جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "irrigated wheat" در نشریات گروه "محیط زیست"
تکرار جستجوی کلیدواژه «irrigated wheat» در نشریات گروه «علوم پایه»-
Agriculture is a system exhibiting high levels of energy consumption. Thus, energy analysis is crucial for improving the energy efficiency of agricultural systems. In this research, the input energy of an irrigated wheat production system, including seeds, machinery, fertilizer, irrigation, electricity, diesel fuel and human labour, were determined and thereby the net output energy, energy efficiency and energy productivity were calculated for energetic system evaluation. For reaching this goal, 110 farmers were asked to complete the questionnaires in which cultivation information such as machinery, diesel fuel, grain produced per hectare, cultivation method, the method and the duration of water supply, workers, chemical materials which were used for plant treatment. The results showed that the total input energy for producing irrigated wheat was 42,481 MJ.ha-1. Energy efficiency was achieved as 1.56, suggesting that the total output energy of the system was more than the input energy. The net output energy, indicating the rate of obtained net energy from the system, was 23,819 MJ.ha-1. Electricity and fertilizer were the inputs consuming the most energy in an irrigated wheat production system, in which 41% and 31% of the total consumed energy were devoted to electricity and fertilizer, respectively. Therefore, the appropriate management of electricity and fertilizer through advanced methods of irrigation and the precise calculation of plants’ required nutrient elements can result in the improvement of the energy efficiency of the system. Reducing seed bed preparing operations (decrease diesel fuel consumption) may also increase the energy efficiency of the wheat production systemKeywords: consumed energy, Energy efficiency, irrigated wheat, net output energy
-
سابقه و هدف
در همه کشورها، تولید های کشاورزی وابستگی شدیدی به انرژی بویژه سوخت های فسیلی دارد. حدود 10 تا 20 درصد از کل انرژی مصرفی در کشورهای پیشرفته جهان صرف تولید غذا می شود. استفاده کارا از انرژی در بخش کشاورزی یکی از الزامات اساسی در گسترش کشاورزی پایدار بشمار می رود، چون افزایش کارآیی انرژی موجب حفظ سوخت های فسیلی و کاهش آلودگی های هوا می شود. نامشخص بودن میزان بهره وری انرژی در تولید گندم در حاشیه دریاچه ارومیه از یک طرف و بروز بحران انرژی در سطح جهانی و ضرورت مصرف هدفمند انرژی در تولید محصول های کشاورزی از طرف دیگر، پژوهش در زمینه تحلیل بهره وری انرژی در تولید گندم را ضروری می نماید؛ بنابراین پژوهش حاضر با هدف ارزیابی و آینده پژوهی سنجه های انرژی شامل انرژی خالص، کارآیی انرژی، انرژی ویژه و بهره وری انرژی و بیان راهکارهای مناسب برای بهبود یا پیشرفت سنجه های انرژی در تولید گندم انجام شد.
مواد و روش هادر این پژوهش، بهره وری انرژی در دو سیستم خاک ورزی حفاظتی و مرسوم در تولید گندم در حاشیه دریاچه ارومیه در دو سال زراعی با اندازه گیری و گرد آوری داده های لازم، ارزیابی شد. سنجه های انرژی خالص، کارآیی انرژی، انرژی ویژه و بهره وری انرژی در تولید گندم تعیین گردید. با توجه به شرایط فعلی دریاچه ارومیه، منبع های آب در حوضه این دریاچه محدود بوده و ارزش آب آبیاری افزون بر جنبه اقتصادی از رویکرد محیطزیست نیز قابل توجه است. بنابراین برای بازسازی شرایط مصرف انرژی در آینده برای تولید منطقه ای گندم از سناریوهای مدیریت آبیاری بعنوان شیوه آینده پژوهی استفاده گردید. سناریوهای مدیریت آبیاری شامل سه شرایط کم آبیاری، آبیاری کامل و بیش آبیاری مزرعه های گندم بود.
نتایج و بحثبهره وری انرژی با کاربرد خاک ورزی حفاظتی و مرسوم بترتیب 210 و 170 گرم بر مگاژول به دست آمد. سناریوهای آینده پژوهی مدیریت آبیاری شامل سه شرایط کم آبیاری، آبیاری کامل و بیش آبیاری مزرعه های گندم بود. میزان انرژی مصرفی برای تولید گندم با سناریوهای گروه اول (آبیاری کامل و بیش آبیاری) و دوم (کم آبیاری) بترتیب 18/5 و 17/7گیگاژول در هکتار بود. میزان انرژی تولیدی دانه گندم با سناریوهای گروه اول و دوم بترتیب 67/5و 31/8گیگاژول در هکتار بود. میانگین کارآیی انرژی در تولید دانه با گروه های اول و دوم به ترتیب 3/7و 1/8 و بهره وری انرژی بترتیب 253 و 125 گرم بر مگاژول بود. استفاده از دستگاه های کم وزن، انتخاب مقدار مناسب بذر، پییشرفت بهره وری مصرف کود و آب، می تواند راهکارهای موثر برای افزایش بهره وری مصرف انرژی در تولید گندم آبی در شمال غرب کشور باشد.
نتیجه گیرییافته ها نشان داد از رویکرد سنجه های انرژی، استفاده از سیستم خاک ورزی حفاظتی نسبت به خاک ورزی مرسوم در تولید دانه گندم ارجحیت دارد. هرچند در موارد متعدد تفاوت آماری سنجه های انرژی در تولید محصول معنی دار نبود. بنظر می رسد اجرای مناسب و درست عملیات خاک ورزی حفاظتی با انتخاب مناسب ادوات و تجهیز های موجب بهبودی سنجه های انرژی در تولید گندم شود.
کلید واژگان: بیلان انرژی, کارآیی انرژی, گندم آبی, کشاورزی حفاظتیIntroductionIn all countries, agricultural production is dependent on energy, especially fossil fuels. About 10 to 20 percent of the total energy used in developed countries is consumed in food production. Efficient use of energy in the agricultural sector is one of the fundamental necessities for sustainable agriculture development, because increasing energy efficiency will save fossil fuels and reduce air pollution. In addition, the global energy crisis and the need for targeted energy consumption in agricultural production makethe research on energy efficiency analysis in wheat production necessary. Energy efficiency values in wheat production in the east of Urmia Lake have not been assessed so far. Therefore, the present study was conducted with the aim of evaluating future research of energy indices, including net energy, energy efficiency, specific energy, and energy productivity as well as providing suitable and applicable solutions for improving energy indices in wheat production.
Material and methodsIn this research, energy productivity in two conservational and conventional tillage systems in wheat production in the east of Urmia Lake was evaluated for two years by measuring and collecting data. Energy indices such as net energy, energy efficiency, specific energy, and energy efficiency were determined in wheat production. According to the current conditions of Lake Urmia, water resources were limited and, therefore, the value of irrigation water was significant from the environmental and economic point of view. Consequently, in order to rebuild future conditions of energy consumption in wheat production, irrigation scenarios were applied as a future study strategy. Irrigation management scenarios included three conditions of full, deficit and excessive irrigation in wheat farms.
Results and discussionEnergy productivity from conservational and conventional tillage systems were 210 and 170 g MJ-1, respectively. Future study scenarios were comprised of three conditions of full, deficit and over-irrigation in wheat farms. The energy consumed to produce wheat with the first (full and over-irrigation) and second (deficit irrigation) scenarios were 18.5 and 17.7 GJ ha-1, respectively. The energy produced of wheat grains by the first and second group scenarios was respectively 67.5 and 31.8 GJ ha-1. The average energy efficiency in grain production with first and second groups was 3.7 and 1.8 and energy productivity was 253 and 125 g MJ-1, respectively. The effective strategies for increasing energy productivity in wheat production in the northwest of the country may include the application of light-weighted machinery, selection of the appropriate amount of seeds, and enhancement of fertilizer and water use efficiency.
ConclusionResults revealed that in terms of energy indices, the application of the conservational tillage system is preferable over conventional tillage in wheat grain production. However, the energy indices by two tillage systems were not statistically different in wheat production. It seems that the appropriate practices of conservation tillage by appropriate selection of equipment would improve the energy indices in wheat production.
Keywords: Energy balance, Energy efficiency, irrigated wheat, Conservational agriculture -
زمینه و هدفامروزه مصرف بی رویه انرژی در بخش کشاورزی علاوه بر افزایش قیمت تمام شده محصولات، باعث ایجاد آلودگی های زیست محیطی فروانی شده است. هدف از تحقیق حاضر استفاده از روش غیرپارامتریک تحلیل پوششی داده ها به منظور بررسی میزان کارایی انرژی و همچنین انتشار گازهای گلخانه ای از مزارع گندم آبی دشت سیلاخور استان لرستان بود.روش بررسیداده ها از طریق تکمیل پرسش نامه و مصاحبه حضوری با 150 کشاورز گندمکار این دشت به دست آمد.یافته هانتایج نشان داد که میزان مصرف انرژی در سطوح 1/0 تا 2 هکتار، 1/2 تا 5 هکتار و 5 هکتار به بالا به ترتیب 22134، 24128 و 25078 مگاژول بر هکتار بوده و نهاده بذر، کود و سموم مصرفی در هر سه سطح بیشترین میزان مصرف را به خود اختصاص می دهد. نتایج حاصل از تحلیل پوششی داده ها نشان داد که کارایی فنی، کارایی فنی خالص و کارایی مقیاس در سطح 5 هکتار به بالا به ترتیب با مقادیر 88، 93 و94 درصد از مقادیر مشابه در سایر سطوح بیشتر است. نسبت انرژی صرفه جویی شده در هرسه سطح به ترتیب برابر 83/6، 11/8 و 54/6 درصد محاسبه شد.نتیجه گیریبا به کارگیری نتایج حاصل از این روش می توان در سطوح فوق به ترتیب حدود 1512، 1957 و 1640 مگاژول بر هکتار انرژی صرفه جویی کرد. نتایج حاصل از بررسی گازهای گلخانه ای در این کشت نشان داد که در سه سطح، نهاده سوخت دیزل بیشترین سهم در میزان آلاینده های زیست محیطی را دارد. بهینه سازی انرژی مصرفی در سطوح فوق در کل می تواند 67/6516 کیلوگرم معادل گاز CO2 از میزان آلاینده های حاصل از تولید این محصول را بکاهد.کلید واژگان: تحلیل پوششی داده ها, کارایی مقیاس, گندم آبی, واحدهای ناکارا, گازهای گلخانه ایBackground And ObjectiveNowadays, increase of energy consumption in agricultural section has lead to some environmental problems and increase of final costs. In this study, the non-parametric method of Data Envelopment Analysis (DEA) is used to estimate the energy efficiency and greenhose gas emission in the irrigated wheat farms in Silakhor plain of Lorestan province.MethodData were collected through both questionnaire and interwiew surveys using 150 farmers. Results showed that the energy consumption for 0.1 up to 2, 2.1 up to 5 and over 5 hectares were 22134, 24128 and 25078 MJ/ha respectively, and the sum of grain, fertilizer and pesticides had the highest share of energy consumption in all levels. The results of DEA showed that technical, pure technical and scale efficiencies in the third level were 88, 93 and 94%and higher than the same amounts obtained in other levels.ResultsEnergy saving ratios in these levels were 6.83, 8.11 and 6.54 respectively. This indicates that 1512, 1957 and 1640 MJ/ha of total input energy can be saved, if the mentioned method is used. The results of greenhouse gas emission showed that diesel fuel has the highest share in the environmental pollutants. Optimization of energy consumption can totally decrease 6516.67 kg CO2 produced in wheat production.Keywords: Data Envelopment Analysis, Scale Efficency, Irrigated Wheat, Noeffective Units, Greenhouse Gas
-
هدف از این مطالعه ارزیابی مصرف انرژی و تعیین حساسیت نهاده ها برای تولید گندم آبی در شهرستان کرمانشاه است. دادههای مورد نیاز از 120 مزرعه گندم آبی در سال 1392 با استفاده از روش نمونه برداری تصادفی، جمع آوری گردید. حساسیت نهاده های انرژی با استفاده از روش بهرهوری فیزیکی نهائی (MPP) و ضرایب رگرسیون با مشتقات جزئی بر عملکرد گندم برآورد شد. نتایج نشان داد که کل انرژی ورودی حدود 8/41921 مگاژول در هکتار بوده و در بین نهاده های ورودی انرژی، کود نیتروژن با 38 درصد و پس از آن سوخت دیزل با 13 درصد بیشترین سهمها را دارا هستند. حدود 35 درصد از کل انرژی مصرفی در تولید گندم انرژی مستقیم و 65 درصد انرژی غیر مستقیم بود. نتایج حاصل از تخمین مدل رگرسیونی نشان داد که تاثیر انرژی نیروی کار، ماشین آلات، سوخت دیزل، کود نیتروژن، الکتریسیته و آب بر عملکرد مثبت است. تحلیل حساسیت نشان داد که مقدار MPP بین 29/0- تا 24/9 بود. همچنین نیروی کار بیشترین مقدار MPP را داشت و پس از آن ماشینآلات، آب و کود فسفر قرار داشتند. با این حال مقدار MPP برای سموم شیمیایی و کود پتاسیم به ترتیب 29/0- و 10/0- شد، که نشاندهنده استفاده مفرط این نهاده ها برای تولید گندم است. مصرف تمام اشکال انرژی مستقیم، غیر مستقیم، تجدید پذیر و تجدید ناپذیر تاثیر مثبتی بر عملکرد داشت.کلید واژگان: کارایی انرژی, نهاده های انرژی, تابع تولید کاب-داگلاس, گندم آبی, کرمانشاهThe objectives of this study were to evaluate the energy consumption and greenhouse gas emissions and to determine the input sensitivity for wheat the production system in Kermanshah County, Iran. To achieve these objectives, data were collected from120 irrigated wheat farms selected during 2012 using a random sampling method. The sensitivity of the energy inputs was estimated using the marginal physical productivity (MPP) method and partial regression coefficients on wheat yield. The results indicated that the total energy input was 41,921.8 MJ ha-1, of which approximately 38% and 13% were from nitrogen fertilizers and diesel fuel, respectively. Approximately 57% of the total energy inputs used in wheat production was direct energy, while the remaining 43% was indirect. Total emissions of CO2, N2O and CH4 in alfalfa farms were 1248.1, 855.6 and 1.6 kg ha-1, respectively: Hence, total GWP was 266525 kg CO2e ha-1 and 68.1 kg of CO2e kg-1 of wheat grain produced. The econometric assessment results revealed that the energy inputs of human labour, machinery, diesel fuel, chemical fertilizers had a significant influence on yield. Sensitivity analysis indicated that the MPP value for energy inputs was between -2.8 and 11.31. Also, the MPP value for human labour was the highest, followed by machinery, water for irrigation and phosphorous fertilizer energy inputs, respectively. However, the MPP for biocide energy was calculated as -1.97, implying that the use of biocide energy is excessive in wheat production, causing a problem of environmental risk in the region. Direct, indirect, renewable, and non-renewable energy forms had positive impacts on the output level.Keywords: Energy efficiency, Energy inputs, Cobb–douglas Production function, Irrigated wheat, Global warming
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.