ارزیابی بیلان انرژی و تحلیل اقتصادی کلزا در استان گلستان

کلزا(Brassica napus L.)  بعد از سویا با تولید 68 میلیون تن، دومین گیاه روغنی زراعی دنیا است (فائو، 2016). دانه کلزا دارای ۲۵ تا ۵۵ درصد روغن ، ۱۸ تا ۲۴ درصد پروتئین و ۱۲ تا ۲۰ درصد پوست است. ارقام کلزایی که از آنها روغن استخراج می‌شود کانولا نامیده می‌شود. برخی از انواع کلزا که در گروه کانولا قرار دارند دارای کمتر از ۳۰ میکرومول گلوکوزینولات در هر گرم کنجاله بوده و روغن دانه آنها دارای مقدار زیادی اسیدهای چرب غیر اشباع و کمتر از ۲ درصد اسید اروسیک می‌باشند و روغن آنها به صورت خوراکی مصرف می‌شود ( وو و همکاران، 2008؛ طاهری گراوند و همکاران، 2010). روغن کلزا حاوی اُمگاتری بوده و سرشار از ویتامین‌ها و موادمعدنی ضروری است و به دلیل اسیدهای چرب غیراشباع بالا و وجود پروتئین بعنوان یکی از سالم‎ترین روغن‎های خوراکی کاربرد دارد (زمردیان و همکاران، 2011). این گیاه تا دو دهه پیش در نظام‌های زراعی ایران جایگاهی نداشت (برزوئی و همکاران، 1388)، ولی در سال‎های اخیر، با توجه به کمبود منابع روغن‌های گیاهی، سطح زیر کشت کلزا به دلیل سازگاری با شرایط اقلیمی اغلب نقاط کشور افزایش یافت (میرهاشمی و بنایان، 1391).

از بین رفتن تنوع زیستی در  اکوسیستم‌های کشاورزی، تشدید پدیدة تغییر اقلیم، آلودگی و تخریب منابع طبیعی، حاصل بهره‌برداری نامناسب از طبیعت و محیط زیست برای تأمین نیازهای غذایی، دارویی، پوشاک و سوخت مورد نیاز جمعیت رو به رشد جهان است. این معضل جهانی، امروزه بشر را مجبور نموده با توجه به ضرورت پایداری در بهره برداری از منابع موجود، به ساختار و کارکرد سیستم‌های تولیدی کشاورزی، رویکردی جدید و جامع داشته باشد. بر این اساس، کشاورزی پایدار، امروزه در صدر توجهات علاقمندان به محیط زیست قرار دارد. هدف اصلی از کشاورزی پایدار تأمین غذا، پوشاک و سوخت مورد نیاز بشر از طریق فعالیت‌های کشاورزی است، به گونه‌ای که این فعالیت‌ها موجب تلفات منابع طبیعی و آسیب به سرمایه‌های زیست محیطی و سلامت انسان و دیگر موجودات زنده نشود. بنابراین، استفاده کارآمد از انرژی یکی از ارکان اصلی کشاورزی پایدار است (سینق و همکاران، 2004) و استفاده کمتر از انرژی‌های سوبسیدی می‌تواند به‌عنوان یک اصل مهم در تحقق پایداری مطرح باشد. بر این اساس، نظام‌های کشاورزی اکولوژیک یا پایدار، نظام‌هایی هستند که حداقل تکیه را بر انرژی و نهاده‌های خارج مزرعه‌ای دارند.

گردش انرژی یکی از مباحث عمده در بوم شناسی کشاورزی است. انرژی دائماً درون اکوسیستم در یک جهت جریان دارد و به صورت انرژی خورشیدی وارد و به وسیله موجودات فتوسنتز کننده به انرژی پتانسیل تبدیل شده و در پیوندهای شیمیایی مولکول‌های آلی و بیوماس ذخیره می‌شود ( قربانی، 1388؛ نصیری محلاتی و همکاران، 1388). لذا یکی از راه‌کارهای  توسعه کشاورزی و پایداری تولید ، استفاده از روابط و محاسبات مربوط به جریان انرژی است. در این راستا، آنچه که باید در گام نخست مورد توجه قرار گیرد این است که در شرایط فعلی توجه به تعاملات انرژی و محیط زیست امری ضروری محسوب ‌شود (وزارت نیرو، 1390)، زیرا گازهای گلخانه‌ای و آلاینده های ناشی از مصرف انرژی در بخش کشاورزی، اثرات زیست محیطی غیرقابل انکاری در سطح منطقه‌ای و جهانی دارند که از مهم‌ترین آنها می‌توان به آلودگی هوا و اثرات سوء بر بهداشت و سلامت در سطح منطقه‌ای و اثر بر تغییر اقلیم در سطح جهانی اشاره نمود (وزارت نیرو، 1384). در این راستا، افزایش کارایی انرژی در تولید منابع غذایی و دارویی (اردل و همکاران، 2007؛ پیشگار کومله، 2011) ، ترویج کشاورزی پایدار به‌عنوان یک سیستم تولید در تلاقی سه حیطه انرژی، اقتصاد و محیط زیست (وزارت نیرو، 1390) و استفاده از منابع تجدیدپذیر، می‌تواند مشکلات زیست محیطی را در بخش کشاورزی کاهش داده، از زوال منابع طبیعی جلوگیری نموده و مقرون به صرفه ‌باشد (اردل و همکاران، 2007؛ پیشگار کومله، 2011).

تمام روش‌هایی که انسان برای افزایش کارآیی تثبیت انرژی به کار می‌گیرد، با استفاده از انرژی‌های کمکی یا به اصطلاح یارانه انرژی است. کامفرتی و گیام پیترو (1996) کارایی انرژی برای 75 کشور جهان را بین 1 تا 20 تعیین نموده اند. آنها متوسط کارایی انرژی در کشاورزی ایران را 79/1 گزارش کردند. مهرابی بشرآبادی و اسمعیلی (1390) نیز با بررسی کارایی و بهره‌وری انرژی در بخش کشاورزی ایران در دوره زمانی 1386 - 1350 متوسط کارایی انرژی در کشاورزی ایران را 42/1 محاسبه نمودند.

مطالعات زیادی در زمینه کارایی و بیلان انرژی در تولید محصولات کشاورزی در سرتاسر جهان صورت گرفته است. به‌عنوان مثال، کارایی انرژی نیشکر در مراکش(مرینی و همکاران،2001)، برنج در مالزی (بوکاری-گوا و همکاران، 2005)، گیلاس، مرکبات، زردآلو، گوجه فرنگی، پنبه، چغندرقند، انواع سبزی‌های گلخانه‌ای و مزرعه‌ای در ترکیه (دمیرکان و همکاران، 2006؛ کاناکی و همکاران، 2005)، سویا، ذرت و گندم در ایتالیا (سارتوری و همکاران، 2005)، سویا و سیب زمینی در هند (مندل و همکاران، 2002؛ یاداو و همکاران، 1991)، گندم، پنبه، و کلزا در آلمان (راتک و دایپنبروک، 2006) و در ایران کارایی انرژی گندم دیم و آبی (قربانی و همکاران، 2011)، جو (قاسمی مبتکر و همکاران، 2012؛ آذرپور، 2012)، ذرت (پیشگار کومله، b2011)، کلزا (موسوی اول و همکاران، b,d,e2011)، سویا (موسوی اول و همکاران، c2011)، سیب زمینی (محمدی و همکاران، 2008 )، خیار و گوجه‌فرنگی گلخانه‌ای (محمدی و امید، 2010؛ حیدری و امید، 2011)، هندوانه (نامداری، 2011)، سیب (موسوی اول و همکاران، a2011) و کیوی (محمدی و همکاران، 2010) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج ارزیابی کارایی انرژی در تولید کلزای دیم و آبی در استان خوزستان (منجزی و زکی دیزاجی، 2012) و بررسی سیر انرژی در تولید کلزا در استان مازندران (طاهری گراوند و همکاران، 2010) نشان داد که مهم‌ترین انرژی های ورودی برای تولید این محصول کودهای شیمیایی و سوخت دیزلی بود.

سطح زیر کشت کلزا در سال زراعی 93-1392 در کشور حدود 78/81 هزار هکتار برآورد شده است که استان گلستان با 7/26 درصد از آن، بیشترین سطح را به خود اختصاص داده و استان‌های خوزستان و مازندران به ترتیب در رتبه‌های دوم و سوم قرار دارند. تولید کلزا در کل کشور در همین سال 146 هزار تن برآورد شده که استان گلستان با 2/31 درصد سهم از تولید کل کشور در جایگاه نخست تولید این محصول قرار گرفته و استان‌های خوزستان و مازندران به ترتیب با 2/17 و 2/11 درصد رتبه‌های دوم تا سوم را به خود اختصاص داده‌اند (وزارت جهاد کشاورزی ایران ، 1394).

هدف از این تحقیق، تعیین انرژی‌های ورودی و خروجی و کارایی مصرف انرژی به ازای هرهکتار مزرعه کلزا در زراعت آبی و دیم در استان گلستان به همراه تجزیه و تحلیل‌های اقتصادی در تولید کلزا بود. با انجام این تحقیق، عملیات زراعی که با تغییرآنها کارایی انرژی افزایش یافت معرفی و پیشنهاداتی در زمینه کاهش مصرف انرژی و افزایش کارایی انرژی جهت رسیدن به تولید پایدار در تولید کلزا ارائه خواهد شد.

مواد و روش‌ها

در این پژوهش، استان گلستان به عنوان رتبه نخست در سطح زیر کشت و تولید کلزا انتخاب و از دو جنبه ارزیابی مصرف انرژی و تحلیل اقتصادی بین مزارع آبی و دیم مورد بررسی قرار گرفت.

ارقام اصلی کلزا که توسط کشاورزان در استان گلستان کشت می‌شود شامل هایولا 401، آرجی اس 003 و زرفام می‌باشد که هر کدام دارای خصوصیات خاصی است (جدول 1). زمان انجام و متوسط تعداد عملیات زراعی و مدیریتی کلزا از هنگام آماده‌سازی زمین تا برداشت محصول در جدول 2 ارائه شده است. آماده سازی بستر بذر طی ماه‌های مرداد تا مهر و کاشت بذر از اوایل مهر تا اواسط آبان انجام می‌شود. مصرف کود قبل از کاشت در مرداد و شهریور و بعد از کاشت طی ماه‌های آبان تا اسفند صورت پذیرفت، که متوسط تعداد دفعات کوددهی 2/4 بود. کود نیتروژنه مورد استفاده به‌شکل اوره و طی سه مرحله مورد استفاده قرار گرفت: یک مرحله قبل از کاشت و دو مرحله بصورت سرک بعد از کاشت. کود فسفره از نوع سوپر فسفات تریپل یا فسفات آمونیوم و کود پتاسیم از نوع سولفات پتاسیم بود. عملیات سم‌پاشی از آذر تا اردیبهشت انجام گرفت که متوسط تعداد  دفعات سمپاشی 3/2 بود و سموم علف‌کش شامل: لونترل، بوتیزان استار جهت علف‌های پهن‌برگ و سوپر گالانت، سلکت سوپر و فوکوس جهت علف‌های باریک‌برگ و آفت کش شامل: متاسیستوکس، کنفیدور و پریمور مورد استفاده قرار گرفت. عملیات برداشت طی ماه‌های اردیبهشت و خرداد انجام گرفت (جدول 2). ماشین آلات مورد استفاده طی عملیات شخم و آماده‌سازی بستر بذر، داشت و برداشت کلزا شامل تراکتورهای جاندیر، مسی‌فرگوسن 285 با قدرت 75 اسب بخار، فیات و کمباین بود.

در این پژوهش به منظور محاسبه بیلان انرژی در زراعت کلزا آبی و دیم، پرسش‌نامه‌ای به صورت فنی و تخصصی در قالب 174 سؤال تهیه شد که کلیه مراحل آماده‌سازی زمین، کاشت، داشت و برداشت کلزا را تحت پوشش قرار داد. جمع آوری اطلاعات طی سال‌های 1390 تا 1392 از طریق تکمیل پرسش‌نامه به صورت چهره به چهره با کشاورزان روستاهای 9 شهر استان گلستان (آزادشهر، گنبد کاووس، گرگان، کلاله، آق‌قلا، بندر گز، علی آباد، مراوه تپه و کردکوی) انجام شد. به منظور تکمیل پرسشنامه طراحی شده از آسان‌ترین روش نمونه‌گیری تصادفی ساده دو مرحله‌ای در بین کل کلزاکاران استان استفاده شد و تعداد نمونه طبق معادله 1 تعیین شد (موسوی اول و همکاران، c2011؛ کزیلاسلان، 2009). نتایج این روش نمونه‌گیری با رعایت اصول نمونه‌گیری قابل اعتماد و قابل تعمیم به کل جامعه است. بر اساس معادله ۱، تعداد نمونه (کلزاکار) لازم جهت تکمیل پرسشنامه 90/297 بدست آمد که جهت انجام محاسبات دقیق به 300 نفر افزایش یافت. اسامی کشاورزان دیم‌کار و آبی‌کار کلزا به طور تصادفی از روی فهرست زارعین مرکز آمار وزارت جهاد کشاورزی در شهرهای مذکور انتخاب شد (مرکز آمار و فناوری اطلاعات و ارتباطات، 1393). قبل از جمع آوری اطلاعات، در یک آزمایش مقدماتی در سطح کوچک‌تر، تعداد 20 پرسش‌نامه به طور تصادفی توسط تعدادی از کشاورزان این استان تکمیل شد.

معادله(1)                                                         

در این معادله، n تعداد نمونه مورد نیاز، N تعداد کل جمعیت هدف (کشاورزان دیم‌کار و آبی‌کار کلزا) که طبق آمار وزارت جهاد کشاورزی 1543 به دست آمد (مرکز آمار و فناوری اطلاعات و ارتباطات، 1393)، s² برآورد واریانس ویژگی مورد مطالعه در جامعه است که ویژگی مورد مطالعه در این تحقیق کارایی انرژی است (جهت تعیین واریانس، از انحراف معیار داده‌های آزمایش مقدماتی که معادل 49/0 بود استفاده شد). t با فرض نرمال بودن ویژگی مورد نظر از جدول t استیودنت در سطح اطمینان 95 درصد (96/1) به دست می‌آید و d خطای قابل پذیرش که مقدار آن در سطح اطمینان 95 درصد، 5 درصد می‌باشد.

در نهایت پس از جمع‌آوری پرسش‌نامه‌ها، به منظور بررسی صحت و درستی اطلاعات جمع آوری شده، داده‌های بدست آمده با استفاده از آمار و اطلاعات وزارت جهاد کشاورزی کشور و سازمان جهاد کشاورزی استان گلستان همچنین توسط کارشناسان و متخصصان زراعت کلزا در هر شهرستان کنترل گردید و از عملیات و موارد استثنایی که توسط تعداد بسیار معدودی از کشاورزان انجام گرفته بود، صرف نظر گردید. برای انجام محاسبات آماری، اطلاعات اولیه شامل انرژی‌های ورودی و عملکرد کلزا از پرسشنامه‌ها به نرم‌افزار اکسل انتقال یافت. در گام بعدی، میزان هر یک از ورودی‌ها (نیروی انسانی، ماشین‌آلات، سوخت گازوئیلی، کودهای شیمیایی، سموم، بذر مصرفی، آب آبیاری و الکتریسیته)  و خروجی ‌(عملکرد محصول کلزا) به ازای یک هکتار زمین زراعی محاسبه شد و در نهایت تمام ورودی‌ها و خروجی‌ها با توجه به عدم یکنواختی واحد‌های ورودی و خروجی‌ و همچنین دشواری انجام مقایسات در این شرایط، از طریق ضرایب مخصوص به معادل انرژی ( برحسب مگاژول) تبدیل شدند (جدول 3). 

پس از تعیین معادل انرژی برای نهاده‌های مذکور، جهت ارزیابی جریان انرژی، شاخص‌های مهم کارایی مصرف انرژی¹ بهره‌وری انرژی²، انرژی مخصوص3 و انرژی خالص⁴ طبق معادله‌های 2 تا 5 محاسبه شد (صالحی و همکاران، 2014؛ دمیرکان و همکاران، 2006). ضمناً نهاده‌های ورودی از دو جنبه مورد ارزیابی قرار گرفتند، نهاده‌هایی که انرژی مستقیم و انرژی غیرمستقیم تولید می‌کنند، و نهاده‌هایی که انرژی تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر دارند. انرژی مستقیم شامل انرژی‌های حاصل از نیروی انسانی، سوخت گازوئیلی، آب آبیاری و الکتریسیته و انرژی غیرمستقیم شامل ماشین‌آلات، کودهای شیمیایی (NPK)، کود دامی، سموم و انرژی صرف شده برای تولید بذر هستند. انرژی‌های تجدیدپذیر شامل نیروی انسانی، آب آبیاری و بذر مصرفی و انرژی‌های تجدیدناپذیر شامل ماشین‌آلات، سوخت گازوئیلی، کودهای شیمیایی، سموم شیمیایی و الکتریسیته هستند (قربانی و همکاران، 2011؛ اسنگان و همکاران، 2007).

       معادله (2)                                                                                                                             معادله (3)                                                                                                                                    معادله (4)                                                                                                                               معادله (5)                                                                                                         

همچنین به منظور بررسی تحلیل‌های اقتصادی تولید کلزا در دو نظام کشت آبی و دیم در استان گلستان، شاخص‌های اقتصادی شامل سود ناخالص⁵، سود خالص⁶ و نسبت فایده به هزینه⁷  محاسبه شد. سود ناخالص از تفریق هزینه متغیر تولید از ارزش ناخالص تولید، سود خالص از تفریق کل هزینه تولید از ارزش ناخالص تولید در هکتار و نسبت فایده به هزینه از تقسیم ارزش ناخالص تولید به کل هزینه تولید در هکتار به دست آمد (طباطبایی و همکاران، 2013؛ حیدری و امید، 2011).

نتایج و بحث

تجزیهوتحلیلسیرانرژی در تولیدکلزادر نظام کشت آبی

نتایج این بررسی نشان داد که مجموع انرژی مصرفی در نظام کشت آبی معادل 59/20485 مگاژول در هکتار بود که بیشترین مقدار انرژی مصرفی را سوخت گازوئیل، کود نیتروژن و کود دامی به ترتیب با 33/42، 40/19 و02/17 درصد و کمترین آن را حشره‌کش، بذر مصرفی و نیروی انسانی به ترتیب با 11/0، 14/0 و 19/0 درصد به خود اختصاص دادند (جدول 4 و شکل 1). سوخت گازوئیل مصرفی در تولید کلزا بطور عمده برای سوخت تراکتور جهت آماده‌سازی بستر بذر، کاشت، داشت، برداشت با کمباین و حمل و نقل مورد استفاده قرار می‌گیرد و انجام عملیات مکانیزاسیون در تولید کلزا استفاده از نیروی انسانی (19/0 درصد) را به حداقل می‌رساند. در بین مواد شیمیایی مصرفی، کود شیمیایی نیتروژن بیشترین مقدار را به خود اختصاص داد (جدول 4 و شکل 1)که نشان می‌دهد تولید کلزا به شدت وابسته به کود است. میانگین عملکرد مزارع آبی کلزا و مقدار کل انرژی خروجی محاسبه شده به ترتیب 9/2316 کیلوگرم در هکتار و 5/57922 مگاژول در هکتار به‌دست آمد (جدول 5). کل انرژی ورودی و خروجی در نظام کشت آبی کلزا در استان خوزستان به ترتیب 65/28944 و 37260 مگاژول در هکتار بود (منجزی و زکی دیزاجی، 2012). در تحقیقی در سه استان همدان، کرمانشاه و فارس کل انرژی ورودی و خروجی به ترتیب 4/44889 و 5/ 108489 مگاژول در هکتار محاسبه شد (دهشیری، 2011). در دو شرایط متفاوت اقلیمی قم (اقلیم خشک)  و کردکوی (اقلیم مرطوب)  نیز کل انرژی ورودی برای تولید کلزا به ترتیب 53/111926 و 89/27059 مگاژول بر هکتار  بدست آمد (رمدانی و همکاران، 2012). تفاوت موجود بین مقادیر گزارش شده در نقاط مختلف ایران ناشی از تفاوت در عملیات مدیریتی و زراعی و شرایط آب و هوایی می‌باشد. برای نمونه با توجه به شرایط آب و هوایی متفاوت دو اقلیم استان گلستان و خوزستان، در خوزستان مقدار مصرف آب آبیاری 5100 مترمکعب بدست آمد (منجزی و زکی دیزاجی، 2012) در صورتی که این مقدار در این بررسی و در استان گلستان 233 مترمکعب بود که اختلاف این دو مقدار معادل 4964 مگاژول انرژی (یعنی 19 درصد کل انرژی‌های ورودی در این پژوهش) می‌باشد.

در این تحقیق، کارایی مصرف انرژی برای تولید کلزا آبی 83/2 برآورد شد (جدول 5)، که این مقدار در مطالعات دیگر برای تولید کلزا 28/1 (منجزی و زکی دیزاجی، 2012)، 02/3 (موسوی اول و همکاران، e2011)، 42/2 (دهشیری، 2011)، 74/0 و 65/2 (رمدانی و همکاران، 2012) گزارش شده است. کارایی مصرف انرژی سایر گیاهان نظیر گندم آبی 44/1 در خراسان شمالی (قربانی و همکاران، 2011)، سیب‌زمینی 37/1 و 41/1 به ترتیب در مزارع تجاری و سنتی سیب‌زمینی در دشت دهگلان استان کردستان (حسین پناهی و کافی، 1391)، 44/2 و 44/4 به ترتیب در نظام کشت متداول و مکانیزه در استان آذربایجان شرقی (ایزدخواه و همکاران، 1389)، پیاز در خراسان رضوی 19/1 (حسن زاده و رضوانی مقدم، 1392) و زعفران در خراسان جنوبی 41/0 (مویدی شهرکی و همکاران، 1389) بدست آمد. مویدی شهرکی و همکاران (1389) گزارش کردند که اگرچه کارایی انرژی در زراعت زعفران پایین است ولی به دلیل کشت اکولوژیک، کارایی اقتصادی بالا و ایجاد اشتغال بسیار بالا برای روستاییان منطقه، این گیاه می‌تواند نقش بسیار مهمی در اقتصاد و معیشت روستاییان داشته باشد. 

بهره‌وری انرژی در سیتم کشت آبی کلزا 11/0 کیلوگرم در مگاژول بدست آمد (جدول 5) این بدین معنی است که به ازای هر واحد انرژی مصرفی 11/0 کیلوگرم دانه کلزا تولید می‌شود. این مقدار با مقادیر بهره‌وری انرژی کلزا 057/0 (دهشیری، 2011) و 040/0 (منجزی و زکی دیزاجی، 2012)، 12/0 (موسوی اول و همکاران، a2011)، در مطالعات دیگر مشابهت دارد. مقدار بهره‌وری انرژی برای سایر محصولات نظیر چغندرقند 53/1 (اردل و همکاران، 2007)، گندم آبی 06/0 (قربانی و همکاران، 2011)، سیب 49/0 (رفیعی و همکاران، 2010)، گلابی 27/0 (طباطبایی و همکاران، 2013)، ارقام قطره طلا و شابلون آلو به ترتیب 21/0 و 13/0 (طباطبایی و همکاران، 2012) کیلوگرم در مگاژول گزارش شده است.

در این پژوهش مقادیر انرژی مخصوص و انرژی خالص در سیتم کشت آبی کلزا به ترتیب 84/8 مگاژول در کیلوگرم و 91/37436 مگاژول در هکتار محاسبه گردید (جدول 5). هرچه مقدار انرژی مخصوص بزرگ‌تر باشد، بیانگر هدررفت بیشتر انرژی است (چوهان و همکاران، 2006). منفی بودن عدد انرژی خالص نیز نشان دهنده آن است که به اندازه‌ای که انرژی وارد سیستم شده، انرژی خارج نشده است و در این صورت عدم کارایی مصرف انرژی وجود دارد (سینق و همکاران، 2010). بهشتی تبار و همکاران (2010) در محاسبه تبادل انرژی در سیستم‌های کشاورزی ایران طی سال‌های 2006-1990 میانگین انرژی مخصوص و خالص در این سیستم‌ها را 69/3 مگاژول در کیلوگرم و 2436 مگاژول در هکتار گزارش نمودند. سایر محققان انرژی مخصوص برای کلزا 27/8 (موسوی اول و همکاران، e2011)، 049/17 (دهشیری، 2011)، 44/21 (منجزی و زکی دیزاجی، 2012)، گندم آبی 83/15 (قربانی و همکاران، 2011)، سیب 06/2 (رفیعی و همکاران، 2010)، گلابی 72/3 (طباطبایی و همکاران، 2013) و پیاز 34/1 (حسن زاده و رضوانی مقدم، 1392) مگاژول در کیلوگرم بدست آوردند.

کل انرژی ورودی بصورت مستقیم، غیرمستقیم، تجدیدپذیر و ‌تجدیدناپذیر در جدول 6 نشان داده شده است. سهم منبع انرژی مستقیم 79/54 درصد از کل انرژی ورودی را شامل می‌شد که بیشتر از انرژی غیرمستقیم (21/45 درصد) بود، البته اختلاف زیادی میان این دو منبع انرژی وجود نداشت و انرژی ورودی مستقیم تقریبا 2/1 برابر بیشتر از انرژی غیرمستقیم بود، اما سهم انرژی تجدیدپذیر (50/18 درصد) و تجدیدناپذیر (50/81 درصد) اختلاف زیادی با یکدیگر داشتند و سهم انرژی تجدیدناپذیر در تولید کلزای استان گلستان 4/4 برابر انرژی تجدیدپذیر بود. اکثر مطالعات انجام شده روی سایر محصولات کشاورزی نظیر چغندرقند (غلامی قجلو و همکاران، 1394)، خیار (اسفنجاری کناری و همکاران، 1394)، پیاز (حسن زاده و رضوانی مقدم، 1392)، سیب‌زمینی در مزارع تولید سنتی (حسین پناهی و کافی، 1391) و در روش کشت مکانیزه (ایزدخواه و همکاران، 1389) نیز حاکی از این است که اثر انرژی‌های مستقیم و تجدیدناپذیر در افزایش عملکرد بیشتر از انرژی‌های غیرمستقیم و تجدیدپذیر است.

تحلیل اقتصادی تولیدکلزادر نظام کشت آبی

تحلیل‌های اقتصادی تولید کلزا در جدول 7 نشان داده شده است. نتایج نشان داد که ارزش ناخالص تولید و کل هزینه تولید کلزا به ترتیب 23169000 و11081550 ریال در هکتار، و نسبت فایده به هزینه در تولید این محصول 09/2 به‌دست آمد (جدول 7). در این بررسی، 74  درصد از کل هزینه‌های تولید مربوط به هزینه‌های ثابت و 26درصد آن مربوط به هزینه‌های متغیر بود. چنانچه در نظام تولید، عملکرد در واحد سطح و قیمت فروش محصول که باعث افزایش سود محصول می‌شوند، افزایش و کل هزینه تولید اعم از ثابت و متغیر کاهش یابد، شاخص اقتصادی نسبت فایده به هزینه افزایش خواهد یافت. نسبت فایده به هزینه کلزا در سیتم کشت آبی در سایر نقاط کشور 11/1 (منجزی و زکی دیزاجی، 2012)، 29/1 در مزارع کمتر از 2 هکتار، 59/1 در مزارع بین 2 تا 4 هکتار، 52/1 در مزارع بیش از 4 هکتار (موسوی اول و همکاران، b2011) و 24/1 (دهشیری، 2011) بدست آمد. افزایش این شاخص در پژوهش حاضر نسبت به مطالعات دیگر به دلیل افزایش قیمت کلزا (5/1 برابر) طی سال‌های گذشته می‌باشد. نسبت فایده به هزینه سایر محصولات در ایران نظیر سویا 56/1 (قاسمی و همکاران، 2013)، ذرت، 57/1 (پیشگار کومله و همکاران، b2011)، چغندرقند 33/1 (غلامی قجلو و همکاران، 1394)، برنج 29/1 (پیشگار کومله و همکاران، a2011)،گندم دیم و آبی به‌ترتیب 56/2 و 97/1 (قربانی و همکاران، 2011)، ارقام قطره طلا و شابلون آلو به ترتیب 18/4 و 46/2 (طباطبایی و همکاران، 2012) و گلابی 11/3 (طباطبایی و همکاران، 2013)  گزارش شده است.

تجزیهوتحلیلسیرانرژیدر تولیدکلزادر نظام کشت دیم

مقدار کل انرژی‌های ورودی در مزارع دیم تولید کلزا  02/13301 مگاژول در هکتار بدست آمد که حدود 65 درصد کمتر از مزارع آبی بود (جدول 4). در این نظام تولید بیشترین سهم انرژی مصرفی مربوط به سوخت گازوئیل وکود نیتروژن به ترتیب با 81/52 و34/32 درصد از کل انرژی ورودی، و کمترین سهم انرژی مصرفی مربوط به پتاسیم، بذر مصرفی، حشره‌کش و قارچ‌کش به ترتیب با 03/0، 24/0، 36/0 و 91/0 درصد از کل انرژی ورودی بود (جدول 4 و شکل 2). در نظام کشت دیم کلزا نیز مانند کشت آبی، کود شیمیایی نیتروژن بیشترین سهم انرژی ماده شیمیایی را دارا بود به گونه‌ای که 85 درصد از انرژی مصرف شده توسط مواد شیمیایی به این نهاده اختصاص داشت، و همان‌طور که قبلاً نیز اشاره شد این موضوع نشان دهنده وابستگی تولید کلزا به این نهاده در هر دو نظام کشت می‌باشد. طبق نتایج بدست آمده (جدول 5) انرژی مصرفی و تولیدی در نظام کشت آبی نسبت به کشت دیم کلزا به ترتیب 5/1 و 3/1 برابر بود. بررسی سیر انرژی تولید کلزا در مزارع دیم استان مازندران نیز نشان داد که کل انرژی ورودی برای تولید کلزا 3/28705 مگاژول بر هکتار بودکه 5/65 درصد از این انرژی مربوط به کود شیمیایی و 30 درصد آن مربوط به سوخت دیزل بود (طاهری گراوند و همکاران، 2010). پژوهش‌های دیگر نیز مهمترین انرژی‌های ورودی برای تولید این محصول را کودهای شیمیایی و سوخت دیزلی بیان کردند (منجزی و زکی دیزاجی، 2012؛ دهشیری، 2011؛ موسوی اول و همکاران، e2011)

میانگین عملکرد مزارع دیم کلزا و مقدار کل انرژی خروجی محاسبه شده به ترتیب 1764 کیلوگرم در هکتار و 44100 مگاژول در هکتار به‌دست آمد (جدول 5). بر این اساس، کارایی مصرف انرژی در این سیتم معادل 32/3 بدست آمد که بالاتر از نظام کشت آبی بود (جدول 5). این شاخص نشان دهنده آن است که به ازای یک مگاژول انرژی مصرفی در هکتار به منظور تولید کلزای دیم، 32/3 مگاژول تولید شده است. منجزی و زکی دیزاجی (2012) در خوزستان، کارایی مصرف انرژی را در نظام کشت کلزا دیم 81/0 و طاهری گراوند و همکاران (2010) نیز در مازندران 44/1 گزارش کردند. در ترکیه نیز یوناکیتان (2010) این مقدار را برای کلزا 68/4 بدست آورد. تفاوت موجود بین مقادیر گزارش شده به دلیل تفاوت در مقادیر انرژی ورودی و خروجی در مناطق مختلف می‌باشد. برای نمونه در خوزستان انرژی ورودی و خروجی به ترتیب معادل 72/18557 و 15180 بدست آمد (منجزی و زکی دیزاجی، 2012)  در صورتی‌که این مقادیر در این پژوهش و در استان گلستان به ترتیب معادل 02/13301 و 44100 بود (جدول 5) که باعث افزایش نسبت انرژی خروجی به ورودی و کارایی مصرف انرژی شد. قربانی و همکاران (2011) نیز کارایی مصرف انرژی در زراعت گندم دیم در استان خراسان شمالی را 38/3 گزارش کردند که بیش‌تر از زراعت گندم آبی (44/1) بود، در صورتی‌که سایر محققان این شاخص را در همین استان برای گندم دیم 93/0 و آبی 34/1 (ابراهیم زاده و برقعی، 1394)، و در استان آذربایجان غربی برای گندم دیم و آبی به ترتیب 26/1 و 48/1 (قلی نژاد و حسن زاده قورت تپه، 1387) و برای جو دیم 22/1 (تقوی و همکاران، 1386) بدست آوردند.

بهره‌وری انرژی در سیتم کشت دیم کلزا 13/0 کیلوگرم در مگاژول بدست آمد (جدول 5) که بیش‌تر از نظام کشت آبی (11/0) بود، و این موضوع نشانگر بهره‌وری بیش‌تر انرژی مصرفی در نظام کشت دیم نسبت به آبی است. هر اندازه اتکای نظام کشت به انرژی ورودی بیشتر باشد، مقدار این شاخص کاهش می‌یابد. در یک صورت این شاخص افزایش می‌یابد که آن هم افزایش عملکرد در واحد سطح است. اتکای نظام کشت آبی به انرژی ورودی تقریباً 5/1 برابر کشت دیم است (جدول 5)، لذا هرچند عملکرد در نظام کشت آبی بالاتر از دیم بود، ولی انرژی ورودی بیشتر در این نظام نسبت به کشت دیم، باعث کاهش بهره‌وری انرژی در نظام کشت آبی شد. محققان دیگر این مقدار را برای کلزای دیم در مازندران 066/0 (طاهری گراوند و همکاران، 2010) و خوزستان 029/0 (منجزی و زکی دیزاجی، 2012) گزارش کردند. در دو پژوهش نامبرده شده، نهاده مصرفی و بالطبع انرژی ورودی بسیار بیش‌تری نسبت به این پژوهش وارد نظام کشت شده است، لذا در آنها بهره‌وری کم‌تری گزارش شده است.

مقادیر انرژی مخصوص و انرژی خالص در سیتم کشت دیم کلزا به ترتیب 54/7 مگاژول در کیلوگرم و 98/30798 مگاژول در هکتار محاسبه گردید (جدول 5). انرژی مخصوص در نظام کشت آبی (84/8 مگاژول در کیلوگرم) نسبت به دیم بیشتر بود (جدول 5)، لذا همان‌طور که قبلا نیز گزارش شد، هرچه مقدار انرژی مخصوص بزرگ‌تر باشد بیانگر هدررفت بیشتر انرژی است، بنابراین در سیتم کشت آبی تولید کلزا نسبت به دیم، هدررفت انرژی بیشتر بوده است. مقدار انرژی مخصوص برای کلزای دیم 1/15 (طاهری گراوند و همکاران، 2010) و 74/33 (منجزی و زکی دیزاجی، 2012) و برای گندم دیم 96/8 محاسبه شده است.

در ادامه، تفکیک نهاده‌های انرژی به نهاده‌هایی که انرژی مستقیم و غیرمستقیم تولید می‌کنند و نهاده‌هایی که انرژی تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر دارند (جدول 6)، نتایج نشان داد که سهم منبع انرژی مستقیم، غیرمستقیم، تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر در نظام کشت دیم کلزا به ترتیب 86/53، 14/46، 29/1 و 71/98 درصد از کل انرژی ورودی را شامل می‌شد، که در این نظام نیز مانند نظام کشت آبی اثر انرژی‌های مستقیم و تجدیدناپذیر در افزایش عملکرد بیشتر از انرژی‌های غیرمستقیم و تجدیدپذیر بود.

تحلیل اقتصادی تولیدکلزادر نظام کشت دیم

نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که ارزش ناخالص تولید و کل هزینه تولید کلزا در نظام کشت دیم به ترتیب 17640000 و 8312515  ریال در هکتار و نسبت فایده به هزینه در تولید این محصول 12/2 به‌دست آمد (جدول 7). با توجه به کاهش هزینه‌های ثابت در نظام کشت دیم نسبت به آبی، شاخص اقتصادی نسبت فایده به هزینه در این سیتم بالاتر بدست آمد (جدول 7). 

در این بررسی، 65 درصد از کل هزینه‌های تولید مربوط به هزینه‌های ثابت و 35 درصد از کل هزینه‌های تولید مربوط به هزینه‌های متغیر بود. سود خالص تولید کلزا در کشت دیم و آبی به ترتیب معادل 9327485 و 12087450 ریال در هکتار بدست آمد (جدول 7) که نشان دهنده برخورداری ازتوجیه اقتصادی کشت کلزا در استان گلستان است.

نتیجه‌گیری

در مجموع، نتایج این پژوهش و پژوهش‌های دیگری که در ایران روی کلزا انجام شده است (منجزی و زکی دیزاجی، 2012؛ طاهری گراوند و همکاران، 2010؛ دهشیری، 2011) نشان می‌دهند که مهم‌ترین انرژی‌های ورودی برای تولید این محصول سوخت دیزلی و کودهای شیمیایی بود. با توجه به این‌که این دو نهاده درصد بسیار بالایی از انرژی‌های تجدیدناپذیر را تشکیل می‌دهند، می‌توان بیان نمود که در ایران به طور کلی مزارع تولید کلزا وابستگی شدیدی به منابع تجدیدناپذیر انرژی دارند که خود حاکی از آن است که تولید کنونی کلزا در ایران به لحاظ مصرف انرژی ناپایدار است، زیرا انرژی و مشکلات زیست محیطی به‌طور تنگاتنگی با یکدیگر مرتبط هستند و تقریبا غیر ممکن است که انرژی تولید شود، انتقال یابد و مصرف شود بدون این‌که اثرات محیطی به دنبال داشته باشد. بنابراین در آینده کشاورزی، سیستم‌های انرژی نیاز به انرژی‌های پایدار کارآمد، زیست مدار و از نظر اقتصادی کارا و ‌تجدیدپذیر دارند. لذا جهت رسیدن به توسعه پایدار تولید کلزا، کاهش مصرف انرژی و افزایش کارایی انرژی می‌توان مراحل زیر را پیشنهاد کرد: 1- جایگزین کردن نهاده‌ها با بکارگیری فناوری‌های مناسب و کم انرژی مانند جایگزینی سوخت زیستی که به‌عنوان یک جایگزین ‌تجدیدپذیر سالم به‌جای سوخت‌های ‌تجدیدناپذیر فسیلی و به‌عنوان راهی برای کاهش میزان انتشار دی اکسید کربن و سایر گاز‌های گلخانه‌ای و مشکلات زیست محیطی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد، یا کاهش مصرف سوخت و بهینه‌سازی آن با استفاده از اداوات زراعی مناسب و جدید مانند دستگاه چندکاره (کمبینات)، جایگزینی ارقام پرمحصول نظیر هایولا 50، هایولا 401 و هایولا420 بجای رقم آرجی‌اس003، 2- حذف تدریجی مواد شیمیایی و جایگزینی آنها با منابع تجدیدپذیرکود از قبیل کود دامی، کود سبز و کود آلی، افزایش کیفیت و باروری خاک را به دنبال خواهد داشت، استفاده از تناوب زراعی با گیاهان خانواده لگوم، کاهش مصرف بیش از حد کود نیتروژن را بدنبال خواهد داشت و از طرفی با تجزیه خاک در مزارع قبل از کاشت، می‌توان قدم مؤثری درتعیین وضعیت حاصلخیزی خاک از نظر مواد غذایی برداشت و توصیه کودی مناسب داشت. 3- کاربرد صحیح و منطقی مواد شیمیایی از طریق روش‌های مدیریت تلفیقی نظیر مبارزه تلفیقی یا در صورت امکان مبارزه بیولوژیک با آفات. 4- روش متداول پخش یکنواخت کودهای شیمیایی یا پاشش یکنواخت آفت‌کش‌ها در تمام سطح مزرعه اغلب موجب پایین آمدن کارآیی مصرف نهاده‌های کشاورزی و افزایش خطر آلودگی‌های زیست‌محیطی می‌شود، لذا حرکت به سمت کشاورزی دقیق¹ باعث می‌شود نهاده‌ها بر اساس نیاز واقعی در هر قسمت از مزرعه که اطلاعات آن موجود باشد، توزیع شوند و زمان مصرف نهاده‌ها هم براساس تغییراتی که در نیازهای گیاه اتفاق می‌افتد و سایر عوامل خارجی نظیر شرایط اقلیمی ‌تعیین شود.

مدیریت انرژی و توسعه نظام‌های کشاورزی پایداری که دارای حداقل وابستگی به نهاده‌های ورودی باشند و مدیریت آن‌ها از نوع کم نهاده باشد، موضوع مهمی در مبحث کارایی، ‌بهره‌وری، پایداری و استفاده اقتصادی از انرژی است. بر اساس نتایج پژوهش حاضر، کارایی و بهره‌وری انرژی در زراعت دیم کلزا تقریبا 2/1 برابر زراعت آبی و از طرفی انرژی مخصوص در زراعت آبی 2/1 برابر زراعت دیم بود. پایین بودن کارایی و بهره‌وری انرژی در یک نظام تولید، نشان دهنده وابستگی بیشتر به نهاده‌های ورودی و مصرف بیشتر انرژی است و از طرفی افزایش انرژی مخصوص نیز هدر رفت بیشتر انرژی را در آن نظام نشان می‌هد، لذا نظام کشت دیم کلزا بعنوان یک نظام کم نهاده و با انرژی مصرفی کمتر و کارایی و بهره‌وری بالاتر در جهت توسعه پایدار در سه حیطه انرژی، اقتصادی و محیط زیست بوده و نظام کشت آبی به عنوان یک نظام پرنهاده و با کارایی و بهره‌وری پایین‌تر (و احتمالا ناپایدار از نظر  اکولوژیکی) تعیین شد. براین اساس افزایش کارایی انرژی هدف ارزشمندی است که در اهداف مدیریت انرژی دنبال می‌شود و تولیدکنندگان در سطح محلی و ملی باید سعی‌کنند به ازای انرژی مصرفی (ورودی) کمتر، مقدار انرژی تولیدی (خروجی) بیشتری کسب نمایند.