پديد آورندگان :
جابر انصاري، محمد دانشگاه فردوسي مشهد - دانشكده كشاورزي - گروه زراعت , خرم دل، سرور دانشگاه فردوسي مشهد - دانشكده كشاورزي - گروه زراعت , قرباني، رضا دانشگاه فردوسي مشهد - دانشكده كشاورزي - گروه زراعت , پيردشتي، همت اله دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري - پژوهشكده ژنتيك و زيست فناوري كشاورزي طبرستان - گروه زراعت
كليدواژه :
انرژي تجديدپذير , بهره وري انرژي , شاخص انرژي , مصرف انرژي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: غلات ازجمله عمده ترين گروه محصولات كشاورزي در جهان هستند كه به عنوان منبع اصلي كالري و پروتئين برنامه غذايي انسان و دام به شمار مي آيند. برنج (Oryiza sativa L.) دومين غله اصلي در جهان است كه به عنوان يك گياه يكساله نيمه آبزي كاشته مي شود. دوره رشدي اين گياه از 2 تا 8 ماه بسته به رقم و شرايط آب و هوايي منطقه كاشت متغير بوده و داراي دو مرحله رشد رويشي و زايشي (شامل رسيدگي) است. وابستگي نظام هاي كشاورزي مرسوم به استفاده فشرده از نهاده ها و انرژي يكي از دلايل اصلي بروز چالش هاي زيست محيطي همچون تغيير اقليم، اوتريفيكاسيون، اسيدي شدن و گرمايش جهاني است. استفاده مؤثر از منابع انرژي در كشاورزي يكي از نيازهاي اصلي توسعه پايدار است كه باعث كمينه كردن اثرگذاري هاي زيست محيطي، جلوگيري از تخريب منابع طبيعي و تقويت كشاورزي پايدار به عنوان يك نظام داراي توليد اقتصادي مي شود. مصرف انرژي در كشاورزي در پاسخ به كاهش سطح زير كشت، افزايش جمعيت و افزايش سطح رفاه زندگي افزايش يافته است.مواد و روشها: اين پژوهش با هدف بررسي شاخص هاي انرژي و پتانسيل گرمايش جهاني برنج در الگوهاي كشت اول و دوم در شهرستان ساري به صورت پرسشنامه اي و با مراجعه حضوري به كشاورزان در سال 1393 انجام شد. نهاده ها و ستانده ها با استفاده از ضريب ها به انرژي تبديل شد. شاخص هاي مورد بررسي شامل انرژيهاي ورودي (IE) و خروجي (OE)، كارايي مصرف انرژي (EUE)، بهره وري انرژي (PE)، انرژي ويژه (SE)، انرژي خالص (NE)، انرژيهاي مستقيم (DE) و غيرمستقيم (IE)، انرژيهاي تجديدپذير (RE) و تجديدناپذير (NE) و پتانسيل گرمايش جهاني (GWP) شاليزارها در الگوهاي كشت اول و دوم بود. ضريب آلفاي كرونباخ به عنوان شاخصي جهت سنجش قابليت پايايي پرسشنامه تعيين شد.نتايج و بحث: ضريب آلفاي كرونباخ براي پرسشنامه برابر با 85%=α محاسبه شد. نتايج نشان داد كه انرژي ورودي در الگوهاي كشت اول و دوم به ترتيب 55332 و 56858 مگاژول در هكتار و انرژي خارج شده به ترتيب 80377 و 48926 مگاژول در هكتار بود. كارايي مصرف انرژي و انرژي خالص در كشت اول به ترتيب 45/1 و 24945 مگاژول در هكتار محاسبه شد و در كشت دوم به ترتيب به 86/0 و 7923- مگاژول در هكتار كاهش يافت. بهره وري انرژي در كشت اول 07/0 كيلوگرم در مگاژول و در كشت دوم 04/0 گيلوگرم در مگاژول تعيين شد. انرژي ويژه در كشت اول و دوم 83/13 و 89/23 مگاژول در كيلوگرم محاسبه شد. الگوي كشت اول با درنظر گرفتن نهاده ها و عملكرد شلتوك، كاراتر از الگوي كشت دوم بود. پتانسيل گرمايش جهاني در الگوهاي كشت اول و دوم به ترتيب برابر با 990 و 1187 كيلوگرم معادل CO2 در هكتار بود. پتانسيل گرمايش جهاني در الگوهاي كشت اول و دوم به ترتيب برابر با 248 و 498 كيلوگرم معادل CO2 به ازاي يك تن شلتوك محاسبه شد.نتيجه گيري: تجزيه و تحليل انرژي توليد برنج در الگوهاي كشت اول و دوم نشان داد كه انرژي ورودي در كشت اول كمتر از كشت دوم است، اما عملكرد شلتوك بالاتر بود. كارايي و بهره وري انرژي در كشت دوم پايين بود. در كشت دوم پتانسيل گرمايش جهاني نسبت به كشت اول بالاتر بود كه به استفاده بيشتر از نهاده ها و انرژي ارتباط داشت.
چكيده لاتين :
Cereals are the dominant crops in world agriculture and are the major source of calories and protein
to the diets of humans and livestock. Rice (Oryza sativa L.) is the second most important cereal in the world and
it is is generally considered a semi-aquatic annual plant. The growth period of rice varied from 2-8 months,
depending on the variety and environmental conditions with two distinct phases, namely vegetative and
reproductive (including ripening). The dependence of conventional agricultural systems to intensive using of
inputs and energy is one of the main reasons creating environmental impacts such as climate change,
eutrophication, acidification and global warming. Effective use of energy resources in agriculture is one of the
principal requirements for sustainable development; it will minimize environmental problems, prevent destruction
of natural resources and promote sustainable agriculture as an economical production. Energy consumption in
agriculture has been increasing in response to the limited supply of arable land, increasing population and a desire
for higher standards of living (Karkacier and Gokalp Goktolga, 2005; Kizilaslan, 2009; Smil, 2008).
Materials and methods: This study was conducted to study the energy indices and global warming potential of
rice at the first and second planting patterns in Sari city through a questionnaire conducted during 2014. Inputs
and outputs were converted to energy values using coefficients and the indices studied included the input energy
(IE), output energy (OE), energy use efficiency (EUE), energy productivity (EP), special energy (SE), net energy
(NE), direct energy (DE), indirect energy (IE), renewable energy (RE), non-renewable energy (NE) and global
warming potential (GWP) of rice at the first and the second planting patterns. Cronbach's alpha coefficient was
calculated as a tool for the reliability assessment.
Results and discussion: Cronbach's alpha coefficient for the questionnaire was calculated as equal to α=%85. The
results showed that input energy for the first and second planting patterns was 55332 and 56858 MJ ha-1 and their
output energy was 80377 and 48926 MJ ha-1
, respectively. Energy use efficiency and net energy for the first
planting pattern were calculated as 1.45 and 24945 MJ ha-1 and, at the second planting pattern, these energy indices
declined to 0.86 and -7923 MJ ha-1
, respectively. Energy productivity in the first planting was calculated at 0.07
kg MJ-1 and it was 0.04 kg MJ-1
for the second planting. Special energy was 13.83 and 23.89 MJ kg-1
, respectively,
in the first and second patterns. The first planting pattern was more efficient in terms of energy consumption than
the second pattern which was related to inputs and paddy yield. The global warming potential for the first and
second planting patterns was computed as 990 and 1187 kg equiv. CO2 ha-1
, respectively. Global warming potential
for these planting patterns was 248 and 498 kg equiv. CO2 per t paddy yield, respectively.
Conclusion: Energy analysis of rice in the first and second planting patterns showed that input energy in the first
planting pattern was lower than in the second pattern, but paddy yield in the first planting pattern was higher than
in the other planting pattern. Both energy efficiency and productivity for the second pattern are low. The global warming potential in the second crop planting was higher than in the first planting pattern which was due to the
consumption of inputs and energy.
