جریان انرژی در واحدهای سنتی پرورش گاو شیری با تأکید بر انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از تولید الکتریسیته و استفاده از ماشین‌آلات و تجهیزات

بوم شناسی کشاورزی

مقاله 5، دوره 8، شماره 2 - شماره پیاپی 28، تیر 1395، صفحه 251-262   

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jag.v8i2.45389

نویسندگان

عاطفه بیانی؛ لیلی ابوالحسنی^* ؛ ناصر شاهنوشی

گروه اقتصاد کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

چکیده

این پژوهش جهت بررسی جریان انرژی و انتشار گاز گلخانه‌ای دی اکسیدکربن در واحدهای پرورش سنتی گاوهای شیری در استان مازندران اجرا شد. اطلاعات از طریق تکمیل پرسشنامه و مصاحبه حضوری با 26 گاودار در سال 1393 جمع‌آوری شد. نتایج نشان داد که مجموع انرژی‌های ورودی برای تولید یک لیتر شیر 745/27 مگاژول بوده است. دو نهاده خوراک دام و سوخت به ترتیب با 4/47 و 5/28 درصد، پرمصرف‌ترین نهاده‌های انرژی بودند. کارایی انرژی در مقایسه با بهترین حالت مصرف انرژی که مقدار ارزشی آن عدد یک است و نشان دهنده شرایطی است که حداکثر بهره برداری از انرژی وارد شده به سیستم صورت می‌گیرد، 257/0 به دست آمد. سهم انرژی‌های تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر در تولید یک لیتر شیر به ترتیب 2/48 و 8/51 درصد محاسبه شد. مجموع گازهای گلخانه‌ای (شامل N2O ,CH4 ,CO2) که به دلیل تولید الکتریسیته و استفاده از ماشین‌آلات منتشر می‌شود، 622/0 کیلوگرم دی‌اکسیدکربن به ازای تولید یک لیتر شیر محاسبه شد. در بین نهاده‌های مورد بررسی، دو نهاده ماشین‌ها و تجهیزات و سوخت به ترتیب با 3/72 و 7/25 درصد، بیشترین انتشار گازهای گلخانه‌ای را در تولید شیر داشتند. با توجه به یافته‌ها جایگزین نمودن نهاده‌های کم‌مصرف انرژی به جای نهاده‌های پرمصرف انرژی با نوشتن اصول جیره‌نویسی صحیح به طوری‌که افت عملکرد و کاهش بهره‌وری در خروجی واحدها مشاهده نشود، پیشنهاد می‌شود. همچنین، با توجه به این که ماشین‌آلات و سوخت بالاترین میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را به خود اختصاص داده، می‌توان با جایگزین نمودن ماشین‌آلات با مصرف گاز طبیعی با ماشین‌آلات با سوخت دیزل از طرفی مقدار انرژی کم‌تری برای تولید یک لیتر شیر صرف نمود و از طرف دیگر آثار سوء زیست‌محیطی را به کمترین مقدار خود رساند.

کلیدواژه‌ها

بهره وری؛ ستاده؛ کارایی انرژی و نهاده

مراجع

Almasi, M., Kiani, S.H., and Loymi, N. 2000. Foundations of Agricultural Mechanization. Forest Publications, Tehran, Iran. (In Persian)

Arghami, N., Sanjari, A., and Bozorgnia, A. 2010. Elementary survey sampling. Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. (In Persian)

Bakhoda, H., Almassi, M., and Moharamnejad, N. 2012. Energy production trend in Iran and its effect on sustainable development. Renewable and Sustainable Energy Reviews 16: 1335-1339.

Beukes, P.C., Gregorini, P., Romera, A.J., Levy, G., and Waghorn, G.C. 2010. Improving production efficiency as a strategy to mitigate greenhouse gas emissions on pastoral dairy farms in New Zealand. Agriculture, Ecosystems and Environment 136(3-4): 358-365.

Castanheira, É.G., Dias, A.C., Arroja, L., and Amaro, R. 2010. The environmental performance of milk production on a typical Portuguese dairy farm. Agricultural Systems 103(7): 498-507.

Christie, K.M., Rawnsley, R.P., and Eckard, R.J. 2011. A whole farm systems analysis of greenhouse gas emissions of 60 Tasmanian dairy farms. Animal Feed Science and Technology 166-167: 653-662.

Coley, D., Emma, G.A., and Macdiarmid, J. 1998. The embobied energy of food: The Role of Diet Energy Policy 26: 455-459.

Cornejo, C., and Wilkie, A.C. 2010. Greenhouse gas emissions and biogas potential from livestock in Ecuador. Energy for Sustainable Development 14(4): 256-266.

Divya, P.I., Prabu, M., Pandian, A.S.S., Senthilkumar, G., and Varathan, B.J. 2012. Energy use efficiency in dairy of Tamilnadu. Indian Journal of Energy 1(5).

Dyer, J.A., and Desjardins, R.L. 2003. Simulated farm fieldwork, energy consumption and related greenhouse gas emissions in Canada. Biosystems Engineering 85(4): 503-513.

Energy the Balance Sheet. 2008. Available at Web site http://www.moe.gov.ir/. (In Persian(

FAO. 2012. Food and Agricultural commodities production. Available at www.fao.org

Frorip.J., Kokin, E., Praks, J., Poikalainen, A.R.V., Veermäe, I., Lepasalu, L., and Schäfer, H.M. 2012. Energy consumption in animal production – case farm study. Agronomy Research Biosystem Engineering Special Issue 39-48.

Ghobadian, B. 2012. Liquid biofuels potential and outlook in Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews 16(7): 4379-4384.

Ghorbani, M., Darighani, A., Koocheki, A., and Motalebi, M. 2010. Estimated environmental costs of greenhouse gas emissions in dairy farms of Mashhad. Journal of Agricultural Economics and Development 17(66): 43-63. (In Persian with English Summary)

Hensen, A., Groot, T.T.W.C.M., Van Den Bulk, A.T., Vermeulen, J.E., Olesen, J.E., and Schelde, K. 2006. Dairy farm CH4 and N2O emissions, from one square metre to the full farm scale. Agriculture, Ecosystems and Environment 112(2-3): 146-152.

Hosseini, S.E., Andwari, A.M., Wahid, M.A., and Bagheri, G. 2013. A review on green energy potentials in Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews 27: 533-545.

Jabro, J.D., Sainju, U., Stevens, W.B., and Evans, R.G. 2007. Carbon dioxide flux as affected by tillage and irrigation in soil converted from perennial forages to annual crops. Journal of Environmental management 88(4): 1478-1484.

Karbasi, A.R., Kalkanari, H., Bayani, A., Shaabanian, F., and Keidashti, M. 2014. Adverse environmental effects on tea in Chaboksar. National Conference of Engineering and Management for Sustainable Agricultural, Environment and Natural Resources, Hamedan, 13 March 2014. (In Persian)

Kitani, O.CIGR. 1999. Handbook of Agricultural Engineering. Energy and Biomass Engineering. ASAE Publications, St Joseph, MI.

Kraatz, S. 2012. Energy intensity in livestock operations- Modeling of dairy farming systems in Germany. Agricultural Systems 110: 90-106.

Kwon, O.S., Yun, W.C., and Hwan, D. 2006. Market value for thermal energy of cogeneration: using shadow price estimation applied to cogeneration systems in Korea, Energy Policy 33: 1789-1792.

Laegreid, M., Bockman, O.C., and Kaarstad, O. 1999. Agriculture, Fertilizers and the Environment. CABI Publishing, Wallingford, xxiv 294 pp.

Lal, R. 2004a. Soil carbon sequestrian impacts on global climate change and food security. Science 204: 1623-1627.

Lehtonen, H., Peltola, J., and Sinkkonen, M. 2006. Co-effects of climate policy and agricultural policy on regional agricultural viability in Finland. Agricultural System 88: 472-493.

Liang, S., Xu, M., and Zhang, T. 2013. Life cycle assessment of biodiesel production in China. Bioresource Technology 129: 72-77.

Maysami, M.J., Olbertz, H., and Ellmer, F. 2013. Energy Efficiency in Dairy Cattle Farming and Related Feed Production in Iran. Faculty of Agriculture and Horticulture at Humboldt-Universität zu Berlin.

Merino, A., Pe´rez-Batallo´n, P., and Macı´as, F. 2004. Responses of soil organic matter and greenhouse gas fluxes to soil management and land use changes in a humid temperate region of southern Europe. Soil Biology and Biochemistry 36: 917-925.

Meul, M., Nevens, F., Reheul, D., and Hofman, G. 2007. Energy use efficiency of specialised dairy, arable and pig farms in Flanders. Agriculture, Ecosystems and Environment 119(1-2): 135-144.

MOE. 2003. Energy balance in Iran. www.moe.gov.ir

MOE. 2010. Energy balance in Iran. www.moe.gov.ir

Murty, M.N., Kumar, S., and Mahua, P. 2006. Environmental regulation productive efficiency and cost of pollution abatement, A case study of sugar industry in India. Journal of Environmental Management 79: 1-9.

Najafi, G., Ghobadian, B., and Yusaf, T.F. 2011. Algae as a sustainable energy source for biofuel production in Iran: A case study. Renewable and Sustainable Energy Reviews 15(8): 3870-3876.

O'Brien, D., Capper, J.L., Garnsworthy, P.C., Grainger, C., and Shalloo, L. 2014. A case study of the carbon footprint of milk from high-performing confinement and grass-based dairy farms. Journal of Dairy Science 97(3): 1835-1851.

Ozkan, B., Kurklu, A., and Akcaoz, H. 2004. An input–output energy analysis in greenhouse vegetable production: A case study for Antalya region of Turkey. Biomass and Bioenergy 26(1): 89-95.

Sainz, R.D. 2003. Livestock-environment initiative fossil fuels component: Framework for calculation fossil fuel use in livestock systems. http://www.fao.org.

Sephidpari, P., Rafieei, S., and Akram, A. 2013. Compares of the energy consumption indexs and greenhouse gas emissions in industrial units of dairy cattle breeding and laying hens in Tehran. The First National Conference on Strategies for Achieving Sustainable Development, Tehran, Iran 6-7 March. (In Persian)

Shortall, O.K., and Barnes, A.P. 2013. Greenhouse gas emissions and the technical efficiency of dairy farmers. Ecological Indicators 29: 478-488.

Singh, S., and Mittal, J.P. 1992. Energy in Production Agriculture. Mittal Publication. New Delhi 163 pp.

Sohngen, B., and Mendelsohn, R. 2003. An optimal control model of forest carbon sequestration. American Journal of Agricultural Economic 85: 448-457.

The company optimize fuel consumption in Iran. 2011. National Iranian Oil Company. http://ifco.ir/index.asp.

Thoma, G., Popp, J., Nutter, D., Shonnard, D.R., Ulrich, M., Matlock, D.S., Kim, Z., Neiderman, N., Kemper, C., and Adom, F. 2013. Greenhouse gas emissions from milk production and consumption in the United States: A cradle-to-grave life cycle assessment circa 2008. International Dairy Journal 31: S3-S14.

Ubbels, J., and Bouman, S. 1979. The saving of energy when cooling milk and heating water on farms. International Journal of Refrigeration 2(1): 11-16.

Upton, J., Humphreys, J., Groot Koerkamp, P.W., French, P., Dillon, P., and DeBoer, I.J. 2013. Energy demand on dairy farms in Ireland. American Dairy Science Association 96(10): 6489-6498.

Wang, H., and Wheeler, D. 2000. Endogenous enforcement and effectiveness of China′s pollution levy system. Policy Research Working p. 2336.

Weiss, F., and Leip, A. 2012. Greenhouse gas emissions from the EU livestock sector: A life cycle assessment carried out with the CAPRI model. Agriculture, Ecosystems and Environment 149: 124-134.

Wells, D. 2001. Total energy indicators of agricultural sustainability: Dairy farming case study- Technical paper, Ministry of Agriculture and Forestry, Wellington. ISBN: 0-478-07968-0; http://www.maf.govt.nz.

Yaldiz, O., Zeren, Y., and Bascetomcelik, A. 1993. Energy usage in production of field crops in Turkey. In Fifth International Congress on Mechanization and Energy Use in Agriculture, Kusadasi, Turkey, 11-14 October 1993.

Zalaghi, R., and landi, A. 2009. Evaluating carbonic greenhouse gases emission and organic carbon balance from soil under current agricultural land use 9(12): 2307-2312.

Zare Mehrjerdi, M., and Ziaabadi, M. 2011. Study of affecting factors energy use in Iran agriculture. Journal of Development and Investment 3(5): 133-153. (In Persian)