بخشی از مقاله
چکیده
کشاورزی یک فرآیند تبدیل انرژی است. در این فرآیند انرژی نوری خورشید، فرآوردههای سوختهای فسیلی و الکتریسیته، به غذا و الیاف موردنیاز انسان تبدیل میگردد. تأمین غذا و نیازهای جمعیت روزافزون جامعه بشری نیاز به سرمایهگذاری بیشتری در زمینه انرژی به عنوان یک نهاده داشته است به نحوی که طی قرنها، نیروی حیوانات به خدمت گرفته شده و کمی بعد بشر با کنترل کردن نیروی آب و باد، آنها را جایگزین نیروی حیوانات کرد. یونجه یکی از محصولات مهمی است که در ایران و استان مرکزی کشت میشود. این بررسی به منظور ارزیابی و مقایسه کارایی انرژی تولید یونجه در استان مازندران انجام شد.
داده های اولیه با استفاده از آمار و اطلاعات پرسشنامهای زارعین یونجهکار استان بدست آمد. دادههای مربوط به نهادهها و ستاده به مقادیر معادل انرژی مصرفی و تولیدی تبدیل گردید و سپس راندمان انرژی محاسبه شد. میزان کل انرژی ورودی برابر با 47336/66 مگاژول در هکتار %31/52 - انرژی مستقیم، %68/48 انرژی غیر مستقیم، %12/11 انرژی تجدیدپذیر، %87/89 انرژی تجدیدناپذیر - و میزان انرژی خروجی 204429/43 مگاژول در هکتار بدست آمد.
میزان کارایی انرژی، انرژی خالص، انرژی ویژه و بهرهوری انرژی یونجه به ترتیب برابر با 4/32، 157093/6 مگاژول بر هکتار، 3/66 مگاژول بر کیلوگرم و 0/27 کیلوگرم بر مگاژول محاسبه شد. نتایج نشان میدهد که بیشترین انرژی مصرفی در کشت یونجه به کودهای شیمیایی - %40/89 - و پس از آن به ترتیب به سوخت مصرفی - %23/42 - و ماشینآلات - %21/42 - تعلق دارد.
-1 مقدمه
کشاورزی یک فرآیند تبدیل انرژی است. در این فرآیند انرژی نوری خورشید، فرآوردههای سوختهای فسیلی و الکتریسیته، به غذا و الیاف موردنیاز انسان تبدیل میگردد. تأمین غذا و نیازهای جمعیت روزافزون جامعه بشری نیاز به سرمایهگذاری بیشتری در زمینه انرژی به عنوان یک نهاده داشته است به نحوی که طی قرنها، نیروی حیوانات به خدمت گرفته شده و کمی بعد بشر با کنترل کردن نیروی آب و باد، آنها را جایگزین نیروی حیوانات کرد. با این تغییرات ضمن آزاد شدن وقت و انرژی بیشتری از انسان، نیروی بیشتر و ارزانتری نسبت به گذشته در اختیار او قرار گرفت
مطالعات زیادی در زمینه مصرف انرژی انجام شده است: برای مثال کارایی انرژی تولید سیبزمینی در مشهد و نیشابور، به ترتیب 0/75 و 0/7 بدست آمد - کوچکی وهمکاران، . - 1376 انرژی لازم برای تولید گندم آبی و دیم را در منطقه ساوه به ترتیب 10/5 و 10/6 مگاژول بر کیلوگرم برآورد گردید که بیشترین منبع مصرفی انرژی سوخت تشخیص داده شد که برای اراضی آبی %67 و برای اراضی دیم %52 بدست آمد
کشاورزی امروزشدیداً به انرژی بویژه سوختهای فسیلی وابسته است. با توجه به محدودیت منابع سوختهای فسیلی و آلایندگی آنها لزوم تحقیقات بیشتر جهت تعیین میزان مصرف انرژی و استفاده صحیح از منابع موجود را ضروری مینماید
در ایران ارزش تولیدات بخش کشاورزی که در ابتدای قرن حاضر در حدود 70 درصد کل تولیدات کشور را تشکیل میداد امروزه به حدود 25 درصد تنزل پیدا کرده است. با وجود این، بخش کشاورزی هنوز بزرگترین فعالیت اقتصادی غیر دولتی را تشکیل میدهد.
با توجه به محدودیت منابع، لزوم تحقیقات بیشتر جهت تعیین میزان مصرف نهاده و استفاده صحیح از منابع را ضروری مینماید. امروزه مکانیزاسیون کشاورزی که خود امری پرمصرف در زمینه انرژی است، عامل مهمی در ایجاد تحول در بخش کشاورزی به شمار رفته بطوریکه بکارگیری صحیح دانش مکانیزاسیون میتواند سهم قابل توجهی در تولید مواد غذایی و فرآوردههای دیگر مرتبط با کشاورزی ایفا نماید. محاسبه شاخص هایانرژی و مقایسه آنها با یکدیگر یکی از روشهایی است که میتواند میزان مطلوبیت عملکرد یک محصول را در مزرعه نشان دهد.
به طور کلی تحلیل و بررسی انرژیهای ورودی و خروجی تعیین کننده بازده انرژی یا مصرف انرژی مؤثر در طبیعت می باشند. مطالعاتی انجام شده که بازده انرژی مصرفی محصولات مختلف کشاورزی اعم از سیب زمینی، ذرت، گندم، و گل آفتابگردان را تعیین کرده است بدلیل اهمیت تولید یونجه در استان مازندران و شهرستان ساری، و عدم انجام مطالعات قبلی در این شهرستان، هدف از این تحقیق، محاسبه بهرهوری انرژی تولید یونجه میباشد.
-2 مواد و روشها
برای انجام این تحقیق نیاز به جمعآوری دادهها از منطقه مورد مطالعه بوده که این دادهها برحسب نوع خود از طرق مختلف از جمله؛ مطالعات کتابخانهای، استفاده از آمارنامهها و نتایج تحقیقات انجام شد. در یک عملیات میدانی آمارگیری، تعداد 37 پرسشنامه از کشاورزان یونجهکار در شهرستان ساری تکمیل و جمعآوری گردید. سپس مقادیر متوسط مصرف انرژی هر یک از نهادههای ورودی در هکتار و کل محصول برداشت شده استخراج گردید.
منابع مصرف انرژی عبارتند از؛ انرژی سوخت دیزل و بنزین، انرژی آبیاری، انرژی نیروی انسانی، انرژی بذر، انرژی کود، انرژی سموم شیمیایی و انرژی ماشینها و ادوات کشاورزی. برای برآورد انرژی مصرف شده در تولید یونجه، مقدار مصرفی هر یک از نهاده ها در معادل انرژی مخصوص هر یک از نهاده ها ضرب میگردد - جدول - 1 و با اثر دادن این ضرایب، مقادیر نهادهها برحسب انرژی بیان می گردد. همچنین برای تحلیل و ارزیابی درستی از سیستم تولیدی با دید انرژی، شاخصهایی نظیر:
راندمان انرژی - ER - ، بهرهوری انرژی - EP - ، انرژی خالص - NEG - و انرژی ویژه - SE - لحاظ گردید که به کمک آنها میتوان مصرف انرژی در قسمتهای گوناگون یک سیستم را با یکدیگر مقایسه نمود و علاوه برآن امکان مقایسه چند سیستم تولیدی با یکدیگر میسر میگردد. با کمک این شاخصها دلایل احتمالی مصرف بالای انرژی در قسمت و یا سیستم خاصی به راحتی کشف شده و به محقق در رفع اشکالات و مصرف صحیح انرژی یاری میرساند
جدول :1 معادلهای انرژی نهادهها وستانده درتولید یونجه
راندمان انرژی یا بازده 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. طبق تعریف، این شاخص نشان میدهد که انرژی دریافتی از مزرعه چند برابر انرژی وارد شده به آن است و هر چه بالاتر باشد بهتراست. ضمناً در این پژوهش انرژی ورودی شامل انرژی خورشید و انرژی مواد موجود در خاک در نظر گرفته نشده و فقط شامل انرژیهایی میشود که به سیستم، بوسیله کشاورز داده یا اضافه میشود و از رابطه زیر محاسبه میگردد:
که: E.R نسبت بازدهی انرژی و Eout انرژی خروجی از سیستم - مگاژول بر هکتار - و Ein انرژی مصرفی در سیستم - مگاژول بر هکتار -
