مقاله بررسی میزان مصرف انرژی در تولید گندم، جو و سویا در کشت مکانیزه و مقایسه آن با کشت سنتی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد (M.Sc)

در گرایش مهندسی مکانیک ماشینxadهای کشاورزی

فهرست مطالب 

فصل اول: مقدمه و هدف

1-1- مقدمه

 1-2- اهداف

فصل دوم : پیشینه تحقیق

2-1- مصرف انرژی در کشاورزی

2-2-  تجزیه و تحلیل انرژی در کشاورزی

2-3- واحدهای ارزیابی انرژی

2-4- شاخص های ارزیابی انرژی

2-4-1- انرژی  نهاده 

2-4-2- انرژی ستانده 

2-4-3-کارآیی انرژی 

2-4-4- بهره خالص انرژی 

2-4-5- بهره وری انرژی 

2-4-6 - شدت انرژی 

2-5- مشکلات موجود در مطالعات انرژی

2-6 - معادل های نهاده ها و ستانده های انرژی

2-7- پیامدهای مصرف زیاد انرژی در کشاورزی 

2-8-  جهت گیری مصرف انرژی در آینده

2-9- برخی از مطالعات انجام شده در زمینه انرژی

فصل سوم : مواد و روش ها 

3-1- موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه

3-1-1- وضعیت اراضی زراعی و محصولات کشاورزی

3-2- جامعه آماری

3-3- حجم و روش نمونه گیری

3-4- روش تحقیق  

3-4-1- مرحله اول

3-4-2- مرحله دوم

3-4-3- مرحله سوم  

3-5- بررسی سیر انرژی

3-6- روش محاسبه انواع انرژیxadها 

3-6-1- انرژی سوخت مصرفی 

3-6-2- انرژی نیروی انسانی

3-6-3- انرژی معادل ساخت و استهلاک ماشینxadها 

3-6-4- انرژی معادل بذر، کود و سموم شیمیایی

3-6-5- انرژی آفت کشxadهای شیمیایی

3-6-6- انرژی لازم برای آبیاری

3-6-7- انرژی حمل و نقل

3-7- انرژی خروجی

3-8- شاخصxadهای مطالعات انرژی 

3-8-1- نسبت انرژی 

3-8-2- افزوده (بهره) خالص انرژی(N.E.G)

3-8-3- بهره وری انرژی 

3-8-4- شدت انرژی (انرژی ویژه)

فصل چهارم : نتایج و بحث 

4-1- تعیین مصرف انرژی و شاخصxadهای انرژی در کشت مکانیزه

4-1-1- سهم انرژی سوخت مصرفی در کشت مکانیزه 

4-1-2- سهم انرژی معادل نیروی انسانی در کشت مکانیزه

4-1-3- سهم انرژی معادل ساخت و استهلاک ماشینxadهادر کشت مکانیزه

4-1-4- سهم انرژی معادل بذر، کود و سموم شیمیایی 

4-1-5- سهم انرژی معادل حمل و نقل 

4-1-6- سهم انرژیxadهای مختلف از کل انرژی مصرفی در کشت مکانیزه گندم، جو و سویا

4-1-7-  انرژی ستانده

4-1-8- شاخصxadهای انرژی برای کشت مکانیزه گندم، جو و سویا

4-2- کشت سنتی گندم، جو و سویا 

4-2-1- سهم انرژی معادل کار کارگری

4-2-2- محاسبه انرژی معادل دام

4-2-3- محاسبه انرژی معادل ابزار کشاورزی

4-2-4- محاسبه انرژی معادل بذر و کود دامی

4-2-5- سهم انرژیxadهای مختلف از کل انرژیxad نهاده در کشت سنتی گندم، جو و سویا 

4-2-6-  انرژی ستانده کشت سنتی گندم، جو و سویا

4-2-7- محاسبه شاخصxadهای انرژی برای کشت سنتی گندم ، جو و سویا 

4-3- مقایسه شاخصxadهای انرژی در کشت مکانیزه و سنتی

4-3-1- کارایی انرژی یا نسبت انرژی 

4-3-2- بهره وری انرژی

4-3-3- شدت انرژی 

4-3-4- بهره خالص انرژی

نتیجه گیری

پیشنهادات

منابع 

فهرست جداول

جدول 2-1-  معادل نهاده های و ستانده های کشاورزی 

جدول 3-1-  سطح زیر کشت محصولات گندم، جو و سویا در شهرستان پارس آباد

جدول 3-2-  عمر مفید برخی از ماشینxadهای کشاورزی

جدول 3-3-  جرم برخی از ماشینxadهای کشاورزی

جدول 3-4-  هم ارزهای انرژی برای سموم مختلف 

جدول 4-1- میانگین سوخت مصرفی و انرژی معادل آن در کشت گندم(کشت مکانیزه)

جدول 4-2-  میانگین سوخت مصرفی و انرژی معادل آن در کشت جو (کشت مکانیزه) 

جدول 4-3- میانگین سوخت مصرفی و انرژی معادل آن در کشت سویا(مطا لعه میدانی) 

جدول4-4-  انرژی معادل نیروی انسانی در کشت مکانیزه گندم 

جدول4-5-  انرژی معادل نیروی انسانی در کشت مکانیزه جو

جدول4-6-  انرژی معادل نیروی انسانی در کشت مکانیزه سویا 

جدول 4-7-  میانگین ساعت کار و انرژی معادل ساخت و استهلاک ماشینxadها در کشت گندم 

جدول 4-8- میانگین ساعت کار و انرژی معادل ساخت و استهلاک ماشینxadها در کشت جو 

جدول 4-9-  میانگین ساعت کار و انرژی معادل ساخت و استهلاک ماشینxadها در کشت سویا

جدول 4-10- انرژی معادل بذر، کود و سموم شیمیایی در کشت مکانیزه گندم

جدول 4-11- انرژی معادل بذر، کود و سموم شیمیایی در کشت مکانیزه جو 

جدول 4-12-  انرژی معادل بذر، کود و سموم شیمیایی در کشت مکانیزه سویا

جدول4-13-  سهم انرژیxadهای مختلف از کل انرژی مصرفی در کشت مکانیزه گندم

جدول4-14-  سهم انرژیxadهای مختلف از کل انرژی مصرفی در کشت مکانیزه جو

جدول4-15-  سهم انرژیxadهای مختلف از کل انرژی مصرفی در کشت مکانیزه سویا 

جدول 4-16-  انرژی ستانده در کشت مکانیزه گندم 

جدول 4-17- انرژی ستانده در کشت مکانیزه جو

جدول 4-18- انرژی ستانده در کشت مکانیزه سویا 

جدول 4-19- شاخصxadهای انرژی در کشت مکانیزه گندم، جو و سویا

جدول 4-20- انرژی معادل توان انسانی در کشت سنتی گندم، جو و سویا 

جدول 4-21- انرژی معادل دام در کشت سنتی گندم ،جو و سویا

جدول 4-22- انرژی معادل ابزار کشاورزی در کشت سنتی گندم، جو و سویا 

جدول 4-23: انرژی معادل بذر و کود دامی در کشت سنتی گندم، جو  و سویا

جدول 4-24-  انرژی نهادxadها از کل انرژی مصرفی در کشت  سنتی گندم، جو و سویا 

جدول 4-25- انرژی ستانده در کشت سنتی گندم و جو 

جدول 4-26- انرژی ستانده در کشت سنتی سویا 

جدول 4-27- شاخص های انرژی برای کشت سنتی گندم ، جو وسویا

 

فهرست شکل ها

شکل 3-1- موقعیت شهرستان پارس آباد در دشت مغان و استان اردبیل

شکل 4-1- مقایسه کارآیی انرژی در روش کشت مکانیزه و سنتی 

شکل 4-2- مقایسه بهرهxadوری انرژی در روش کشت مکانیزه و سنتی

شکل4-3- مقایسه شدت  انرژی در روش کشت مکانیزه و سنتی

شکل 4-4- مقایسه بهره خالص انرژی در روش کشت مکانیزه و سنتی

 

چکیده

     بخش کشاورزی سهم قابل توجهی در مصرف انرژی دارد. عوامل اصلی افزایش مصرف انرژی در بخش کشاورزی افزایش جمعیت، افزایش سطح زندگی مردم، محدودیت زمینxadهای قابل کشت و ارزانی سوخت و سایر نهادهxadهای کشاورزی است. این مطلب بیانگر اهمیت تجزیه و تحلیل انرژی و منابع آن میxadباشد. در این تحقیق ضمن تعیین چگونگی محاسبه انرژی نهاده و ستانده در کشت سه محصول گندم، جو و سویا، شاخصxadهای انرژی در دو روش کشت سنتی و مکانیزه برای تولید این سه محصول محاسبه شد. دادهxadهای مورد نیاز با بررسیxadهای میدانی و مصاحبه به دست آمد. بر اساس نتایج بررسیxadها، در کشت مکانیزه، کارآیی انرژی برای گندم، جو و سویا بهxadترتیب 81/3، 67/3 و 06/4، بهرهxadوری انرژی بهxadترتیب 27/0، 26/0 و 16/0 کیلوگرم بر مگاژول، بهره خالص انرژی بهxadترتیب 7/94277، 78411 و 2/95331 مگاژول محاسبه شد. در کشت سنتی، کارایی انرژی برای گندم، جو و سویا بهxadترتیب 18/3، 05/3 و 24/3، بهرهxadوری انرژی بهxadترتیب 23/0، 22/0 و 12/0 کیلوگرم بر مگاژول، بهره خالص انرژی بهxadترتیب 2/19745، 3/19150 و 6/28331 مگاژول بدست آمد. مقایسه این شاخصxadها با هم در سیستم کشت مکانیزه و سنتی، کارآمدی سیستم کشت مکانیزه را مشخص نمود.

کلمات کلیدی: کارایی انرژی، آنالیز سیر انرژی، گندم، سیستم مکانیزه، جو، سیستم سنتی، سویا

 

 

1-1- مقدمه

     امروزه قسمت قابل توجهی از انرژی، برای انجام کارهای کشاورزی و مکانیزه کردن آنها، به کار میxadرود و هزینهxadهای قابل توجهی برای تأمین انرژی مورد نیاز، در کشاورزی صرف میxadشود. به همین خاطر، تجزیه و تحلیل بنیادی در مورد انرژی، منابع، بازده و جایگاه انرژی در کشاورزی لازم و ضروری به نظر میxadرسد.

     تغییرات در بخش کشاورزی شدیداً تحت تأثیر شرایط سیاسی، اقتصادی و اجتماعی هر منطقه قراردارد. لذا در نظر گرفتن ترکیبی از این عوامل برای تجزیه و تحلیل انرژی ضروری است. نظامxadهای زراعی متداول که کاملاً متکی به مصرف انرژی به شکل نهادهxadهای مختلف هستند از جنبهxadهای فناوری، اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی آسیب پذیرند و به همین دلیل در اواخر قرن بیستم دیدگاهxadهای جدیدی در این رابطه مطرح شدهxadاند که در قالب افزایش کارآیی مصرف نهادهxadها، حفاظت از محیط زیست و منابع طبیعی، اقتصاد اکولوژیک و نهایتاً تأمین غذا و امنیت غذایی مطرح میxadباشند و در این راستا نظامxadهایی تحت عناوین مختلف از جمله کشاورزی پایدار، کشاورزی اکولوژیک، کشاورزی کم نهاده، کشاورزی ارگانیک و کشاورزی تجدید شونده تعریف شدهxadاند (کوچکی و حسینی، 1373).

     از طرف دیگر، با توجه به اینکه بازده انرژی بالا، معیار مصرف و کاربرد صحیح آن است، داشتن سیاستxadهای مشخص در سطح کلان، برای برآورد احتیاجات انرژی، جلوگیری از ضایعات انرژی و کاهش آنها، ارائه برنامهxadهای دراز مدت برای به کارگیری فناوری پیشرفته در استفاده موثر از منابع موجود ضروری است. همچنین به کارگیری منابع جدید در کنار آموزشxadهای لازم در استفاده صحیح انرژی، و تشویق مصرف کنندگان انرژی در جهت صرفهxadجویی در مصرف انرژی در سطح خرد، بسیار حیاتی است.

به دلیل نیاز به یک نظام آنالیز و مطالعه وضعیت انرژی از سالxadهای1970 مباحث مشخصی با مفاهیم و شاخصxadهای کلی در رابطه با انرژی بهxadخصوص از نظر ارزیابی اقتصادی به دلیل افزایش هزینه  انرژی شروع شد (الماسی،1380).

     پیدایش دیدگاه نوین کشاورزی پایدار و بنا بر اصول جدید کشاورزی، مبنای قدیم که به نحوه مصرف انرژی توجه نداشته و تنها هدف مدیر مزرعه، افزایش مطلق تولید بود، منسوخ شده و به بازده انرژی در کنار تولید توجه بیشتری میxadشود. مصرف انرژی، در نظامxadهای مختلف تولید محصولات کشاورزی، شامل نهادهxadهایی است که در عملیات مختلف تولید، به کار گرفته میxadشود. برای بدست آوردن میزان مصرف انرژی لازم است که تمام عملیاتxadهای کشاورزی و نهادهxadهای مورد نیاز برای تولید محصول مشخص گردد. عملیات ماشینی که برای محصولات مختلف متفاوت است، عمدتا شامل خاکxadورزی اولیه، خاکxadورزی ثانویه، کاشت، داشت، برداشت و حمل و نقل میxadباشد. خاکxadورزی اولیه به طور معمول، شخم با گاو آهن برگردانxadدار است که تعداد دفعات آن، در مناطق مختلف متفاوت است. خاکxadورزی ثانویه، شامل دیسک زدن و مالهxadکشی است که تعداد دفعات دیسکxadزدن با توجه به شرایط مناطق فرق میxadکند. روش کاشت، به نوع محصول و شرایط منطقهxadای بستگی دارد که مصرف انرژی آنها با یکدیگر متفاوت است. عملیات داشت، شامل وجین کردن، سله شکنی، کود افشانی و سمپاشی میxadباشد که مصرف انرژی هر یک باید بطور مجزا معلوم گردد. عملیات برداشت، نسبت به محصولxadهای مختلف، بسیار متنوع است که مصرف انرژی ماشینxadهای برداشت، با داشتن سرعت پیشروی، عرض کار، عملکرد و وزن به راحتی قابل محاسبه است. همچنین میزان انرژی مصرفی در عملیات آبیاری، با توجه به نوع آبیاری و نحوه تامین آب مورد نیاز، قابل محاسبه میxadباشد. برای تعیین انرژی مصرفی نیروی انسانی، لازم است، تعداد نفرات مورد نیاز و همچنین ساعات کارکرد آنها تعیین گردد (بهروزی لار، 1389).

     برای بررسی سیر انرژی، به دلیل بالا بودن مصرف سرانه گندم، جو و سویا از آنجایی که این سه محصول در منطقه پارس آباد جزء محصولات زراعی عمده محسوب میxadشوند در نظر گرفته شدند.

         کنترل و مدیریت مصرف انرژی در تولید این سه محصول نهایتاً در تولید اقتصادی فرآورده و قیمت تمام شده آنها مؤثر خواهد بود. با عنایت به برنامهxadهای توسعه ایران در مدیریت و کنترل مصرف انرژی با نگرش بر کشاورزی پایدار و حفظ محیط زیست و از سوی دیگر پیوستن به سازمان تجارت جهانی، برنامهxadریزی در این زمینه میxadتواند در بالا بردن توان رقابتی در بخش تولیدات کشاورزی مؤثر باشد.