ارزیابی اثرات زیست‌محیطی محصولات عمده کشاورزی در دهستان بلهرات نیشابور با استفاده از روش ارزیابی چرخه‌حیات

بوم شناسی کشاورزی

مقاله 8، دوره 11، شماره 3 - شماره پیاپی 41، مهر 1398، صفحه 909-924   

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jag.v11i3.72459

نویسندگان

فرزانه معصوم خانی¹؛ لیلی ابوالحسنی^{* 2}؛ سرور خرم دل³؛ سید احمد محدث⁴

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²گروه اقتصاد کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

³گروه اگرو تکنولوژی، دانشکده کشاوری، دانشگاه فردوسی مشهد

⁴مرکز تحقیقات کشاورزی خراسان رضوی

چکیده

ارزیابی چرخه‌حیات (LCA) ابزاری مناسب برای بررسی اثرات زیست‌محیطی فرآیندهای تولید در بوم‌نظام­های کشاورزی است که براساس دو مؤلفه مصرف نهاده­ها و انتشار آلاینده­ها به محیط تعیین می­شود. این روش جزئیاتی را در ارتباط با چگونگی کاهش اثرات زیست‌محیطی و هم‌چنین افزایش پایداری در کشاورزی ارائه می­دهد. هدف این مطالعه مقایسه اثرات زیست‌محیطی چهار محصول عمده شامل گندم (Triticum aestivum L.)، جو (Hordeum vulgare L.)، هندوانه بذری (Citrullus lanatus L.) و یونجه (Medicago sativa L.) در دهستان بلهرات نیشابور بود. میانگین میزان مصرف نهاده­ها (اعم از کو­دها و سموم شیمیایی، سوخت فسیلی، الکتریسیته، آب، کود حیوانی و بذر) و عملکرد برای چهار محصول گندم، جو، هندوانه بذری و یونجه در منطقه مورد مطالعه طی سال 1394 با استفاده از پرسشنامه تعیین شد. ارزیابی چرخه‌حیات در چهار گام تعریف اهداف و حوزه عمل مطالعه، ممیزی چرخه‌حیات، ارزیابی تأثیر چرخه‌حیات و تفسیر نتایج محاسبه گردید. گروه‌های تأثیر شامل گرمایش جهانی، اسیدی شدن، اوتریفیکاسیون خشکی و آبی بودند. واحد کارکردی معادل یک تن عملکرد اقتصادی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که پتانسیل گرمایش جهانی بیش‌ترین اثر زیست‌محیطی برای چهار محصول شامل گندم، جو، هندوانه بذری و یونجه به‌ترتیب برابر با 36/869، 32/694، 06/4947 و 95/2678 واحد معادل کیلوگرم CO2 به‌ازای یک تن عملکرد اقتصادی و هم‌چنین پتانسیل اوتریفیکاسیون آبی این محصولات به‌ترتیب برابر با 08/3، 4/2، 08/11، 33/3 واحد معادل کیلوگرم PO4 به‌ازای یک تن عملکرد اقتصادی، کم‌ترین اثر زیست‌محیطی را در هکتار به خود اختصاص داده است. به‌طور کلی از بین این چهار محصول، هندوانه بذری (14/1Ecox به‌ازای یک تن عملکرد اقتصادی) و جو (07/0 Ecox به‌ازای یک تن عملکرد اقتصادی) به‌ترتیب بیش‌ترین و کم‌ترین شاخص بوم شناخت را به خود اختصاص دادند. هندوانه بذری به‌دلیل داشتن عملکرد بسیار پایین نسبت به سایر محصولات، مصرف نهاده­ها را پوشش نداده و به ‌همین دلیل اثرات زیست‌محیطی بیش‌تری را منتشر نموده است. بر این اساس، با توجه به سهم بالای گروه تأثیر گرمایش جهانی، توصیه می­شود انتخاب گونه­های با اثرات زیست‌محیطی کم‌تر، مدیریت خاک‌ورزی کاهش یافته و مصرف کودهای آلی به‌عنوان راه‌کارهای جایگزین برای کودهای شیمیایی به‌منظور تخفیف این اثرات زیست‌محیطی مد نظر قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

اسیدی شدن؛ اوتریفیکاسیون؛ گرمایش جهانی؛ پایداری؛ شاخص زیست محیطی

مراجع

Ahmadi, K., Gholizadeh, H., Ebadzadeh, H., Hoseinpour, R., Abdshah, H., Kazemian, A., and Rafiee, M. 2017. Statistics of Agri-Jihad. http://amar.maj.ir. (In Persian)

Baibordi, M., Malakouti, M.J., AmirMokri, H., and Nafisi, M. 2000. Production and consumption of fertilizers in line with the objectives of sustainable agriculture. Train and equip the human resources department, the Research, Education and Extension Organization, Ministry of Agriculture, Karaj, Iran. (In Persian)

Bennett, R., Phipps, R., and Strange, A. 2006. An application of life-cycle assessment for environmental planning and management the potential environmental and human health impacts of growing genetically-modified herbicide-tolerant sugar beet. Journal of Environmental Planning and Management 49: 59-74.

Biswas, W.K., Graham, J., Kelly, K., and John, M.B. 2010. Global warming contributions from wheat, sheep meat and wool production in Victoria, Australia: A life cycle assessment. Journal of Cleaner production 18: 1-7.

Brentrup, F., Küsters, J., Kuhlmann, H., and Lammel, J. 2004a. Environmental impact assessment of agricultural production systems using the life cycle assessment methodology: I. Theoretical concept of a LCA method tailored to crop production. European Journal of Agronomy 20: 247-264.

Brentrup, F., Küsters, J., Kuhlmann, H., and Lammel, J. 2001. Application of the Life Cycle Assessment methodology to agricultural production: an example of sugar beet production with different forms of nitrogen fertilisers. European Journal of Agronomy 14: 221-233.

Consoli, F., Allen, D., Boustead, I., Fava, J., Franklin, W., Jensen, A.A., Oude, N., Parrish, R., Perriman, R., Postlethwaite, D., Quay, B., Seguin, J., and Vignon, B. 1993. Guidelines for Life-Cycle Assessment: A Code of Practice.

Cowell, S.J., and Clift, R. 2000. A methodology for assessing soil quantity and quality in life cycle assessment. Journal of Cleaner Production 8: 321-331.

Eckert, H., Breitschuh, G., and Sauerbeck, D. 1999. Kriterien einer umweltverträglichen Landbewirtschaftung (KUL)-ein Verfahren zur ökologischen Bewertung von Landwirtschaftsbetrieben (Criteria of Environmentally friendly land use (KUL)-a method for the environmental evaluation of farms). Journal of Agriculture Biotechnology Research 52: 57-76.

Fallahpour, F., Aminghafouri, A., Behbahani, A.G., and Bannayan, M. 2012. The environmental impact assessment of wheat and barley production by using life cycle assessment (LCA) methodology. Environment Development and Sustainability 14: 979-992.

Finkbeiner, M., Inaba, A., Tan, R.B.H., Christiansen, K., and Klüppel, H.J. 2006. The new international standards for life cycle assessment: ISO 14040 and ISO 14044. International Journal of Life Cycle Assessment 11: 80–85.

Haas, G., Wetterich, F., and Kopke, U. 2001. Comparing intensive extensified and organic grassland farming in southern Germany by process life cycle assessment. Journal of Agriculture Ecosystems and Environment 83: 43–53.

Halleux, H., Lassaux, S., Renzoni, R., and Germain, A. 2008. Comparative life cycle assessment of two biofuels ethanol from sugar bett with a preface by Jorg Schweinle. The International Journal of Life Cycle Assessment 13: 184-190.

ISO (International Organization for Standardization). 1997. Environmental management-Life cycle assessment Principles and framework. International Standard ISO 14040 Geneva.

Khorramdel, S., Rezvani Moghaddam, P., and Amin Ghafori, A. 2014. Evaluation of environmental impacts for wheat agroecosystems of Iran by using life cycle assessment methodology. Cereal Research 4: 27-44. (In Persian with English Summary)

Khorramdel, S. 2012. Evaluation of the potential of carbon sequestration and Life Cycle Assessment (LCA) approach in different management systems for corn. PhD Thesis, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad. (In Persian with English Summary)

Khorramdel, S., Ghorbani, R., and Amin Ghafori, A. 2015. Comparison of environmental impacts for dryland and irrigated barley agroecosystems of Iran by using life cycle assessment (LCA) methodology. Journal of Plant Production Research 22: 243-264. (In Persian with English Summary)

Khoshnevisan, B., Rafiee, S., Omid, M., Mousazadeh, H., and Clark, S. 2014. Environmental impact assessment of tomato and cucumber cultivation in greenhouses using life cycle assessment and adaptive neuro-fuzzy inference system. Journal of Cleaner Production 73: 183-192. (In Persian with English Summary)

Kronvang, B., Rubak, G.H., and Heckrath, G., Kasmaprapruet, S., Paengjuntuek, W., Saikhwan, P., and Phungrassami, H. 2009. Life cycle assessment of milled rice production: case study in Thailand. European Journal of Scientific Research 30: 95-203.

Labaph Khaniky, M., 2015. Neishabur interactions and the way of silk in Sassanidera. Archaeological Studies 6: 87-97.

Malakouti, M., and Motesharezadeh, B. 1999. The trend of consumption of fertilizers in Iran (goals and policies), Technical Bulletin No. 64, Train and equip the human resources department. Ministry of Agricultural Jihad, Iran. (In Persian)

Mattsson, B., and Wallen, E. 2003. Environmental LCA of organic potatoes. Proceedings of the 26th International Horticultural Congress, ISHS, Acta Horticulturae 90: 1-10.

Meisterling, K., Samaras, C., and Schweizer, V. 2009. Decisions to reduce greenhouse gases from agriculture and product transport: LCA case study of organic and conventional wheat. Journal of Cleaner Production 17: 222–230.

Motesharezadeh, B., and Malakouti, M. 2001. The production and consumption of chemical fertilizers in the country is an important step towards achieving self-sufficiency and sustainable agriculture, Technical Bulletin No. 209, Train and equip the human resources department. Ministry of Agricultural Jihad, Iran. (In Persian)

Motiee Langroudi, H., Faragi Sabokbar, H.A., Ghadiri Masoum., M., and Bakhshi, Z. 2017. Spatial Analysis of Distribution of Rural Settlements in Sabzevar-Neyshabur based on existing ecological resources. Human Geography Research 49: 227-242.

Naderianfar, M., Ansari, H., Ziaie, A., and Davari, K. 2012. Evaluating the groundwater level fluctuations under different climatic conditions in the basin Neyshabour. Journal of Irrigation and Water Engineering Researches 1: 22-37. (In Persian with English Summary)

Najam, A., Poling, J.M., Yamagishi, N., Straub, D.G., Sarno, J., De Ritter, S.M., and Kim, E.M. 2002. From Rio to Johannesburg Progress and Prospects. Environment: Science and Policy for Sustainable Development 44: 26-38.

Nemecek, T.D., Dubois, O., Huguenin, E., and Gaillard, G. 2011. Life cycle assessment of Swiss farming systems: I. Integrated and organic farming. Journal of Agricultural Systems 104: 217-232.

OECD. 2001a. Environmental Indicators for Agriculture Methods and Results. OECD Publications, Paris, France 3: 409.

OECD. 2001b. Multifunctionality: Towards an Analytical Framework. OECD Publications, Paris, France, pp. 160.

Roy, P., Nei, D., Orikasa, T., Xu, Q., Okadome, H., Nakamura, N., and Shiina, T. 2009. A review of life cycle assessment (LCA) on some food products. Journal of Food Engineering 90: 1-10.

Roy, P.D., Nei, T., Orikasa, Q.X., and Okadome, H. 2009. A review of cycle life assessment (LCA) on some food products. Journal of Food Engineering 90: 1-10.

Schröder, J.J., Aarts, H.F.M., Ten Berge, H.F.M., Van Keulen, H., and Neeteson, J.J. 2003. An evaluation of whole-farm nitrogen balances and related indices for efficient nitrogen use. European Journal of Agronomy 20: 33-44.

Soltani, A., Torabi, B., Galeshi, S., and Zeinali, E. 2012. Analyzing Wheat yield constraints in Gorgan with comparative performance analysis (CPA) method. Journal of Crop Production 4:1-17. (In Persian with English Summary)

Tzilivakis, J., Warner, D.J., May, M., Lewis, K.A., and Jaggard, K. 2005. An assessment of the energy inputs and greenhouse gas emissions in sugar beet (Beta vulgaris) production in the UK. Journal of Agricultural Systems 85: 101-119.

Yarmohammadi Barsari, E., Firousi, S., Amin Panah, H. 2016. Environmental impacts of watermelon production in Guilan Province by life cycle assessment. Iranian Journal of Engineering Biotechnology Researches 47: 139-146. (In Persian with English Summary)

Zeijts, H.V, Leneman, H., and Sleeswijk, A.W. 1999. Fitting fertilization in LCA: allocation to crops in a cropping plan. Cleaner Production 7: 69-74.