The aim of this paper is to analyze energy patterns in open and greenhouse tomato production, since tomato is very important vegetable in human nutrition with tendency to be used whole year. The greenhouses used were one tunnel structure, covered with double PE folia, 5 x 20 m and one gutter-connected double PE covered structure 21m wide and 250m long. The results obtained lead to the conclusion that lower specific energy per production surface can be expected in conditions of the open filed and that, regarding the greenhouses lower value for energy consumption can be expected in case of multi-span greenhouses.Obzirom na intenzivnost korišćenja paradajza u ljudskoj ishrani, za proizvođače je od izuzetnog značaja energetska, ekonomska i ekološka efikasnost proizvodnje. Obzirom da se paradajz gaji kako na otvorenom tako i u objektima zaštićenog prostora cilj istraživanja je bio analiza proizvodnje na otvorenom polju i u objektima zaštićenog prostora tunel i blok tipa sa aspekta potrošnje energije i energetske efikasnosti. Objekat tunel tipa dimenzija je 5 x 20 m i pokriven je dvostrukom 180μm PE UV IR folijom. Blok objekat je sa dva broda, dimenzija 21 x 250 m pokriven dvostrukom PE UV IR folijom. Rezultati ukazuju da se niža potrošnja energije po jedinici površine može očekivati na otvorenom, a da se, kada su objekti zaštićenog prostora u pitanju niža potrošnja energije može očekivati kod objekata veće specifične zapremine tj. objekata blok tipa

Djević, Milan

Dimitrijević, Aleksandra

Poljoprivredna tehnika

Croatian

AgroSpace

POLJOPRIVREDNA TEHNIKA        Godina XXXIV Broj 3, decembar 2009. Strane: 39 - 45  Poljoprivredni fakultetInstitut za poljoprivrednu tehniku     UDK: 631.344   ENERGETSKA EFIKASNOST PROIZVODNJE PARADAJZA NA OTVORENOM I U OBJEKTIMA ZATI ENOG PROSTORA  RAZLI ITE KONSTRUKCIJE  evi  Milan, Dimitrijevi  Aleksandra Poljoprivredni fakultet,  Beograd  mdjevic@agrif.bg.ac.rs; saskad@agrif.bg.ac.rs  Sadraj: Obzirom na intenzivnost kori enja paradajza u ljutskoj ishrani, za proizvo a e je od izuzetnog zna aja energetska, ekonomska i ekoloka efikasnost proizvodnje. Obzirom da se paradajz gaji kako na otvorenom tako i u objektima zati enog prostora cilj istraivanja je bio analiza proizvodnje na otvorenom polju i u objektima zati enog prostora tunel i blok tipa sa aspekta potronje energije i energetske efikasnosti. Objekat tunel tipa dimenzija je 5 x 20 m i pokriven je dvostrukom 180µm PE UV IR folijom. Blok objekat je sa dva broda, dimenzija 21 x 250 m pokriven dvostrukom PE UV IR folijom. Rezultati ukazuju da se nia potronja energije po jedinici povrine moe o ekivati na otvorenom, a da se, kada su objekti zati enog prostora u pitanju nia potronja energije moe o ekivati kod objekata ve e specifi ne zapremine tj. objekata blok tipa. Klju ne re i: paradajz, otvoreno polje, plastenici,  energetska efikasnost.   1. UVOD  Paradajz je jedna od naj e e kori eni povrtarskih kultura u ljudskoj ishrani kako u sveem tako i u konzervisanom stanju. Ima visoku energetsku vrednost i bogat je mineralima i vitaminima. U Svetu se gaji na oko 2,5 miliona hektara a u Srbiji na oko 20 000 hektara (Ilin et al, 2003) sa prose nim prinosom od 8,3 t/ha. Gaji se kako na otvorenom polju tako i u objektima zati enog prostora. Kada je re  o proizvodnji u zati enom prostoru, paradajz se u Srbiji uglavnom proizvodi u objektima bez grejanja (Lazi  i Ilin, 1999) koji omogu avaju dve, najvie tri nedelje ranije pristizanje u odnosu na proizvodnju na otvorenom polju. Ukoliko se paradajz gaji u objektima sa sistemom za grejanje, ubiranje moe po eti ve  u aprilu (Hanan, 1998, Momirovi , 2003). Razlozi zato se paradajz kod nas re e gaji u zagrevanim objektima mogu biti visoka potronja energije (Brki  i krbi , 1999), visoke investicije u sistem za zagrevanje i investicije u visokoprinosne sorte.  Cilj ovog rada je analiza strukture utroene energije u proizvodnji paradajza na otvorenom polju i u objektima zati enog prostora tunel i blok tipa kako bi se utvrdilo da evi  Milan, Dimitrijevi  Aleksandra 40  li je proizvodnja u zati enom prostoru energetski opravdana i da li postoje razlike u koli ini i strukturi utroene energije kod objekata zati enog prostora razli ite konstrukcije.     2. MATERIJAL I METOD  Proizvodnja paradajza je pra ena na otvorenom polju i u objektima zati enog prostora tunel i blok tipa. Objekat tunel tipa (Sl. 1.) podrazumevao je visoki tunel dimenzija 8 x 25 m prekriven dvostrukom PE folijom debljine 180 m sa dodatkom UV stabilizatora i IC blokiraju ih elemenata. Blok objekat je podrazumevao dvobrodni plastenik pokriven dvostrukom folijom, irine 21 m i duine 250 m. Unutranja folija plastenika (Sl. 2) je bila debljine 50 µm dok je spoljanja bila debljine 180 µm. Specifi na zapremina visokog tunela iznosila je 16,08 m3/m a blok objekta 104,81 m3/m.  5 m 20 m Sl. 1. Tunel plastenik   Sl. 2 Blok objekat  Eksperiment je izveden na privatnom imanju Slavie Kova evi a, 130 km juno od Beograda i na imanju uulj Koste u Pan evu. Proizvodnja paradajza je ocenjena na osnovu potronje energije, energetskog odnosa i energetske produktivnosti.  Energetska efikasnost proizvodnje paradajza na otvorenom i u objektima ...  41  Metod koji je kori en prilikom analize (Storck, 1978, Ortiz-Cañavate, Hernanz, 1999, Djevic, Dimitrijevic, 2009, Hatirli et al, 2006, Ozkan et al, 2007, Dimitrijevi  i evi , 2009) podrazumeva analizu energetskih inputa (definisanje direktnih i indirektnih energetskih inputa), potronje energije za dati tehnoloko-tehni ki sistem proizvodnje i analizu energetske efikasnosti. Kao parametar koji opisuje konstrukciju uzeta je zapremina objekta po dunom metru, [m3/m]  koja adekvatno prikazuje razlike u konstrukciji tunela i blok objekta.  Energetski input je dobijen mnoenjem utroenog materijala i ljudskog rada sa pripadaju im energetskim ekvivalentom (Enoch, 1978).  Proizvodnja paradajza je pra ena od sadnje paradajza na stalno mesto, do ubiranja. Na otvorenom polju bilo je 204 sadnice, u tunelu 400 dok je u blok plasteniku posa eno 14463 biljke. Paradajz je, i na otvorenom polju i u objektima, gajen u zemljitu pokrivenom mal  folijom debljine 25 m. Proizvodna tehnologija je podrazumevala pripremu zemljita, aplikaciju hraniva pred sadnju i tokom vegetacije, aplikaciju fungicida i pesticida i uobi ajene mere nege u vidu vezivanja paradajza, zalamanja zaperaka i navodnjavanja.    3. REZULTATI I DISKUSIJA   Koli ine utroenog materijala i ljudskog rada kao i njihova energetska vrednost, prikazane su u tabelama 1 i 2. Na osnovu energetskog inputa i proizvodne povrine izra unata je i specifi na potronja energije.   Tab. 1. Potronja energije u proizvodnji paradajza na otvorenom polju Energetski input Koli ina Utroak energije (MJ) Udeo % Gorivo (l) 1 47,8 4,77 Tehni ki sistemi (h) 0,18 2,35 0,23 Hraniva (kg)    Azot 3,75 295,13 29,43 Fosfor 9,3 161,82 16,14 Kalijum 14,1 193,17 19,27 Voda (l) 10080 90,72 9,05 Ljudski rad (h) 108 211,68 21,11 Ukupna potronja energije (MJ)  954,87 100 Specifi na potronja energije (MJ/m2)   15,91   Parametar koji se moe iskoristiti za upore enje ova dva tehnoloko-tehni ka sistema gajenja, je specifi na potronja energije po jedinici povrine. Ovaj parametar je pokazao razli ite vrednosti u sva tri slu aja. Najnia vrednost zabeleena je u proizvodnji na otvorenom polju, 15,91 MJ/m2 dok je najvia vrednost zabeleena u slu aju proizvodnje paradajza u objektu tunel tipa, 24,12 MJ/m2. Ukoliko se ove vrednosti uporede dolazi se do zaklju ka da je, sa aspekta potronje energije po jedinici povrine, u pore enju sa proizvodnjom na otvorenom, proizvodnja u zati enom prostoru zahtevnija i to u slu aju blok objekta 33,19% via a u slu aju proizvodnje u visokom tunelu ak 51,6% intenzivnija. evi  Milan, Dimitrijevi  Aleksandra 42  Tako bi se, pored proizvodnje na otvorenom, proizvo a ima mogla preporu iti i proizvodnja u zati enom prostoru ali ve e specifi ne zapremine.        Tab. 2. Potronja energije u proizvodnji paradajza u objektu zati enog prostora Tunel objekat Blok plastenik Energetski input Koli ina Utroak energije (MJ)Udeo % Koli ina Utroak energije (MJ) Udeo % Gorivo (l) 3 143,4 5,95 70 3346 3,01 Slama (kg)    1050 17293,5 15,55 Tehni ki sistemi (h) 0,17 2,22 0,09 5,2 67,91 0,06 Hraniva (kg)       Azot 19,26 1515,76 62,84 625,23 49205,6 44,23 Fosfor 8,75 152,25 6,31 327,75 5702,85 5,13 Kalijum 22,75 311,67 12,92 817,4 11198,38 10,07 Pesticidi (kg) 0,02 3,98 0,17 0,58 115,42 0,1 Fungicidi (kg) 0,203 18,68 0,77 3,26 299,92 0,27 Voda (l) 1032 9,29 0,39 1445400 13008,6 11,69 Ljudski rad (h) 130 254,8 10,56 5616 11007,36 9,89 Ukupna potronja energije (MJ)  2412,05 100  111245,50 100 Specifi na potronja energije (MJ/m2)  24,12   21,19    Iz strukture utroene energije u proizvodnji paradajza na otvorenom (Tab. 1) moe se videti da ve i udeo u ukupno utroenoj energiji ima indirektno utroena energija, ak 95,23%. U proizvodnji u tunelu (Tab. 2) indirektni energetski inputi u estvuju sa 94,05% dok u e e indirektnih energetskih inputa u blok plasteniku, obzirom na kori enje slame za odravanje povoljne strukture zemljita, neto nie (81,45%). Razlog za nie u e e direktnih energetskih inputa moe biti injenica da objekti nisu zagrevani (Babi  et al, 2003). Ovakva struktura utroene energije proizilazi is veoma intenzivnog uloenog ljudskog rada, i, shodno prinosu, intenzivnoj proizvodnji paradajza u plasteniku u odnosu na otvoreno polje. U sva tri slu aja najintenzivniji utroak energije je bio putem hraniva. U proizvodnji na otvorenom hraniva su u estvovala sa 64,84% u ukupnom energetskom bilansu. U tunelu i blok objektu njihovo u e e je iznosilo 82,07% i 59,43% redom. Ostali energetski inputi su pokazali razli ite vrednosti u sva tri slu aja. U proizvodnji na otvorenom, nakon hraniva, najve i udeo u utroenoj energiji imaju ljudski rad, 21,11% i voda sa 9,05%. Udeo ostalih energetskih inputa je manji od 1%. U objektu tunel tipa, nakon hraniva, najintenzivniji utroak energije je preko ljudskog rada (10,56%). U e e ostalih energetskih inputa je manje od 1%. U blok plasteniku se, tako e, uo ava intenzivnija potronja energije putem vode za navodnjavanje (11,69%) i putem ljudskog rada (9,89%). Energetski output (Tab. 3) je odre en na osnovu prinosa i energetske vrednosti paradajza. Najvii specifi ni energetski output ostvaren je u proizvodnji paradajza u plasteniku i to blok tipa (19,02 MJ/m2) a najnii na otvorenom polju (13,6 MJ/m2). U Energetska efikasnost proizvodnje paradajza na otvorenom i u objektima ...  43  pore enju sa blok objektom u proizvodnji na otvorenom ostvaren je 28,5%, odnosno u tunelu 15,88% nii energetski output po jedinici povrine.   Tab. 3. Prinos paradajza i energetski output  Prinos  (kg) Energetski output  (MJ) Specifi ni energetski output (MJ/m2) Otvoreno polje 1020 816 13,6 Tunel 2000 1600 16 Dvobrodni plastenik 124848 99878,4 19,02   Vii energetski output je dobijen u slu aju proizvodnje paradajza u zati enom prostoru, kao to se i o ekivalo. Na otvorenom polju prinos paradajza je bio 17 kg/m2 dok je u tunelu prinos iznosio 20 kg/m2. U blok plasteniku zabeleen je prinos od 23,78 kg/m2. Razlog viem energetskom outputu u objektima zati enog prostora mogu biti uniformniji mikroklimatskim proizvodnim uslovima u pore enju sa klimatskim uslovima na otvorenom (Jani  et al, 2005). U julu i avgustu zabeleene vie dnevne temperature i vii nivo sun evog zra enja koji su vie otetile usev napolju nego u objektu.  Na osnovu energetskih inputa i ostvarenog energetskog outputa odre eni su osnovni energetski parametri (Tab. 4). Moe se primetiti da se dobijene vrednosti razlikuju u zavisnosti od tehnoloko-tehni kog sistema proizvodnje.  Tab. 4. Parametri za energetsku analizu Energetski parametar  Otvoreno polje Tunel Dvobrodni plastenik Energetski input / kg proizvoda (MJ/kg) 0,98 1,21 0,89 Energetski odnos 0,81 0,66 0,9 Energetska produktivnost (kg/MJ)  1,02 0,83 1,12   Ukoliko se uporede vrednosti energetskog inputa uloenog po kilogramu proizvoda moe se videti da je najvie energije potrebno uloiti u proizvodnju u tunelu, zatim na otvorenom polju a najmanje u proizvodnji u blok plasteniku. U proizvodnji na otvorenom potrebno je, po jedinci prinosa, uloiti 10% vie energije nego u proizvodnji na otvorenom. U tom smislu je i tunel 36% zahtevniji.  Vrednosti dobijene za energetski odnos se tako e razlikuju. Najvia vrednost je zabeleena u proizvodnji u blok plasteniku dok je najnii energetski odnos dobijen u slu aju proizvodnje u objektu tunel tipa. Ove vrednosti se mogu uporediti sa rezultatima dobijenim u Turskoj (Hatirli et al, 2006) gde se navodi da ove vrednosti variraju od 0,7 do 2,3 u zavisnosti od veli ine proizvodne povrine.  Ako se analizira energetska produktivnost, moe se videti da je ona najvia u slu aju proizvodnje u blok plasteniku. Ukoliko se uporede vrednosti dobije se da je proizvodnja paradajza na 26% manje energetski produktivna u pore enju sa blok plastenikom dok ta vrednost za proizvodnju na otvorenom iznosi 9%  Na osnovu dobijenih rezultata moe se konstatovati da, ukoliko se posmatra potronja energije po jedinici povrine, proizvodnja na otvorenom polju i dalje evi  Milan, Dimitrijevi  Aleksandra 44  predstavlja manje intenzivan vid proizvodnje paradajza u uslovima rane njivske proizvodnje. Kada se posmatra ostvareni prinos na otvorenom i u objektima zati enog prostora, moe se zaklju iti da objekti zati enog prostora pruaju odre enu zatitu od sun evog zra enja i umanjuju temperaturna kolebanja, stvaraju i time uniformnije i pogodnije uslove za rast, razvi e i plodonoenje biljaka. Dobijeni energetski parametri ukazuju da vii prinosi ostvareni u objektima zati enog prostora ne mogu uvek da dovedu i do povoljnog stepena iskori enja energije i nieg specifi nog energetskog inputa po kilogramu proizvoda. Kod objekta tunel tipa se pokazalo da ostvareni prinos od 20 kg/m2 nije dovoljan za ostvarivanje povoljnijeg specifi nog energetskog inputa. Sa druge strane, za blok objekat se moe re i da su proizvodnja i potronja energije bolje izbalansirani. Blok je pokazao i najvii energetski output koji je bio dovoljan da se opravda visoka potronja energije i time do e do nieg specifi nog utroka energije po kilogramu proizvoda kao i boljeg stepena iskori enja energije. Dalja istraivanja po ovoj tematici bi trebalo da obuhvate energetsku efikasnost proizvodnje paradajza i ostalih, za region zna ajnih povrtarskih kultura, u vie razli itih tipova konstrukcija objekata zati enog prostora u razli itim sezonama gajenja.   4. ZAKLJU AK   Paradajz je veoma zna ajna povrtarska kultura u ljudskoj ishrani. Moe se gajiti kako na otvorenom polju tako i u objektima zati enog prostora. Cilj rada je bila analiza potronje energije u povrtarskoj proizvodnji na otvorenom polju i u objektima zati enog prostora.  Na osnovu potronje energije i energetskog outputa, utvr eni energetski parametri ukazuju da je specifi na potronja energije po jedinici povrine nia na otvorenom polju u pore enju sa objektim zati enog prostora. Struktura utroene energije ukazuje da 80 do 90% ukupne utroene energije ini indirektno utroena energija i to putem hraniva, vode i ljudskog rada. Rezultati ukazuju i na to da je utroak energije po jedinici proizvodnje nii u objektima zati enog prostora u pore enju sa proizvodnjom na otvorenom polju. Proizvodnja u zati enom prostoru se pokazala i kao energetski produktivnija.   LITERATURA  [1] Babi , M. i Babi  Ljiljana. 2003. Proizvodnja u zati enom prostoru na bazi biomase kao energenta, Savremena poljoprivredna tehnika, 29 (3):97-105   [2] Badger P. C. 1999. Solid Fuels, In CIGR Handbook, vol. 3. p. 248-288. [3] Brki , M. i krbi , N. 1999. Zagervanje plastenika i staklenika, Savremena poljoprivredna tehnika, 25 (3):102-111 [4] Dimitrijevi  M., evi  M., Boretos M., Miodragovi  R. 1999. Design and Control Systems in Greenhouses, In Technique Towards the 3rd Milenium; Haifa, Israel,  [5] Dimitrijevi  Aleksandra i evi , M. 2005. Potronja energije i energetska efikasnost proizvodnje u kontrolisanim uslovima, In III nu no-stru ni skup "Klimatizacija, grejanje, hla enje i ventilacija", Zlatibor  [6] Dimitirjevi , Aleksandra i evi , M. 2007. Potronja energije u objektima zati enog prostora, Savremena poljoprivredna tehnika, 33 (3-4):179-186 Energetska efikasnost proizvodnje paradajza na otvorenom i u objektima ...  45  [7] Djevic, M., Dimitrijevic, A., 2009. Energy consumption for different greenhouse construction. Energy, 34, No. 9: 1325-1331 [8] Enoch H.Z. 1978. A theory for optimalization of primary production in protected cultivation, I, Influence of aerial environment upon primary plant production, Acta Hort. 76:31-44. [9] Hanan, J.J. 1998. Greenhouses. Advanced Technology for Protected Cultivation, CRC Press. [10] Hatirli, S. A., Ozkan B., Fert C. 2006. Energy inputs and crop yield relationship in greenhouse tomato production, Renewable Energy. 31:427-438 [11] Ilin, ., Markovi , V., Mikovi , A., Vujasinovi , V. 2003. Proizvodnja rasada paradajza, Savremena poljoprivredna tehnika, 29 (3):69-75 [12] Jani , T. Brki , M., Bajkin, A. 2005. Prora un potrebne koli ine toplotne energije za zagrevanje plastenika od 0,5 ha u realnim uslovima. Savremena poljoprivredna tehnika, 31 (4):181-196 [13] Lazi  Branka i Ilin, . 1999. Stanje i pravci razvoja proizvodnje u zati enom prostoru, Savremena poljoprivredna tehnika, 25 (3):91-101 [14] Momirovi , N. 2003. kola gajenja povr a, Specijalno Izdanje, Poljoprivredni list. p. 50-53. [15] Nelson, P. 2003. Greenhouse Operation and Management, 6th edition. 2003.  [16] Ortiz-Cañavate J., Hernanz J.L. 1999. Energy Analysis and Saving in Energy for Biological Systems, In CIGR Handbook, vol. 3. p.13-37. [17] Ozkan B., Fert C., Karadeniz F. 2007. Energy and cost analysis for greenhouse and open-filed grape production, Energy. 32: 1500-1504. [18] Storck, H. 1978. Towards an Economic of Energy in Horticulture, Acta Hort. 76:15-30.   Rezultati istraiva kog rada nastali su zahvaljuju i finansiranju Ministarstva za nauku, Republike Srbije, Projekat ''Unapre enje i o uvanje poljoprivrednih resursa u funkciji racionalnog kori enja energije i kvaliteta poljoprivredne proizvodnje'', evidencionog broja TR-20076, od 25.06.2008.   ENERGY EFFICIENY OF THE OPEN FILED AND GREENHOUSE TOMATO PRODUCTION  Djevi  Milan, Dimitrijevi  Aleksandra Faculty of Agriculture, Belgrade, mdjevic@agrif.bg.ac.rs; saskad@agrif.bg.ac.rs  Abstract: The aim of this paper is to analyze energy patterns in open and greenhouse tomato production, since tomato is very important vegetable in human nutrition with tendency to be used whole year. The greenhouses used were one tunnel structure, covered with double PE folia, 5 x 20 m and one gutter-connected double PE covered structure 21m wide and 250m long. The results obtained lead to the conclusion that lower specific energy per production surface can be expected in conditions of the open filed and that, regarding the greenhouses lower value for energy consumption can be expected in case of multi-span greenhouses. Key words: tomato, open filed, greenhouse, energy efficiency.  

Energetska efikasnost proizvodnje paradajza na otvorenom i u objektima zaštićenog prostora različite konstrukcije

http://aspace.agrif.bg.ac.rs/bitstream/123456789/1904/1/1901.pdf

Energetska efikasnost proizvodnje paradajza na otvorenom i u objektima zaštićenog prostora različite konstrukcije

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

AgroSpace