Comparison of Tomato (Solanum lycopersicum L.) and Onion (Allium cepa L.) Production Systems in Terms of Energy and Economic Indicators, and Greenhouse Gas Emissions Potential (Case Study of Cities in Alborz Province)

Nasirpour, Sadegh; Jahansouz, Mohammad Reza; Moghadam, Hosein; Mohammadzadeh, Arash

doi:10.22059/ijfcs.2023.359954.655008

Comparison of Tomato (Solanum lycopersicum L.) and Onion (Allium cepa L.) Production Systems in Terms of Energy and Economic Indicators, and Greenhouse Gas Emissions Potential (Case Study of Cities in Alborz Province)

Document Type : Research Paper

Authors

¹ Department of Agriculture and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Tehran, Karaj, Iran

² Department of Agriculture and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Tehran, Karaj, Iran.

³ Technical Services Research Department, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Maragheh, Iran

10.22059/ijfcs.2023.359954.655008

Abstract

This research was done with the aim of checking energy and economic indicators and the amount of greenhouse gas emissions in the production system of two products, tomato and onion in 2021 and 2022 in Alborz province. The information required for this research was obtained through interviews with farmers and completing questionnaires. The results of this study showed that the highest energy input, energy output, and net energy in onion were obtained in Savojbolagh city at the rate of 21324.8, 105600, and 24275.3 Mj.ha^-1, respectively. In tomato, the highest input energy, output energy, and net energy was 73799.8, 56000, and -13495.4 Mj.ha¹,respectively (in tomato, net energy is negative due to the greater input energy than output energy). The highest energy efficiency consumption was obtained in onion and tomato, 1.4 and 1.32 respectively. In the comparison of energy efficiency, the highest value in onion and tomato were observed 0.82 and 0.99 Kg.mj^-1. Among the various inputs in the onion and tomato production systems, diesel, nitrogen chemical fertilizer, animal manure, irrigation water, gasoline, and manpower had the largest share in input energy in the order of priority. Onion and tomato by producing 3065.8 and 3045.4 kg of CO2 per hectare, played a role in the emissions of greenhouse gases. The analysis of economic indicators also showed that onion with a net income of 9608.7 $.ha^-1 compared to tomato with a net income of 4840.3 $.ha^-1 has generated more income. According to the obtained results it can be possible that reduce the amount of energy input and greenhouse gas emissions and thus, provide the necessary conditions for the establishment of more sustainable agriculture by modifying production methods such as using modern irrigation methods and also replacing animal and biological fertilizers with chemical fertilizers.

Keywords

Main Subjects

Crop Ecology

Full Text

. مقدمه

بخش کشاورزی با سهم 13 درصدی از تولید ناخالص داخلی و همچنین سهم 25 درصدی از اشتغال یکی از بخش‌های حیاتی اقتصاد ایران می‌باشد که لزوم توجه و مطالعه بخش‌های مختلف آن را دو چندان می‌کند (Jadidi et al., 2010). امروزه در تولید محصولات کشاورزی سهم قابل توجهی از انرژی از طریق نهاده‌هایی مانند سوخت‌، الکتریسیته، ماشین‌های کشاورزی، بذر، سموم و کودهای شیمیایی تامین می‌شود. افزایش جمعیت و تقاضای بالا برای محصولات کشاورزی باعث افزایش مصرف سوخت‌های فسیلی شده است. بنابراین جوامع نیازمند برنامه‌ریزی‌های مدون و اساسی در جهت مدیریت مصرف انرژی در بخش کشاورزی می‌باشند (Taghinazhad et al., 2019). استفاده موثر از انرژی در راستای استقرار کشاورزی پایدار آسیب‌های وارده به محیط‌ زیست را کاهش داده و روند پرشتاب تخریب منابع طبیعی را کند می‌کند (Taghinazhad et al., 2019).

بیشینهکردن کارایی مصرف انرژی از مهم‌ترین عوامل موثر در ایجاد نظام‌های تولیدی پایدار می‌باشد. استفاده بی‌رویه از سوخت‌های فسیلی و نهاده‌های کشاورزی موجب ایجاد آسیب به محیط زیست می‌شود، بنابراین مطالعه و مقایسه جریان انرژی گیاهان در هر منطقه باید مورد توجه قرار گیرد (Safa et al., 2011). گزارش شده است که تقریبا 16 درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای در جهان به دلیل فعالیت‌های کشاورزی می‌باشد (Nabavi-Pelesaraei et al., 2022). مطالعه نظام تولید گندم نشان داد که کل انرژی ورودی معادل 34/38755 مگاژول در هکتار بود که از بین عوامل ورودی کود نیتروژن و سوخت دیزل بهترتیب با 38/37 و 03/19 درصد بالاترین سهم را داشتند. سهم انرژی‌های مستقیم و غیر مستقیم بهترتیب حدود 88/39 و 12/60 درصد و همچنین انرژی‌های تجدید‌پذیر و تجدید‌ناپذیر بهترتیب معادل 01/31 و 99/68 درصد از کل انرژی ورودی بود. همچنین کارایی مصرف انرژی برای تولید دانه گندم معادل 67/1 و بهره‌وری انرژی نیز معادل 611/0 کیلوگرم بر مگاژول به دست آمد (Taghinazhad et al., 2019). در مطالعه روی هویج، گوجهفرنگی، سیبزمینی و پیاز نشان داده شد که بالاترین انرژی ورودی در پیاز به میزان 87556 مگاژول در هکتار به دست آمد، بیشترین انرژی خروجی نیز در سیب‌زمینی 177428 مگاژول در هکتار بود. همچنین بیشترین انرژی خالص نیز در سیب‌زمینی به میزان 96559 مگاژول در هکتار به دست آمد. کارایی مصرف انرژی در هویج، گوجهفرنگی، سیبزمینی و پیاز بهترتیب معادل 4/1، 6/1، 2/2 و 9/0 به دست آمد. همچنین بهره‌وری انرژی نیز بهترتیب در هویج، گوجهفرنگی، سیب‌زمینی و پیاز معادل 86/0، 77/0، 60/0 و 56/0 کیلوگرم بر مگاژول به دست آمد. سهم انرژی مستقیم در گوجهفرنگی و پیاز بهترتیب با 2/61 و 64 درصد بالاترین مقدار را به خود اختصاص دادند. همچنین انرژی تجدیدناپذیر نیز در گوجهفرنگی و پیاز بهترتیب با 6/82 و 81 درصد از کل انرژی ورودی نسبت به انرژی تجدیدپذیر سهم قابل توجهی را به خود اختصاص داد. همچنین میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای برای پیاز، گوجهفرنگی، سیب‌زمینی و هویج بهترتیب معادل 6/5332، 4403، 2/3930 و 7/3712 کیلوگرم CO₂ در هکتار بود (Mohammadzadeh et al., 2017). در مطالعه‌ای روی تولید گوجهفرنگی در شهرستان مرند نشان داده شد که برای تولید گوجهفرنگی در هر هکتار نیاز به 2/65 گیگاژول در هکتار انرژی می‌باشد که از این میزان انرژی ورودی 51 درصد سهم کودهای شیمیایی و 21 درصد سهم آب مورد نیاز برای آبیاری بود. کارایی مصرف انرژی و بهره‌وری انرژی نیز بهترتیب برابر با 6/0 و 74/0 کیلوگرم بر مگاژول به دست آمد. همچنین نتایج نشان داد که انرژی تجدیدناپذیر 1/69 درصد از انرژی ورودی کل را به خود اختصاص داد (Jadidi et al., 2010). در تحقیقی بهره‌وری انرژی، کل انرژی ورودی و کل انرژی خروجی برای چغندرقند، سیب‌زمینی، پنبه، گوجهفرنگی، گندم آبی و جو‌ آبی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مطالعه نشان داد که بیشترین انرژی ورودی در این مطالعه ناشی از مصرف آب، کود اوره، استفاده از ادوات و نیروی انسانی بود. همچنین بیشترین بهره‌وری انرژی مربوط به جو آبی به مقدار 14/3 کیلوگرم بر مگاژول و کمترین آن مربوط به گوجهفرنگی به مقدار 58/0 کیلوگرم بر مگاژول بود (Mansourian, 2005).

در مطالعه حاضر شاخص‌های انرژی، اقتصادی و میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای با هدف بررسی و ارزیابی نظام‌های تولید گوجهفرنگی و پیاز در شهرستان‌های استان البرز مورد مطالعه قرار گرفتند.

روششناسی پژوهش

1-2. منطقه مورد مطالعه

این پژوهش در بازه زمانی سال 1400 تا 1401 در شهرستان‌های استان البرز (شکل 1) صورت پذیرفت. استان البرز دارای 39297 هکتار سطح زیر کشت محصولات زراعی می‌باشد که از این مقدار سهم پیاز و گوجهفرنگی بهترتیب 260 و 523 هکتار میباشد که معادل 4/1 و 7/0 درصد از سطح زیر کشت کل اراضی زراعی استان است. میزان تولید پیاز و گوجهفرنگی در استان البرز بهترتیب برابر با 15721 و 33209 تن می‌باشد که عملکردی معادل با 60466 و 63459 کیلوگرم در هکتار بهترتیب برای پیاز و گوجهفرنگی دارد (آمارنامه جهاد کشاورزی،1400). با استناد به اطلاعات اداره هواشناسی متوسط بارندگی سالیانه درازمدت منطقه 6/250 میلیمتر است (Nasirpour et al., 2022). به منظور جمع‌آوری اطلاعات مورد نیاز تحقیق شامل اطلاعات کاشت، داشت، برداشت، نوع و میزان نهاده‌های مصرفی، هزینه‌های تولید، عملکرد محصول و سود اقتصادی نسبت به مصاحبه با کشاورزان و تکمیل پرسشنامه برای دو گیاه پیاز و گوجهفرنگی در پنج شهرستان استان البرز شامل کرج، ساوجبلاغ، نظرآباد، فردیس و اشتهارد اقدام شد. لازم به ذکر است در این مطالعه پایش نظام تولید در مزارع مدنظر قرار گرفت و تولیدات گلخانه‌ای مورد بررسی قرار نگرفت. برای جمع‌آوری اطلاعات مورد نیاز گوجهفرنگی با 75 کشاورز تولیدکننده (140 هکتار سطح زیر کشت محصول در استان) در سطح استان مصاحبه شد و پرسشنامه‌ها تکمیل شدند. همچنین برای تکمیل اطلاعات پیاز نیز با 45 کشاورز تولیدکننده این محصول (75 هکتار سطح زیر کشت محصول در استان) در سطح استان مصاحبه شد. برای پیدا کردن حجم نمونه از فرمول کوکران استفاده شده است (Mansourfar, 1997). کوکران برای محاسبه تعداد نمونه لازم در روش نمونه‌گیری تصادفی فرمول روبرو را ارایه کرده است:

که در آن N، اندازه جامعه آماری یا تعداد زارعین، t ضریب اطمینان قابل قبول که با فرض نرمالبودن توزیع صفت مورد نظر از جدول t استیودنت به دست می‌آید. S²، برآورد واریانس صفت مورد مطالعه در جامعه، d دقت احتمالی مطلوب و n حجم نمونه مورد مطالعه است. برای انتخاب کشاورزان جهت مصاحبه و تکمیل اطلاعات از کارشناسان جهاد کشاورزی هر منطقه استفاده شد تا اطلاعات جمع‌آوریشده میانگینی از تولیدکنندگان در سطح هر منطقه باشند. با توجه به اینکه سطح زیر کشت این دو محصول در شهرستان طالقان پایین بود، این شهرستان مورد مطالعه و بررسی قرار نگرفت. سوالات مطرحشده در پرسشنامه شامل تمامی مراحل و هزینه‌ها و نیروی انسانی استفادهشده در آمادهسازی زمین قبل از کشت، مرحله کشت شامل میزان و انواع نهاده‌های استفادهشده اعم از بذر، کود و سم و همچنین میزان نیروی انسانی استفادهشده در مرحله کشت و تمامی هزینه‌های مرحله کشت، مرحله داشت شامل نهاده‌های استفادهشده، نیروی انسانی استفادهشده، تمامی هزینه‌های مرحله داشت، میزان آب مصرفشده از ابتدای کاشت و مرحله برداشت شامل هزینه‌های برداشت به همراه میزان نیروی انسانی استفادهشده در این مرحله و همچنین میزان محصول برداشتشده می‌باشد.

شکل 1. نقشه شهرستانهای استان البرز.

2-2. محاسبه شاخص‌های انرژی

برای محاسبه هر یک از این شاخص‌های انرژی در محصولات مورد مطالعه، انرژی نهاده‌های مصرفی استفادهشده در نظام تولید محصولات و عملکرد محصولات با استفاده از ضرایب معادل انرژی‌ آن‌ها (جدول 1) محاسبه شد (Yousefi et al., 2016; Mohammadzadeh et al., 2018; Ahmadbeyki et al., 2023).

جدول 1. معادل انرژی ورودی و خروجی در نظام تولید گوجهفرنگی و پیاز.
Reference	Energy equivalents (MJ unit^-1)	Unit	Inputs
Kaab et al., 2019))	1.96	h	Human labor
(Yousefi et al., 2016)	62.7	h	Machinery
)Pishgar-Komleh et al., 2011)	47.8	l	Diesel
)Pishgar-Komleh et al., 2011)	46.3	l	Gasoline
(Yousefi et al., 2016)	66.14	kg	Nitrogen
(Yousefi et al., 2016)	12.44	kg	Phosphate
(Yousefi et al., 2016)	11.25	kg	Potassium
Pahlavan et al., 2012))	1.12	kg	Sulphur
)Bakhtiari et al., 2015)	8.8	kg	Calcium
(Mohammadzadeh et al., 2017)	0.3	kg	Farmyard manure
)Pishgar-Komleh et al., 2011)	85	Kg	Herbicides
)Pishgar-Komleh et al., 2011)	229	Kg	Insecticides
)Pishgar-Komleh et al., 2011)	115	Kg	Fungicides
)Ghasemi-Mobtaker et al., 2020)	12	kwh	Electricity
(Yousefi et al., 2016)	1.02	m³	Water for irrigation
(Mohammadzadeh et al., 2017)	3.6	kg	Tomato seed
(Mohammadzadeh et al., 2017)	1.6	kg	Onion seed
			Output
(Mohammadzadeh et al., 2017)	0.8	kg	Tomato
(Mohammadzadeh et al., 2017)	1.6	kg	Onion

کارایی مصرف انرژی (معادله 1):

بهره‌وری انرژی (معادل 2):

انرژی مخصوص ( معادله 3):

انرژی خالص ( معادله 4):

انرژی مصرفی در بخش کشاورزی در گروه‌های مختلف شامل انرژی مستقیم، انرژی غیر مستقیم، انرژی تجدیدپذیر و انرژی تجدیدناپذیر طبقه‌بندی می‌شود. انرژی که بهصورت مستقیم در مزرعه مصرف می‌شود شامل نیروی انسانی، سوخت و الکتریسیته برای به‌کارانداختن ماشین‌آلات و تجهیزات و همچنین آب آبیاری (آب مصرفشده برای تولید محصول) می‌باشد. انرژی غیر مستقیم شامل انرژی مصرفی در بخش‌های تولید کود‌های شیمیایی و آفت‌کش‌ها، تهیه بذر و ساخت ادوات و ماشین‌های کشاورزی است. انرژی تجدید‌پذیر شامل نیروی انسانی، آب، کودهای حیوانی و بذر می‌باشد. در مقابل، انرژی تجدیدناپذیر مواردی از قبیل سوخت، انرژی مصرفشده در تولید سموم و کودهای شیمیایی، انرژی مصرفی برای ساخت ماشین‌آلات و تولید برق را در برمی‌گیرد (Mohammadzadeh et al., 2018 ; Ahmadbeyki et al., 2023).

2-3. محاسبه میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای

میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای برای هر یک از گازهای CO₂، N₂O و CH₄ با توجه به ضرایب آن‌ها و نهاده‌های مصرفشده که در جدول 2 آمده است محاسبه شده و در پایان میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای بر اساس گاز دیاکسید کربن برای هر یک از محصولات مورد مطالعه ذکر شد. میزان برابری هر یک از گازهای N₂O و CH₄ با CO₂که توسط (1995)IPCC انتشار یافته در جدول 2 آمده است (Mohammadzadeh et al., 2018 ; Soltani et al., 2014). میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای برای فرم خالص کودها در جدول 2 ذکر شده است.

جدول 2. میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای (گرم) به ازای مصرف هر واحد نهاده ورودی.
Reference	CH₄	N₂O	CO₂	Input
(Kramer et al., 1999)	5.2	0.7	3560	Diesel (l)
(Koga & Tajima, 2011)	*	*	2320	Gasoline (l)
(Snyder et al., 2009)	3.7	0.03	3100	Nitrogen (kg)
(Snyder et al., 2009)	1.8	0.02	1000	Phosphate (kg)
(Snyder et al., 2009)	1	0.01	700	Potassium (kg)
(Tzilivakis et al., 2005)	0.02	8.82	61.2	Electricity (kwh)
(Lal, 2004)	*	*	6300	Herbicide (kg)
(Lal, 2004)	*	*	5100	Insecticide (kg)
(Lal, 2004)	*	*	3900	Fungicide (kg)
(IPCC, 1995)	21	310	1	CO₂equivalence factor

4-2. شاخص‌های اقتصادی

برای محاسبه شاخص‌های اقتصادی از روابط زیر استفاده شد (Mohammadzadeh et al., 2018):

ارزش ناخالص تولیدی (معادله 5):

سود خالص (معادله 6):

نسبت سود به هزینه (معادله 7):

بهره‌وری اقتصادی (معادله 8):

قیمت هرکیلوگرم گوجهفرنگی و پیاز میانگین فروش تولیدکنندگان در شهرستان‌های استان البرز در کل دوره تولید می‌باشد. برای اعتبارسنجی قیمت‌های اعلامشده توسط کشاورزان، قیمت‌ها با میادین میوه و ترهبار و جهاد کشاورزی در هر منطقه نیز در دوره تولید مورد بررسی قرار گرفت. در مطالعه حاضر قیمت دلار 285000 ریال بر اساس نرخ اعلامی بانک مرکزی به عنوان نرخ رسمی در نظر گرفته شد. همچنین برای رسم نمودارها و جداول از نرمافزار Excel استفاده شد.

یافتههای پژوهش و بحث

اطلاعات نهاده‌های مصرفشده در محصولات مورد مطالعه جهت محاسبه انرژی ورودی و خروجی، شاخص‌ها، انواع انرژی و انرژی هر یک از نهاده‌ها برای استفاده در ارزیابی شاخص‌های انرژی در جدول 3 ارایه شده است. اعداد بهدستآمده میانگین نهاده‌های ورودی برای تولید گوجهفرنگی و پیاز در سطح یک هکتار در شهرستان‌های استان البرز می‌باشند. در رابطه با میزان مصرف کودها با توجه با متفاوتبودن کودهای مصرفی توسط کشاورزان فرم خالص استفادهشده قید شده است. همچنین برای سموم کشاورزی نیز میزان خالص استفادهشده در سطح یک هکتار تولید محصول بیان شده است.

در مطالعه میزان انرژی ورودی در تولید دو محصول گوجه‌فرنگی و پیاز در شهرستان‌های استان البرز مشخص شد که از بین 16 عامل مختلف که در تولید این دو محصول نقش دارند، شش عامل گازوییل، کود شیمیایی نیتروژن، کود دامی، آب مصرفی برای تولید محصول، بنزین و نیروی انسانی سهم بیشتری را به خود اختصاص داده‌اند (شکل 2). نتایج مطالعه نشان داد که از بین انرژی‌های ورودی، گازوییل مصرفی که عمدتا برای آمادهسازی زمین و مراحل داشت محصول استفاده می‌شود، بیشترین میزان ورودی از کل انرژی ورودی را شامل می‌شود؛ بهطوریکه در تولید گوجه‌فرنگی به صورت میانگین در استان البرز 14999 مگاژول در هکتار از انرژی ورودی مربوط به گازوییل است. بالاترین میزان انرژی ورودی حاصل از گازوییل به مقدار 17447 مگاژول در هکتار در ساوجبلاغ به دست آمد که معادل 6/23 درصد از کل انرژی ورودی در تولید این محصول می‌باشد که نسبت به میانگین استانی 32/16 درصد بیشتر مصرف شده است. در تولید پیاز نیز به صورت میانگین در استان البرز 18164 مگاژول در هکتار از انرژی ورودی مربوط به گازوییل می‌باشد. برای تولید پیاز در شهرستان ساوجبلاغ گازوییل با ورود 19598 مگاژول در هکتار از انرژی کل، نقش 1/24 درصدی را ایفا می‌کند (شکل 2) که در مقایسه با کشت گوجهفرنگی در کشت پیاز، 11 درصد انرژی بیشتری به صورت گازوییل استفاده می‌شود. کمترین میزان انرژی ورودی حاصل از گازوییل بهترتیب در کشت گوجه‌فرنگی و پیاز در شهرستان اشتهارد به میزان 12667 و 16491 مگاژول در هکتار به دست آمد (شکل 2) که نسبت به میانگین استانی بهترتیب 55/15 و 2/9 درصد انرژی کمتری از طریق گازوییل وارد شده است. نتایج مطالعات گذشته نیز نشان می‌دهد که گازوییل بالاترین سهم از میزان انرژی ورودی کل را داشته است .(Khoshnevisan et al., 2013, 2014) نتایج مطالعه مشابهی روی گوجهفرنگی و پیاز نیز نشان داد که برای تولید پیاز نیاز به 5/508 لیتر در هکتار سوخت گازوییل می‌باشد که برابر با 24306 مگاژول انرژی در هکتار است که این مقدار از انرژی 7/27 درصد از انرژی ورودی کل را شامل می‌شود. همچنین در این مطالعه میزان انرژی ورودی برای کشت گوجهفرنگی از گازوییل برابر 16910 مگاژول در هکتار بود که سهم 9/24 درصدی از انرژی ورودی کل را داشت. علت مصرف بالای گازوییل در پیاز در مطالعه فوق استفاده از این سوخت برای پمپاژ آب از چاه‌ها ذکر شده که با توجه به نیاز بالای آبی پیاز همین امر موجب افزایش مصرف سوخت در تولید پیاز شده است (Mohammadzadeh et al., 2017).

جدول 3. نهاده‌های مصرفشده در گوجهفرنگی و پیاز در شهرستان‌های استان البرز.
Eshtehard	Fardis	Nazar Abad	Savojbolagh	Karaj		Uuit	Inputs
1390	1875	1930	2200	2078	Tomato	h	Human labor
1940	2380	2640	2830	2435	Onion	h	Human labor
15	16.5	18	19.5	17	Tomato	h	Machinery
21	23	25	27	25	Onion	h	Machinery
265	308	305	365	326	Tomato	l	Diesel
345	370	390	410	385	Onion	l	Diesel
85	95	95	125	110	Tomato	l	Gasoline
85	100	112	115	104	Onion	l	Gasoline
185	200	200	245	220	Tomato	kg	Nitrogen
175	185	220	215	190	Onion	kg	Nitrogen
60	95	98	72	94	Tomato	kg	Phosphate
75	80	80	95	71	Onion	kg	Phosphate
40	50	55	55	52	Tomato	kg	Potassium
50	60	60	55	55	Onion	kg	Potassium
30	75	55	100	87.5	Tomato	kg	Sulphur
35	50	60	90	87.5	Onion	kg	Sulphur
10	22	20	35	26	Tomato	kg	Calcium
8	15	10	12	21	Onion	kg	Calcium
25000	35000	38000	50000	40000	Tomato	kg	Farmyard manure
30000	45000	50000	60000	50000	Onion	kg	Farmyard manure
0.3	1.2	0.7	1	1	Tomato	kg	Herbicides
2.2	2	3	2.8	2.4	Onion	kg	Herbicides
3	2.7	3	2.8	2.1	Tomato	kg	Insecticides
5	5	4.5	6	4.5	Onion	kg	Insecticides
4	5	5.2	5	4.8	Tomato	kg	Fungicides
2	2	2.5	3	2.5	Onion	kg	Fungicides
63	67	70	88	73	Tomato	kwh	Electricity
83	84	107	115	90	Onion	kwh	Electricity
7600	8350	8200	9350	8880	Tomato	m3	Water for irrigation
9360	10300	11200	11360	10800	Onion	m3	Water for irrigation
0.9	0.8	1	0.9	0.7	Tomato	kg	Seed
8	9	9.5	10.5	8.5	Onion	kg	Seed
44500	58000	59500	70000	65000	Tomato	kg	Output
47500	57000	61000	66000	58000	Onion	kg	Output

نتایج بررسی نشان داد که پس از گازوییل، کود شیمیایی نیتروژن و کود دامی بالاترین میزان از انرژی ورودی کل را در کشت گوجهفرنگی و پیاز داشتند. متوسط انرژی ورودی کود شیمیایی نیتروژن و کود دامی در استان البرز برای گوجهفرنگی بهترتیب به مقدار 13889 و 11280 مگاژول در هکتار می‌باشد. برای پیاز نیز این مقدار برابر با 13029 و 14100 مگاژول در هکتار برای استان البرز به دست آمد.

شکل 2. سهم ورودی‌های مختلف انرژی در کشت گوجهفرنگی و پیاز از کل انرژی ورودی در شهرستان‌های استان البرز.

در کشت گوجه‌فرنگی بالاترین میزان ورود انرژی حاصل از مصرف کود شیمیایی نیتروژن و کود دامی در شهرستان ساوجبلاغ به دست آمد که بهترتیب 22 و 3/20 درصد از کل انرژی ورودی در تولید گوجهفرنگی را به خود اختصاص دادند (شکل 2) که در مقایسه با میانگین استانی بهترتیب 66/16 و 33 درصد بیشتر می‌باشند. در تولید پیاز مصرف کود شیمیایی نیتروژن در نظرآباد، بالاترین میزان انرژی ورودی را به خود اختصاص می‌دهد؛ بهطوریکه 1/19 درصد از کل انرژی را شامل می‌شود و نسبت به میانگین استانی 67/11 درصد بیشتر میباشد. مصرف کود دامی در تولید پیاز با 18000 مگاژول در هکتار انرژی از کل انرژی ورودی، 1/22 درصد از کل انرژی ورودی را شامل می‌شود (شکل 2) و در مقایسه با میانگین استانی نیز 65/27 درصد بیشتر مصرف شده است. کمترین میزان انرژی ورودی حاصل از مصرف کود شیمیایی نیتروژن در کشت گوجه‌فرنگی و پیاز در شهرستان اشتهارد به دست آمد که بهترتیب 24 و 3/19 درصد از انرژی ورودی کل را تامین می‌کنند (شکل 2) که در مقایسه با میانگین کود شیمیایی نیتروژن استفادهشده در استان البرز بهترتیب در گوجهفرنگی و پیاز 12 و 2/11 درصد کمتر می‌باشد. نشان داده شده که در تولید گوجهفرنگی در گلخانه نیز کودهای شیمیایی با 2/38 درصد از کل انرژی ورودی سهم قابل توجهی از میزان کل انرژی را به خود اختصاص می‌دهند ((Taki et al., 2013. سایر کودهای استفادهشده در تولید گوجه‌فرنگی و پیاز در مقایسه با کود نیتروژن و کود دامی نقش اندکی از میزان انرژی ورودی کل را دارند؛ بهطوریکه نتایج مطالعه نشان داد که میانگین انرژی ورودی در استان البرز از طریق کودهای فسفر، پتاس، گوگرد و کلسیم برای گوجهفرنگی بهترتیب به مقدار 1042، 561، 77 و 198 مگاژول در هکتار می‌باشد. همچنین برای پیاز نیز میانگین استانی انرژی ورودی از طریق این کودها بهترتیب برابر با 997، 624، 72 و 116 مگاژول در هکتار به دست آمد. بالاترین میزان انرژی ورودی حاصل از مصرف کود فسفر درکشت گوجهفرنگی و پیاز در شهرستان‌های نظرآباد و ساوجبلاغ به دست آمد که بهترتیب سهم 99/1 و 45/1 درصدی از انرژی ورودی کل را داشتند (شکل 2) و در مقایسه با میانگین استانی بهترتیب 17 و 53/18 درصد بیشتر بوده است. برای کود پتاس نیز بالاترین انرژی ورودی برای هر دو محصول معادل 3/613 مگاژول در هکتار در شهرستان‌ ساوجبلاغ به دست آمد که سهمی کمتر از یک درصد از انرژی ورودی کل راه به خود اختصاص می‌دهد که در مقایسه با میانگین استانی برای گوجهفرنگی و پیاز بهترتیب 47/12 و 12/1 درصد بیشتر است. کودهای گوگرد و کلسیم استفادهشده در تولید گوجه‌فرنگی و پیاز نیز سهم قابل توجهی از انرژی ورودی کل را به خود اختصاص ندادند؛ بهطوریکه در تمامی شهرستان‌ها در بیشترین حالت نقشی کمتر از 5/0 درصد از انرژی ورودی کل را داشتند (شکل 1). در مطالعه‌ای که در آنتالیای ترکیه روی الگوی مصرف انرژی گوجهفرنگی انجام شد نیز نشان داده شد که که بیشترین مقدار انرژی مصرفشده شامل کودهای شیمیایی (2/38 درصد)، الکتریسیته (09/27 درصد)، کود آلی (3/17 درصد) و سوخت دیزل (6/13 درصد) بود (Ozkan et al., 2011). در سایر مطالعات نیز نشان داده شده است که بالاترین میزان انرژی ورودی (گوجهفرنگی، پیاز، سیبزمینی) از طریق کودهای شیمیایی بهترتیب به نیتروژن، فسفر، پتاسیم و گوگرد اختصاص دارد (Mohammadzadeh et al., 2017; Mousavi-Avval et al., 2011). همچنین نشان داده شده است که میزان انرژی ورودی از طریق کود شیمیایی نیتروژن برای هویج معادل 3/30 درصد از انرژی کل
(Mohammadzadeh et al., 2017)، برای گوجهفرنگی 19/41 درصد از انرژی ورودی کل (Jadidi et al., 2012)، و برای سیب‌زمینی نیز معادل40 درصد از انرژی ورودی کل بود (Pishgar-Komleh et al., 2012). گزارش شده است که میزان انرژی ورودی از طریق کود دامی برای گوجهفرنگی معادل 36/18 درصد از انرژی ورودی کل (Kuswardhani et al., 2013)، هویج معادل 2/10 درصد از انرژی ورودی کل (Mohammadzadeh et al., 2017) و برای پیاز 81/6 درصد از انرژی ورودی کل می‌باشد (Hassanzadeh Aval & Rezvani Moghaddam, 2013). میانگین انرژی ورودی در استان البرز به واسطه آب مصرفی برای گوجهفرنگی و پیاز بهترتیب به مقدار 8645 و 10816 مگاژول در هکتار می‌باشد. در رابطه با انرژی ورودی حاصل از آب مصرفی (میزان آب مصرفشده برای تولید محصول) مشاهده شد که بیشترین انرژی ورودی در شهرستان ساوجبلاغ برای کشت هر دو محصول گوجه‌فرنگی و پیاز بهترتیب به میزان 9537 و 2/11587 مگاژول در هکتار به دست آمد که 9/12 و 2/14 درصد از انرژی ورودی کل را شامل می‌شود و نسبت به میانگین استانی نیز بهترتیب 31/10 و 12/7 درصد بیشتر است. همچنین کمترین میزان از انرژی ورودی حاصل از مصرف آب برای دو محصول در شهرستان اشتهارد به دست آمد که بهترتیب برای کشت گوجه‌فرنگی و پیاز دارای سهم 2/15 و 16 درصدی از انرژی ورودی کل می‌باشد و در مقایسه با میانگین مصرف آب در استان البرز برای گوجهفرنگی و پیاز بهترتیب 4/10 و 7/11 درصد انرژی کمتری از این طریق مصرف شده است (شکل 2). در تولید گوجه‌فرنگی و پیاز بنزین نیز نقش قابل توجهی در میزان انرژی ورودی کل را دارد؛ بهطوریکه میانگین انرژی ورودی از طریق این عامل برای گوجهفرنگی و پیاز در استان البرز بهترتیب 4722 و 4778 مگاژول در هکتار بود. بالاترین میزان انرژی ورودی حاصل از مصرف بنزین در کشت گوجه‌فرنگی معادل 8/7 درصد از انرژی کل ورودی در شهرستان ساوجبلاغ به دست آمد که نسبت به میانگین استان 5/22 درصد بیشتر است. همچنین در تولید پیاز بیشترین انرژی ورودی حاصل از بنزین در شهرستان ساوجبلاغ به دست آمد که 5/6 درصد از انرژی ورودی کل را تشکیل داده و در مقایسه با میانگین استان البرز نیز 42/11 درصد بیشتر مصرف شده است (شکل 2). در رابطه با میزان انرژی ورودی از طریق الکتریسیته (انرژی مصرفشده برای پمپاژ آب) نتایچ مطالعه نشان داد که در کشت گوجه‌فرنگی بیشترین میزان انرژی ورودی در ساوجبلاغ معادل 4/1 درصد از انرژی ورودی کل را شامل می‌شود و پایین‌ترین میزان انرژی ورودی در اشتهارد 5/1 درصد از انرژی ورودی را به خود اختصاص داد که در مقایسه با میانگین استانی (866 مگاژول در هکتار) بهترتیب 9/21 و 7/12 درصد افزایش و کاهش را نشان می‌دهد. در تولید پیاز نیز به طور متوسط در استان البرز 1149 مگاژول از انرژی ورودی از طریق الکتریسیته تامین می‌شود. برای تولید پیاز نیز بالاترین و پایین‌ترین میزان انرژی ورودی از طریق الکتریسیته در ساوجبلاغ و اشتهارد به دست آمد که 7/1 درصد از انرژی ورودی کل را شامل می‌شود و در مقایسه با میانگین استانی بهترتیب 10/20 و 4/13 درصد افزایش و کاهش مصرف را نشان می‌دهد (شکل 2). گزارش شده است که میزان انرژی ورودی برای تولید پیاز از طریق الکتریسیته (انرژی مصرفشده برای پمپاژ آب) و آب آبیاری (آب مصرفشده برای آبیاری) بهترتیب معادل 7650 و 7/11897 مگاژول در هکتار بود (Mohammadzadeh et al., 2017). در تولید گوجه‌فرنگی و پیاز نیروی انسانی از عوامل موثر و مهم در میزان انرژی ورودی کل می‌باشد؛ بهطوریکه در استان البرز به صورت میانگین انرژی ورودی به واسطه نیروی انسانی برای تولید گوجهفرنگی و پیاز بهترتیب به مقدار 3713 و 4786 مگاژول در هکتار می‌باشد. نتایج بررسی نشان داد که بیشترین نیروی انسانی مورد استفاده در گوجه‌فرنگی 2200 ساعت (جدول 3) و در پیاز 2830 ساعت (جدول 3) در شهرستان ساوجبلاغ می‌باشد که این میزان برابر با 4312 و 8/5546 مگاژول در هکتار می‌باشد که بهترتیب در گوجهفرنگی و پیاز معادل 8/5 و 8/6درصد از انرژی ورودی کل را شامل می‌شود و در مقایسه با میانگین استانی 13/16 و 89/15 درصد بیشتر است. همچنین کمترین میزان نیروی انسانی استفادهشده در گوجه‌فرنگی و پیاز در شهرستان اشتهارد بهترتیب به میزان 1390 و 1940 ساعت در هکتار به دست آمد که در مقایسه با میانگین انرژی ورودی در استان البرز بهترتیب 6/26 و 5/20 درصد کمتر می‌باشد (جدول 3). در مطالعه‌ای مشابه میزان انرژی ورودی حاصل از نیروی انسانی در پیاز و گوجهفرنگی بهترتیب برابر 6/3766 و 4/2788 مگاژول در هکتار گزارش شده است (Mohammadzadeh et al., 2017). مقایسه استفاده از ماشین‌آلات در گوجه‌فرنگی و پیاز نشان داد که به صورت میانگین در استان البرز انرژی ورودی برای تولید این دو محصول به واسطه ماشین‌آلات بهترتیب معادل 1078 و 1517 مگاژول در هکتار است. بیشترین استفاده از ماشین‌آلات (میزان کارکرد ماشین‌آلات در تولید محصول) در این دو گیاه بهترتیب به میزان 5/19 و 27 ساعت در هکتار در ساوجبلاغ به دست آمد ( جدول 3) که این معادل دو درصد از انرژی ورودی کل می‌باشد و در مقایسه با میانگین استانی در گوجهفرنگی و پیاز 42/13 و 6/11 درصد بیشتر است (شکل 1). همچنین کمترین میزان استفاده از ادوات کشاورزی در تولید گوجه‌فرنگی و پیاز به میزان 15 و 21 ساعت بهترتیب در شهرستان اشتهارد ثبت شد که در مقایسه با میانگین استانی بهترتیب در گوجهفرنگی و پیاز 7/12 و 2/13 درصد کمتر است (جدول 3). بررسی میزان انرژی ورودی از طریق سموم استفادهشده نشان داد که هر کدام از این سموم از کل انرژی ورودی سهم کوچکی دارند که در اکثر موارد کمتر از یک درصد از انرژی کل می‌باشد و در بین سموم نیز حشره‌کش‌ها نسبت به سایر سموم سهم بیشتری از انرژی مصرفی دارند؛ بهطوریکه در کشت گوجه‌فرنگی و پیاز بهترتیب بالاترین انرژی ورودی در شهرستان‌های نظرآباد و ساوجبلاغ به دست آمد که 1/1 و 7/1 درصد از انرژی ورودی را شامل می‌شود (شکل 1). میانگین انرژی ورودی از طریق سموم حشره کشت در استان البرز برای گوجهفرنگی و پیاز بهترتیب معادل 622 و 1145 مگاژول در هکتار می‌باشد. در بررسی میزان انرژی ورودی از طریق بذر نیز مشخص شد که این عامل نقش قابل توجهی در انرژی ورودی در کشت گوجهفرنگی و پیاز ندارد و در بیشترین حالت 02/0 درصد از انرژی ورودی کل را شامل می‌شود (شکل 1)؛ بهطوریکه به صورت میانگین در گوجهفرنگی و پیاز در استان البرز میزان انرژی ورودی از طریق بذر 98/2 و 56/14 مگاژول در هکتار می‌باشد. میانگین میزان انرژی ورودی، خروجی و خالص کل در استان البرز برای گوجهفرنگی بهترتیب 62325، 47520 و 14805- مگاژول در هکتار بود. برای پیاز نیز این مقدار بهترتیب 71803، 92640 و 20837 بود. بالاترین میزان از انرژی ورودی برای گوجهفرنگی و پیاز بهترتیب به مقدار 8/73799 و 8/81324 مگاژول در هکتار در ساوجبلاغ به دست آمد که نسبت به میانگین استانی بهترتیب 41/18 و 26/13درصد بیشتر است. همچنین نتایج نشان داد که کمترین میزان از انرژی ورودی برای گوجه‌فرنگی و پیاز بهترتیب به میزان 9/51000 و 2/59838 مگاژول در هکتار در شهرستان اشتهارد به دست آمد (جدول 4) که در مقایسه با میانگین استانی بهترتیب 2/18 و 7/16 درصد کمتر می‌باشد. در مطالعه روی گوجهفرنگی نشان داده شد که میانگین عملکرد و انرژی ورودی بهترتیب 1/57905 کیلوگرم بر هکتار و 5/61434 مگاژول در هکتار بودند (Ozkan et al., 2011). همچنین بررسی میزان انرژی خروجی نشان داد که بیشترین میزان انرژی خروجی برای گوجهفرنگی برابر با 56000 مگاژول در هکتار در ساوجبلاغ ثبت شد که نسبت به میانگین استانی 84/17 درصد بیشتر است و برای پیاز نیز بیشترین میزان انرژی خروجی در ساوجبلاغ به میزان 105600 مگاژول در هکتار به دست آمد (جدول 4) که در مقایسه با میانگین انرژی خروجی حاصل از تولید پیاز در استان البرز 98/13 درصد بیشتر است. نتایج مطالعه نشان داد که میزان انرژی خالص برای تولید گوجهفرنگی در تمامی شهرستان‌ها به علت اینکه انرژی خروجی کمتر از انرژی ورودی می‌باشد منفی شده است و بالاترین انرژی خالص تولید گوجهفرنگی به میزان 4/13495- مگاژول در هکتار در شهرستان کرج به دست آمد؛ درحالیکه در پیاز بیشترین انرژی خالص به میزان 3/24275 مگاژول در هکتار در ساوجبلاغ ثبت شد (جدول 4) که در مقایسه با میانگین استانی انرژی خالص 5/16 درصد بیشتر است. در بررسی جریان انرژی در تولید گوجه‌فرنگی و خیار در گلخانه‌ نشان داده شد که میزان انرژی ورودی در تولید این دو محصول بهترتیب برابر با 99/412911 و 75/405405 مگاژول در هکتار می‌باشد. همچنین میزان انرژی خروجی در گوجهفرنگی و خیار بهترتیب برابر با 37/228281 و 94/104982 مگاژول در هکتار به دست آمد. بر اساس نتایج این مطالعه مشخص شد که از بین عوامل موثر در تولید، سوخت دیزلی، الکتریسیته، نیتروژن و نیروی انسانی بهترتیب 60، 12، 11 و هشت درصد از کل انرژی ورودی در تولید گوجهفرنگی را بر عهده دارند و کود فسفات و بذر کمترین میزان انرژی ورودی را داشتند
(Ahmadbeyki et al., 2023). در بررسی کارایی مصرف انرژی در گوجهفرنگی و پیاز بالاترین کارایی مصرف انرژی بهترتیب به میزان 4/1 و 32/1 در شهرستان‌های اشتهارد و فردیس به دست آمد (جدول 4) که نسبت به میانگین استانی کارایی مصرف انرژی گوجهفرنگی (32/1) و پیاز (28/1) بهترتیب شش و 12/3 درصد بیشتر است. همچنین در مورد انرژی مخصوص نیز مشاهده شد که در گوجهفرنگی بالاترین انرژی مخصوص به میزان 1/1 مگاژول بر کیلوگرم در اشتهارد ثبت شد که در مقایسه با میانگین استانی (02/1 مگاژول بر کیلوگرم) 84/7 درصد بیشتر است و برای پیاز این مقدار برابر با 25/1 مگاژول بر کیلوگرم در شهرستان‌های کرج و اشتهارد به دست آمد (جدول 4) که نسبت به میانگین استانی انرژی مخصوص در پیاز (23/1 مگاژول بر کیلوگرم) 62/1 درصد بیشتر است. در مورد بهره‌وری انرژی نیز در گوجهفرنگی بالاترین مقدار در شهرستان کرج به مقدار 99/0 کیلوگرم بر مگاژول به دست آمد که نسبت به میانگین استانی (94/0 کیلوگرم بر مگاژول) 31/5 درصد بیشتر بوده و برای پیاز به میزان 82/0 کیلوگرم بر مگاژول در شهرستان فردیس ثبت شد (جدول 5) که در مقایسه با میانگین استانی (8/0 کیلوگرم بر مگاژول) 5/2 درصد بیشتر است. گزارش شده است که بهره‌وری انرژی و انرژی مخصوص در گوجهفرنگی بهترتیب 69/0 کیلوگرم بر مگاژول و 45/1 مگاژول بر کیلوگرم در هکتار ثبت شده است. همچنین کارایی مصرف انرژی تولید گوجهفرنگی در گلخانه 55/0 گزارش شده است (Ahmadbeyki et al., 2023). در مطالعه روی گوجهفرنگی کارایی مصرف انرژی، بهره‌وری انرژی و انرژی مخصوص بهترتیب 92/0 ، 16/1 کیلوگرم بر مگاژول و 86/0 مگاژول بر کیلوگرم گزارش شد
(Taki et al., 2013). در مطالعه روی گوجهفرنگی و پیاز میزان انرژی ورودی بهترتیب 67915 و 87556 مگاژول در هکتار گزارش شد. همچنین در این مطالعه میزان انرژی خروجی نیز بهترتیب برای گوجهفرنگی و پیاز برابر با 41714 و 79600 مگاژول در هکتار بود، بنابراین در هر دوی این گیاهان میزان انرژی خالص منفی بود. همچنین در این مطالعه میزان کارایی مصرف انرژی، انرژی مخصوص و بهره‌وری انرژی برای گوجهفرنگی 6/1، 8/0 مگاژول بر کیلوگرم و 77/0 کیلوگرم بر مگاژول ثبت شد و برای پیاز نیز بهترتیب 9/0 ، 6/1 مگاژول بر کیلوگرم و 56/0 کیلوگرم بر مگاژول گزارش شد
(Mohammadzadeh et al., 2017). در بررسی و مقایسه اشکال مختلف انرژی که در تولید گوجهفرنگی و پیاز در شهرستان‌های استان البرز مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان داد که در همۀ موارد انرژی مستقیم و انرژی تجدیدناپذیر سهم بیش از 50 درصدی را به خود اختصاص داده‌اند؛ بهطوریکه میانگین استانی انرژی مستقیم و غیر مستقیم برای گوجهفرنگی برابر با 32947 و 29378 مگاژول در هکتار بود. برای پیاز نیز میانگین استانی انرژی مستقیم و غیر مستقیم معادل 39699 و 32103 مگاژول در هکتار بود. بالاترین انرژی ورودی مستقیم در گوجهفرنگی و پیاز در ساوجبلاغ بهترتیب به میزان 5/38139 و 5/43436 مگاژول در هکتار به دست آمد که معادل 67/51 و 41/53 درصد از انرژی ورودی کل می‌باشند ( جدول 4) و در مقایسه با میانگین استانی بهترتیب 76/15 و 41/9 درصد بیشتر است. همچنین در بررسی انرژی تجدیدناپذیر نیز مشخص شد که میانگین استانی این انرژی برای گوجهفرنگی و پیاز بهترتیب 49963 و 42080 مگاژول در هکتار بود. در هر دو محصول گوجهفرنگی و پیاز بالاترین مقدار انرژی تجدیدناپذیر در شهرستان ساوجبلاغ به میزان 6/59947 و 46174 مگاژول در هکتار به دست آمد که برابر با 23/81 و 78/56 درصد از انرژی ورودی کل می‌باشد (جدول 4) و در مقایسه با میانگین استانی در گوجهفرنگی و پیاز بهترتیب 98/19 و 72/9 درصد بیشتر است. مطالعه روی گوجهفرنگی نشان داد که از مجموع 116768 مگاژول در هکتار انرژی ورودی برای تولید یک هکتار گوجهفرنگی بهترتیب انرژی مستقیم، غیر مستقیم، انرژی تجدیدپذیر و انرژی تجدیدناپذیر 66، 34، 19 و 81 درصد انرژی کل را به خود اختصاص داده‌اند (Taki et al., 2013). در مطالعه دیگری روی گوجهفرنگی و پیاز نیز نتایج مشابهی به دست آمد؛ بهطوریکه انرژی مستقیم، غیر مستقیم، انرژی تجدیدپذیر و انرژی تجدیدناپذیر در گوجهفرنگی بهترتیب 2/61، 8/38، 4/17 و 6/82 درصد از انرژی ورودی کل را تشکیل دادند. همچنین برای پیاز نیز این اعداد بهترتیب 64، 36، 19 و 81 درصد بودند ((Mohammadzadeh et al., 2017. در سایر مطالعات نیز نتایج مشابهی گزارش شده است (Ghasemi Mobtaker et al., 2012; Jadidi et al., 2012). علت اینکه در پیاز میزان انرژی تجدیدناپذیر کمتر از گوجهفرنگی می‌باشد به دلیل استفاده بیشتر از نیروی انسانی، مصرف آب بالاتر و همچنین مصرف کود‌های حیوانی بیشتر در این محصول می‌باشد که سبب شده انرژی تجدیدپذیر در پیاز نسبت به گوجهفرنگی به صورت قابل توجهی افزایش یابد که در نهایت این امر موجب کاهش آلودگی‌های زیستمحیطی خواهد شد. بنابراین در کشت محصولات کشاورزی و الگوی کشت محصولات یک منطقه هر عاملی که از سهم انرژی‌های تجدیدناپذیر کاسته و به سهم انرژی‌های تجدیدپذیر افزوده شود به پایداری تولید کشاورزی و سلامت محیط زیست کمک می‌کند که از آن جمله می‌توان به استفاده و جایگزینکردن کود‌های آلی و حیوانی در مقایسه با کود‌های شیمیایی اشاره کرد. همچنین مدرنکردن سیستم‌های آبیاری که در نهایت به علت مصرف آب کمتر سبب کاهش مصرف سوخت و الکتریسیته می‌شود نیز می‌تواند در این بین نقش موثری داشته باشد.

جدول 4. شاخص‌ها و انواع مختلف انرژی در تولید گوجهفرنگی و پیاز در شهرستان‌های استان البرز.
	Eshtehard	Fardis	Nazar Abad	Savojbolagh	Karaj		Unit	Indicator
	51000.9	60194.4	61138.8	73799.8	65495.4	Tomato	Mj.ha^-1	Inputs energy
	59838.2	69084.4	76235.9	81324.8	72535.8	Onion	Mj.ha^-1	Inputs energy
	35600	46400	47600	56000	52000	Tomato	Mj.ha^-1	Output energy
	76000	91200	97600	105600	92800	Onion	Mj.ha^-1	Output energy
	-15400.9	-13794.4	-13538.8	-17799.8	-13495.4	Tomato	Mj.ha^-1	Net energy
	16161.8	22115.6	21364.1	24275.3	20264.2	Onion	Mj.ha^-1	Net energy
	1.4	1.3	1.3	1.3	1.3	Tomato	-	Energy use efficiency
	1.27	1.32	1.28	1.29	1.27	Onion	-	Energy use efficiency
	1.1	1	1	1.1	1	Tomato	Mj.kg^-1	Specific energy
	1.25	1.21	1.24	1.23	1.25	Onion	Mj.kg^-1	Specific energy
	0.87	0.96	0.97	0.94	0.99	Tomato	Kg.mj^-1	Energy productivity
	0.79	0.82	0.8	0.81	0.79	Onion	Kg.mj^-1	Energy productivity
Forms of energy
	27834.9 (54.57%)	32116.9 (53.35%)	31964.3 (52.28%)	38139.5 (51.67%)	34682.3 (52.95%)	Tomato	Mj.ha^-1	Direct energy
	34772.1 (58.11%)	38494.8 (55.72%)	41710 (54.71%)	43436.5 (53.41%)	40086.8 (55.26%)	Onion	Mj.ha^-1	Direct energy
	23166 (45.43%)	28077.5 (46.65%)	29174.5 (47.72%)	35660.3 (48.33%)	30813.1 (47.05%)	Tomato	Mj.ha^-1	Indirect energy
	25066.1 (41.89%)	30589.6 (44.28%)	34525.9 (45.29%)	37888.3 (46.59%)	32449 (44.74%)	Onion	Mj.ha^-1	Indirect energy
	10479.5 (20.54%)	12194.7 (20.25%)	12150.2 (19.87%)	13852.2 (18.77%)	13133 (20.05%)	Tomato	Mj.ha^-1	Renewable energy
	22362.4 (37.37%)	28685.2 (41.52%)	31613.6 (41.46%)	35150.8 (43.22%)	30802.2 (42.46%)	Onion	Mj.ha^-1	Renewable energy
	40521.4 (79.46%)	47999.5 (79.75%)	48988.6 (80.13%)	59947.6 (81.23%)	52364.4 (79.95%)	Tomato	Mj.ha^-1	Non-renewable energy
	37475.8 (62.63%)	40399.2 (58.48%)	44622.3 (58.54%)	46174 (56.78%)	41733.6 (57.54%)	Onion	Mj.ha^-1	Non-renewable energy

1-3. پتانسیل انتشار گازهای گلخانه‌ای

مطالعه پتانسیل انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از مصرف نهاده‌های تولید در دو محصول گوجه‌فرنگی و پیاز نشان داد که از بین عوامل موثر در انتشار گازهای گلخانه‌ای در تولید گوجه‌فرنگی به صورت میانگین در استان البرز چهار عامل گازوییل، کود شیمیایی نیتروژن، بنزین و الکتریسیته بهترتیب 5/46، 26، 8/13 و هشت درصد در انتشار گازهای گلخانه‌ای نقش دارند که این موضوع نشان می‌دهد این عوامل نزدیک به 95 درصد در انتشار گازهای گلخانه‌ای در تولید گوجه‌فرنگی موثر می‌باشند (شکل 3). بنابراین می‌توان با بهبود روش‌های خاک‌ورزی یا استفاده از ادواتی که سبب کاهش مصرف سوخت شود، جایگزینی سوخت‌های دیگر مانند اتانول و سوخت‌های زیستی و همچنین جایگزینی کودهای دامی با کودهای شیمیایی و استفاده از روش‌های نوین آبیاری که در نهایت موجب کاهش استفاده از الکتریسیته و سوخت جهت استحصال آب شود، باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای حاصل از تولید محصولات کشاورزی شد. در پیاز نیز همانند گوجه‌فرنگی چهار عامل گازوییل، نیتروژن، الکتریسیته و بنزین به صورت میانگین در شهرستان‌های استان البرز بهترتیب 53، 22، 10 و 6/8 درصد در انتشار گازهای گلخانه‌ای موثر بودند که تقریبا 90 درصد انتشار گازهای گلخانه‌ای حاصل از تولید یک هکتار پیاز متعلق به این چهار عامل است (شکل 4). تولید یک هکتار گوجهفرنگی به صورت میانگین در استان البرز باعث آزادسازی 58/2615 کیلوگرم CO₂درهکتار شده است و تولید گوجه‌فرنگی در شهرستان ساوجبلاغ و کرج نسبت به سایر شهرستان‌ها و میانگین استان، سبب انتشار گازهای گلخانه‌ای بیشتری شده است؛ بهطوریکه تولید یک هکتار گوجهفرنگی در ساوجبلاغ و کرج بهترتیب باعث آزادشدن 4/3045 و 2/2735 کیلوگرم CO₂ در هکتار شده است که نسبت به میانگین استان 43/16 و 57/4 درصد بیشتر است (شکل 5). در شهرستان‌های نظرآباد، فردیس و اشتهارد برای تولید یک هکتار گوجه‌فرنگی بهترتیب 7/2538، 1/2536 و 5/2222 کیلوگرم CO₂ در هکتار آزاد شده است که بهترتیب در مقایسه با میانگین استان 3، 04/3 و 15 درصد کمتر است (شکل 5). در مقایسه با گوجهفرنگی تولید یک هکتار پیاز در استان البرز به صورت میانگین باعث آزادشدن 63/2786 کیلوگرم CO₂در هکتار می‌شود. بیشترین تولید گازهای گلخانه‌ای در تولید این محصول نیز در شهرستان ساوجبلاغ به میزان 8/3065 کیلوگرم CO₂ در هکتار به دست آمد که نسبت به میانگین استان 10 درصد تولید بیشتری اتفاق می‌افتد. کمترین میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای برای تولید پیاز همانند گوجه‌فرنگی در شهرستان اشتهارد مشاهده شد؛ بهطوریکه در هر هکتار تولید پیاز 4/2489 کیلوگرم CO₂ در هکتار تولید شد که در مقایسه با میانگین استانی 11 درصد گاز کربندیاکسید کمتری تولید شده است (شکل 5). از تولید یک هکتار پیاز در شهرستان‌های کرج، نظرآباد و فردیس نیز بهترتیب 4/2756، 3/2954 و 2/2667 کیلوگرم CO₂ در هکتار آزاد شده است (شکل 5). در مطالعه عوامل موثر بر تولید گازهای گلخانه‌ای در تولید گوجهفرنگی در اصفهان نشان داده شد که بهترتیب سوخت دیزلی با تولید 98/2719 کیلوگرم CO₂ در هکتار بیشترین نقش را در گرمایش جهانی داشته و پس از آن الکتریسیته و کود نیتروژن بهترتیب با تولید 6/729 و 5/409 کیلوگرم CO₂ در هکتار از عوامل مهم و موثر بودند (Taki et al., 2013). در مطالعه میزان تولید CO₂ حاصل از انتشار گازهای گلخانه‌ای به دلیل تولید محصولات کشاورزی گزارش شده که پیاز با تولید 6/5332 کیلوگرم CO₂ در هکتار بیشترین میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را دارد و پس از آن گوجهفرنگی با تولید 4403 کیلوگرم CO₂ در هکتار در رتبه بعدی قرار دارد. همچنین گزارش شد که سیب‌زمینی و هویج نیز بهترتیب باعث تولید 2/3930 و 7/ 3712 کیلوگرم CO₂ در هکتار می‌شوند ((Mohammadzadeh et al., 2017. همچنین گزارش شده است که تولید یک هکتار کلزا باعث آزادشدن 2028 کیلوگرم CO₂ در هکتار می‌شود (Soltani et al., 2014) و در مطالعه‌ای دیگر نشان داده شد که سیب‌زمینی باعث تولید 88/992 کیلوگرم CO₂ در هکتار شده است (Pishgar-Komleh et al., 2012).

شکل 3. میانگین تاثیر ورودی‌های مختلف در تولید گوجهفرنگی در شهرستان‌های استان البرز بر انتشار گازهای گلخانه‌ای.

شکل 4. میانگین تاثیر ورودی‌های مختلف در تولید پیاز در شهرستان‌های استان البرز بر انتشار گازهای گلخانه‌ای.

شکل 5. سهم ورودی‌های مختلف در تولید گوجهفرنگی و پیاز بر انتشار گاز کربندیاکسید در شهرستان‌های استان البرز.

2-3. شاخص‌های اقتصادی

ارزیابی شاخص‌های اقتصادی تولید دو محصول گوجه‌فرنگی و پیاز (تولیدات مزرعه‌ای) در جدول 5 نشان داده شده است. میانگین ارزش ناخالص تولید، هزینه‌های تولید و سود خالص برای گوجهفرنگی در استان البرز بهترتیب به مقدار 9274، 5382 و 3892 دلار در هکتار می‌باشد. برای پیاز نیز بهترتیب میانگین ارزش ناخالص تولید، هزینه‌های تولید و سود خالص در استان البرز به مقدار 14803، 6405 و 8398 دلار در هکتار به دست آمد. بیشترین ارزش ناخالص تولیدی بین این دو محصول در شهرستان‌ها مربوط به محصول پیاز به مقدار 16673 دلار در هکتار در شهرستان ساوجبلاغ بود که نسبت به میانگین استان 63/12 درصد بیشتر می‌باشد. در گوجه‌فرنگی این عدد معادل 6/11052 دلار در هکتار بود که از میانگین استان تقریبا 20 درصد بیشتر می‌باشد. پایین‌ترین ارزش ناخالص تولیدی در پیاز 11500 دلار در هکتار در اشتهارد و در گوجه‌فرنگی نیز 1/6792 دلار در هکتار در همین شهرستان به دست آمد (جدول 5) که بهترتیب نسبت به میانگین استان 22 و 27 درصد کمتر می‌باشند. در مقایسه هزینه‌های تولید دو محصول گوجه‌فرنگی و پیاز نیز بالاترین هزینه تولید این دو بهترتیب به مقدار 2/6212 و 9/7064 دلار در هکتار در شهرستان ساوجبلاغ به دست آمد که در مقایسه با میانگین هزینه‌های تولید در استان 42/15 و 3/10 درصد هزینه‌ی بیشتری برای تولید انجام شده است. بنابراین بالاترین سود خالص در پیاز به مقدار 7/9608 دلار در هکتار به دست آمد که نسبت به میانگین سود خالص در استان البرز 4/14 درصد بیشتر می‌باشد و در گوجهفرنگی نیز بالاترین سود خالص 3/4840 دلار در هکتار در ساوجبلاغ به دست آمد که نسبت به میانگین استان 36/24 درصد بیشتر میباشد؛ ولی در مقایسه با بیشترین سود خالص در پیاز 50 درصد سود کمتری ایجاد کرده است (جدول 5). در مقایسه نسبت سود به هزینه، در گوجه‌فرنگی بالاترین مقدار به میزان 81/1 در شهرستان کرج به دست آمد و در پیاز بیشترین نسبت سود به هزینه به مقدار 24/2 در شهرستان نظرآباد مشاهده شد. همچنین در مقایسه میزان بهره‌وری اقتصادی دو گیاه، بالاترین میزان بهره‌وری اقتصادی گوجه‌فرنگی به میزان 26/11 کیلوگرم بر دلار در شهرستان‌های کرج و ساوجبلاغ به دست آمد؛ درحالیکه در پیاز بیشترین بهره‌وری اقتصادی به میزان 34/9 کیلوگرم بر دلار در شهرستان ساوجبلاغ بود (جدول 5) که این موضوع بیانگر آن می‌باشد که در گوجه‌فرنگی با وجود سود خالص پایینتر نسبت به پیاز، به ازای واحد هزینه‌ای که برای تولید صورت گرفته است محصول بیشتری حاصل شده است. گزارش شده است که ارزش ناخالص تولید در پیاز و گوجهفرنگی بهترتیب برابر با 9/10416 و 7688 دلار در هکتار بود. همچنین هزینه تولید برای پیاز 8/8826 دلار در هکتار و برای گوجهفرنگی 6/6604 دلار در هکتار بود. نسبت سود به هزینه در پیاز و گوجهفرنگی برابر با 18/1 و 16/1 بود، همچنین بهره‌وری اقتصادی در پیاز و گوجهفرنگی بهترتیب برابر با 63/5 و 89/7 کیلوگرم بر دلار بود (Mohammadzadeh et al., 2017).

جدول 5. تجزیه و تحلیل اقتصادی تولید گوجهفرنگی و پیاز در شهرستان‌های استان البرز.
Eshtehard	Fardis	Nazar Abad	Savojbolagh	Karaj		Unit	Indicator
6792.1	8852.6	9185.9	11052.6	10491.2	Tomato	$.ha^-1	Gross production value
11500	15600	14982.4	16673	15263	Onion	$.ha^-1	Gross production value
4163.1	5371.2	5398.2	6212.2	5768.4	Tomato	$.ha^-1	Total cost of production
5531.5	6298.9	6798.2	7064.9	6333	Onion	$.ha^-1	Total cost of production
2628.9	3481.4	3787.7	4840.3	4722.8	Tomato	$.ha^-1	Net return
5968.4	9301	8184.2	9608.7	8929.8	Onion	$.ha^-1	Net return
1.63	1.64	1.7	1.77	1.81	Tomato	-	Benefit to cost ratio
2.07	2.47	2.2	2.36	2.4	Onion	-	Benefit to cost ratio
10.68	10.79	11.02	11.26	11.26	Tomato	Kg.$	Economic productivity
8.58	9.04	8.97	9.34	9.15	Onion	Kg.$	Economic productivity

نتیجه‌گیری

نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که بالاترین انرژی ورودی، خروجی و خالص در کشت پیاز به دست آمد. همچنین مشاهده شد که بیشترین کارایی مصرف انرژی و بهره‌وری انرژی در گوجهفرنگی به دست آمد. در مقایسه اشکال انرژی در کشت دو گیاه گوجهفرنگی و پیاز نیز مشاهده شد که در هر دو سهم انرژی مستقیم و انرژی تجدیدناپذیر بیشتر از انرژی غیر مستقیم و تجدیدپذیر می‌باشد. همچنین بررسی نتایج نشان داد که در تولید این دو محصول سوخت‌های فسیلی، نیتروژن، کود دامی، آب مصرفی و نیروی انسانی سهم قابل توجهی از کل انرژی ورودی را دارند. در مقایسه شاخص‌های اقتصادی نیز مشاهده شد که بالاترین سود خالص در تولید پیاز به دست آمد؛ درحالیکه نتایج نشان داد بهره‌وری اقتصادی تولید گوجهفرنگی از تولید پیاز بالاتر است. بهطور کلی و بر اساس نتایج حاصل از این مطالعه باید به این نکته توجه کرد که در هر محصول و در مناطق مختلف با شرایط متفاوت ارزش هر یک از این شاخص‌ها متفاوت می‌باشد و متخصصان و سیاستگذاران در هر منطقه باید بر اساس شرایط موجود و جهت نیل به کشاورزی پایدار و طراحی الگوی کشت به این شاخص‌ها توجه کرده و از آن‌ها جهت دستیابی به حداکثر بهره‌وری استفاده کنند.

منابع

Ahmadbeyki, A., Ghahderijani, M., Borghaee, A., & Bakhod, H. (2023). Energy use and environmental impacts analysis of greenhouse crops production using life cycle assessment approach: A case study of
cucumber and tomato from Tehran province, Iran. Energy Reports, 9, 988–999.

Bakhtiari, A.A., Hematian, A., & Sharifi, A. (2015). Energy analyses and greenhouse gas emissions assessment for saffron production cycle. Environmental Science and Pollution Research, 22, 16184-16201.

Ghasemi Mobtaker, H., Akram, A., & Keyhani, A. (2012). Energy use and sensitivity analysis of energy inputs for alfalfa production in Iran. Energy for Sustainable Development, 16, 84–89.

Ghasemi-Mobtaker, H., Kaab, A., & Rafiee, S. (2020). Application of life cycle analysis to assess environmental sustainability of wheat cultivation in the west of Iran. Energy, 193, 116768.

Hassanzadeh Aval, F., & Rezvani Moghadam, P. (2013). Energy efficiency evaluation and economical analysis of onion (Allium cepa L.) production in Khorasan Razavi province of iran. Iranian Journal of Applied Ecology, 2, 1-11.

IPCC. (1995). Climate change, the science of climate change. In: Houghton, J.T, Meira Filho, L.G, Callander, B.A., Harris, N. ,Kattenberg, A., Maskell, K. (eds) Intergovernmental panel on climate change. Cambridge: Cambridge University Press.

Jadidi, M., Homayonifar, M., Sabohi Saboni, M., & Kheradmand, V. (2010). Investigating efficiency and energy efficiency in tomato production. Journal of Agricultural Economics and Development, 24(3), 363-370.

Jadidi, M.R., Sabouhi Sabouni, M., Homayounifar, M., & Mohammadi, A. (2012). Assessment of energy use pattern for tomato production in Iran: A case study from the Marand region. Research in Agricultural Engineering, 58, 50–56.

Kaab, A., Sharifi, M., Mobli, H., Nabavi-Pelesaraei, A., & Chau, K. (2019). Combined life cycle assessment and artificial intelligence for prediction of output energy and environmental impacts of sugarcane production. Science of the Total Environment, 664, 1005–101.

Khoshnevisan, B., Rafiee, S., & Mousazadeh, H. )2013(. Environmental impact assessment of open field and greenhouse strawberry production. Eropean Jounal of Agronomy, 50, 29–37.

Khoshnevisan, B., Rafiee, S., Omid, M., Mousazadeh, H., & Clark, S. (2014). Environmental impact assessment of tomato and cucumber cultivation in greenhouses using life cycle assessment and adaptive neuro-fuzzy inference system. Jounal of Cleaner Production, 73, 183–192.

Koga, N., & Tajima, R. (2011). Assessing energy efficiencies and greenhouse gas emissions under bioethanol-oriented paddy rice production in northern Japan. Journal of Environmental Management, 92, 967-973.

Kramer, K.J., Moll, H.C., & Nonhebel, S. (1999). Total greenhouse gas emissions related to the Dutch crop production system. Agriculture, Ecosystems and Environment, 72, 9-16.

Kuswardhani, N., Soni, P., & Shivakoti, G.P. (2013). Comparative energy input–output and ﬁnancial analyses of greenhouse and open ﬁeld vegetables production in West Java, Indonesia. Energy, 53, 83–92.

Lal, R. (2004). Carbon emission from farm operations. Environment international, 30, 981990.

Mansourfar, K. (1997). statistical methods, Tehran University Press, 4th edition.

Mansourian, N. (2005). Study of energy efficiency in agricultural sector of Iran (Case study of Khorasan province). In Proceedings 5th Iranian Agricultural Economics Conference, Zahedan, Iran.

Mohammadzadeh, A., Abdolmajid Mahdavi Damghani, J.V., & Reza Deihimfard, R. (2017). Assessing environmental impacts of major vegetable crop production systems of East Azerbaijan province in Iran. Archives of Agronomy and Soil Science, DOI: 10.1080/03650340.2017.1405260.

Mohammadzadeh, A., Mahdavi Damghani, A., Vafabakhsh, J., & Deihimfard, R. (2018). Ecological economic efficiency for alfalfa (Medicago sativa L.) and corn silage (Zea mays L.) production systems: Maragheh Bonab plain, East Azerbaijan province. Journal of Agroecology, 10(3), 875-895.

Mousavi-Avval, S.H., Raﬁee, S., Jafari, A., & Mohammadi, A. (2011). Energy ﬂow modeling and sensitivity analysis of inputs for canola production in Iran. Journal of Cleaner Production, 19, 1464–1470.

Nabavi-Pelesaraei, A., Pakravan-Charvadeh, M.R. & Ghasemi-Mobtaker, H. (2022). Predicting output energy and greenhouse gas emissions in peanut production: A case study in Astaneh-Ashrafiyeh county of Guilan province. Iranian Journal of Agricultural Economics and Development Research, 53(1), 145–168. (In Persian).

Nasirpour, S., Jahansouz, M.R., Ahmadi, A., & Afshoon, E. (2022). Effect of irrigation levels and different tillage systems on grain sorghum (Sorghum bicolor L.) yield. Iranian Journal of Field Crop Science, 53(2), 193-204. (In Persian).

Ozkan, B., Kurklu, A., & Akcaoz, H. (2011). An inputoutput energy analysis in greenhouse vegetable production: A case study of Antalya region of Turkey. Biomass Bioenergy, 26, 189-195.

Pahlavan, R., Omid, M., Rafiee, S., & Mousavi-Avval, S.H. (2012). Optimization of energy consumption for rose production in Iran. Energy for Sustainable Development, 16, 236-241.

Pishgar Komleh, S., Keyhani, A., Rafiee, S., & Sefeedpary, P. (2011). Energy use and economic analysis of corn silage production under three cultivated area levels in Tehran province of Iran. Energy, 36, 3335-3341.

Pishgar-Komleh, S., Ghahderijani, M., & Sefeedpari, P. (2012). Energy consumption and CO₂ emissions analysis of potato production based on diﬀerent farm size levels in Iran. Journal of Cleaner Production, 33,183–191.

Safa, M., Samarasinghe, S., & Mohssen, M. (2011). A ﬁeld study of energy consumption in wheat production in Canterbury, New Zealand. Energy Conversion and Management, 52(7), 2526-2532

Snyder, C., Bruulsema, T., Jensen, T., & Fixen, P. (2009). Review of greenhouse gas emissions from crop production systems and fertilizer management effects. Agriculture, Ecosystems & Environment, 133, 247-266.

Soltani, A., Maleki, M., & Zeinali, E. (2014). Optimal crop management can reduce energy use and greenhouse gases emissions in rainfed canola production. International Journal of Plant Production, 8, 587-604.

Taghinazhad, J., Vahedi, A., & Ranjbar, F. (2019). Economic assessment of energy consumption and greenhouse gas emissions from wheat production in Ardabil provience. Environmental Sciences, 17(3), 137-150. (In Persian).

Taki, M., Abdi, R., Akbarpour, M., & Ghasemi-Mobtaker, H. )2013(. Energy inputs yield relationship and sensitivity analysis for tomato greenhouse production in Iran. Agricultural Engineering International, 15, 59–67.

Yousefi, M., Damghani, A.M., & Khoramivafa, M. (2016). Comparison greenhouse gas (GHG) emissions and global warming potential (GWP) effect of energy use in different wheat agroecosystems in Iran. Environmental Science and Pollution Research, 23, 7390-7397.

References

References: