یکی از راه های ارزیابی توسعه پایدار در نواحی کشاورزی، استفاده از روش جریان انرژی است. جریان انرژی در یک سیستم تولیدی کشاورزی، به این صورت است که در عملیات تولید، مصرف انرژی و در محصولات تولیدی، ذخیره انرژی به وجود می آید. به همین منظور در تحقیق حاضر، مزارع گندم دیم در استان کرمانشاه در سال زراعی 86-1385، از نظر بیلان انرژی مورد بررسی قرار گرفتند. برای ارزیابی بیلان انرژی در این مزارع، کلیه داده های مربوط به نهاده ها و ستاده ها به مقادیر معادل انرژی های مصرفی و تولیدی تبدیل و سپس راندمان انرژی محاسبه گردید. میزان انرژی عوامل و نهاده های به کار برده شده در این مزارع 6130.9 هزار کیلوکالری در هکتار و میزان انرژی خروجی یا تولیدی محصول دانه گندم 5018 هزار کیلوکالری در هکتار و محصول کاه 4316 هزار کیلوکالری در هکتار برآورد شد. همچنین میزان کارآیی انرژی برای عملکرد کل (دانه+کاه)، 1.521 و میزان کارآیی انرژی به طور جداگانه برای محصول دانه و کاه به ترتیب 0.818 و 0.703 محاسبه گردید. داده ها نشان می دهند که بیشترین انرژی مصرفی در این مزارع، به ترتیب مربوط به ماشین آلات، کود ازته و سوخت گازوئیل بوده و کمترین انرژی مصرفی متعلق به نیروی انسانی و علف کش می باشد. کاربرد دستگاه های کمبینات، انجام به موقع تعمیرات و سرویس های مورد نیاز تراکتور و تناوب زراعی مناسب می تواند راه کارهایی در جهت کاهش انرژی مصرفی در تولید گندم دیم در این استان باشد.

اکوسیستم های کشاورزی به طور وسیعی به شرایط اجتماعی و اقتصادی که امروزه در سرتاسر دنیا حاکم است مربوط می شوند. هدف اصلی مدیریت اکوسیستم های کشاورزی رساندن جریان انرژی و مواد مصرف انسان به حداکثر است. گردش انرژی یکی از مباحث بوم شناسی کشاورزی است و در نقاط مختلف جهان نسبت انرژی خروجی و ورودی در اکوسیستم های مختلف کشاورزی محاسبه شده است. یکی از راههای برآورد توسعه کشاورزی و پایداری تولید در نواحی کشاورزی استفاده از روش جریان انرژی است. در این بررسی سیر انرژی در اکوسیستم زراعی گندم دیم در استان مازندران با استفاده از آمار و اطلاعات سازمان کشاورزی استان مربوطه (تهیه پرسشنامه از روستائیان استان) برآورد گردید. داده های مربوط به نهاده ها و ستاده ها به میزان های معادل انرژی های مصرفی و تولیدی تبدیل شدند و سپس راندمان انرژی محاسبه گردید. میزان انرژی عوامل و نهاده های به کار رفته در این نوع زراعت 5359510 کیلوکالری در هکتار و میزان انرژی خروجی (تولیدی) محصول دانه گندم 7062898 و محصول کاه 5684204 کیلوکالری در هکتار برآورد شد. همچنین میزان کارآیی انرژی (نسبت ستاده به نهاده) برای این محصول 0.42 بوده است که میزان کارآیی انرژی کاه و دانه به طور جداگانه و به ترتیب 0.94 و 0.76 می باشد. داده ها نشان می دهند که بیشترین انرژی مصرفی در کشت این محصول در استان مازندران، مصرف کود ازته و انرژی مصرفی ماشین آلات است که احتمالا به دلیل شرایط آب و هوایی استان مازندران می باشد.

چرخه انرژی یکی از مباحث اصلی در اکوسیستم های کشاورزی در نقاط مختلف دنیا است. کدو آجیلی یکی از مهم ترین محصولات زراعی در منطقه خوی می باشد که آشنایی با میزان انرژی ورودی به مزرعه و محاسبه انرژی خروجی از مزرعه در جهت کاهش مصرف انرژی و افزایش بهره وری در مزرعه امری مهم می باشد. چنانچه بتوان میزان انرژی های ورودی به مزرعه در قالب نهاده هایی چون سموم، کودهای شیمیایی، انرژی تراکتور و نیروی کارگری را کاهش داد، علاوه بر افزایش درآمد خالص کشاورزان، گام مهمی در جهت حفظ اکوسیستم مزرعه از آلودگی ها و عوامل مخرب به عمل خواهد آمد. به همین منظور، بیلان انرژی در مزرعه کدو و انرژی نهاده و ستاده در سال زراعی 1388-1387 از طریق پرسش نامه هایی از کشاورزان در روستاهای مختلف شهرستان خوی جمع آوری گردید و میزان انرژی های ورودی به مزرعه در قالب نهاده های مصرفی و با توجه به ضرایب مخصوص محاسبه گردید. انرژی خروجی نیز در قالب ستاده بر اساس عملکرد دانه و بر پایه آنالیز ترکیبات شیمیایی و محتوی انرژی آن ها محاسبه شد. در این بررسی میزان انرژی نهاده های به کار برده شده 02/5981297 کیلوکالری در هکتار محاسبه شد. در این بین، بیشترین انرژی مصرفی در مزرعه کدو به ترتیب مربوط به کود نیتروژنه با میزان انرژی000,024,2 کیلوکالری و آبیاری با انرژی120,252,1 کیلوکالری بود و کمترین آن مربوط به بذر کدو بود. میزان انرژی ستاده برابر با 6910800 کیلوکالری بود. میزان راندمان انرژی (نسبت ستاده به نهاده) بر اساس عملکرد دانه 1.15 برآورد شد. برای کاهش انرژی مصرفی در مزرعه و بالا بردن بیلان انرژی، میزان کود نیتروژن مصرفی با روی آوردن به زراعت تناوبی و بهره گیری از بقولات در جهت تثبیت بیولوژیکی نیتروژن و تغییر نوع کودهای شیمیایی مصرفی و استفاده از کودهای شیمیایی گوگرددار مانند کود اوره با پوشش گوگردی مصرف گردد. استفاده از روش های آبیاری نوین از جمله روش آبیاری بارانی، قطره ای و استفاده از ترکیبات سوپر جاذب مانند هیدروژل ها و سوپر جاذب ها و روی آوردن به کودهای دامی در جهت حفظ و نگهداری آب و خاک توصیه می شود.

در این پژوهش با استفاده از یک مدل هیدرولوژی ماهانه، به مقایسه سه سناریوی ذوب برف مختلف شامل یک سناریوی دما- مبنا، یک سناریوی مبتنی بر تشعشع­ خالص و سناریویی مبتنی بر بیلان انرژی در حوضه آبریز طالقان-الموت پرداخته­ شده و سعی شده با استفاده از داده­های دورسنجی بخشی از چالش­های مدل سازی ذوب برف در حوضه­ای با داده­های زمینی کم کاهش داده شود. فرایندهای واسنجی و اعتبارسنجی مدل به روشروش دو مرحله­ای انجام گرفته است. در یک مرحله به مدل سازی برف به صورت سلولی در سراسر حوضه پرداخته شده و پارامترهای مدل برف مورد واسنجی قرار گرفته­اند. در این مرحله با مقایسه درصد پوشش برف مشاهده شده توسط سنجنده MODIS و مقدار ذخیره برف محاسبه شده در هر سلول توسط مدل، مقدار خطای مدل در شبیه­سازی تجمع برف محاسبه شده­است. در مرحله بعد با شبیه­سازی فرایند هیدرولوژی به صورت یکپارچه در کل حوضه، بخش دیگری از متغیرهای تصمیم مورد واسنجی قرار گرفته و با استفاده از شاخص­های خطای مختلف، مورد ارزیابی و اعتبارسنجی واقع شده­اند. نتایج نشان­دهنده عملکرد بهتر مدل تشعشع ­خالص و بیلان انرژی نسبت به مدل دما-مبنا است، به­طوری که شاخص KGE در دوره اعتبارسنجی، برای مدل با ذوب برف دما-مبنا، 0/72 و برای مدل های تشعشع­ خالص و بیلان انرژی به ترتیب 0/78 و 0/86 بوده است. هم چنین مربع ضریب همبستگی بین داده­های پوشش برف سنجنده MODIS و داده­های ذخیره برف محاسبه شده در سه مدل، بین 0/62 برای مدل بیلان انرژی تا 0/72 برای مدل دما-مبنا بوده است. با توجه به نتایج، روش مدل تشعشع ­خالص و بیلان انرژی امکان برآورد و ارائه مناسبی از ذخیره برفی و هیدرلوژی وابسته به آن در مناطق کوهستانی با اطلاعات کم محیطی را فراهم می کند.

 هدف اصلی مدیریت اکوسیستم های کشاورزی رساندن جریان انرژی و مواد مصرفی انسان به حداکثر است. این بررسی به منظور ارزیابی کارایی انرژی محصول زراعی جو دیم در استان آذربایجان غربی، با روش عملیات میدانی و تکمیل پرسشنامه توسط کشاورزان جوکار و استفاده از داده های موجود در سازمان جهاد کشاورزی استان انجام گرفت. در این مطالعه کلیه داده ها اعم از نهاده و ستاده با روش های علمی موجود به میزان های معادل انرژی تبدیل و سپس کارایی انرژی (نسبت انرژی تولیدی به مصرفی) محاسبه گردید. میزان انرژی عوامل و نهاده های به کار برده شده در این مزارع 5923.79 هزار کیلوکالری در هکتار و میزان انرژی تولیدی (ستاده)، محصول زراعی جو 7644.16 هزار کیلوکالری در هکتار برآورد گردید. میزان کارایی انرژی (نسبت ستاده به نهاده) برای این محصول 1.22 به دست آمد. داده ها نشان می دهد که بیشترین انرژی مصرفی در کشت این محصول در استان آذربایجان غربی مربوط به مصرف کودهای شیمیایی و انرژی مصرفی ماشین آلات است که با مدیریت صحیح می توان مصرف نهاده ها را کاهش و کارایی را افزایش داد.

یکی از راه های برآورد توسعه کشاورزی و پایداری تولید در نواحی کشاورزی، استفاده از روش جریان انرژی است. در این تحقیق، مزارع آفتابگردان آجیلی و روغنی در شهرستان خوی، در سال زراعی 1387-1386 از نظر بیلان انرژی مورد بررسی قرار گرفتند. برای ارزیابی بیلان انرژی در این مزارع، کلیه داده ها اعم از نهاده ها و ستاده ها، با استفاده از فرمول ها و ضرایب رایج به مقادیر معادل انرژی های مصرفی و تولیدی تبدیل و سپس راندمان انرژی محاسبه گردید. میزان انرژی نهاده های به کار برده شده در این مزارع به ترتیب برای آفتابگردان آجیلی و روغنی 8466700 و 8440200 کیلوکالری در هکتار در سال و میزان انرژی تولیدی شامل محصول دانه به طور جداگانه به ترتیب 8760 و 17184 هزار کیلوکالری در هکتار در سال محاسبه گردید. راندمان انرژی (نسبت ستاده به نهاده) برای عملکرد دانه به ترتیب 1.03 و 2.04 برآورد شد. داده ها نشان دادند که بیشترین انرژی مصرفی در این مزارع مربوط به عملیات آبیاری، کود نیتروژن و ماشین آلات می باشد. همچنین هزینه ریال مصرفی برای آفتابگردان آجیلی و روغنی به ترتیب 10193.2 و  11223.61و درآمد خالص برای هر کدام به ترتیب  53806.8و 36776.4 هزار ریال محاسبه شد. نسبت سود خالص به هزینه برای هر کدام به ترتیب 5.28 و 3.28 به دست آمد که این نسبت با مدیریت زراعی مناسب می تواند افزایش یابد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که به علت بالا بودن بیلان اقتصادی در مزارع آفتابگردان آجیلی، با وجود پایین بودن راندمان انرژی در این مزارع، تمایل کشاورزان به کشت این تیپ بیشتر از روغنی است. در حالی که ادامه شرایط موجود اتلاف شدید انرژی، به خصوص نهاده های آبیاری و کود نیتروژنه که بیشترین نسبت انرژی مصرفی را به خود اختصاص می دهند، منطقه را با خطر کاهش آب های تحت الارض در اراضی مذکور و اکوسیستم منطقه را با خطر آلودگی مواجه خواهد ساخت.

تخمین دقیق تبخیر تعرق در برنامه ریزی های توسعه ی آبیاری اهمیت ویژه ای دارد. تخمین این پارامتر به صورت پیوسته در مکان و با فواصل زمانی کوتاه، فرصت بسیار باارزشی را برای مدیریت بخش های مختلف شبکه های آبیاری فراهم می آورد. بنابراین، در تحقیق حاضر از داده های لایسیمتر زهکش دار برای صحت سنجی نتایج به دست آمده از تخمین تبخیر-تعرق با استفاده از سه الگوریتم تک منبعی SEBAL، METRIC و SSEB و یک الگوریتم دومنبعی TSEB کمک گرفته شد. به منظور برآورد تبخیر تعرق از تصاویر ماهواره ای سنجنده های MODIS، ETM+ طی سال های 1379 1382 و تصاویر سنجنده ی OLI & TIRS طی سال های 1392-1395 استفاده شد. به دلیل عدم تطابق زمانی تصویربرداری سنجنده ی OLI & TIRS با زمان داده برداری لایسیمتر، نتایج به دست آمده از تصاویر این سنجنده با نتایج روش هارگریوز سامانی (به عنوان روش برتر) ارزیابی شد. نتایج شاخص های آماری از برآوردهای به دست آمده بین الگوریتم های تک منبعی نشان داد الگوریتم SSEB با کمترین میزان جذر میانگین خطا در هر سه سنجنده ی MODIS، ETM+ و OLI& TIRS (میلی متر بر روز 87/0، 41/0 و 92/0RMSE=) و همبستگی زیادی که با داده های لایسیمتری داشت (96/0، 99/0 و 97/0 R=) به عنوان الگوریتم برتر برای تخمین تبخیر تعرق در منطقه ی مطالعه شده است. با توجه به وضوح تصاویر در سنجنده های ETM+ و OLI & TIRS دقت نتایج تخمین تبخیر تعرق در این دو سنجنده پذیرفته است و در نهایت سنجنده ی ETM+ بهترین نتایج را ارائه داد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

روش های دقیق و کاربردی در جداسازی تبخیر - تعرق، اطلاعاتی سودمند برای مدیریت آب در مزرعه در جهت بهبود کارایی مصرف آب فراهم می کند. شناخت این روش ها بالاخص در مورد سیستم های نوین آبیاری که با هزینه ای بالا اجرا می شوند با اهمیت است. به این منظور در تحقیقی که در تابستان 1388 در مزرعه موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کرج اجرا شد، تبخیر - تعرق گیاه ذرت و جزء تبخیر خاک به طور همزمان به روش بیلان انرژی نسبت بوون اندازه گیری و از تفاضل این دو، تعرق گیاه محاسبه شد. بافت خاک مزرعه محل آزمایش لوم بود و مزرعه با سیستم آبیاری قطره ای زیرسطحی آبیاری شد که در عمق 15 سانتیمتری از سطح خاک نصب شده بود. در زمینه مدیریت آبیاری تلاش شد تا گیاه ذرت دچار تنش نشود. اطلاعات مورد نیاز روش بیلان انرژی نسبت بوون از بالای آسمانه گیاهی، آسمانه گیاهی، و سطح خاک برداشت شد. نتایج نشان داد که برای یک روز نمونه در مرحله میانی رشد گیاه ذرت، از کل انرژی موجود در مزرعه (Rn-G) که می تواند صرف تبخیر - تعرق شود تنها 15 درصد صرف گرمای محسوس هوا شده و بقیه صرف تبخیر - تعرق شده است. شار گرمای ورودی به سطح خاک کمتر از 10 درصد شار تابش خالص است و 93 درصد از انرژی موجود در سطح خاک صرف تبخیر از سطح خاک شده است. در سطح آسمانه گیاهی، حدود 19 درصد از انرژی صرف گرمای محسوس (Hc) شده است. از مقایسه مقادیر ساعتی تبخیر - تعرق به روش بیلان انرژی نسبت بوون و روش پنمن - مانتیث مشخص شد که بین این دو همبستگی خوبی وجود دارد (0.95 = R2) و تغییرات تبخیر - تعرق به روش بیلان انرژی نسبت بوون نسبت به روش پنمن - مانتیث برابر 10 درصد است.