بخشی از مقاله
چکیده
این پژوهش به منظور شناخت الگوها و روشهای مرسوم و بررسی جریان انرژی تولید گندم در دشت مهیار انجام شد. برای تعیین میزان انرژیهای نهاده و ستانده در تولید این محصول، پرسشنامهای تهیه شد و در آن نوع و میزان نهادههای به کار رفته در مراحل مختلف تولید و میزان محصول برداشت شده درج گردید. مطابق نتایج، بیشترین سهم انرژی مصرفی به ترتیب مربوط به نهادههای آب آبیاری % 77 - از کل انرژیهای نهاده - ، سوخت 7/9 - % - ، کود ازته - % 6/9 - و بذر - % 5/8 - میباشد که نشان دهنده چالش آب در این زراعت است.
نسبت انرژی ستانده به نهاده برای عملکرد بیولوژیکی گندم - دانه + کاه - ، 1/64 و به طور جداگانه برای محصول دانه و کاه، به ترتیب 0/ 72 و 0/ 92 برآورد شد. خالص افزوده انرژی -34/87 گیگاژول در هکتار و با احتساب انرژی دانه و کاه 80/94 گیگاژول در هکتار به دست آمد. همچنین بهرهوری انرژی 0/049 کیلوگرم بر مگاژول حاصل گردید.
مقدمه
کشاورزی به عنوان یک فرآیند تبدیلی، انرژی نور خورشید، سوختهای فسیلی، الکتریسیته و انرژیهای دیگر را به غذا و الیاف مورد نیاز انسان تبدیل میکند. طی این فرآیند بهرهبرداری انسان از منابع طبیعی، همواره بدون رعایت جنبههای حفاظتی و بیرویه بوده و تنها براساس تامین منافع کوتاه مدت انجام گرفتهاست. از دید کارکاسیر و گوکتولگا - Karkacier and Goktolga, 2005 - به طور کلی دو روش قابل قبول، جهت ارزیابی انرژی مصرفی تولیدات کشاورزی وجود دارد، اول آنالیز ستانده- نهاده در استفاده از انرژی و دوم محاسبه انرژی و آنالیز اقتصادی. در سال 1970، پس از افزایش قیمت محصولات نفتی، آنالیز انرژی به عنوان مبحثی مهم در علوم کشاورزی مطرح شد.
برای محاسبه صحیح میزان انرژی شاخصهایی تعریف گردیده است. برخی از این شاخصها عبارتند از نسبت انرژی - ER - 1 ، افزوده خالص انرژی - NEG - 2 و بهرهوری انرژی . - EP - 3 نسبت انرژی عبارتست از نسبت انرژی خروجی - تولیدی - سیستم به انرژی ورودی - نهادهها - .
افزوده خالص انرژی عبارتست از تفاوت انرژی خالص خروجی و انرژی کل مورد نیاز سیستم - انرژی ورودی - و بهرهوری انرژی مقدار محصول بدستآمده به ازای هر واحد انرژی ورودی میباشد چنانچه مقدار انرژی مصرف شده، به ارزش افزوده تقسیم شود، حاصل شدت انرژی - EI - 4 نامیده میشود.
محمدیان صبور - 1386 - نسبت انرژی محصول کلزا را، 1/03 بدست آوردهاست. 57 درصد از کل انرژی نهاده صرف آبیاری شده -است. پیمان و همکاران - 1384 - بهرهوری انرژی در هر هکتار از مزارع برنج استان گیلان برای هر یک از دو روش سنتی و نیمه-مکانیزه را به ترتیب 2/09 و 2/21 کیلوگرم بر مگاژول به دست آوردند.
شریفی عاشورآبادی و همکاران - 1381 - با مقایسه کارایی انرژی مصرفی در روشهای مختلف حاصلخیزی - شیمیایی، تلفیقی و ارگانیک - خاک مشاهده نمودند که در روش تغذیه شیمیایی با افزایش کودهای شیمیایی، عملکرد کمی گیاه دارویی رازیانه افزایش یافت اما از کارایی انرژی کاسته شد، در صورتیکه در روش تغذیه تلفیقی با استفاده از کود دامی و حذف تدریجی کودهای شیمیایی، عملکرد کمی و کارایی انرژی در تولید افزایش یافت.
حسنزاده و مظاهری - 1375 - کارایی انرژی برای گندم و برنج در منطقه فلاورجان را 2/7 و 1/3 به دست آوردهاند. آلام و همکاران - Alam et al., 2005 - نشان دادند اگرچه در بنگلادش طی 20 سال مصرف نهادههای انرژی مکانیکی، شیمیایی و بذر به ترتیب 2/11، 3/65 و 1/71 برابر افزایش یافتهاند، انرژی ستانده تنها به میزان 1/7 برابر رشد پیدا کردهاست.
نتایج تحقیقات هاتیرلی و همکاران - Hatirli et al., 2005 - ، در کشور ترکیه نشان داد که نسبت انرژی ستانده به نهاده از 1/38 در سال 1975 به 0/85 در سال 2000 کاهش یافته است. سینگ و همکاران - Singh et al., 1998 - نتیجه گرفتند که مزارع کوچک و حاشیهای نیاز به انرژی پیش از برداشت بیشتری به صورت کود شیمیایی، آبیاری و انرژی انسان و دام دارند. در حالی که در مزارع متوسط و بزرگ، به سطح بهینه انرژی پیش از برداشت در تولید گندم در اکوسیستمهای پنجاب نائل شدند.
براساس نتایج تحقیق کولیوند و همکاران - 1394 - در بررسی انرژی مصرفی زراعت گندم و جو، انرژی معادل آبیاری و انرژی معادل بذر، سم و کود بیشترین مصرف انرژی را داشتند. بر این اساس در کشت گندم آبی، کارآیی انرژی 1/76، بهره خالص انرژی 36450/9 مگاژول، بهره وری انرژی 0/13 کیلوگرم بر مگاژول و شدت انرژی 7/68 مگاژول بر کیلوگرم بود.
در حالی که در کشت جو، کارآیی انرژی 1/75، بهره خالص انرژی 35423/9 مگاژول، بهرهوری انرژی 0/129 کیلوگرم بر مگاژول و شدت انرژی 7/74 مگاژول بر کیلوگرم بود. در تحقیق عطار - 1390 - انرژی مصرفی و تولیدی گندم آبی شهرستان رامهرمز به وسیله نمونهگیریکاملاً تصادفی و مصاحبه با کشاورزان محاسبه و به وسیله آن شاخص های افزوده خالص انرژی، کارایی انرژی - نسبت انرژی - و بهره دهی انرژی تعیین گردیدند.
نتایج بررسیها نشان داد کل انرژی مورد نیاز برای تولید هر هکتار گندم در منطقه مذکور معادل 424 مگاژول و شاخص کارایی انرژی برای این محصول معادل 1/56 برآورد شد. افزوده خالص انرژی در محصول گندم 23819 مگاژول در هکتار بدست آمد. بررسی سهم نهادهها از کل انرژی ورودی مشخص نمود که در محصول گندم بیشترین میزان انرژی مصرفی پس از الکتریسیته مربوط به کود شیمیایی میباشد. در پژوهشی که بر روی مصرف انرژی در گندم آبی گرگان صورت گرفت، متوسط نسبت انرژی 6/3 ، متوسط انرژی ویژه - شدت انرژی - 4 گیگاژول بر تن و متوسط بهرهوری انرژی 0/3 تن بر گیگاژول به دست آمد
با توجه به آنچه گفته شد، بررسی جریان انرژی در محصولات مختلف کشاورزی، میتواند مراحلی که بیشترین و کمترین انرژی نهاده را به مصرف میرسانند مشخص نماید و آنگاه با بررسی روشهای کاهش مصرف انرژی در مراحل پرمصرف، راههای رسیدن به بهرهوری انرژی بالاتر مشخص گردد. در مطالعه حاضر، با ارزیابی نتایج بدست آمده از مطالعات انرژی گندم در دشت مهیار شهرستان شهرضا، راهکارهایی به منظور بهبود وضعیت به کارگیری منابع انرژی و توان در منطقه، ارائه گردید.
مواد و روشها
شهرستان شهرضا در 80 کیلومتری جنوب شهر اصفهان قرار دارد. دشت مهیار - منطقه مورد مطالعه - از دهستانهای شهرستان شهرضا است که 1100 کیلومتر مربع وسعت دارد. جامعه آماری مورد مطالعه کشاورزان گندم کار دشت مهیار میباشند، که از بین آنان یک نمونه 70 نفری به طور تصادفی انتخاب گردید. مصاحبه با کشاورزان و تکمیل پرسشنامهها در محل مزارع و در مواردی نیز در محل شرکت تعاونی خدمات کشاورزی مهیار میسر گردید. در پرسشنامه مواردی از قبیل میزان مالکیت اراضی، نوع عملیات زراعی در مراحل آمادهسازی زمین، کاشت، داشت و برداشت، نوع تراکتور، نوع و اندازه ادوات بهکار رفته، مدت زمان انجام عملیات و میزان استفاده از نهادهها از قبیل آب بذر، کود، سم و نیروی کارگری و نوع هر یک از نهادههای مصرفی و موارد دیگر ثبت گردید و سپس مقادیر معادل انرژی نهادهها و ستاندهها به روش زیر به دست آمد:
- انرژی معادل آبیاری: این انرژی شامل سوخت و الکتریسیته لازم جهت پمپاژ آب و آبیاری محصول بوده و از رابطه - 1 - به دست میآید
در این رابطه E انرژی مورد نیاز پمپاژ بر حسب ژول بر هکتار، ρ چگالی آب - کیلو گرم بر متر مکعب - ، g ثابت گرانش زمین - متر بر مجذور ثانیه - ، H ارتفاع کل که شامل افتهای ناشی از اصطکاک بر حسب متر نیز میباشد؛ Q حجم آب مصرفی بر حسب متر مکعب در هکتار است. ε1 بازده پمپ است که تابع ارتفاع عمودی بالابر، سرعت و مقدار جریان آب بوده معمولاً از0/ 7 تا 0/9 در نظر گرفته میشود. ε2 بازده کل تبدیل انرژی و توان میباشد که برای الکتروموتور 0/18 - 0/22 و برای موتور دیزل 0/25 - 0/3 در نظر گرفته میشود.
