بررسی پایداری اکولوژیک معرفی گیاهان جدید به الگوی کشت از دیدگاه امرژی

محورهای موضوعی : مجله علمی- پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهی

ثمین فلاحی نژاد ¹ (گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد سبزوار، دانشگاه آزاد اسلامی ، سبزوار، ایران)
محمد آرمین ² (دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد سبزوار، دانشگاه آزاد اسلامی، سبزوار، ایران)
محمد رضا اصغری پور ³ (استاد، گروه آگرواکولوژی، دانشگده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران)

تاریخ دریافت : 1399/07/28 تاریخ پذیرش : 1399/08/08 تاریخ انتشار : 1400/02/01

کلید واژه: اثرات زیست محیطی, الگوی کشت, آنالیز امرژی, پایداری تولید,

چکیده مقاله :

آنالیز امرژی راهکار مناسبی برای ارزیابی پایداری سیستم‌های تولید محصولات کشاورزی در سطح منطقه‌ای است. در این مطالعه پایداری سیستم‌های تولید چهار محصول زراعی عمده یعنی گندم و جو (به عنوان گیاهان قدیمی الگوی کاشت) و چغندرقند و زعفران (به عنوان گیاهان جدید الگوی کاشت) با استفاده از تکنیک امرژی در شهرستان خوشاب استان خراسان رضوی مقایسه شد. کل امرژی حمایت‌کننده تولید برای سیستم کشت گندم، جو، چغندر‌قند و زعفران به ترتیب 1016×32/2، 1016×91/1، 1016×95/4، و 1016×04/2، ام‌ژول خورشیدی در هکتار بود. بیشترین سهم امرژی از بخش منابع قابل تجدید محیطی در کشت چغندرقند (10/4 درصد)، از بخش منابع غیر‌قابل تجدید محیطی در کشت جو (70/55 درصد) و منابع خریداری شده تجدید‌‌‌پذیر (80/40 درصد) و غیر قابل تجدید خریداری شده (48/36 درصد در کشت زعفران به دست آمد. تغییر الگوی کاشت سبب افزایش شاخص‌های درصد تجدید‌پذیری امرژی، نسبت بارگذاری زیست‌محیطی، شاخص پایداری محیط زیست اصلاح شده، نسبت سرمایه‌گذاری امرژی و کاهش شاخص‌های نسبت عملکرد امرژی، نسبت بارگذاری زیست محیطی اصلاح شده، شاخص پایداری محیط زیست و شاخص امرژی توسعه پایدار شد. بوم‌نظام زعفران و چغندرقند بالاترین شاخص پایداری محیط‌زیست اصلاح شده را داشتند. اگرچه شاخص نسبت بارگذاری زیست‌محیطی در کشت زعفران بالاتر از سایر سیستم‌های کشت بود اما شاخص نسبت بارگذاری زیست محیطی اصلاح شده در این محصول بسیار کمتر از 3 محصول دیگر به دست آمد، بر این اساس می‌توان کشت زعفران را به عنوان یک گیاه پایدار که حداقل فشار به منابع زیست محیطی را دارد توصیه کرد

چکیده انگلیسی:

Emergy analysis is an appropriate strategy for assessing the sustainability of agricultural production systems in a region. In this study, the sustainability of production of four widely grown crops, including wheat and barley,sugar beet and saffron were compared using emergy approach in Khoushab County, Khorasan Razavi province, Iran. The total supporting emergy for wheat, barley, sugar beet and saffron was respectively 2.32E+16, 1.91E+16, 4.95E+16, and 2.04E+16 sej ha-1. The greatest portion of renewable environmental resources were obtained in sugar beet production systems (4.1% of total emergy), and non-renewable environmental resources occurred in barley production systems (55.7% of total emergy). Saffron production systems showed the greatest portion of renewable and non-renewable purchased resources (40.80 and 36.48%). Introduction of saffron and sugar beet as new crops in a given region, compared to wheat and barley as preceding crops in the cropping pattern, caused enhancement in renewable emergy ratio, environmental loading ratio, modified environmental sustainability index, and emergy input ratio, while decreased emergy yield ratio, modified environmental loading ratio, environmental sustainability index, and sustainable development emergy index. Saffron and sugar beet production as new introduced crops to the region resulted in the highest modified environmental sustainability index. Although the environmental loading ratio index of saffron cultivation was higher than other production systems, modified environmental loading ratio was lower than the three other production systems. Therefore, saffron can be recommended as a sustainable crop that has put the lowest pressure on environmental resources.

منابع و مأخذ:

بی نام. 1399. http://khorazavi.frw.ir/00/Fa/StaticPages/Page.aspx?tid=14988h

کوچکی، ع.، م. نصیری محلاتی، ا. مرادی و ح. منصوری. 1396. راهبردهای گذار از کشاورزی رایج به پایدار در ایران الف- جایگزینی نهاده‏ها و طراحی بومنظام کشاورزی. بوم شناسی کشاورزی. جلد 9، شماره 4: 935-959.

Altieri, M. A. 2018. Agroecology: the science of sustainable agriculture. CRC Press.

Amiri, Z., M. R. Asgharipour, D. E. Campbell, and M. Armin. 2019. A sustainability analysis of two rapeseed farming ecosystems in Khorramabad, Iran, based on emergy and economic analyses. J. Clean. Prod., 226:1051-1066.

Asgharipour, M. R., H. Shahgholi, D. E. Campbell, I. Khamari, and A. Ghadiri. 2018. Comparison of the sustainability of bean production systems based on emergy and economic analyses. Environ. Monit. Assess. 191:202-223.

Brown, M. T., and S. Ulgiati. 2005. Emergy, transformity and ecosystem health. In (Edits, S. Jørgensen, L. Xu, R. Costanza) Handbook of Ecological Indicators for Assessment of Ecosystem Health. CRC Press.

Cavalett, O., and E. Ortega. 2009. Emergy, nutrients balance, and economic assessment of soybean production and industrialization in Brazil. J. Clean. Prod.,17:762-771.

De Barros, I., J. M. Blazy, G. S. Rodrigues, R. Tournebize, and J. P. Cinna. 2009. Emergy evaluation and economic performance of banana cropping systems in Guadeloupe (French West Indies). Agric. Ecosyst. Environ., 129:437-449.

Edwards-Jones, G., B. Davies, and S. S. Hussain. 2009. Ecological Economics: An introduction. John Wiley & Sons.

Feng, J. Y., S. Z. Lu, Z. T. Fu, and D. Tian. 2013. Emergy analysis of protected grape production system in China. Pages 3938-3942 in Advanced Materials Research. Trans Tech Publ.

Houshyar, E., X. Wu, and G. Chen. 2018. Sustainability of wheat and maize production in the warm climate of southwestern Iran: an emergy analysis. J. Clean. Prod., 172:2246-2255.

Houshyar, E., X. Wu, and G. Chen. 2018. Sustainability of wheat and maize production in the warm climate of southwestern Iran: an emergy analysis. J. Clean. Prod.,172:2246-2255.

Kohkan, S. A., A. Ghanbari, M. R. Asgharipour, and B. A. Fakheri. 2017. Emergy evaluation of Yaghuti grape of Sistan. Arid Biome Scientific and Research Journal 7:73-84.

Koohkan, S. A., A. Ghanbari, M. R. Asgharipour, and B. A. Fakheri. 2018. Emergy Analysis of Greenhouse Cucumber Production in Sistan Region. International Journal of Agricultural Management and Development 8:377-387.

La Rosa, A., G. Siracusa, and R. Cavallaro. 2008. Emergy evaluation of Sicilian red orange production. A comparison between organic and conventional farming. J. Clean. Prod.,16:1907-1914.

Lefroy, E., and T. Rydberg. 2003. Emergy evaluation of three cropping systems in southwestern Australia. Ecol. Modell., 161:195-211.

Lu, H., Y. Bai, H. Ren, and D. E. Campbell. 2010. Integrated emergy, energy and economic evaluation of rice and vegetable production systems in alluvial paddy fields: implications for agricultural policy in China. J. Environ. Manage. 91:2727-2735.

Martin, J. F., S. A. Diemont, E. Powell, M. Stanton, and S. Levy-Tacher. 2006. Emergy evaluation of the performance and sustainability of three agricultural systems with different scales and management. Agric. Ecosyst, Environ., 115:128-140.

Moore, J., F. Pagani, M. Quayle, J. Robinson, B. Sawada, G. Spiegelman, and R. Van Wynsberghe. 2005. Recreating the university from within. International Journal of Sustainability in Higher Education 6:65-80.

Odum, H., M. Brown, and S. Brandt-Williams. 2000. Folio# 1: Introduction and global budget. Handbook of EmergyEvaluation: A compendium of data for emergy computation issued in a series of folios. Center for Environmental Policy, Univ. of Florida, Gainesville.

Ortega, E., O. Cavalett, R. Bonifácio, and M. Watanabe. 2005. Brazilian soybean production: emergy analysis with an expanded scope. Bulletin of Science, Technology & Society 25:323-334.

Ulgiati, S., and M. T. Brown. 2009. Emergy and ecosystem complexity. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation 14:310-321.

Veisi, H., A. Torbak, J. Kambozia, A.-M. Maddavi-Damghani, and R. Deihimfard. 2016. Emergy evaluation of the performance and sustainability of three agricultural systems: Case of winter wheat, grain corn and spring forage corn in Dezful at Khozestan province, Iran. Iran. Journal of Agroecology 6.

Wang, X., Y. Chen, P. Sui, W. Gao, F. Qin, J. Zhang, and X. Wu. 2014. Emergy analysis of grain production systems on large-scale farms in the North China Plain based on LCA. Agric. Syst., 128:66-78.

Wang, X., Y. Chen, P. Sui, W. Gao, F. Qin, J. Zhang, and X. Wu. 2014. Emergy analysis of grain production systems on large-scale farms in the North China Plain based on LCA. Agric. Syst., 128:66-78.

Zhai, X., D. Huang, S. Tang, S. Li, J. Guo, Y. Yang, H. Liu, J. Li, and K. Wang. 2017. The emergy of metabolism in different ecosystems under the same environmental conditions in the agro-pastoral ecotone of northern China. Ecol. Indic., 74:198-204.

Zhai, X., D. Huang, S. Tang, S. Li, J. Guo, Y. Yang, H. Liu, J. Li, and K. Wang. 2017. The emergy of metabolism in different ecosystems under the same environmental conditions in the agro-pastoral ecotone of northern China. Ecol. Indic.,74:198-204.

Zhang, L., B. Song, and B. Chen. 2012. Emergy-based analysis of four farming systems: insight into agricultural diversification in rural China. J. Clean. Prod.,28:33-44.

Zhao, H., X. Zhai, L. Guo, K. Liu, D. Huang, Y. Yang, J. Li, S. Xie, C. Zhang, and S. Tang. 2019. Assessing the efficiency and sustainability of wheat production systems in different climate zones in China using emergy analysis. J. Clean. Prod.,235:724-732.