پایداری انرژی، شرایط زیست‌محیطی و شرایط اقتصادی کشت زعفران: نگاهی بر اولین مطالعه موردی اروپایی (ایتالیایی)

زعفران (Crocus sativus L.) به‌عنوان یک کالای کشاورزی با ارزش است که شاهد گرایش روزافزون بازار به سمت محصولات سازگار با محیط زیست و سازگار با محیط‌زیست است. ادبیات کنونی در مورد اثرات زیست‌محیطی و سودآوری کشت زعفران محدود است، که نشان‌دهنده شکاف قابل‌توجهی در درک جنبه‌های پایداری این محصول است. این مطالعه از یک رویکرد چند مدل جامع برای ارزیابی پایداری کشت سالانه زعفران استفاده کرد که نشان‌دهنده اولین ارزیابی دقیق جهانی است که در یک زمینه اروپایی (جنوب ایتالیا) انجام شد. تجزیه و تحلیل انرژی، ارزیابی چرخه زندگی فیزیکی و پولی (LCA)، و هزینه‌یابی چرخه عمر (LCC) برای ارزیابی دروازه گهواره به مزرعه استفاده شد. یک هکتار زعفران کشت شده، یک عملکرد زعفران (کلاله، بنه و گل) و یک کیلوگرم کلاله به عنوان واحدهای عملکردی استفاده شد. کل انرژی ورودی 65073 مگاژول در هکتار بود که 33 درصد مستقیم، 67 درصد غیرمستقیم، 72 درصد تجدیدپذیر و 28 درصد غیر قابل تجدید است. اکثر (55٪) انرژی از تولید بنه به دست می آید. برای 1 کیلوگرم زعفران راندمان انرژی، انرژی ویژه و بهره وری به ترتیب 98/2، 64/4 مگاژول در کیلوگرم و 22/0 کیلوگرم مگاژول در لیتر بود، در حالی که این مقادیر برای 1 کیلوگرم کلاله به طور قابل توجهی کاهش یافت. تجزیه و تحلیل LCA چند شاخصه با استفاده از مدل ReCiPe 2016 سهم قابل توجهی را در دسته بندی های مختلف اثرات زیست محیطی نشان داد. نتایج با تحقیقات قبلی مطابقت دارد، کود دهی و عملیات مکانیکی را به عنوان محرک‌های اولیه تأثیرات مختلف محیطی مشخص می‌کند. شدت کربن قابل توجه با سهم مرتبط از تولید بنه و کار انسانی، جنبه هایی که در مطالعات قبلی LCA نادیده گرفته شده بود، برآورد شد. کشت زعفران با هزینه های تولید 98435 یورو در هکتار و حاشیه بازده خالص 172680 یورو در هکتار که به دلیل قیمت بالای بازار و درآمد محصول جانبی تقویت شده است، دوام اقتصادی را حفظ می کند. کسب درآمد از نتایج LCA نشان داد که هزینه های خارجی 15509 یورو در هکتار است که تنها 14٪ از هزینه کل است. سرمایه گذاری در بهبود عملکرد و بهره وری منابع پتانسیل افزایش بهره وری زیست محیطی کشت زعفران را دارد.

Saffron (Crocus sativus L.) stands as a valuable agricultural commodity, witnessing an increasing market inclination toward environmentally sustainable and eco-friendly products. The current literature on the environmental impact and profitability of saffron cultivation is limited, underscoring a notable gap in comprehending the sustainability aspects of this crop. This study utilized a comprehensive multi-model approach to assess the sustainability of annual saffron cultivation, representing the first global detailed evaluation, conducted within a European context (Southern Italy). Energy analysis, physical and monetized life cycle assessment (LCA), and life cycle costing (LCC) were used for a cradle-to-farm gate assessment. One hectare of cultivated saffron, one saffron production yield (stigma, corm, and flower), and 1 kg of stigma yield were used as functional units. The total energy input was 65,073 MJ ha−1, being 33% direct, 67% indirect, 72% renewable, and 28% non-renewable. The majority (55%) of energy is derived from corm production. For 1 kg of saffron the energy efficiency, specific energy, and productivity were 2.98, 4.64 MJ kg−1, and 0.22 kg MJ−1, respectively, while these values dropped significantly for 1 kg of stigma. The multi-indicator LCA analysis using the ReCiPe 2016 model revealed significant contributions to various environmental impact categories. Results align with prior research, pinpointing fertilization and mechanical operations as the primary drivers of diverse environmental impacts. A noticeable carbon intensity was estimated, with a relevant contribution from corm production and human labor, aspects overlooked in previous LCA studies. Saffron cultivation maintains economic viability, with production costs at EUR 98,435 per ha−1 and a net return margin of EUR 172,680 per ha−1, bolstered by the high market price and by-product revenue. Monetization of LCA results revealed that external costs were EUR 15,509 per ha−1, being only 14% of the total cost. Investments in improving yield and resource efficiency have the potential to increase the eco-efficiency of saffron cultivation.