اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات51
تعداد شماره‌ها1,979
تعداد مقالات20,711
تعداد مشاهده مقاله34,322,981
تعداد دریافت فایل اصل مقاله17,428,490
پیردشتی, همت اله, صابر, زهرا, محمدی کشکا, فائزه, رحمتی, یاسر, متولی, علی. (1402). ارزیابی مؤلفه‌های زیست‌محیطی دو سامانه کشت مجدد و راتون برنج (Oryza sativa L.) بر مبنای ارزیابی چرخه حیات. سامانه مدیریت نشریات علمی, 15(2), 381-401. doi: 10.22067/agry.2021.71735.1061
همت اله پیردشتی; زهرا صابر; فائزه محمدی کشکا; یاسر رحمتی; علی متولی. "ارزیابی مؤلفه‌های زیست‌محیطی دو سامانه کشت مجدد و راتون برنج (Oryza sativa L.) بر مبنای ارزیابی چرخه حیات". سامانه مدیریت نشریات علمی, 15, 2, 1402, 381-401. doi: 10.22067/agry.2021.71735.1061
پیردشتی, همت اله, صابر, زهرا, محمدی کشکا, فائزه, رحمتی, یاسر, متولی, علی. (1402). 'ارزیابی مؤلفه‌های زیست‌محیطی دو سامانه کشت مجدد و راتون برنج (Oryza sativa L.) بر مبنای ارزیابی چرخه حیات', سامانه مدیریت نشریات علمی, 15(2), pp. 381-401. doi: 10.22067/agry.2021.71735.1061
پیردشتی, همت اله, صابر, زهرا, محمدی کشکا, فائزه, رحمتی, یاسر, متولی, علی. ارزیابی مؤلفه‌های زیست‌محیطی دو سامانه کشت مجدد و راتون برنج (Oryza sativa L.) بر مبنای ارزیابی چرخه حیات. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1402; 15(2): 381-401. doi: 10.22067/agry.2021.71735.1061

ارزیابی مؤلفه‌های زیست‌محیطی دو سامانه کشت مجدد و راتون برنج (Oryza sativa L.) بر مبنای ارزیابی چرخه حیات

بوم شناسی کشاورزی
مقاله 10، دوره 15، شماره 2 - شماره پیاپی 56، تیر 1402، صفحه 381-401    اصل مقاله (1.76 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/agry.2021.71735.1061
نویسندگان
همت اله پیردشتی* 1؛ زهرا صابر2؛ فائزه محمدی کشکا3؛ یاسر رحمتی2؛ علی متولی4
1گروه زراعت، پژوهشکده ژنتیک و زیست‌فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.
2گروه زراعت، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران.
3گروه زراعت، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.
4گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.
چکیده
برنج (Oryza sativa L.) یکی از مهم‌ترین غذای بیش از نیمی از مردم جهان به‌شمار می­رود. کاربرد بیش از حد منابع تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر در بخش کشاورزی به‌صورت بالقوه، تأثیرات زیست­محیطی گوناگونی را بر بوم­نظام­های زراعی اعمال می­کند؛ چنین تأثیراتی را می­توان با رویکرد ارزیابی چرخه حیات (LCA) مورد ارزیابی قرار داد. این پژوهش در سال 1399 با محوریت شناخت و مقایسه روند فشار زیست‌محیطی الگوهای کشت دوم و راتون تولید برنج در شالیزارهای شهرستان آمل انجام پذیرفت. بر این اساس، در مراحل مختلف تولید برنج از جمله کاشت، داشت و برداشت، داده­های مرتبط با الگوهای کشت دوم و راتون از کشاورزان شهرستان آمل، گرد­آوری و اثرات زیست­محیطی حاصل از سامانه­های مذکور همچون پتانسیل گرمایش جهانی، اوتریفیکاسیون و اسیدی شدن آب و خاک برآورد شد. در این پژوهش، واحد کارکردی بوم نظام­های تولید برنج معادل یک تن شلتوک در نظر گرفته شد. یافته­های حاصل از این پژوهش حکایت از آن داشت که بیشترین پتانسیل گرمایش جهانی برنج مربوط به کشت مجدد برنج در حدود 92/1896 کیلوگرم معادل دی اکسید­کربن به‌ازای یک تن شلتوک تولیدی بوده است. ارزیابی چرخه حیات در تولید برنج نشان داد، در گروه تأثیر زیست­محیطی پتانسیل گرمایش جهانی به‌ازای تولید هر تن شلتوک در سامانه­های راتون در حدود 99/1673 کیلوگرم معادل دی­اکسیدکربن به اتمسفر انتشار یافته است. انتشارات مستقیم ناشی از فعالیت­های درون مزرعه­ای در هر دو سامانه مورد مطالعه سهم عمده و اصلی را در افزایش گرمایش جهانی داشته که منشأ این آلایندگی­ها را می­توان در احتراق سوخت مصرفی در تجهیزات کشاورزی و نیز انتشار اکسیدهای نیتروژن­دار، دی اکسید نیتروژن و دیگر ترکیبات نیتروژن­دار حاصل از مصرف کود نیتروژن دانست. همچنین، سامانه­های کاشت مجدد برنج تأثیر بیشتری در سه رده آسیب سلامت انسان، کیفیت اکوسیستم و تغییر اقلیم نسبت به سامانه­های تولید راتون داشته­اند. همچنین مقادیر خسارات وارد شده بر کیفیت اکوسیستم ناشی از تولید هر تن شلتوک در سامانه­های کشت مجدد و راتون به‌ترتیب حدود 08/10089 و 58/7146 PDFÍm2Íyr بوده است. علاوه‌بر‌این، هر دو سامانه تولید برنج بیشترین اثر را بر کیفیت اکوسیستم و پس از آن بر سلامت انسان نشان داده­اند. بر اساس یافته­های این پژوهش، سامانه تولید راتون برنج نسبت به سامانه­های کشت مجدد برنج به‌لحاظ زیست­محیطی از سازگاری بیشتری برخودار می­باشند.
کلیدواژه‌ها
پتانسیل گرمایش جهانی؛ سامانه‌های تولید؛ سلامت انسان؛ شلتوک؛ کیفیت اکوسیستم
مراجع
  1. Alam, M.K., Bell, R.W., & Biswas, W.K. )2019(. Increases in soil sequestered carbon under conservation agriculture cropping decrease the estimated greenhouse gas emissions of wetland rice using life cycle assessment. Journal of Cleaner Production, 224, 72-87. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.03.215
  2. Alipour, A., Veisi, H., Darijani, F., Mirbagheri, B., & Behbahani, A.G. (2012). Study and determination of energy consumption to produce conventional rice of the Guilan province. Research in Agricultural Engineering, 58, 99-106. https://doi.org/10.17221/8/2011-RAE
  3. Ansari, M.J., Khoramdel, S., Ghorbani, R., & Pirdashti, H. (2015). Evaluationof global warming potential for rice in the first and second cropping patterns (Case study: Sari province). Journal of Agroecology, 3(1): 14-26. (In Persian with English Summary)
  4. Armanuos, A.M., Negm, A., & El Tahan, A.H.M.H. (2016). Life cycle assessment of diesel fuel and solar pumps in operation stage for rice cultivation in Tanta, Nile Delta, Egypt. Procedia Technology, 22: 478-485. https://doi.org/10.1016/j.protcy.2016.01.095Get rights and content
  5. Bare, J.C. (2002). TRACI: The tool for the reduction and assessment of chemical and other environmental impacts. Journal of Industrial Ecology, 6(3‐4): 49-78. https://doi.org/10.1162/108819802766269539
  6. Beccali, M., Cellura, M., Iudicello, M., & Mistretta, M. (2009). Resource consumption and environmental impacts of the agrofood sector: Life cycle assessment of Italian citrus-based products. Environmental Management, 43(4): 707-724. DOI 10.1007/s00267-008-9251-y
  7. Bellarby, J., Foereid, B., Hastings, A., & Smith, P. (2008). Cool Farming: Campaigning for Sustainable Agriculture. Greenpeace International Ottho. https://www.organicconsumers.org/sites/default/files/cool-farming-full-report.pdf (Accessed 22 December 2015).
  8. Blengini, G.A., & Busto, M. (2009). The life cycle of rice: LCA alternative agri-food chain management systems in Vercelli (Italy). Journal of Environmental Management, 90(3): 1512-1522. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2008.10.006
  9. Brentrup, F., Küsters, J., Kuhlmann, H., & 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(3): 247-264.
  10. Brentrup, F., Küsters, J., Lammel, J., Barraclough, P., & Kuhlmann, H. (2004b). Environmental impact assessment of agricultural production systems using the life cycle assessment (LCA) methodology: II. The application to N fertilizer uses in winter wheat production systems. European Journal of Agronomy, 20(3): 265-279.
  11. Brodt, S., Kendall, A., Mohammadi, Y., Arslan, A., Yuan, J., Lee, I., & Linquist, B. (2014). Life cycle greenhouse gas emissions in California rice production. Field Crops Research, 169: 89-98. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2014.09.007
  12. Chabra, D., Kashani Nezhad, M., & Rafiee, S.H. (2006). Comparison of the contents of waste in different drying rice. Proceedings of the First National Conference on Rice 5-4 December, Amol, Iran. (In Persian).
  13. Chen, Y., Liu, C., Chen, J., Hu, N., & Zhu, L. (2021). Evaluation on environmental consequences and sustainability of three rice-based rotation systems in Quanjiao, China by an integrated analysis of life cycle, emergy and economic assessment. Journal of Cleaner Production, 310: 127493. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.127493
  14. Dai, L., Jia, J., Yu, D., Lewis, B.J., Zhou, L., Zhou, W., Zhao, W., & Jiang, L. (2013). Effects of climate change on biomass carbon sequestration in old-growth forest ecosystems on Changbai Mountain in Northeast China. Forest Ecology and Management, 300: 106-116. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2012.06.046
  15. Dastan, S., Soltani, A., Noormohamadi, G., Madani, H., & Yadi, R. (2016). Estimation of the carbon footprint and global warming potential in rice production systems. Iranian Journal of Crop Science, 14(1): 19-28. (In Persian with English Summary).
  16. Durlinger, B., Koukouna, E., Broekema, R., & Van Paassen, M. (2015). Scholten. Agri-foot- print 3.0. Blonk Consultans, Gouda, The Netherlands.
  17. Fangueiro, D., Becerra, D., Albarrán, Á., Peña, D., Sanchez-Llerena, J., Rato-Nunes, J.M., & López-Piñeiro, A. (2017). Effect of tillage and water management on GHG emissions from Mediterranean rice growing ecosystems. Atmospheric Environment, 150: 303-312. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2016.11.020
  18. Finkbeiner, M., Inaba, A., Tan, R.B.H., Christiansen, K., & Klüppel, H.J. (2006). The new international standards for life cycle assessment: ISO 14040 and ISO 14044. International Journal of Life Cycle Assessment, 11(2): 80-85.
  19. Firouzi, S., Nikkhah, A., & Aminpanah, H. (2018). Rice single cropping or ratooning agro-system: Which one is more environment-friendly. Environmental Science and Pollution Research, 25(32): 32246-32256. (In Persian with English Summary)
  20. Fu, L., Zhao, Y., Xu, Z., & Wu, B. (2015). Spatial and temporal dynamics of forest aboveground carbon stocks in response to climate and environmental changes, Soils Sediments, 15(2): 249-259. DOI 10.1007/s11368-014-1050-x
  21. Guinée, J.B., & Lindeijer, E. (2002). Handbook on life cycle assessment: Operational guide to the ISO standards (Vol. 7). Springer Science and Business Media.
  22. He, X., Qiao, Y., Liang, L., Knudsen, M.T., & Martin, F. (2018). Environmental life cycle assessment of long-term organic rice production in subtropical China. Journal of Cleaner Production, 176: 880-888. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.12.045
  23. Hokazono, S., & Hayashi, K. (2012). Variability in environmental impacts during conversion from conventional to organic farming: A comparison among three rice production systems in Japan. Journal of Cleaner Production, 28: 101-112. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2011.12.005
  24. Hokazono, S., & Hayashi, K. (2015). Life cycle assessment of organic paddy rotation systems using land and product-based indicators: A case study in Japan. The International Journal of Life Cycle Assessment, 20(8): 1061–1075. DOI 10.1007/s11367-015-0906-7
  25. Homayouni, Z., Abolhassani, L., & Sabuhi, M. (2018). Environmental impact assessment of different varieties of rice paddy in the Kordkoy. Journal of Agroecology 10(2): 580-602. (In Persian with English Summary).
  26. IPCC. (2006). IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories. 2 Institute for Global Environmental Strategies Hayama, Japan.
  27. Hiraishi, T., Krug, T., Tanabe, K., Srivastava, N., Baasansuren, J., Fukuda, M., & Troxler, T.G. (2014). 2013 supplement to the 2006 IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories: Wetlands. IPCC, Switzerland.
  28. ISO. (1997). ISO 14040-Environmental management-Life cycle assessment-principles and framework. p.14.
  29. Khoshnevisan, B., Rafiee, S., Omid, M., & Mousazadeh, H. (2013b). Applying data envelopment analysis approach to improve energy efficiency and reduce GHG (greenhouse gas) emission of wheat production. Energy, 58: 588-593. https://doi.org/10.1016/j.energy.2013.06.030
  30. Lindau, C.W., & Bollich, P.K. (1993). Methane emissions from Louisiana first and ratoon crop rice. Soil Science, 156: 42-48.‏
  31. Lu, B., Yang, J., Ijomah, W., Wu, W., & Zlamparet, G. (2018). Perspectives on reuse of WEEE in China: Lessons from the EU. Resources, Conservation and Recycling Journal, 135: 83e92. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2017.07.012
  32. Miao, R., Lu, N.; Yao, L.; Zhu, Y.; Wang, J.; & Sun, J. (2013). Multi-year comparison of carbon dioxide from satellite data with ground-based FTS measurements (2003-2011), Remote Sensing 5(7): 3431-3456. https://doi.org/10.3390/rs5073431
  33. Ministry of Jihad-e-Agriculture of Iran. (2019). Annual agricultural statistics. Available at: maj.ir. (In Persian)
  34. Mollafilabi, A. (2019). Comparison of environmental impacts for rice (Oryza sativa ) agroecosystems in the first and second planting patters by using life cycle assessment (Case study: Sari County). Journal of Agroecology, 10(4): 949-964. (In Persian with English Summary). 10.22067/jag.v10i4.56929
  35. Moradi, M., Nematollahi, M.A., Mousavi Khaneghah, A., Pishgar-Komleh, S.H., & Rajabi, M.R. (2018). Comparison of energy consumption of wheat production in conservation and conventional agriculture using DEA. Environmental Science Pollution Research, 25: 35200-35209. https://doi.org/10.1007/s11356-018-3424-x
  36. Morino, I., Uchino, O., Inoue, M., Yoshida, Y., Yokota, T., Wennberg, P., & Rettinger, M. (2010). Preliminary validation of column-averaged volume mixing ratios of carbon dioxide and methane retrieved from GOSAT short- wavelength infrared spectra. Atmospheric Measurement Techniques, 4(2): 1061-1076. https://doi.org/10.5194/amt-4-1061-2011
  37. Motevali, A., Hashemi, S.J., & Tabatabaeekoloor, R. (2019). Environmental footprint study of white rice production chain-case study: Northern of Iran. Journal of Environmental Management, 241: 305-318. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.04.033
  38. Motevali, A., Yasour, S., Teymori Omran, M., & Mousavi Seyedi, S.R. (2019). Investigating of environmental indicators of water footprint and Depletion of resources in different scenario of rice cultivation. Iranian Journal of Irrigation and Drainage, 13(2): 512-527. (In Persian with English Summary). 1001.1.20087942.1398.13.2.21.9
  39. Moumeni, A., Yazdi-Samadi, B., Wu, J., & Leung, H. (2003). Genetic diversity and relatedness of selected Iranian rice cultivars and disease resistance donors assayed by simple sequence repeats and candidate defense gene markers. Euphytica, 131: 275-284.
  40. Nabavi-Pelesaraei, A., Rafiee, S., Mohtasebi, S.S., Hosseinzadeh-Bandbafha, H., & Chau, K.W. (2017). Energy consumption enhancement and environmental life cycle assessment in paddy production using optimization techniques. Journal of Cleaner Production, 162: 571–86. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.06.071
  41. Nabavi-Pelesaraei, A., Rafiee, S., Mohtasebi, S.S., Hosseinzadeh-Bandbafha, H., & Chau, K.W. (2019). Comprehensive model of energy, environmental impacts and economic in rice milling factories by coupling adaptive neuro-fuzzy inference system and life cycle assessment. Journal of Cleaner Production, 217: 742-756. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.01.228
  42. Nouri, M.Z., Gholami, M., Mousavi, A.A., & Hosseini, S. (2014). Study of rice replanting in Mazandaran and comparison of crop indices of rice cultivars in two cultivations, 13th Iranian Conference on Agriculture and Plant Breeding and 3rd Conference Iranian Seed Science and Technology, Karaj, Iran. (In Persian)
  43. Pennington, D.W., Potting, J., Finnveden, G., Lindeijer, E., Jolliete, O., Rydberg, T., & Rebitzer, G. (2004). Life cycle assessment Part 2: Current impact assessment practice. Environment International, 30: 721–739. https://doi.org/10.1016/j.envint.2003.12.009
  44. Pishgar-Komleh, S.H., Akram, A., Keyhani, A., Raei, M., Elshout, P.M.F., & Huijbregts, M.A.J. (2017). Variability in the carbon footprint of open-field tomato production in Iran -A case study of Alborz and East-Azerbaijan provinces. Journal of Cleaner Production, 142: 1510–1507. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.11.154
  45. Rahman, N.M.F., Hossain, M.I., Aziz, M.A., & Baten, M.A. (2014). Prospects of rice production in Bangladesh. Advances in Environmental Biology, 7­(14): 4542-4549.
  46. Rashid, A. F.A., & Yusoff, S. (2015). A review of life cycle assessment method for building industry. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 45: 244-248.
  47. Romero-Gámez, M., Suárez-Rey, E., Antón, A., Castilla, N., & Soriano, T. (2012). Environmental impact of screenhouse and open-field cultivation using a life cycle analysis: The case study of green bean production. Journal of Cleaner Production, 28: 63-69. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2011.07.006
  48. Roy, P., Nei, D., Orikasa, T., Xu, Q., & Okadome, H. (2009). A review of cycle life assessment (LCA) on some food products. Journal of Food Engineering, 90: 1-10. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.06.016
  49. Saber, Z., Esmaeili, M., Pirdashti, H., Motevali, A., & Nabavi-Pelesaraei, A. (2020). Exergoenvironmental-life cycle cost analysis for conventional, low external input and organic systems of rice paddy production. Journal of Cleaner Production, 263: 121529. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121529
  50. Sahle, A., & Potting J. (2013). Environmental life cycle assessment of Ethiopian rose cultivation. Science of the Total Environment, 443: 163-172. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2012.10.048
  51. Schau, E.M., & Fet, A.M. (2008). LCA studies of food products as background for environmental product declarations. The International Journal of Life Cycle Assessment, 13(3): 255-264.
  52. Schröder, J.J., Aarts, H.F.M., Ten Berge, H.F.M., Van Keulen, H., & Neeteson, J.J. (2003). An evaluation of wholefarm nitrogen balances and related indices for efficient nitrogen use. European Journal of Agronomy, 20: 33-44. https://doi.org/10.1016/S1161-0301(03)00070-4
  53. Shen, X., Zhang, L., & Zhang, J. (2021). Ratoon rice production in central China: Environmental sustainability and food production. Science of the Total Environment, 764: 142850.‏
  54. Song, K., Zhang, G., Yu, H., Huang, Q., Zhu, X., Wang, T., Xu, H., Lv, S., & Ma, J. (2021). Evaluation of methane and nitrous oxide emissions in a three-year case study on single rice and ratoon rice paddy fields. Journal of Cleaner Production, 297: 126650.‏ https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126650
  55. Song, K., Zhang, G., Yu, H., Xu, H., Lv, S., & Ma, J. (2021). Methane and nitrous oxide emissions from a ratoon paddy field in Sichuan province, China. European Journal of Soil Science, 72: 1478-1491.‏ https://doi.org/10.1111/ejss.13066
  56. Tong, R., Zhai, Y., & Li, X. (2015). An LCA-based health damage evaluation method for coal mine dust. Veterinary Clinical Pathology: A Case-Based Approach, 223-230.
  57. Wang, M., Xia, X., Zhang, Q., & Liu, J. (2010). Life cycle assessment of a rice production system in Taihu region, China. International Journal of Sustainable Development and World Ecology, 17(2): 157-161. https://doi.org/10.1080/13504501003594224
  58. Wang, W., He, A., Jiang, G., Sun, H., Jiang, M., Man, J., Ling. X., Cui, K., Huang, J., Peng, S., & Nie, L. (2020). Ratoon rice technology: A green and resource-efficient way for rice production. Advances in Agronomy, 159: 135-167.‏ https://doi.org/10.1016/bs.agron.2019.07.006
  59. Wernet, G., Bauer, C., Steubing, B., Reinhard, J., Moreno-Ruiz, E., & Weidema, B. (2016). The ecoinvent database version 3 (part I): Overview and methodology. International Journal of Life Cycle Assessment, 21: 1218–1230.
  60. Wikström, H., & Adolfsson, R., 2004. Field burning of crop residues.
  61. Yazdpour, H., Shirani-Rad, A.H., & Mobaser, H.R. (2007). Examination of the harvesting time and cutting height on yield and yield Components of rice ratoon (Oryza sativa ) Taroom Hashemi variety. Journal of Agricultural Sciences, 13(1): 151-160. (In Persian with English Summary)
  62. Yodkhum, S., Gheewala, S.H., & Sampattagul, S. (2017). Life cycle GHG evaluation of organic rice production in Northern Thailand. Journal of Environmental Management, 196: 217-223. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.03.004
  63. Yuan, S., Cassman, K.G., Huang, J., Peng, S., & Grassini, P. (2019). Can ratoon cropping improve resource use efficiencies and profitability of rice in central China? Field Crops Research, 234: 66-72.‏ https://doi.org/10.1016/j.fcr.2019.02.004

 

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,763
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 575


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب