مشابه بر روی گندم در مشهد بیشترین سهم انرژی را برق مصرفی برای آبیاری با 41/5 درصد و پس از آن به نیتروژن خالص مصرفی با 17/75 درصد و سوخت با 15/15 درصد مربوط دانست و همچنین در این تحقیق نیروی انسانی با 0/7 و علف کش و آفت کش به ترتیب با 0/49 و 0/29 درصد، کمترین انرژی را کسب کردند - طالقانی، . - 1390 نتایج بدست آمده در گلخانههای مورد مطالعه در کرمانشاه نشان داد برای تولید هر کیلوگرم گوجه فرنگی گلخانه ای 0/8081 مگاژول انرژی مصرف میشود.
در این بررسی، کارایی یا نسبت انرژی 0/9899 و متوسط بهره وری انرژی 1/327 کیلوگرم بر مگاژول بدست آمد - رحمتی و همکاران، . - 1391 در تحقیق مشابهی که در شهرستان مرند صورت گرفت، کارایی یا نسبت انرژی و بهره وری انرژی برای کشت گوجه فرنگی در مزرعه به ترتیب 0/6 و 0/74 کیلوگرم بر مگاژول بدست آمد. سهم انرژی تجدیدپذیر 30/9 درصد و سهم انرژی تجدیدپذیر 69/1 درصد گزارش شد و بیشترین میزان انرژی مورد نیازبا 51 درصد مربوط به کود های شیمیایی بود - راعی جدیدی و همکاران،. - 1389
مواد و روشها
این تحقیق در استان گیلان در شهرستان فومن با مساحت 9777 کیلومتر مربع صورت پذیرفته است. همان طور که بیان شد این استان قطب دوم کشت برنج در ایران میباشد و شهرستان فومن در 25کیلومتری غرب مرکز استان گیلان دارای 13 هزار و 870 شالیزار است. که در سال زراعی جاری 72 هزار تن شلتوک برنج از شالیزارهای فومن برداشت شود که از این میزان، 47 هزار تن برنج سفید استحصال خواهد شد. لذا مصاحبه در تمام این مناطق اما به تصادف از بین مزرعهداران صورت پذیرفت. برای تعیین حجم نمونه، روش نمونهگیری کاملاً تصادفی استفاده شد. بدین منظور از فرمول زیر که به فرمول کوکران معروف است برای تعیین حجم نمونه استفاده شد - مبتکر وهمکاران، . - 2010
برنج از مهمترین غلات و اقلام غذایی جهان است. نیمی از جمعیت جهان، به برنج به عنوان یک غذای اصلی وابسته هستند. هماکنون »دهها هزار نوع برنج« در جهان وجود دارد، استان مازندران رتبه اول - 938732 19 - و استان گیلان - 741241 9 - ، استان گلستان - 229454 99 - ، استان فارس - 226296 72 - و خوزستان - 219809 15 - و پارس آباد - دشت مغان - در رتبههای بعدی از نظر میزان تولید قرار دارند. در سال 1385، 620 000 هکتار سطح زیر کشت برنج بوده و 2612174 34 تن شلتوک برنج تولید شده است. در استان گیلان برنج مرغوب و در استانهای دیگر برنج پرمحصول کاشت میشود - بینام، . - 1390
محققین بسیاری از تحلیل سلسله مراتبی برای دستیابی به اهداف مورد نظر در زمینههای مختلف استفاده کردهاند که بعضی از آنها عبارت از احدی - 1391 - به منظور انتخاب بهترین تأمین کننده ناوگان ریلی، کاهرامان و همکاران، - 2003 - از یک روش فرآیند سلسله مراتبی فازی برای انتخاب بهترین تأمین کننده در یک کارخانه تولید محصول Turkish White، استفاده کرد تصمیم گیرندگان میتوانستند با استفاده از نتغیر های زبا شناختی فازی، ارجحیت و برتری را مطابق با اهمیت هر یک از معیار های ارزیابی، تعیین کنند. چان و کومار، - 2007 - نیز از یک روش فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی برای انتخاب تأمین کننده، مشابه روش کاهرامان استفاده کردند.
در این روش اعداد مورد استفاده اعداد مثلثی فازی بوده و از روش تحلیل توسعهای برای تجزیه و تحلیل مقایسههای زوجی تصمیمگیرندگان و استخراج اوزان معیارها و گزینههایی مختلف، استفاده شد. اوزجان کلینچی و سوزان اونال، - 2011 - برای مسئله انتخاب تأمین کننده از روشی مبتنی بر فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی استفاده کردند. این انتخاب بیشتر بر اصل رضایت مشتری حاکم بود.هدف از اجرای این پروژه، تعیین سهم هر یک از نهادههای مصرفی از نظر مصرف انرژی در تولید شلتوک برنج، تعیین شاخصهای انرژی - بازده یا نسبت، یهره وری و افزوده خالص انرژی - در منطقه، سهم انرژی مستقیم و غیر مستقیم برای محصول مورد مطالعه است.
شاخص های انرژی
برای تحلیل و ارزیابی دقیق از سیستم تولیدی با دید انرژی، شاخصهای گوناگونی لحاظ شده است که به کمک آنها میتوان مصرف انرژی در قسمتهای گوناگون یک سیستم را با یکدیگر مقایسه نمود و علاوه بر آن امکان مقایسه چند سیستم تولید با یکدیگر میسر میگردد.مهمترین شاخصها به قرار زیر هستند - هاتیرلی و همکاران، 2006؛ محمدی و همکاران، : - 2008
نسبت انرژی:
این شاخص از تقسیم انرژی خروجی - تولیدی - حاصل از محصول اصلی و یا محصول اصلی و فرعی بر انرژی ورودی - مصرفی - بدست میآید و عددی بدون واحد است،
انرژی خالص دریافتی:
عبارت است از مقدار کل انرژی خروجی - تولیدی - منهای مقدار کل انرژی ورودی - مصرفی - ، و واحد آن مگاژول بر هکتار - MJ/ha - میباشد.
همانند شاخص نسبت انرژی، این شاخص نیز هز چه بالاتر باشد بهتر است.
بهره وری انرژی:
این شاخص مقدار محصول حاصله از هر واحد انرژی را نشان میدهد و از تقسیم محصول تولید شده بر انرژی ورودی بدست میآید و واحد آن کیلوگرم بر مگاژول - Kg/MJ - می باشد. این شاخص نشان می دهد که به ازای یک مگاژول انرژی چند کیلوگرم محصول تولید شده است.
انرژی ویژه:
این شاخص معکوس شاخص بهرهوری انرژی است و انرژی مصرف شده به ازای هر واحد محصول را نشان می دهد و واحد آن مگاژول بر کیلوگرم - MJ/Kg - میباشد.کل انرژی مصرف شده از جمع انرژی مصرف شده در قسمت ماشین، سوخت، سموم، کود، آب و بذر برای کاشت و کارگر بدست آمده است، انرژیهای معادل به کار رفته در این پژوهش در جدول 1 آورده شده است.
