کارآیی انرژی در زارعت گندم دیم و آبی بخش مانه استان خراسان شمالی (مطالعه موردی منطقه شیرین دره)
مقدمه مقاله
گندم از لحاظ مصرف و تغذیه انسان در جهان مقام اول را در بین محصولات به خود اختصاص داده است. ایران از لحاظ تولید گندم در ردیف یازدهم کشورهای تولید کننده بوده است ۱,۸) درصد) اما از لحاظ مصرف در ردیف هشتم کشورهای مصرف کننده قرار دارد ۲) درصد تولید جهانی را مصرف می کند). در ایران سطحی معادل ۶,۲ میلیون هکتار زیر کشت سالیانه گندم آبی و دیم قرار دارد که از این مقدار ۴ میلیون هکتار بصورت دیم و ۲,۲ میلیون هکتار بصورت آبی کشت می شود که حدود۶۰درصد تولید گندم در اراضی آبی و %۴۰ بقیه آن از اراضی دیم بدست می آید (قلی نژاد و پناهیان، .(۱۳۸۵
کشاورزی شدیداٌ به انرژی، بخصوص سوخت های فسیلی وابسته است (کوچکی و حسینی، .(۱۳۷۳ مصرف انرژی فسیلی در کشاورزی، تولید انرژی را افزایش می دهد(حسن زاده وهمکاران، .(۱۳۸۰ کشاورزی یک فرآیند تبدیل انرژی است. در این فرآیند انرژی نوری خورشید، فرآورده های سوختهای فسیلی و الکتریسیته، به غذا و الیاف مورد نیاز انسان تبدیل می گردد. در سالهای اخیر، با توجه به نقش و اهمیت انرژی در توسعه و کارآیی کشاورزی مصرف انرژی به ویژه سوختهای فسیلی، کودهای شیمیایی، آفت کشها و ماشین آلات افزایش چشمگیری داشته است (رجبی و همکاران .(۱۳۹۱ تجزیه و تحلیل بیوفیزیکی و انرژی یک اکوسیستم زراعی به منظور ایجاد تولید موثر وکارآیی انرژی ضروری است (تراپاتی و ساه، .(۲۰۰۱ انرژی مورد نیاز برای تولید موادمختلف در کشاورزی باید مدنظر قرارگیرند زیرا هزینه تولید کودهای مصنوعی و آفت کش ها بسیار قابل توجه هستند. زمانی که هم انرژی مربوط به عملکرد گیاه زراعی و دیگر ستاده های سیستم کشاورزی تعیین شده و با انرژی نهاده مقایسه می شود امکان ارزیابی کارآیی انرژی سیستم های مختلف تولید نیز فراهم می شود (کوچکی و همکاران، ۱۳۸۰)
انرژی را می توان به دو بخش انرژیهای ورودی و انرژیهای خروجی تقسیم بندی نمود که در اکثر مطالعات حاضر انرژیهای ورودی (مصرفی) به دو بخش انرژی مستقیم و انرژی غیرمستقیم طبقه بندی شده (کالتساس وهمکاران،۲۰۰۷ ؛ رجبی و همکاران، ۱۳۹۱ ؛ اسکندری چراتی و همکاران،(۲۰۱۱ و به دو شکل انرژی تجدید پذیر و انرژی تجدید ناپذیر تعریف می شود (اسکندری چراتی وهمکاران، ۲۰۱۱؛ منصوری و همکاران،.(۲۰۱۲ بیرمن و همکاران (۱۹۹۹) بودجه بندی های انرژی را به دو روش کلی طبقه بندی کرده اند: روش اقتصادی-زیست محیطی و روش اقتصادی. تراز انرژی در کشاورزی از تجزیه و تحلیل و مقایسه انرژی های نهاده و ستانده در یک سیستم کشاورزی بدست می آید (نصیریان و همکاران، .۲۰۰۶) ایران سیزدهمین کشور پرمصرف انرژی در جهان شناخته شده است.
مصرف انرژی در کشور پنج برابر متوسط جهانی است، وضعیت مصرف انرژی با اصول مربوط به ارتقای بهره وری و بازدهی انرژی درجهان، مغایرت دارد. قیمت پایین حاملهای انرژی و در دسترس بودن انواع منابع انرژی سبب شده تا جامعه ما با تأخیر قابل توجهی به ضرورت بهینه سازی الگوی مصرف انرژی بیندیشد (هاجررمضانی امیری و منصور زیبایی، .(۱۳۸۹ انواع بسیار متنوعی از نهاده های انرژی وجود دارند که ممکن است منجر به افزایش تولید و یا حفظ انرژی ناشی ار تولید شوند که این انرژی در فرآوره های دامی و گیاهی که از بوم نظام های زراعی حاصل می شود نهادینه شده است.(کوچکی و همکاران، ۱۳۸۰)
نهاده انرژی به میزان زیادی متغییر است که بستگی به میزان نیترژون و گیاه زراعی دارد. ستاده انرژی نیز زمانی که تقاضا برای تولید گیاهان به علت محدودیت سطح تولید جهت زراعت برآورده نشود پارامتر مهمی محسوب می گردد. نسبت ستاده به نهاده شاخص کاملی از تاثیرات محیطی روی تولید گیاهان زراعی می باشد که می توانند برای فرموله کردن توصیه های کودی که مناسب محیط هستند استفاده شوند (قلی نژاد، .(۱۳۸۷ کارآیی انرژی یک سیستم تولید کشاورزی را می توان از طریق هم ارز انرژی عملکرد تولید شده و هم ارز انرژی تمام نهاده ها و عملیات زراعی مورد استفاده تعیین کرد (کوچکی و همکاران، ۱۳۸۰ )
یکی از راه های برآورد توسعه کشاورزی استفاده از متد جریان انرژی است (قلی نژاد، .(۱۳۸۷ حیدر قلی نژاد و حسن زاده ۱۳۸۲ گزارش نمودند که میزان کارآیی انرژی برای گندم دیم ۰,۴۲ بوده که میزان کارآیی انرژی دانه و کاه بطور جداگانه و به ترتیب ۰,۷۶ و ۰,۹۴ می باشد. ولدیانی و همکاران ۱۳۸۴ گزارش نمودند که میزان کارآیی انرژی برای عملکرد بیولوژیکی ۰,۷۸۸ بوده که میزان کارآیی انرژی برای محصول دانه و کاه به ترتیب ۰,۴۲۴ و ۰,۳۶۳ بود. بطورکلی انرژی مورد نیاز کشت و کار در کشاورزی بستگی به درجه تغییری دارد که در اکوسیستم طبیعی آن ایجاد می شود (کوچکی و حسینی، .(۱۳۸۶ عملیات فشرده زراعی و استفاده زیاد از مواد شیمیایی (کودها، قارچ کش ها، علف کشها حشره کش ها و سایر سموم) برخی مشکلات اقتصادی، محیطی و اکولوژیکی را بوجود آورده است که مهمترین اثرات محیطی عبارتند از: فرسایش خاک، آلودگی آب های زیرزمینی و آب های سطحی توسط مواد شیمیایی، تخریب و اختلال در زیستگاههای حیات وحش و اثرات نامطلوب بر محیط زیست (کوچکی و همکاران ۱۳۷۴و وهاب زاده، .۱۳۷۴)
نتایج تحقیقات قلی نژاد و حسن زاده در بررسی کارآیی نهاده ها در زراعت گندم دیم و آبی در استان آذربایجان غربی نشان داد که کارآیی انرژی برای گندم آبی و دیم به طور متوسط به ترتیب ۱,۴۸ و ۱,۲۶ بوده است (اسماعیل قلی نژاد و حسن زاده .۱۳۸۷)
در همین راستا کمیل ملائی و همکاران نسبت انرژی دانه برای گندم دیم در سه منطقه خسروشیرین، سده و دژکرد را به ترتیب ۱,۰۶۸، ۱,۱۹ و ۰,۹۱ بدست آوردند که بالاترین مصرف نهاده ها در این مناطق را به مصرف کود عنوان نمودند (کمیل ملائی و همکاران، .۱۳۸۷)
مواد و روشها:
منطقه شیرین دره در ۷۵ کیلومتری شمال غربی شهرستان بجنورد و در محدوده شهرستان مانه و سملقان در ۳۷ درجه و ۴۴ دقیقه شمالی و ۵۵ درجه و ۱۰ دقیقه شرقی قرار دارد و دارای یک دریاچه سد شیرین دره می باشد که در ۶۵ کیلومتری شمال غربی شهرستان بجنورد قرار دارد و ارتفاع این روستا از سطح دریا ۱۰۴۰ متر و میانگین بارش سالیانه آن ۳۵۰ میلیمتر می باشد. منطقه شیرین دره بدلیل آب وهوای مساعد منطقه زمین های آبی آن در سال دوبار کشت میشود یک بار کشت گندم و بار دیگر کشت برنج در آن انجام می شود.
تحقیق حاضر بمنظور اندازه گیری کارآیی انرژی در زراعت گندم دیم و آبی در روستای تازه قلعه منطقه شیرین دره از توابع شهرستان مانه وسملقان استان خراسان شمالی صورت گرفت که کلیه داده ها و اطلاعات مربوطه از طریق پرسش نامه هایی که از قبل به همین منظور تهیه شده بودند در اختیار زارعین منطقه قرار گرفت و نیروی کار انسانی و ماشینی از مرحله کاشت تا برداشت با استفاده از اطلاعات دریافتی از زراعین و تکمیل پرسش نامه ها تعیین شد، که انرژی ورودی مستقیم در تولید گندم شامل: سوخت، نیروی انسانی و آب آبیاری و انرژی های ورودی غیر مستقیم شامل: بذر، کودهای شیمیایی، سموم و علف کش ها و ماشین آلات می باشند.
سوخت: برای اندازه گیری سوخت مصرفی ادوات از روش باک پر استفاده شد که قبل از شروع عملیات مورد نظر اقدام به پر نمودن مخزن باک تراکتور که از نوع MF285 بود نموده و سپس در پایان عملیات مجدداً به پر نمودن باک نموده که میزان سوخت ریخته شده در باک بیانگر میزان سوخت مصرفی برای عملیات مورد نظر می باشد. که سوخت مصرفی برای کلیه مراحل خاک ورزی، کشت، سمپاشی و کودپاشی و برداشت محصول توسط کمباین به همین طریق محاسبه گردیده است.
ادوات و ماشین آلات: به منظور برآورد وزن ماشین آلات نیزبه این طریق عمل شده است که قدرت ماشین آلات لازم برای هر هکتار در خدود یک اسب بخار می باشد با این برآورد وزن تراکتور نیز به ازای هر اسب بخار برای هر هکتار ۴۰کیلوگرم تخمین زده شد و تقریباً به همین میزان نیز وزن سایر ادوات کشاورزی در نظر گرفته شد و جمعاً برای هر هکتار ۸۰ کیلوگرم وزن ماشین آلات برآورد گردید(حیدرقلی نژادکناری و حسن زاده، ۱۳۸۲ و منصوری راد، .۱۳۸۱)
نیروی انسانی، کودهای شیمیایی، سموم شیمیایی، بذر و آبیاری : برای بدست آوردن میزان کارانسانی در تولید گندم دیم و آبی، کل نیروی انسانی مورد نیاز از مرحله آماده سازی زمین تا مرحله برداشت تعداد ساعات مفید کاری هر کارگر در هر مرحله ثبت گردیده و در معادل انرژی یک ساعت نیروی کار انسانی که ۵۰۰ کیلوکالری در نظر گرفته شده است ضرب شده است. و به طور کل میزان انرژی این ورودی ها با استفاده از معادل انرژی هر کدام که در جدول (۱) آورده شده به صورت جداگانه محاسبه و اندازه گیری شد.
بحث و نتیجه گیری:
همانطورکه در جدول شماره ۱ نشان داده است انرژی عوامل و نهاده های مصرفی در کشت گندم آبی و دیم در منطقه شیرین دره با ضرب مقدار مصرف هریک از نهاده ها در میزان انرژی هرواحد بدست آمده است بطوریکه میزان انرژی مصرفی در زراعت گندم آبی و دیم به ترتیب ۱۲۰۴۴۵۰۲ و ۵۸۳۳۴۹۴ کیلوکالری در هکتار بود. همانطور که نشان داده شده در زراعت آبی گندم بیشترین نهاده مصرفی بعد از آبیاری به کود ازته مربوط می شود که ۲۹,۲۲ درصد از نهاده های مصرفی را به خود اختصاص داده است ولی در زراعت دیم گندم این نهاده با ۳۰,۱۷ درصد بیشترین مقدار از نهاده های مصرفی را به خود اختصاص داده و بعد از کود ازته ماشین آلات با ۲۸,۷۸ و سوخت با ۲۲,۱۶ درصد بیشترین مقدار از نهاده های مصرفی در زراعت دیم گندم را بخود اختصاص داده اند که قلی نژاد نیز در استان آذربایجان غربی بیشترین مصرف نهاده ها در زراعت گندم آبی و دیم را به مصرف کود نیتروژن به ترتیب ۳۳,۷ و ۳۲,۵ درصد نسبت داد (اسماعیل قلی نژاد و حسن زاده قورتپه، .۱۳۸۷).