مقایسه شاخص‌های انرژی، محیط زیستی و اقتصادی اکوسیستم‌های زراعی گندم آبی و زعفران

اهداف این مطالعه حاضر مقایسه سیستم‌های تولید گندم آبیاری‌شده (به عنوان یک سیستم ورودی بالا و متعارف) و زعفران (به عنوان یک سیستم ورودی پایین و سنتی) در خراسان رضوی در سال ۲۰۱۸ بود. داده‌های مربوط به گندم (به عنوان یک محصول سالانه) و زعفران (به عنوان یک محصول چندساله ۶ ساله) از ۳۲ تولیدکننده با استفاده از پرسش‌نامه‌های رو در رو در سال ۲۰۱۸ جمع‌آوری شد. شاخص‌های کارایی انرژی، شاخص‌های اقتصادی، و شاخص‌های اکولوژیکی مربوط به زمین، آب و کودهای شیمیایی و ارزیابی چرخه زندگی (LCA) به ترتیب محاسبه شدند. در این راستا، چهار مرحله، که شامل تعریف هدف و دامنه، تحلیل موجودی، ارزیابی اثر و تفسیر است، طراحی شد تا شاخص چرخه زندگی را بر اساس رویه ISO14044 ارزیابی کند.حداکثر ورودی‌ها برای سیستم گندم به کود نیتروژن و سوخت دیزل مربوط می‌شد و برای سیستم‌های زعفران به برنی و برق.

بهره‌وری انرژی برای سیستم‌های زعفران و گندم به ترتیب 0.000019 و 0.097 کیلوگرم.MJ-1 محاسبه شد، و شدت انرژی به ترتیب 46.93 و 33.48 MJ.$-1 بود. کارایی استفاده از زمین برای گندم و زعفران به ترتیب 21.36 و 0.01 کیلوگرم.ha-1 محاسبه شد و بهره‌وری اقتصادی زمین به ترتیب 1.51 و 0.52 $.kg-1day-1 بود. کارایی مصرف نیتروژن برای اکوسیستم‌های کشاورزی گندم و زعفران به ترتیب 24.57 و 0.04 ثبت شد. بالاترین انتشار آلاینده‌ها مربوط به دسته تغذیه بیش از حد آبی بود. پتانسیل تغذیه بیش از حد آبی برای سیستم‌های کشاورزی زعفران و گندم به ترتیب 9.68 کیلوگرم PO4 معادل/یک کیلوگرم از کلاله و 0.26 9.68 کیلوگرم PO4 معادل/یک تن بذر محاسبه شد. شاخص‌های زیست‌محیطی برای اکوسیستم‌های کشاورزی زعفران و گندم به ترتیب 22.62 Ecox به ازای هر کیلوگرم از کلاله و 0.46 Ecox به ازای هر تن بذر محاسبه شد.

The aims of the present study were to compare irrigated wheat (as a high input and conventional system) and saffron (as a low input and traditional system) production systems in Khorasan-e Razavi during 2018. Data for wheat (as an annual crop) and saffron (as a 6-year perennial crop) were collected from 32 growers by using a face-to-face questionnaire in 2018. Energy efficiency indicators, economic indicators, ecological indicators for land, water and chemical fertilizers and life cycle assessment (LCA) were calculated accordingly. In this regard, four phases, which are goal and scope definition, inventory analysis, impact assessment and interpretation, were designed to assess life cycle index based on ISO14044 procedure.

The maximum inputs for wheat system were related to nitrogen fertilizer and diesel fuel and for saffron systems were corm and electricity. Energy productivity for saffron and wheat systems were computed 0.000019 and 0.097 kg.MJ-1, and energy intensiveness were 46.93 and 33.48 MJ.$-1, respectively. Land use efficiency for wheat and saffron were calculated with 21.36 and 0.01 kg.ha-1 and economic land productivity were 1.51 and 0.52 $.kg-1day-1, respectively. Nitrogen use efficiency for wheat and saffron agroecosystems were recorded with 24.57 and 0.04, respectively. The highest emission of pollutants was belonged to eutrophication aquatic category. Aquatic eutrophication potential for saffron and wheat farming systems were computed with 9.68 kg PO4 eq./one kg of stigma and 0.26 9.68 kg PO4 eq./one tonne of seed, respectively. Environmental indicators for saffron and wheat agroecosystems were calculated with 22.62 Ecox per one kg of stigma and 0.46 Ecox per one tonne of seed, respectively.