تحلیل پایداری بوم‌نظام‌های کشاورزی براساس شاخص پیوند آب غذا انرژی در محصولات گندم‌آبی و ذرت‌دانه‌ای شمال خوزستان

سابقه و هدف: سیستم‌های تولید غلات در ایران اغلب با هزینه بالا و بهره‌وری پایین همراه است و به واسطه مصرف و کاربرد بی‌رویه نهاده‌ها، صدمات جبران ناپذیری به محیط‌زیست وارد می‌نمایند. از مهمترین مسائل مدیریت کارآمد، دستیابی به عملکرد پایدار است. دستیابی به پایداری کشاورزی برای نسل فعلی و آینده حیاتی است. از سویی مدیریت استفاده از آب و انرژی برای تولید غذا چالش اصلی کشاورزی در کشورهای توسعه یافته است. پژوهش حاضر با هدف مقایسه سطح پایداری دو محصول استراتژیک گندم‌آبی و ذرت‌دانه‌ای در شمال استان خوزستان در سال زراعی 1399 1401 انجام گردید.مواد و روش‌ها: در این مطالعه جهت تعیین سطح پایداری دو محصول مذکور از شاخص پایداری پیوند آب غذا انرژی (wfeni) به‌عنوان ابزار مناسبی در راستای دستیابی به اصول پایداری استفاده شد. به این منظور، براساس روش نمونه‌برداری تصادفی ساده مصاحبه با 400 نفر کشاورز گندم‌کار و ذرت‌کار از طریق پرسشنامه صورت پذیرفت. در این پژوهش جهت تحلیل پیوند آب غذا انرژی؛ قیمت یک سری از نهاده‌ها طی مصاحبه با کشاورزان منطقه مطالعاتی بدست آمد، قیمت سایر ورودی‌ها و محصولات نیز از پایگاه‌های اینترنتی محاسبه شده است. یافته‌ها: مقدار شاخص نکسوس در منطقه مطالعاتی، برای محصول گندم آبی 0.160 و برای ذرت دانه‌ای 0.157 بدست آمد. در این مطالعه کشت گندم در مقایسه با ذرت دانه‌ای از ناپایداری زیست‌محیطی کمتری برخوردار است. یافته‌ها نشان داد در منطقه مطالعاتی سود حاصل از تولید گندم بیش از سود محصول ذرت است؛ که نشان می‌دهد تولید ذرت علاوه بر تحمیل هزینه‌های زیست‌محیطی، هزینه‌های اقتصادی بیشتری را به دنبال دارد. به‌علاوه بهره‌وری اقتصادی آب به میزان 05 e1.86 و بهره‌وری جرم‌انرژی 05 e2.51 در گندم‌آبی محاسبه گردید. همچنین در ذرت‌دانه‌ای نیز میزان بهره‌وری جرم‌انرژی 05 e1.62 و بهره‌وری اقتصادی آب 06 e2.01 بدست آمد. بوم نظام تولید گندم از لحاظ عملکرد، تجدیدپذیری و پایداری محیطی از بوم نظام تولید ذرت مطلوب‌تر است و فشار کمتری بر محیط‌زیست وارد می‌کند. همچنین بهره‌وری آب و انرژی مربوط به گندم و ذرت بسیار پایین است.نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه می‌تواند به‌عنوان ابزاری جامع و موثر برای تعیین استراتژی‌های مناسب الگوی‌کشت، مدیریت منابع آب و انرژی از طریق به‌حداقل رساندن مصرف آب و انرژی و به‌حداکثر رساندن بهره‌وری آن‌ها در منطقه مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین شاخص wfeni یک ابزار مهم در مدیریت مزارع است که با در نظر گرفتن جنبه‌های اقتصادی و زیست محیطی به عنوان یک شاخص جامع و کامل می‌تواند در جهت پایش فعالیت‌های کشاورزی و نهایتاً دستیابی به پایداری مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از شاخص پیوند آب غذا انرژی نشان داد که داشتن دیدگاه سیستمی در میان نهاده‌های کشاورزی می‌تواند هزینه‌های تولید را کاهش دهد، بهره‌وری را در سطح مزرعه افزایش دهد و در جهت تقویت معیشت کشاورزان گام بردارد، زیرا همه عوامل تولید در سیستم کشاورزی ذاتاً به هم مرتبط هستند.

analysis of the sustainability of agroecosystems based on the water food energy nexus index in wheat and maize of north khuzestan

analysis of the sustainability of agroecosystems based on the water – food energy nexus index in wheat and maize of north khuzestanabstractbackground and objectives : cereal production systems in iran are often associated with high costs and low productivity. excessive consumption and use of inputs cause irreparable damage to the environment. efficient management is crucial for achieving sustainable performance, which is essential for current and future generations. managing the use of water and energy for food production is a significant challenge in both developed and developing countries. this study compares the sustainability of two strategic crops, wheat and maize, in northern khuzestan province during the 2020 2021 maize year.materials and methods : the water food energy nexus index (w f e n i) was used to assess the sustainability of wheat and maize. a simple random sampling method was employed, and 400 wheat and maize farmers were interviewed using a questionnaire. the water – food energy link was analyzed by obtaining input prices through farmer interviews and internet databases.results : the nexus index value was 0. 160 for wheat and 0. 157 for maize. wheat cultivation exhibited less environmental instability compared to maize. the findings indicated that the water and energy productivity for both wheat and maize is very low. wheat production was more profitable than maize production, highlighting that maize production incurs higher environmental and economic costs. among the six indicators investigated, the water consumption index ranked highest, while the energy economic efficiency index ranked lowest. the economic efficiency of water was calculated as 1.86e 05 for wheat and 2.01e 06 for maize. wheat production was found to be more favorable than maize production in terms of performance , renewability , and environmental sustainability , exerting less pressure on the environment. conclusion : the results of this study provide a comprehensive tool for determining appropriate strategies for cultivation patterns and water and energy resource management. by minimizing water and energy consumption and maximizing productivity, the w f e n i index can enhance farm management. this tool can monitor agricultural activities and promote sustainability by considering economic and environmental aspects. adopting a systemic perspective on agricultural inputs can reduce production costs, increase farm level productivity, and strengthen farmers’ livelihoods, recognizing the inherent interrelation of all production factors in the agricultural system.keywords : food security , agroecosystems , cereals , sustainable agriculture .