Reducing Energy Use and Greenhouse Gas Emissions in Greenhouse Tomato Production with Input Optimization Approach: The Case of Antalya Province

Year 2022, , 1808 - 1819, 01.09.2022

Kadir Şahin , Murat Külekçi

https://doi.org/10.21597/jist.1111255

Cited By: 3

Abstract

In this study, it is aimed to determine the energy use and greenhouse gas emission in greenhouse tomato production in Antalya and to reduce energy consumption and greenhouse gas emissions by optimizing the inputs to be used. In the study, the amount of energy input and output and the amount of greenhouse gas emissions were found by multiplying the amount of inputs used in greenhouse tomato cultivation with the energy equivalence coefficients and greenhouse gas emission coefficients. The energy equivalent amounts of the inputs and the greenhouse gas emission equivalent amounts were analyzed with the help of data envelopment analysis and the optimum usage amounts and production efficiency of the enterprises were determined. According to the data obtained as a result of the research, the total technical efficiency was determined as 0.833, the pure technical efficiency was 0.975 and the scale efficiency was 0.853 in the enterprises growing greenhouse tomatoes in Antalya. The current energy input of the enterprises is calculated as 7 583.8MJ. It has been determined that a decrease of 9.50% in energy input and 7.81% in GHG emission can be achieved with the provision of efficiency in the enterprises, in other words, with the use of optimum inputs. According to this result, the same output amount as providing technical efficiency in enterprises; 56.66% less chemical fertilizer, 15.08% less fuel, 10.34% less electricity, 8.45% less farm manure, 3.96% less chemical pesticides, 2.72% less machinery. It has been determined that 2.63% less labor and 0.15% less irrigation water energy can be obtained and a 7.81% reduction in GHG emissions can be achieved. Measures to increase labor productivity, especially farmer training on the use of inputs, encouraging the use of renewable energy sources and efficient use of input sources for sustainable agriculture, etc. recommendations are made.

Keywords

DEA, efficiency, energy use, GHG emission, optimization

Örtü Altı Domates Üretiminde Enerji Kullanımı ve Sera Gazı Emisyonunun Girdi Optimizasyonu Yaklaşımı ile Azaltılması: Antalya İli Örneği

Abstract

Bu çalışmada Antalya ilinde örtü altı domates üretiminde enerji kullanımı ve sera gazı (GHG) emisyonunun belirlenmesi, kullanılacak girdilerin optimize edilmesiyle enerji tüketimi ve GHG emisyonunda azalma sağlanması amaçlanmaktadır. Çalışmada enerji girdi ve çıktı miktarlarıyla GHG emisyon miktarları, örtü altı domates yetiştiriciliğinde kullanılan girdi miktarlarının enerji eşdeğerlik katsayıları ve GHG emisyon katsayılarıyla çarpımı sonucu bulunmuştur. Girdilerin enerji eşdeğer miktarları ve GHG emisyon eşdeğer miktarları veri zarflama analizi yardımıyla analiz edilerek optimum kullanım miktarları ve işletmelerin üretim etkinlikleri belirlenmiştir. Araştırma sonucunda sağlanan verilere göre Antalya ilinde örtü altı domates yetiştiren işletmelerde Toplam teknik etkinlik 0.833, saf teknik etkinlik 0.975 ve ölçek etkinliği 0.853 olarak belirlenmiştir. İşletmelerin mevcut enerji girdisi 7 583.8MJ olarak hesaplanmıştır. İşletmelerde etkinliğin sağlanması ile diğer bir deyişle optimum girdi kullanımı ile enerji girdisinde %9.50 GHG emisyonunda ise %7.81 oranında azalma gerçekleştirilebileceği belirlenmiştir. Bu sonuca göre işletmelerde teknik etkinliğin sağlanması ile aynı çıktı miktarının; %56.66 daha az kimyasal gübre, %15.08 daha az yakıt, %10.34 daha az elektrik, %8.45 daha az çiftlik gübresi, %3.96 daha az kimyasal ilaç, % 2.72 daha az makine, % 2.63 daha az iş gücü ve %0.15 daha az sulama suyu enerjisi kullanılarak elde edilebileceği ve GHG emisyonunda %7.81 azalma gerçekleşebileceği belirlenmiştir. Girdi kullanımı konusunda çiftçi eğitimi başta olmak üzere, iş gücü verimliliğini artırıcı tedbirler, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının özendirilmesi ve sürdürülebilir tarım için girdi kaynaklarının verimli kullanımı vb. önerilerde bulunulmaktadır.

Keywords

VZA, etkinlik, enerji kullanımı, sera gazı emisyonu, optimizasyon

References

• Abdı R, Takı M, JalalI A, 2019. Study on Energy Use Pattern, Optimization of Energy Consumption and Co2 Emission For Greenhouse Tomato Production. International Journal of Natural and Engineering Sciences, 7(1), 42–49.
• Anonim, 2020. Enerji, https://tr.wikipedia.org/wiki/Enerji (Erişim Tarihi: 06.10.2021).
• Anonim, 2021a. Sera Gazları, https://tr.wikipedia.org/wiki/Sera_gazlar%C4%B1 (Erişim Tarihi: 13.09.2021).
• Anonim, 2021b. Domates, https://tr.wikipedia.org/wiki/Domates#:~:text=Domates%20(Solanum%20lycopersicum)%2C%20patl%C4%B1cangiller,meyvesi%20yenebilen%20otsu%20bitki%20t%C3%BCr%C3%BC (Erişim Tarihi: 17.11.2021).
• Banker RD, Charnes A, Cooper WW, 1984. Veri Zarflama Analizinde Teknik ve Ölçek Verimsizliklerini Tahmin Etmek İçin Bazı Modeller. Yönetim Bilimi, 30 (9), 1078-1092.
• Cooper WW, Seiford L, Thanassoulis E, Zanakis SH, 2004. DEA and İts Uses in Different Countries. European Journal of Operational Research, 154(2), 337-344.
• Dyer JA, Desjardins RL, 2006. Carbon Dioxide Emissions Associated With The Manufacturing of Tractors and Farm Machinery in Canada. Biosystems Engineering, 93(1), 107-118.
• Gökırmaklı Ç, Bayram M, 2018. Gıda İçin Gelecek Öngörüleri: Yıl 2050. Akademik Gıda, 16(3), 351-360.
• Graefe S, Tapasco J, Gonzalez A, 2013. Kolombiya'da Yetiştirilen Sekiz Tropikal Meyve Türünün Kaynak Kullanımı ve Sera Gazı Emisyonları. Meyveler, 68 (4), 303-314.
• Güneş T, Arıkan R, 1988. Tarım Ekonomisi İstatistiği. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, No: 1049. Ders Kitapları No: 305, Ankara.
• Hatırlı S, Özkan B, Fert C, 2006. Energy İnputs and Crop Yield Relationship in Greenhouse Tomato Production. Renewable Energy. 31. 427-438. 10.1016/j.renene.2005.04.007.
• Hosseinzadeh-Bandbafha H, Safarzadeh D, Ahmadi E, Nabavi-Pelesaraei A, Hosseinzadeh-Bandbafha E, 2017. Besi Çiftliklerinin Enerji Verimliliğinin ve Sera Gazı Emisyonlarının Azaltılmasının Değerlendirilmesinde Veri Zarflama Analizinin Uygulanması. Enerji, 120, 652-662.
• Houshyar E, Dalgaard T, Tarazkar MH, Jørgensen U, 2015. Energy İnput for Tomato Production What Economy Says, and What İs Good for the Environment. Journal of Cleaner Production, 89, 99-109.
• Ji YB, Lee C, 2010. Veri Zarflama Analizi. The Stata Journal, 10 (2), 267-280.
• Khoshnevisan B, Rafiee S, Omid M, Mousazadeh H, 2013. Applying Data Envelopment Analysis Approach to İmprove Energy Efficiency and Reduce GHG (Greenhouse Gas) Emission of Wheat Production. Energy, 58, 588-593.
• Külekçi M, 2014. Antepfıstığı Üretiminde Kâr Etkinliğinin Belirlenmesi; Veri Zarflama Analizi Uygulaması. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 31 (1), 94-103.
• Külekçi M, Sari MM, 2020. Reduction of The Greenhouse Gas Emission and Energy Optimization For Tomato Production. Fresenius Environmental Bulletin, 29(7 A), 6168-6180.
• Lal R, 2004. Çiftlik Operasyonlarından Kaynaklanan Karbon Emisyonu. Çevre Uluslararası, 30 (7), 981-990.
• Mohammadi A, Rafiee S, Jafari A, Keyhani A, Mousavi-Avval SH, Nonhebel S, 2014. Energy Use Efficiency and Greenhouse Gas Emissions of Farming Systems in North Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 30, 724-733.
• Ozkan B, Akcaoz H, Karadeniz F, 2004a. Energy Requirement and Economic Analysis of Citrus Production in Turkey. Energy Conversion and Management, 45(11-12), 1821-1830.
• Ozkan B, Kurklu A, Akcaoz H, 2004b. An İnput–Output Energy Analysis in Greenhouse Vegetable Production: A Case Study For Antalya Region of Turkey. Biomass and Bioenergy, 26(1), 89-95.
• Rezvani Moghaddam P, Feızı H, Mondanı F, 2011. Evaluation of tomato Production Systems in Terms of Energy Use Efficiency and Economical Analysis in İran. Notulae scientia biologicae, 3(4), 58-65.
• Sağlam C, Çetin N, 2018. Organik ve Geleneksel Bahçe Tarımında Enerji Kullanım Etkinliğinin Belirlenmesi. Research Gate, 47. 84-90.
• Shamsabadi H, Abedi M, Ahmad D, Taheri-Rad A, 2017. Comparison of Energy Consumption and Greenhouse Gas Emission Footprint Caused By Agricultural Products in Greenhouses and Open Fields in Iran. Energy Equipment and Systems, 5(2), 157-163.
• Shrestha DS, 1998. Energy Use Efficiency İndicator for Agriculture.
• Singh H, Mishra D, Nahar NM, 2002. Kurak Bölgedeki Tipik Bir Köyün Üretim Tarımında Enerji Kullanım Modeli, Hindistan––bölüm I. Enerji Dönüşümü ve Yönetimi, 43 (16), 2275-2286.
• Singh JM, 2002. On Farm Energy Use Pattern in Different Cropping Systems in Haryana, India. Master of Science. Germany: International Institute of Management, University of Flensburg.
• Taki M, Ajabshirchi Y, Mobtaker HG, Abdi R, 2012. Energy Consumption, İnput–Output Relationship and Cost Analysis for Greenhouse Productions in Esfahan Province of Iran. Journal of Experimental Agriculture International, 485-501.
• Yaldiz O, Ozturk HH, Zeren Y, Bascetincelik A, 1993. Energy Usage in Production of Field Crops in Turkey. In 5th International Congress on Mechanisation and Energy Use in Agriculture. Turkey: Kusadasi (pp. 11-14).