تجزیه ‌و تحلیل شاخص‌های انرژی و اثرات زیست‌محیطی تولید گرمک دیم با رویکرد ارزیابی چرخه زندگی (مطالعه موردی: ایلام)

هدف از این مطالعه، ارزیابی نظام تولید گرمک دیم از نظر شاخص‌های انرژی و آلاینده‌های زیست‌محیطی با رویکرد ارزیابی چرخه زندگی بود. داده‌های مورد نیاز برای این مطالعه از طریق تکمیل پرسشنامه و مصاحبه‌ی حضوری با 64 تولیدکننده‌ی محصول گرمک دیم در شهرستان ایوان غرب واقع در استان ایلام به‌دست آمد. نتایج نشان داد کل انرژی ورودی و خروجی در تولید گرمک دیم به‌ترتیب برابر با 39021.59 و 39190.43 مگاژول بر هکتار بوده و سوخت دیزل، ماشین‌های کشاورزی و کود نیتروژن به‌ترتیب با سهم 51، 24 و 14 درصد، پرمصرف‌ترین نهاده‌های انرژی بودند. سهم انرژی مستقیم، غیرمستقیم، تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر به‌ترتیب برابر با 57%، 43%، 7% و 93% درصد بود. شاخص کارایی انرژی و افزوده خالص انرژی در این مطالعه به‌ترتیب مقدار 1.004 و 84/ 168 مگاژول بر هکتار به‌دست آمد. همچنین نتایج حاصل از اثرات زیست‌محیطی که در گروه‌های اثر (تخلیه مواد غیر آلی، اسیدی شدن، اختناق دریاچه‌ای، پتانسیل گرمایش جهانی، نقصان لایه‌ی ازن، مسمومیت انسان‌ها، مسمومیت آب‌های سطحی، مسمومیت آب‌های آزاد، مسمومیت خاک و اکسیداسیون فتوشیمیایی) نشان داد که سوخت دیزل، کود نیتروژن و ماشین‌های کشاورزی بیشترین تاثیر را از بین نهاده‌های ورودی داشته‌اند. از بین گروه‌های اثر، مسمومیت آب‌های آزاد بیشترین بار زیست‌محیطی را در تولید محصول مورد مطالعه دارد. نتایج شاخص بوم شناخت (ecox) گرمک دیم تولید شده برابر با 0.23 ecox به ازای یک تن گرمک تولیدی محاسبه گردید. مدیریت صحیح استفاده از ماشین‌های کشاورزی، تجهیز مزارع با ماشین‌های مناسب و جدید و عدم استفاده از تراکتور و ادوات فرسوده می‌تواند انرژی مصرفی و آلاینده‌های زیست‌محیطی ناشی از تولید را به حداقل برساند. استفاده‌ی کمتر از کودهای شیمیایی (به‌خصوص نیتروژن) و جایگزینی آن با کودهای اکولوژیک نیز می‌تواند در این امر تاثیرگذار باشد.

Analysis of Energy Indicators and Environmental Impacts of Dryland Cantaloupe Production with Life Cycle Assessment Approach (Case Study: Ilam)

IntroductionCantaloupe is a oneyearold herb of gourds and edible fruit with very good properties. Cantaloupe is one of the best sources of vitamin A and is rich in beta carotene, which is converted into vitamin A in the body. In addition, it contains other useful nutrients such as potassium, steel, fiber, magnesium, iodine and vitamins B5, B3, B6 and B1. Life cycle assessment in recent years has become an appropriate tool for assessing environmental impacts in agricultural and food industries. The purpose of this study was to evaluate the life cycle assessment of this horticultural crop in terms of energy consumption and the environmental impacts in the city of Iwan West, Ilam province.Materials and MethodsThe data were collected from dryland cantaloupe producers in the city of Iwan West, Ilam province using questionnaires and interviews were collected from farmers. In this study, four important energy indices were energy use efficiency (EUE), energy productivity (EP), specific energy (SE), and net energy gain (NEG). Environmental impacts on dryland cantaloupe production were evaluated using a life cycle assessment approach and the obtained indexes were calculated using the CML 2 baseline 2000 model. Ecoinvent databases were used to access needed information and data analysis was done with Simapro software. In a life cycle assessment project, all production processes of a product from the stage of extraction of materials to disposal of the remaining waste from the product are reviewed and the results of the reduction of environmental degradation are applied. Each life cycle assessment project has four essential steps including, goal and scope definition, life cycle inventory, environmental impact assessment, and interpretation.Results and DiscussionInput and output energy analysis in dryland cantaloupe productionThe total input and output energies for dryland cantaloupe were calculated to be 39021.59 and 39190.43 MJ ha1, respectively. Diesel fuel, agricultural machinery and nitrogen fertilizers were the most widely used energy inputs with 51%, 24%, and 14%, respectively. Energy use efficiency for dryland cantaloupe production was calculated at 1.004.Analysis of environmental impacts in dryland cantaloupe productionIn this study, the global warming potential per produced product in dryland cantaloupe production was estimated to be equal to 202.45 kgCO2 eq. from among inputs, diesel fuel had the most impact on the effects of abiotic depletion and ozone layer depletion, and in all parts of the effects of agricultural machinery and nitrogen fertilizers, the largest share of pollutants was allocated. The results of normalization showed that the effect of marine aquatic ecotoxicity and freshwater aquatic has the highest environmental burden on dryland cantaloupe production.ConclusionsThe results of energy analysis showed that the total energy inputs were equal to 39021.59 MJ ha1. Among inputs of diesel fuel, agricultural machinery, and nitrogen fertilizer were the most consumed energy inputs. The energy use efficiency index and the net energy in this study were 1.004 and 168.84 MJ ha1, respectively. The results of environmental impacts had shown that diesel fuel, nitrogen fertilizer, and agricultural machinery had been most affected. It is recommended that proper management of agricultural machinery, equipping fields with new and suitable machines and avoiding the use of tractors and wornout tools should be put in order to minimize the energy consumption and environmental pollutants generated by the production. Less use of chemical fertilizers (especially nitrogen) and its replacement with organic fertilizers can also be affected.