اندازه گیری بهرهوری و تعیین راهبردها و سیاستهای اجرایی در جهت افزایش بهرهوری و حساسسازی اذهان عمومی برای مصرف بهینه انرژی می تواند زمینه ساز تسهیل پذیرش پیام در گروه های هدف (مخاطبین) و حساسسازی محیط کار و فعالیت گردید و گلخانهداران را در نیل به هدف بهینهسازی انرژی کمک نماید. با توجه به مسائل و مشکلات موجود بخش انرژی کشور، تنها راهحل منحصر به فرد و اصولی، ارتقا بهرهوری در زمینه های مختلف بخش انرژی میباشد (امامی میبدی، ۱۳۷۹، غجه بیگ، ۱۳۸۸).
( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
توجه به افزایش روز افزون قیمت انرژی از هر نوع و همچنین آثار زیست محیطی استفاده از حاملهای انرژی، لزوم بهرهوری بهینه از این نهاده مهم را بیش از پیش مطرح میسازد. در گلخانههای ایران بیشتر از گازوئیل آن هم به شکل نامطلوب (به عنوان مثال در صورت خراب یا قدیمی بودن گرمکن، مقدار انرژی تولید شده نسبت به سوخت مصرفی کمتر است) به عنوان منبع انرژی استفاده می شود. مصرف سوخت گازوئیل برای محصولاتی مانند سبزی و صیفی معمولا کمی بیشتر از گلخانههایی است که در آنجا گل پرورش داده می شود، در مناطق نیمهگرمسیری ۲۰ تا ۲۵ هزار لیتر سوخت تنها برای ۱۰۰۰ متر مربع گلخانه در یک سال و برای نقاط سردسیر به ازای همین مقدار ۳۰۰۰۰ لیتر مورد نیاز است. به منظور استفاده بهینه از این سوخت، انجام مطالعات و اقداماتی ضروری است (یلینژاد، ۱۳۷۶).
در کشت هیدروپونیک هر گیاهی می تواند پرورش یابد ولی برای محصولات مقاوم از قبیل گوجه فرنگی، خیار، توتفرنگی، گیاهان برگی مثل کاهو، سبزی و گیاهانی که رشد سریعی دارند، ایدهآل است. در این شیوه مصرف سموم و کودهای شیمیایی و آب مصرفی کاهش مییابد و از مصرف فاضلابهای شهری و صنعتی و آلودگیهای فلزات سنگین و میکروبی در آن خبری نیست. همچنین آثاری از مگسها و پشههای خاک گلدانی و یا بوی تعفن وجود نخواهد داشت (تولایی، ۱۳۸۰).
از آنجائیکه هزینه احداث گلخانه ها نسبتاً زیاد است با توجه به سرمایه گذاری بالا در این زمینه باید راهکارهایی ارائه کرد تا کشت محصولات در گلخانه مقرون به صرفه باشد. در این تحقیق میزان مصرف انرژی و شاخص های اقتصادی و هزینه های مربوط به ساخت و سرمایه گذاری اولیه ارزیابی شده و در بهینهسازی فرایند تولید محصولات گلخانهای منطقه به کار گرفته خواهند شد. محصول تولیدی در گلخانههای استان زنجان عمدتاً خیار، گوجه فرنگی و توتفرنگی بوده که این محصولات علاوه بر اینکه نسبت به سرمای زمستان آسیبپذیر هستند، با توجه به اقلیم سرد منطقه از قدرت رقابتپذیری کمتری نسبت به مناطق گرمسیری برخوردار میباشند، لذا نیاز به بررسی مصرف انرژی و اقتصادی تولیدات گلخانهای در این منطقه وجود دارد. اهمیت مصرف انرژی در این گلخانه ها آنچنان است که در اثر خاموش شدن مولدهای انرژی در گلخانه، در برخی مناطق سردسیر (به مدت یک الی دو ساعت) ممکن است گیاهان در اثر شوک ناشی از اُفت شدید دما آسیب دیده و یا اینکه به طور کلی دچار سرمازدگی شوند. در چنین شرایطی هیچگونه راهی برای نجات گلخانه وجود ندارد و تولیدکننده متحمل ضرر مالی فراوان می شود. بهره گیری از نتایج این مطالعات ضمن شناسایی نقاط ضعف در جهتدهی و سیاستگذاریهای مناسب تولیدات گلخانهای در چهارچوب چشمانداز آینده استان کمک شایانی خواهد بود که در آن محصولات مناسب کشت و نوع کشت متناسب با منطقه (خاکی یا هیدروپونیک) پیشنهاد می شود.
۱-۲- اهداف پایان نامه
هدف از این تحقیق عبارتست از:
محاسبه کل انرژی مصرفی سامانههای کشت هیدروپونیک و خاکی در صیفیجات و میوههای گلخانهای خیار، گوجه فرنگی و توتفرنگی به طور جداگانه در استان زنجان
محاسبه انرژی هر یک از نهادههای مصرفی در سامانه
بررسی اثر نوع محصول، نوع کشت و سطح زیر کشت بر بهرهوری اقتصادی
بررسی اثر نوع محصول، نوع کشت و سطح زیر کشت بر مصرف انرژی برای هر کیلوگرم محصول تولید شده
۱-۳- ساختار پایان نامه
این نوشتار شامل پنج فصل بوده که پس از آشنایی اولیه با موضوع و اهداف متصور از این پروژه، در فصل دوم پیشینه‌ای از بررسیهای انجام شده در زمینه موضوع مورد نظر در قالب تجربی و نیز توصیفی از انرژیهای مصرفی ارائه میگردد. سپس در فصل سوم روش انجام تحقیق معرفی میگردد. در فصل چهارم تجزیه و تحلیل داده های آزمایشی انجام شده و نتایج ارائه و بحث خواهد شد و در نهایت، فصل پنجم شامل نتیجه‌گیری‌های کلی و نهایی از مطالعه و ارائه چند پیشنهاد برای ادامه کار برای این تحقیق میباشد.
۲-۱- مقدمه
در این فصل بعد از توصیف گلخانه و انرژی به بررسی تحقیقات موجود در ایران و سایر کشورها پرداخته شده است.
۲-۲- گلخانه
هدف از احداث گلخانه ایجاد محیطی است که در آن بیشینه رشد با کمترین هزینه تأمین شود. بیشینه رشد مستلزم تأمین پارامترهای محیطی نظیر دما، رطوبت، نور و کنترل بیماریها و آفات میباشد. با توجه به پدیده فتوسنتز و نیز استفاده گلخانه در فصول و مناطق سردسیر، شدت تابش نور از اهمیت بالایی برخوردار است. وجود نور کافی و همچنین گرمای تولید شده به واسطه اثر گلخانهای شرایط مطلوب را برای پدیده فتوسنتز ایجاد مینماید. اهمیت این موضوع در مناطقی که شدت تابش نور با زاویه پایین و مدت کوتاه رخ میدهد بیشتر میباشد. به همین جهت دو پارامتر اصلی گلخانه یعنی زاویه سقف و همچنین جهت قرارگیری گلخانه برای دستیابی به بیشینه نور داخل گلخانه وابسته است، لذا جهت قرارگیری گلخانه برای مناطق پایینتر از ۴۰ درجه شمالی میباید در امتداد شمالی جنوبی قرار گیرد که این نکته شامل گلخانههای کشور ما نیز میگردد (صادقی و فرقانی، ۱۳۸۲).
۲-۲-۱- انواع گلخانه ها
گلخانه ها از نظر نوع تولید، کشت، جنس سازه و تعداد دهانه دارای انواع مختلفی به شرح ذیل میباشند.
۲-۲-۱-۱- انواع گلخانه از نظر نوع تولید
گلخانههای تولیدی سبزی و صیفی: شامل محصولاتی نظیر خیار، گوجه فرنگی، توتفرنگی، فلفل، بادمجان، طالبی و سبزیجات برگی (ریحان، شاهی و غیره) میباشند.
گلخانههای تولید گل و گیاهان زینتی: برای تولید انواع گلهای شاخه بریده (رز- ژربرا- گلایول- داودی) و گلهای آپارتمانی میباشد (Zhang et al., 1996).
۲-۲-۱-۲- انواع گلخانه از نظر نوع کشت
انواع گلخانه ها از نظر نوع کشت به دو دسته گلخانههای خاکی و هیدروپونیک تقسیم میشوند.
۲-۲-۱-۲-۱- گلخانههای خاکی
خاک مهمترین محیط رشد طبیعی گیاهان میباشد. خاک ضمن سر پا نگه داشتن گیاه، آب، مواد غذایی و هوا را برای ریشه گیاه فراهم می کند. برای موفقیتآمیز بودن رشد گیاه و تولید محصول محیط خاک باید عاری از عوامل بیماریزا و غلظت بالای نمک یا ترکیبات سمی باشد، در غیر این صورت قبل از کاشت گیاه باید خاک اصلاح شود. در کشت خاکی ریشه گیاه در خاک قرار میگیرد (خوشگفتارمنش و همکاران، ۱۳۸۵). سبزیجات به منظور حفظ کیفیت خود و زودرسی باید از رشد سریعی برخوردار باشند، از طرفی این محصولات دارای ریشه های سطحی و ضعیف هستند لذا باید عناصر غذایی به وفور در اختیار آنها باشد. به عبارتی خاک بستر گلخانه باید یک خاک غنی همراه با قدرت نگهداری کافی باشد (مبلی و پیراسته، ۱۳۷۷).
۲-۱- شماتیکی از تولید محصول در گلخانههای خاکی
۲-۲-۱-۲-۲- گلخانههای هیدروپونیک[۱]
فناوری کشت و پرورش گیاهان در محیط بدون خاک به کمک محلولهای غذایی هیدروپونیک نامیده می شود. در این سامانهها تمام عناصر غذایی مورد نیاز برای رشد گیاه به صورت محلول در اختیار گیاه قرار داده می شود. در طی دهه ۱۹۳۰ میلادی، دیلیواف گریک از کشت آبی در سطح وسیع و تجاری استفاده کرد و برای اولین بار واژه هیدروپونیک را که از دو کلمه یونانی Hydrous به معنای آب و Ponos به معنای کاشت است، معرفی نمود (ارزانی، ۱۳۸۶). بنابراین هیدروپونیک به معنای فنآوری پرورش گیاهان در محلول غذایی (آب و کود) با استفاده یا بدون استفاده از یک بستر جامد مصنوعی (برای مثال ماسه، سنگریزه، ورمی کولایت، پرلایت، پشم سنگ، خزه، خاک اره، تراشه چوب) به منظور سر پا نگهداشتن گیاه میباشد (Douglas, 1978).
۲-۲- شماتیکی از تولید محصول در گلخانههای هیدروپونیک
۲-۳- نمایی از ریشه محصول تولیدی در گلخانههای هیدروپونیک
۲-۴- استفاده از محلول در کشت محصول در گلخانههای هیدروپونیک
گروهبندی سامانههای هیدروپونیک بر حسب نوع بستر و نحوه توزیع محلول غذایی (کشت بدون خاک) (ارزانی، ۱۳۸۶):
۲-۲-۱-۲-۲-۱- سامانههای هیدروپونیک مایع
سامانه مایع که بستر خاصی برای حفظ ریشهها و سر پا نگهداشتن گیاه ندارد و ریشهها فقط در تماس محلول غذایی و هوا میباشند.
۲-۲-۱-۲-۲-۲- سامانههای دانهبندی شده یا خاک دانهدار
سامانه دانهبندی شده-متخلخل دارای یک بستر جامد جهت ریشهها در خود و سر پا نگه داشتن گیاه میباشد. این بستر می تواند از نوع ماسه شوسه (شیرین)، سنگریزه، ورمی کولایت، پرلایت، پیت
ماس، پشم سنگ و تراشه چوب یا خاک اره باشد. معمولاً بستر جامد حالت خنثی دارد.
هر یک از دو سامانه فوق می تواند به دو دسته زیر تقسیم شود:
۲-۲-۱-۲-۲-۳- سامانههای هیدروپونیک باز
سامانهای که در آن محلول غذایی که به ریشهها رسانده شده از انتهای سامانه خارج شده و به صورت مجدد در سامانه استفاده نمی شود. البته ممکن است برای صرفهجویی در مزرعه یا محلی خارج از این سامانه از آن استفاده شود.
۲-۲-۱-۲-۲-۴- سامانههای هیدروپونیک بسته-چرخشی
سامانهای که در آن محلول غذایی اضافی جمعآوری، اصلاح و برای استفاده مجدد به آن بازگردانده
می شود. در واقع محلول غذایی حالت چرخشی دارد. غالب سامانههای محلول (مایع) از نوع بسته یا چرخشی بوده و غالب سامانههای دانهبندی از نوع باز میباشد.
۲-۲-۱-۲-۲-۵- مزایای سامانههای هیدروپونیک
مزایای متعددی برای کشت هیدروپونیک در مقایسه با کشت خاکی بیان شده است اما الزاماً برای همه سامانههای بدون خاک و همه بسترهای کاشت صادق نیست بلکه تنوع بین سامانهها، درجه آگاهی و مهارت به کار گرفته شده در سامانه نیز باید در نظر گرفته شود (المپیوس، ۱۹۹۲).
