بررسی تراز انرژی زراعت گرچک در شهرستان ورامین به‌منظور تولید بیودیزل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه زراعت، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران - ایران

2 دانشیار، گروه زراعت، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران - ایران

3 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران - ایران

4 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات زراعی و باغی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان تهران، ورامین - ایران

5 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران - ایران

چکیده

گرچک (Ricinus communis L.) با داشتن قابلیت تحمل شرایط سخت، نیاز تغذیه‌ای کم، محتوای 50 درصدی و کیفیت مطلوب روغن، از بهترین گیاهان مورد استفاده در تولید بیودیزل است. اولین گام برای توسعة سطح زیرکشت این گیاه برای تولید بیودیزل، بررسی تراز انرژی در تولید آن است. در تحقیق حاضر با بررسی کلیة نهاده‌ها در دو سال کشت پیاپی (92-1390) در منطقة ورامین استان تهران، انرژی­های نهاده (اعم از تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر) و ستانده محاسبه و شاخص­های انرژی در این زمینه ارزیابی شدند. از مجموع 64/11245 مگاژول انرژی به­کاررفته در تولید گرچک، انرژی­های تجدیدناپذیر و غیرمستقیم به­ترتیب 96/80 و 68/59 درصد، بخش عمدة انرژی مصرفی در تولید گرچک را تشکیل می­دهند. همچنین از میان نهاده‌ها، کود و سم با 26/55 درصد از کل انرژی مصرفی رتبة اول، و پس از آن سوخت با 28/21 درصد، رتبة دوم را به خود اختصاص دادند. کارایی مصرف انرژی فقط برای تولید دانه 81/3 به­دست آمد که در مقایسه با سایر گیاهان مورد استفاده برای تولید بیودیزل بسیار مطلوب و شایان توجه است. ازاین‌رو، به‌منظور گسترش کشت مکانیزه و کاهش هزینه­های تولید گرچک، اصلاح نژاد توده­های محلی موجود توصیه می‌شود.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of energy balance in castor bean cultivation in Varamin county for biodiesel production

نویسندگان [English]

  • Arefe Razzazi 1
  • Majid Aghaalikhani 2
  • Barat Ghibadian 3
  • Behnam Zand 4
  • Sayyed Mohammad Safyeddin Ardabili 5
1 Ph.D. Student, Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.
2 Associate Professor, Agronomy Department, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Associate Professor, Biosystems Engineering Department, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
4 Assistant Professor, Agronomic and Horticultural Research Division, Agriculture and Natural Resources Research Center, Tehran, Iran
5 Ph.D. Student, Biosystems Engineering Department, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Castor bean (Ricinus communis L.( with a capability to withstand harsh conditions, low nutritional needs, 50 percent of oil content and high- quality, is one of the best crop used to produce biodiesel. The first step toward introduction and widespread cultivation of this crop is to investigate the energy balance for its cultivation. To do so, energy input (include renewable and nonrenewable) and output were calculated through an examination of all inputs during two consecutive years of cultivation (2012-2014) in Varamin county in Tehran province. Energy indicators were also assessed. Result showed Indirect, non-renewable sources of energy with 59.68 and 80.86 percent of 11245.64 MJ energy consumption, comprise the major part of the consumable energy in castor bean cultivation. Moreover, among inputs fertilizers and pesticides with the share of 55.26 percent of the total consumable energy considered as the highest energy inputs. Fuels with the share of 21.28 percent formed placed at the second rank of consumable energy. Energy use efficiency in seed production was calculated to be 3.81, which is a considerable amount when compared with other crops used to produce biodiesel. Therefore, in order to expand the cost efficient and mechanized system of castor production, breeding of the current local ecotypes is recommended.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bioethanol
  • Biofuels
  • Energy
  • Input
  • Net gain
  • Output

 

1 . احمدی م و آقاعلیخانی م (1391) تجزیه‌و‌تحلیل مصرف انرژی در زراعت پنبه (Gossypium hirsutum L.) در استان گلستان به‌منظور ارائة راهکار جهت افزایش بهره‌وری منابع. بوم­شناسی کشاورزی. (4): 158-151.

2 . رضوانی­مقدم پ، برومند رضازاده ز، محمدآبادی ع ا و شریف ع (1387) اثر تاریخ کاشت و تیمارهای مختلف کودی بر عملکرد، اجزای عملکرد و درصد روغن دانة گیاه کرچک. پژوهش‌های زراعی ایران. (6): 313-303.

3 . عجب‌شیرچی ی (1385) مدیریت مصرف انرژی در کشاورزی. درس­نامة کارشناسی ارشد، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه تبریز. 74 ص.

4 . محمدیان صبور پ، رنجبر ا و عجب شیرچی ی (1387) مطالعه و ارزیابی شاخص­های انرژی و ارائۀ راهکارهایی به‌منظور بهبود کاربرد نهاده‌های مکانیزاسیون کشت کلزا در شهرستان مشهد. پنجمین کنگرة ملی مهندسی ماشین­های کشاورزی و مکانیزاسیون. ایران - مشهد. 6 و 7 شهریور.

5 . وجدانی هریس ف و محاجردوست و (1387) محاسبة زمان مناسب کاری و تعداد ادوات لازم برای انجام به‌موقع عملیات و مقایسة انرژی مصرف‌شده تحت دو سیستم متفاوت کشت در استان قزوین. پنجمین کنگرة ملی مهندسی ماشین­های کشاورزی و مکانیزاسیون. ایران - مشهد. 6 و 7 شهریور.

 

6 . AghaAlikhani M, Kazemi-Poshtmasari H and Habibzadeh F (2013) Energy use pattern in rice production: A case study from Mazandaran province, Iran. Energy Conversion and Management. 69: 157-162.

7 . Alam MS, Alam MR and Islam KK (2005) Energy flow in agriculture. Environmental Science. 1(3): 213- 220.

8 . Anonymous (2011) Castor bean (Ricinus communis L.) an international botanical answer to biodiesel production and renewable energy. Available on http://www.dovebiotech.com/pdf/CASTOR%20BEAN%20 RICINUS%20COMMUNIS)%20-%20BIODIESEL.pdf.

9 . Balwin BS and Cossar RD (2009) Castor yield in response to planting date at four locations in the south-central United States. Industrial Crop and Products. 29: 316-319.

10 . Banaeian N, Omid M and Ahmadi H (2011) Energy and economic analysis of greenhouse strawberry production in Tehran province of Iran. Energy Conversion and Management. 52: 1020-1025.

11 . Birthal PS, Pal S and Pandey LM (1998) Energy demand for crops production in rain fed areas. Agricultural Economics. 53(3): 256-264.

12 . Canakci M, Topackci M, Akinci I and Ozmerzi A (2005) Energy use pattern of some field crops and vegetable production: Antalya, Turkey. Energy Conversion and Management. 46: 655-666.

13 . De D, Singh S and Chandra H (2001) Technological impact energy consumption in rain fed soybean cultivation in Madhya Pradesh. Applied Energy. 70: 193-213.

14 . Dehshiri A and Aghaalikhani M (2012) Input-output and economic analysis of soybean production in the main cultivation areas in Iran. Agricultural Research. 7(35): 4894-4899.

15 . Djevic M and Dimitrijevic A (2009) Energy consumption for different greenhouse constructions. Energy. 34: 1325-1331.

16 . Fluck RC (1992) Energy in farm production. Elsevier Science. 368p.  

17 . Ghobadian B and Rahimi H (2004) Biofules-Past, Present and Future Perspective. The 3th International Iran and Russia Conference. Shahrekord, Iran, September 8-10.

18 . Hetz EJ (1992) Energy utilization in Chilean agriculture. Agricultural Mechanization Asia Africa Latin America. 23(2): 52-60.

19 . Kizilaslan H (2009) Input–output energy analysis of cherries production in Tokat Province of Turkey. Applied Energy. 86: 1354-1358.

20 . Mandal KG, Saha KP, Ghosh PK, Hatia KM and Bandyopadhyay KK (2002) Bioenergy and economic analysis of soybean-based crop production systems in central India. Biomass and Bioenergy. 23: 337-345.

21 . Mohammady Aria M, Lakzian A, Haghnia GH, Berenji AL, Besharati H, and Fotovat A (2010) Effect of Thiobacillus, sulfur, and vermicompost on the water-soluble phosphorus of hard rock phosphate. Bioresource Technology. 101: 551-554.

22 . Nishanth D and Biswas DR (2008) Kinetics of phosphorus and potassium release from rock phosphate and waste mica enriched compost and their effect on yield and nutrient uptake by wheat (Triticum aestivum). Bioresource Technology. 99: 3342-3353.

23 . Nunes da Silva A, Romanelli TA and Reichardt K (2010) Energy flow in castor bean (Ricinus communis L.) production systems. Scientia Agricola. 67: 737-742.

24 . Pimentel D (2006) Impacts of Organic Farming on the Efficiency of Energy Use in Agriculture. Available on http://organic-center.org/reportfiles/EnergyReport.pdf.

25 . Pishgar-Komleh SA, Keyhani A, Mostofi-Sarkari MR and Jafari A (2012) Energy and economic analysis of different seed corn harvesting systems in Iran. Energy. 43: 469-476.

26 . Santana GCS, Martins PF, De Lima da Silva N, Batistella CB, MacielFilho R, and Wolf Maciel MR (2010) Simulation and cost estimate for biodiesel production using castor oil. Chemical Engineering Research and Design. 88: 626-632.

27 . Singh JM (2002) On farm energy use pattern in different cropping systems in Haryana, India. Thesis for Master of Science in Sustainable Energy Systems and Management, University of Flensburg, Germany.

28 . Tsatsarelis CA (1991) Energy requirement for cotton production in central Greece. Journal of Agricultural Engineering Research. 50: 239-246.

29 . Weiss EA (2000) Oil Seed Crop. Longman, New York. 660 p.

30 . Witney B (1995) Choosing and Using Farm Machines. Longman Higher Education, UK. 432 p.