ارزیابی تأثیرات زیست‌محیطی اکوسیستم‌های کشاورزی زعفران (Crocus sativus L.) در استان خراسان تحت تأثیر اندازه مزرعه با استفاده از ارزیابی چرخه عمر

ارزیابی چرخه عمر (LCA) یک روش شناخته‌شده و دقیق برای مقایسه تأثیرات زیست‌محیطی فعالیت‌ها از جمله سیستم‌های مختلف مدیریت کشاورزی است. با توجه به اینکه ورودی‌های استفاده‌شده نقش مهمی در آلودگی محیط زیست و انتشار گازهای گلخانه‌ای دارند، LCA به طور گسترده‌ای برای گونه‌های زراعی به کار رفته است. این مطالعه با هدف ارزیابی تأثیر زیست‌محیطی سیستم‌های تولید زعفران بر اساس مساحت زمین (<0.5، 0.5-1 و >1 هکتار) در استان خراسان رضوی با استفاده از روش LCA انجام شد. میزان ورودی‌های کشاورزی استفاده‌شده از سال اول تا سال ششم از طریق پرسش‌نامه جمع‌آوری شد (13 مزرعه از هر مساحت).در این راستا، چهار مرحله شامل تعریف هدف و دامنه، تحلیل موجودی، ارزیابی تأثیر و تفسیر طراحی شدند تا شاخص چرخه زندگی با روش ISO14044 ارزیابی شود. واحد عملکرد به عنوان یک کیلوگرم گل در نظر گرفته شد. سه دسته اصلی به عنوان تأثیرات بر محیط زیست شامل گرم‌شدن جهانی، اسیدی شدن و غنی‌سازی نیتروژن و فسفر (زمینی و آبی) تعریف شدند. در نهایت، یک شاخص به نام شاخص محیط زیست (EcoX) محاسبه شد. آلفای کرونباخ برای ارزیابی پایایی پرسشنامه استفاده شد. نتایج نشان داد که آلفای کرونباخ برابر α=84٪ محاسبه شد. میانگین مقادیر برای دسته‌های گرم‌شدن جهانی، اسیدی شدن و غنی‌سازی نیتروژن و فسفر زمینی و آبی به ترتیب 115.41±53.41 کیلوگرم معادل CO2 محاسبه شد./ بازده یک کیلوگرم گل، 0.35±0.16 کیلوگرم معادل SO2 / بازده یک کیلوگرم گل، 0.58±0.27 کیلوگرم معادل NOx / بازده یک کیلوگرم گل و 0.20±0.09 کیلوگرم معادل PO4 / بازده یک کیلوگرم گل به ترتیب بوده است. بیشترین سهم انتشار گازهای گلخانه‌ای در دسته تغییرات آب و هوایی مربوط به CH4 بود. بیشترین انتشار آلاینده‌ها در دسته‌های اسیدی‌شدن، تغذیه بیش از حد زمینی و تغذیه بیش از حد آبی مربوط به NH3 بود. نتایج نشان داد که وسعت مزرعه بر میزان استفاده از ورودی‌های کشاورزی و تأثیرات زیست‌محیطی بر اساس بازده گل تأثیرگذار است. دسته‌های تغذیه بیش از حد و تغییرات اقلیمی حساسیت بیشتری داشتند و بر اساس وسعت مزرعه تحت تاثیر قرار گرفتند. بنابراین، یکی از روش‌های مناسب برای کاهش و کاستن تأثیرات زیست‌محیطی تولیدات کشاورزی، دستیابی به بازده اقتصادی بالاتر در واحد سطح با افزایش بهره‌وری استفاده از منابع است.

Life cycle assessment (LCA) is a well-known and accurate methodology for comparison of environmental impacts of activities including different agricultural management systems. Since the used inputs have an important role in environmental pollution and greenhouse gas emissions, LCA have been extensively applied for crop species. This study was conducted to assess the environmental impact of saffron production systems based on field area (<0.5, 0.5-1 and >1 ha) in the Khorasan-e Razavi province using LCA methodology. The amounts of utilized agricultural inputs from the first year to the sixth year were collected by means of a questionnaire (13 fields from each area). In this regard, four phases, which are goal and scope definition, inventory analysis, impact assessment and interpretation, were designed to assess life cycle index with ISO14044 procedure. Functional unit were considered as one kg of flower. Three main categories as impacts on environment including global warming, acidification and eutrophication (terrestrial and aquatic) were defined. Finally, an index -called environmental index (EcoX) was calculated. Cronbach’s alpha was used assessing the reliability of the questionnaire. The results showed that the Cronbach’s alpha was computed with α=%84. The average values for global warming, acidification and eutrophication terrestrial and aquatic categories were calculated with115.41±53.41 kg CO2 equiv. / one kg flower yield, 0.35±0.16 kg SO2 equiv./ one kg flower yield, 0.58±0.27 kg NOx equiv./ one kg flower yield and 0.20±0.09 kg PO4 equiv./ one kg flower yield, respectively. The largest share of greenhouse gas emissions in the global warming category was related to CH4. The maximum emission of pollutants in acidification, eutrophication terrestrial and eutrophication aquatic categories was related to NH3. The results revealed that, field area affected the amounts of utilized agricultural inputs and environmental impacts as flower yield. Eutrophication and climate change categories had more sensitivity and affected as intensification based on field area. Therefore, one of the appropriate approaches to mitigate and decline the environmental impacts of agricultural production is achieving higher economical yield per unit of area by increasing resource use efficiency.