سمیه میرشکاری
-
هدف از مطالعه حاضر بررسی اثرات بیهوشی با اسانس میخک بر برخی از پارامترهای استرس اکسیداتیو در ماهی قزل آلای رنگین کمان (Oncorhynchus mykiss) بود. در آزمایش اول، زمان های بیهوشی و احیا در ماهیان بیهوش شده با اسانس میخک در غلظت های 10، 25، 50، 75 و 100 ppm تعیین شد. در آزمایش دوم، اثرات استرس اکسیداتیو بیهوشی با اسانس میخک در ساعات صفر و 24 ساعت پس از بیهوشی در ماهیان مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور پس از القای بیهوشی، در ساعات صفر و 24 ساعت پس از بیهوشی نمونه برداری از بافت های (آبشش، مغز کبد، خون و موکوس) 10 ماهی انجام شد. نمونه ها برای ارزیابی میزان فعالیت آنزیم های سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کاتالاز (CAT) و گلوتاتیون پراکسیداز (GPx) بررسی شدند. نتایج نشان داد که بیهوشی با اسانس میخک تغییرات معنی داری در فعالیت آنزیم های SOD و GPx در بافت های مختلف ماهیان ایجاد نکرد. با این حال، در برخی از بافت ها، تغییرات محدودی در غلظت آنزیم CAT در اثر بیهوشی بوجود آمد. بر این اساس غلظت 50 ppm اسانس میخک را می توان به عنوان یک داوری بیهوشی مناسب از نظر عدم ایجاد استرس اکسیداتیو در ماهی قزل آلای رنگین کمان معرفی کرد. با توجه به اینکه تغییرات در غلظت آنزیم های SOD، GPx و CAT در موکوس و خون عمدتا با تغییرات در سایر بافت های ماهی (مغز، کبد و آبشش) همراستا بود، می توان نمونه گیری غیرتهاجمی (استفاده از خون و موکوس) را برای ارزیابی استرس اکسیداتیو در مطالعات بیهوشی ماهیان پیشنهاد کرد.کلید واژگان: Oncorhynchus Mykiss، آنزیم های آنتی اکسیدانی، Eugenia Cairyophillata، بیهوشیThe use of anesthesia is a common practice in aquaculture to sedate fish and mitigate handling stress. Although the employ of anesthesia is considered beneficial for fish, as it reduces stress and improves welfare, at the same time it may induce hazardous side-effects. The aim of the present study was to investigate anesthesia by clove (Eugenia cairyophillata) essential oil on oxidative stress parameters in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). In the first experiment, times of sedation, loss of equiblarium, induction, return of equiblarium and recovery from anesthesia were determined in the fish anesthetized with clove essential oil at the concentrations of 10, 25, 50, 75, 100 and ppm. In the second experiment, oxidative stress effects of clove essential oil were investigated in the fish after at 0 and 24 h after induction anesthesia. After induction of anesthesia, sampling of tissues (gill, brain, liver, blood and mucus) of 10 fish was done at 0 (10 minutes after anesthesia) and 24 hours after anesthesia. The samples were analyzed to evaluate the enzyme activity of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPx). The results showed that anesthesia with clove essential oil did not cause significant changes in the activity of SOD and GPx enzymes in different tissues of fish. However, in some tissues, there were limited changes in the concentration of CAT enzyme due to anesthesia. Based on this, the concentration of 50 ppm of clove essential oil can be introduced as a suitable anesthetic in terms of not inducing oxidative stress in rainbow salmon. Considering that the changes in the concentrations of SOD, GPx and CAT in mucus and blood were mainly in line with the changes in other fish tissues (brain, liver and gills), non-invasive sampling (sampling of blood and mucus tissues) can be suggested to evaluate oxidative stress in fish anesthesia studies.Keywords: Oncorhynchus Mykiss, Antioxidant Enzymes, Eugenia Cairyophillata, Anesthesia
-
اهداف کشت های جالیزی در ثبات و تعادل اکوسیستم زراعی منطقه سیستان نقش به سزایی دارد. با عنایت به اهمیت غذایی، اقتصادی و اشتغالزایی بررسی این بوم نظامها حائز اهمیت میباشد.مواد و روشها: در این مطالعه، پنج نظام تولید محصولات جالیزی شامل قندک، سفیدک، پشمک، هندوانه و خربزه در سطح منطقه سیستان، با استفاده از شاخصهای امرژی و اقتصادی، ارزیابی شد. اطلاعات این پژوهش با استفاده از پرسشنامه و اندازهگیریهای میدانی از 45 مزرعه برای قندک، 53 مزرعه برای سفیدک، 37 مزرعه برای پشمک، 60 مزرعه برای هندوانه و 82 مزرعه برای خربزه جمعآوری شد.یافتهها: کل انرژی حمایت کننده نظامهای تولید قندک، سفیدک، پشمک، هندوانه و خربزه به ترتیب 1016×83/5، 1016×56/5، 1016×45/3، 1016×48/6 و 1016×83/5 امژول خورشیدی در هکتار در سال تخمین زده شد. در مطالعه حاضر درصد تجدیدپذیری امرژی (R%) نظام های تولید قندک، سفیدک، پشمک، هندوانه و خربزه به ترتیب 40/3، 57/3، 21/5، 06/3 و 40/3 درصد محاسبه شد. بزرگتر بودن R% در نظام تولید پشمک نسبت به سایر نظامها به دلیل سهم زیاد استفاده از کود آلی میباشد. در این مطالعه کمترین میزان تجدیدپذیری محیطی بین پنج نظام، مربوط به نظام هندوانه بود که نشان میدهد در این نظام درصد بالایی از امرژی مورداستفاده به منابع تجدیدناپذیر محیطی وابسته است.نتیجهگیری: پایداری اکولوژیکی نظام تولید هندوانه بیشتر از سایر نظامهای موردمطالعه میباشد، همچنین ارزیابیهای انجام شده بر اساس محاسبه 13 شاخص امرژی و اقتصادی حاکی از آن است که جلوگیری از فرسایش و کاهش کاربرد کودهای شیمیایی میتواند در پایداری اکولوژیکی این نظامها موثر باشد.
کلید واژگان: تحلیل تلفیقی، سیستان، ارزیابی پایداری، بهرهوری استفاده از منابع، سود، نظام تولیدKitchen garden crops are really important in the stability and balance of the agricultural ecosystem of the Sistan region. Regarding the significance of food, economy, and job creation, it is vital to study these ecosystems.five production systems of kitchen garden products, including gandak, sefidak, pashmak, watermelon, and melon, were evaluated in the Sistan region, using emergy and economic indicators. The research data was collected via questionnaires and field measurements from 45farms for gandak, 53farms for sefidak, 37farms for pashmak, 60farms for watermelon, and 82 farms for melon.The total supporting emergy of gandak, sefidak, pashmak, watermelon, and melon production systems were estimated as 5.83×1016, 5.56×1016, 3.45×1016, 6.48×1016, and 5.83×1016 MJ of solar emergy per hectare per year, respectively. the emergy renewability percentage (R%) of the gandak, sefidak, pashmak, watermelon, and melon production systems was calculated as 3.40, 3.57, 5.21, 3.06, and 3.40%, respectively. The higher R% in the pashmak production system compared to other systems is related to the large share of organic fertilizer use. The lowest amount of environmental renewability among the five systems was related to the watermelon system, which shows that in this system, a high percentage of emergy used is dependent on non-renewable environmental resources.The ecological sustainability of the watermelon production system is more than the other studied systems, and the assessments based on the calculation of 13 emergy and economic indicators designate that stopping erosion and reducing the use of chemical fertilizers can be effective in the ecological stability of these systems.
Keywords: Integrated Analysis, Sistan, Sustainability Assessment, Resource Use Efficiency, Profit, Production System -
پژوهش حاضر با هدف برآورد خسارات اقتصادی اثرات گرد و غبار بر ذینفعان تالاب هامون صورت پذیرفت. جامعه آماری این پژوهش کلیه ذینفعان تالاب (صیادان، قایق داران، کشاورزان بستر تالاب و عشایر) و ساکنین منطقه سیستان میباشد که تعداد 292 نفر بصورت تصادفی از بین آن ها جهت مصاحبه انتخاب گردیدند. داده های پژوهش با استفاده از پرسشنامه های طراحی شده که برای هر بخش به صورت مجزا تهیه شده بود، جمع آوری گردیدند. مصاحبه از بهره برداران به صورت حضوری و در قسمت های مختلف تالاب صورت پذیرفت. برای محاسبه متوسط تمایل به پرداخت بهره برداران تالاب هامون از روش تمایل به پرداخت استفاده شده است و از آن برای محاسبه مقدار انتظاری تمایل به پرداخت به وسیله انتگرال گیری عددی در محدوده صفر تا پیشنهاد ماکزیمم استفاده گردید. جهت تجزیه و تحلیل متغیرها و محاسبات ریاضی از نرم افزارهای Excel و برای تخمین پارامترهای الگوی لاجیت از نرم افزار SPSS استفاده شد. پس از تخمین پارامترهای مدل لاجیت با استفاده از روش حداکثر درستنمایی میزان ارزش مورد انتظار WTP متوسط خسارت گرد و غبار به بهره برداران11237600 ریال در هر سال به دست آمده است. با توجه به جمعیت کل بهره برداران (11172 نفر) تالاب هامون ارزش کل خسارت گرد و غبار 125546467200 ریال در سال است. متوسط مبلغ تمایل به پرداخت بهره برداران286950 ریال در هرسال به دست آمده است، با توجه به جمعیت کل بهره برداران و گردشگران تالاب هامون، ارزش کل مبلغ پیشنهادی جهت احیای تالاب هامون 45354350800 ریال در سال است، که می توان ازآن جهت حفظ و احیای منابع طبیعی و یا سرمایه گذاری برای ارزش های مستقیم تالاب در خصوص گردشگری و... استفاده نمود. ازآنجایی که خشک سالی های اخیر در منطقه سیستان، حیات تالاب هامون را بخطر انداخته و منجر شده تا اشتغال بخش اعظمی از ساکنین مناطق روستایی که از این طریق امرار معاش می نمودند، به خطر بیوفتد، نیازمند تدوین استراتژی های موثر جهت استقرار صنایع غیر کشاورزی جهت ایجاد اشتغال ساکنین منطقه می باشیم.
کلید واژگان: خسارات اقتصادی، اثرات گرد و غبار، تالاب هامون، تمایل به پرداختDust is a disastrous weather problem that can cause serious environmental hazards and adverse consequences on agriculture, industry and people's daily life. The intensity of these winds is such that by creating the concentration of dust in the sky and the influx of quicksands on the surface of the earth, they deprive people of any activity and create disturbances in the general situation. To the extent that these strong winds today have covered the fields that were used as wheat storage for several millennia with sand dunes, and the drought has progressed to the extent that it has completely dried up an area of 4,000 square kilometers. Successive droughts caused the Hamon wetland to dry up and the bed of that spring became dusty. As a result of the 120-day winds of Sistan, fine dust particles spread for kilometers and create a basic problem for the residents of Sistan in Iran and parts of Afghanistan. The amount of water that enters the wetland through the Hirmand River every year, if it is spread on its bed, it can stabilize the soil particles to some extent and cause plants to grow in the Hamon bed, which is very effective in stabilizing the soil and preventing the spread of dust. However, the spread of floods in the Hamon bed is in conflict with the interests of some wetland beneficiaries such as nomads, fishermen, boatmen and farmers of the Hamon bed. Their interests will be secured if the small amount of water entered into the wetland is concentrated in some places and not spread over a wide area. for this reason The movement of quicksand caused by sandstorms in Sistan region irreparable damage to the economic life of cities and especially villages, including communication roads, agricultural fields, aqueducts and irrigation canals and houses. Therefore, the current research was conducted with the aim of estimating the economic losses of the effects of dust on the beneficiaries of the Hamon wetland.
MethodologyThe statistical population of this research is all the beneficiaries of the wetland (fishermen, boatmen, farmers of the wetland bed and nomads) and residents of Sistan region, of which 292 people were randomly selected. In this research, two library-documentary and field methods were used to collect information. To determine the model to measure the willingness to pay, it is assumed that the person accepts the proposed cost for the green and prosperous Hamon wetland based on maximizing his utility under conditions or rejects the proposed cost. The dual questionnaire form in cv survey has a dependent variable with a double choice, which requires a selective qualitative model. Usually, logit and probit models are used for qualitative selection methods, due to the abundant and common use of logit model in calculation, this model was used in this research. The average method of partial willingness to pay is better for calculating the amount of willingness to pay because this method preserves the stability and consistency of the limits with the theory, statistical efficiency and the ability to accumulate; Therefore, the average willingness to pay was used in this research. The parameters of the logit model are estimated using the maximum likelihood method, which is the only technique for estimating the logit model (Hanemann, 1984). Then, the expected value of the willingness to pay is calculated by numerical integration in the range of zero to the highest offer (A) in the form of the following equation. Research data was collected using designed questionnaires that were prepared separately for each department. Users were interviewed in person and in different parts of the lagoon. The willingness to pay method was used to calculate the average willingness to pay of Hamon lagoon users and it was used to calculate the expected value of willingness to pay by numerical integration in the range of zero to the maximum offer. Also, Excel software was used to analyze the variables and mathematical calculations, and SPSS software was used to estimate the parameters of the logit model.
ResultsThe results of surveying the education level of the respondents showed that 28.1% of people had less than middle school literacy and 20.5% of them were illiterate. Examining the results of people's income status showed that 49.3 percent of users had monthly income between 1-3 million tomans, 26 percent of them had income less than 1 million tomans. The values of Cox and Nel and Nigel Kirk statistics are equal to 0.095 and 0.133, which means that six independent variables (gender, income, education, number of children and occupation) have been able to account for between 10 and 13 percent of the changes in the damage variable Explain the cause of dust. After estimating the parameters of the logit model using the maximum likelihood method, by means of numerical integration in the range of zero to the maximum damage amount (15000000 Rials), the expected value of WTP was calculated, and the average dust damage to the users was 11237600 Rials per year. According to the total population of users (11172 people) of Hamon lagoon, the total value of dust damage to users is 125546467200 rials per year. The average amount of users' willingness to pay is 286,950 rials per year. Considering the total population of users and tourists of Hamon Wetland, the total value of the proposed amount for the restoration of Hamon Wetland is 45,354,350,800 Rials per year, which can be used to preserve and restore natural resources or to invest in the direct values of the wetland in terms of tourism, etc. .
ConclusionSince the recent droughts in the Sistan region have endangered the life of the Hamoun wetland and led to the employment of a large part of the residents of rural areas who used to earn a living in this way, it is necessary to develop effective strategies for the establishment of non-agricultural industries in order to create employment. We are the residents of the region that if this is not fulfilled, we will witness the depopulation of a huge part of the rural and border areas in the Sistan region.
Keywords: Economic Losses, Effects of dust, Hamoon wetlands, Willingness to pay -
سابقه و هدف
آب به عنوان یکی از مهمترین نهادههای تولیدات محصولات کشاورزی جایگاه مهمی در توسعه پایدار بخش کشاورزی و توسعه اقتصادی سایر بخش ها دارد. کمبود آب یکی از مشکلات اصلی بیشتر کشورهای جهان است. تعیین الگوی کشت بهینه محصولات کشاورزی و برنامهریزی تخصیص آبیاری در شرایط کم آبی حاکم بر حوضه های آبریز کشور از اهمیت بسزایی برخوردار است. هدف از این مطالعه بهینه سازی تخصیص آب و تعیین الگوی کشت بهینه محصولات کشاورزی در پنج شهرستان منطقه سیستان طی سناریوهای مختلف مدیریتی است.
مواد و روشها:
در این مطالعه برای مواجهه با شرایط مختلف آبی، با استفاده از یک رویکرد برنامهریزی دو سطحی و چارچوب بازی استاکلبرگ و استفاده از الگوریتم ژنتیک مدلی جهت بهینه سازی تخصیص آب بین مناطق تحت آبیاری و محصولات زراعی و همچنین تعیین سطح زیر کشت بهینه برای محصولات زراعی در 5 شهرستان منطقه سیستان (شامل هامون، هیرمند، زهک، نیمروز و زابل) توسعه داده شد. محصولات منتخب شامل گندم، جو، پیاز، خربزه، هندوانه و یونجه میباشد. مسیله در قالب نه سناریو شامل سه سناریوی راندمان آبیاری، سه سناریو شرایط اقلیمی و سه سناریو شرایط کمآبیاری اجرا و با سناریو پایه مقایسه شد.
یافته ها:
در بین محصولات مورد بررسی بیشترین آب به محصول خربزه به دلیل نیاز آبی کم و ارزش اقتصادی بالا نسبت به سایر محصولات و کمترین آب به محصول یونجه به دلیل نیاز آبی بالا تخصیص داده شد. همچنین محصول خربزه با 5/13503 هکتار بیشترین سطح زیرکشت و یونجه با 85/4 هکتار کمترین سطح زیرکشت را در مجموع پنج شهرستان به خود اختصاص دادهاند. کل سطح زیرکشت به دست آمده توسط مدل 32/18240 هکتار است. مقدار ضریب جینی 0053/0 به دست آمد که مقداری کوچک و نزدیک صفر است و نشان میدهد تخصیص آب بین مناطق عادلانه بوده است. مقدار سود کل به دست آمده در حالت سناریو پایه 1013×06/5 ریال است که با اعمال سناریوهای راندمان آبیاری 50 و 70 درصد میزان سود به ترتیب 12 و 34 درصد و سطح زیر کشت 27 و 47 درصد نسبت به حالت پایه افزایش یافته است. و در شرایط اقلیمی نرمال و ترسالی نیز میزان سود کل به ترتیب 28 و 54 درصد و سطح زیر کشت 40 و 65 درصد نسبت به حالت پایه افزایش یافته است. اعمال سناریو کمآبیاری میزان سود را نسبت به حالت پایه کاهش داد اما کاهش سود با صرفه جویی حجم زیادی از آب آبیاری همراه است و این حجم آب ذخیره شده منجر به افزایش سطح زیر کشت محصولاتی که صرفه اقتصادی بالاتری دارند، شده است بنابراین با اعمال سناریوهای مختلف، الگوی کشت به سمت محصولاتی با نیاز آبی کمتر و ارزش اقتصادی بیشتر متمایل می شود.
نتیجه گیری:
بر اساس نتایج به دست آمده مشاهده شد محصولاتی که دارای ارزش اقتصادی بالاتر و نیاز آبی کمتر بودند آب بیشتری به آن ها تخصیص داده شده است بنابراین محصولات زراعی که نسبت به آب مصرفی سود کمتری را حاصل می کنند و همچنین محصولاتی که دارای نیاز آبی بالایی هستند از الگوی کشت حذف و محصولات باصرفه اقتصادی بالاتر و نیاز آبی کمتر در الگوی کشت جایگزین شدهاند که این میتواند راهکار مناسبی برای مواجهه با شرایط کمبود آب باشد. افزایش راندمان آبیاری باعث افزایش سود کل شده است لذا صرفهجویی در مقدار آب مصرفی گیاهان از طریق بهبود تکنولوژی آبیاری و افزایش راندمان آبیاری توصیه میشود. از مدل پیشنهادی در این مطالعه میتوان به منظور برنامهریزی صحیح و کارآمد برای کشاورزی و مدیریت منابع آب در شرایط مختلف استفاده نمود.
کلید واژگان: بهینه سازی الگوی کشت، تخصیص بهینه آب، بازی استاکلبرگ، الگوریتم ژنتیک، سیستانBackground and objectiveWater is a critical input for agricultural production and plays an important role in the sustainable development of the agricultural sector and the economic development of other sectors. Water shortage is one of the major challenges that most countries in the world are struggling with. The great importance of determining the optimal cropping pattern of crops and irrigation allocation planning in the water shortage conditions prevailing in Iran's watersheds is not hidden from anyone. This study aimed to optimize water allocation and determine the optimal cropping pattern of crops in five cities of the Sistan region under different management scenarios.
Materials and methodsIn this study, a model with a two-level planning approach, the Stackelberg game framework, and a genetic algorithm, was developed to optimize the water allocation between irrigated areas and crops, as well as to determine the optimal cropping area in 5 cities of Sistan region (including Hamon, Hirmand, Zahak, Nimroz and Zabol) to confront different water conditions. Selected products include wheat, barley, onion, melon, watermelon and alfalfa. The problem was solved in the form of nine scenarios, including three scenarios of irrigation efficiency, three scenarios of climatic conditions, and three scenarios of low irrigation conditions, and compared with the baseline scenario.
ResultsFor water allocation among the studied regions in the baseline scenario, the most and least water was allocated to Zahak and Hirmand areas, respectively. Among the studied crops, the most water was allocated to the melon due to its low water requirement and high economic value compared to other crops, and the least amount of water was allocated to the alfalfa due to its high water requirement; also the melon with 13503.5 ha had the highest cropping area and alfalfa with 4.85 ha had the lowest cropping area in a total of five cities. The total cropping area obtained by the model was 18240.32 ha. The value of the Gini coefficient was 0.0053, which is small and close to zero, indicating that the water allocation between the regions was fair. The total interest rate obtained in the baseline scenario was 5.06 ×1013, which by applying irrigation efficiency scenarios of 50 and 70 percent, the amount of profit has increased by 12% and 34%, respectively, and the cultivated area by 27% and 47% compared to the baseline scenario. And in normal and wetyear conditions, the amount of total profit has increased by 28% and 54%, respectively, and the cultivated area by 40% and 65% compared to the baseline scenario. By applying the low irrigation scenario, the interest rate decreases compared to the baseline scenario, associated with the saving of a large volume of irrigation water, which leads to an increase in the cropping area of crops with higher economic efficiency. Therefore, by applying various scenarios, the cropping pattern moves towards crops with less water requirement and higher economic value.
ConclusionAccording to the results, more water has been allocated to crops with higher economic value and less water requirement. Therefore, if crops with less interest rate compared to their water use and crops with high water requirement are removed from the cropping pattern and crops with higher economic efficiency and less water requirement are replaced in the cropping pattern, it can be a good solution to confront water shortage conditions. The increase in irrigation efficiency increased the total interest, thus it is recommended to save water used by plants through the improvement of irrigation technology and increase irrigation efficiency. The proposed model in this study can be employed for correct and efficient planning for agriculture and water resource management in various conditions.
Keywords: Cropping pattern optimization, Optimal allocation water, Game Stackelberg, Genetic Algorithm, Sistan -
نشریه تحقیقات علوم زراعی در مناطق خشک، سال چهارم شماره 2 (پیاپی 8، پاییز و زمستان 1401)، صص 437 -457
کشاورزی نقش اساسی در حمایت از معیشت خانواده و توسعه اقتصاد ملی دارد. شیوه های کشاورزی تا حد زیادی میزان تولید غذا و وضعیت محیط را تعیین می نمایند. رهیافت تحلیل امرژی با کمی سازی جریان های ورودی محیطی و اقتصادی به واحد یکسان امژول خورشیدی توانایی مقایسه جامع نظام های تولیدی مختلف را داراست. در مطالعه حاضر، پایداری بوم شناختی پنج نظام تولید محصولات زراعی گندم، جو، یونجه، هندوانه و خربزه در سطح شهرستان هیرمند، واقع در استان سیستان و بلوچستان، با استفاده از ارزیابی ساختار امرژی و تحلیل شاخص های امرژی بررسی شد. داده های موردنیاز برای این پژوهش توسط پرسش نامه و اندازه گیری های میدانی از سطح نظام های کشاورزی خرده مالکی شهرستان هیرمند در سال 1399 جمع آوری گردید. جریان های رایگان تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر به ترتیب 46/77، 45/87، 64/39، 63/94 و 62/40 درصد از کل امرژی ورودی نظام های تولید گندم، جو، یونجه، هندوانه و خربزه را به خود اختصاص دادند. سهم زیاد نهاده های رایگان داخلی نشان می دهد که غالب مزارع مورد مطالعه، نظام هایی غیر صنعتی هستند که به شیوه نیمه سنتی و کم نهاده مدیریت می شوند. مقادیر محاسبه شده برای شاخص پایداری امرژی (ESI) نشان داد، پایداری بوم شناختی نظام تولید یونجه بیشتر از سایر نظام های مورد مطالعه است. دلیل اصلی پایداری بیشتر این نظام سهم زیاد انرژی ورودی مربوط به نهاده های محیطی رایگان و منابع تجدید پذیر اقتصادی بود. همچنین بالا بودن نسبت عملکرد امرژی، مقدار انرژی صرف شده کمتر در تولید هر واحد خروجی و بهره وری بیشتر کل عوامل تولید حاکی از مزیت نسبی بیشتر نظام تولید یونجه است. درمجموع ارزیابی های انجام شده بر اساس محاسبه شاخص های مبتنی بر امرژی نشان داد در نظام های زراعی غالب شهرستان هیرمند، توجه به راهکارهای عملی در مدیریت جامع بوم نظام تولیدی به ویژه حفاظت از مواد آلی خاک و جلوگیری از فرسایش خاک و تلفات مواد آلی خاک، می تواند در پایداری بوم شناختی این نظام ها تاثیر چشمگیری داشته باشد.
کلید واژگان: تحلیل امرژی، سیستان، کشاورزی پایدار، کمی سازی پایداری، مطالعه میدانیIntroductionAgriculture is crucial for sustaining family livelihoods and advancing the national economy. Food production and environmental conditions are heavily influenced by agricultural practices. By converting environmental and economic input currents to the same unit of solar emjoule (sej), the emergy analysis method can comprehensively compare various production systems. Using the evaluation of the emergy structure and the analysis of emergy-based indicecs, the ecological sustainability of five crop production systems of wheat, barley, alfalfa, watermelon, and melon in Hirmand city, Sistan and Baluchestan province, was investigated in the present study.
Materials and MethodsFace-to-face questionnaires were administered to producers of wheat, barley, alfalfa, watermelon, and melon products in Hirmand city from 18 villages where significant agricultural products were produced in 2020. All information regarding crop inputs and outputs was gathered using two
methodsverbal estimates using a questionnaire; field measurements and authors' observations; and field estimates using a questionnaire. During the same time frame, the information provided by the farm manager and staff was thoroughly evaluated. In this study, Zabol and Zahak meteorological stations provided long-term meteorological data.First, the spatial and temporal boundaries of five systems for emergy analysis were determined, and then the emergy diagram for the studied systems was drawn based on the classification of inputs, renewable or nonrenewable resources, local or imported. Sunlight, wind, chemical energy and geological potential energy of precipitation, river water, and evapotranspiration of renewable water are examples of renewable environmental resources (R). Nonrenewable environmental resources (N), such as soil erosion, soil organic matter losses, groundwater, and evaporation of groundwater; Purchased renewable resources (FR), including 80 percent organic fertilizer, between 15 and 25 percent seed, 10 percent labor, and 7 percent electricity. Purchased nonrenewable resources (FN) consist of agricultural machinery, fossil fuels, fertilizers, and chemical pesticides, 93 percent of electricity, 90 percent of labor, 75 percent to 85 percent of seeds, and 20 percent of organic fertilizer. Next, all input (U) and output (Y) currents, raw data for all production systems were estimated and multiplied in joules, grams, or rials based on Iranian conditions for their unit emergy value.
Results and DiscussionFree renewable and nonrenewable flows made up 46.77, 45.87, 64.39, 63.94, and 62.40 percent, respectively, of the total emergy input flows of wheat, barley, alfalfa, watermelon, and melon production systems. The high proportion of free domestic inputs suggests that the majority of the studied farms are semi-traditional, low-input, non-industrial systems. According to the calculated values of the Emergy Sustainability Index (ESI), the ecological sustainability of the alfalfa production system is greater than that of other studied systems. The greater sustainability of this system was primarily due to the high proportion of emergy input from environmental inputs and economic renewable resources.In addition, the Emergy Yield Ratio (EYR), the amount of energy used to produce each unit of output, and the productivity of all production factors indicate that the alfalfa production system has a greater comparative advantage. According to the Emergy Investment Ratio (EIR) values in the present study, the barley production system had the highest rate of this index, while the alfalfa production system had the lowest rate. In barley and wheat production systems, the highest proportion of total emergy was contributed by chemical fertilizers and labor. Due to the greater use of free renewable environmental inputs, the alfalfa production system had the lowest EIR index value. According to the Emergy index of agricultural product safety (EIPS), the alfalfa production system had the highest level of crop production health, while the watermelon production system had the lowest level. Since the input of chemical fertilizers and herbicides is the most important factor in the EIPS index, the low index of the watermelon production system can be attributed to the high proportion of chemical fertilizers and herbicides in this system.
ConclusionIn general, the evaluations based on the calculation of emergy-based indices revealed that in the dominant agricultural systems of Hirmand city, focusing on practical solutions in comprehensive management of production system, particularly protection of soil organic matter and prevention of erosion and loss of soil organic matter, can sustain these ecosystems and have a dramatic effect. Due to the lack of organic matter in the soils of the study area, the cultivation of perennial, rhizobium- and nitrogen-fixing plants with deep roots, such as alfalfa, improves soil fertility. This stabilizes the production system by enhancing the economic performance of farmers, soil fertility, and structure.
Keywords: Emergy Analysis, field study, Sistan, Sustainability quantification, Sustainable agriculture -
بهره گیری از رویکرد امرژی در برآورد پایداری نظام های گلخانه ای، باعث بکار بردن روش های مدیریتی درست جهت افزایش پایداری تولید در این نظام ها می شود. در این پژوهش، دو نظام تولید خیار و گوجه فرنگی در منطقه سیستان، با به کارگیری شاخص های امرژی، مورد سنجش قرار گرفت. بدین منظور 166 گلخانه خیار و 111 گلخانه گوجه فرنگی در سال زراعی 1400-1401 انتخاب شد. برآیند سنجش 13 شاخص، پایداری نظام تولید خیار را نسبت به نظام گوجه فرنگی نمایان ساخت. بیشترین و کمترین مقدار شاخص ضریب تبدیل (Transformity) در نظام های گوجه فرنگی و خیار، به ترتیب 103×2/77 و 103×2/00 (ام ژول خورشیدی در گرم) بود. خصوصیات فیزیولوژیکی خیار نظیر طول دوره رشد طولانی و بهره مندی بیشتر از انرژی های تجدیدشونده رایگان، تولید بیشتر و استفاده بهینه تر از نیروی کار، موجب پایداری بیشتر این نظام در مقایسه با گوجه فرنگی شد. در نظام تولید گوجه فرنگی سهم بالای منابع تجدیدناپذیر خریداری شده علت کاهش پایداری بود. جهت پایداری بیشتر در نظام های تولید گلخانه ای، لازم است که گیاهانی با ظرفیت بالاتر در استفاده از انرژی های رایگان محیطی را برگزید و استفاده کارآمدتر از نیروی انسانی، استفاده از سازه گلخانه با تکنولوژی هایی در راستای کاهش ورودی و کم کردن سهم جریان های ورودی تجدیدناپذیر خریداری شده را در دستور کار قرار داد.
کلید واژگان: بار زیست محیطی، پایش محیطی، شاخص امرژی، کشاورزی فشرده، نهاده های محیطیTaking the advantage of the emergy approach in estimating the stability of greenhouse systems leads to the use of correct management methods to increase the stability of production in these systems. In this research, two production systems of cucumber and tomato in Sistan region were assessed, using emergy indices. For this purpose, 166 cucumber and 111 tomato greenhouses were selected. The result of measuring 13 indicators showed the relative stability of the cucumber production system to the tomato system. The highest and lowest values of transformity index in tomato and cucumber systems were 2.77×103 and 2.00×103 (solar MJ per gram), respectively. Physiological characteristics of cucumber such as longer growth period and the greater use of free renewable energies, more production and the effective use of labor, made this system more sustainable, compared to the tomato one. In the tomato production system, the high proportion of purchased non-renewable resources was responsible for unsustainability. In order to increase the sustainability in greenhouse production systems, it is necessary to select plants with a higher capacity in using free environmental energies, capability of a more efficient labor use, and to use of greenhouse structures with the technologies aimed at reducing the inputs and the purchased non-renewable inputs.
Keywords: Environmental load, Environmental monitoring, Energy index, Intensive agriculture, Environmental inputs -
استفاده از رهیافت تحلیل امرژی در ارزیابی پایداری نظام های زراعی، منجر به اعمال مدیریت صحیح در راستای افزایش پایداری تولید در این نظام ها می شود. در این مطالعه، شش نظام تولید محصولات زراعی گندم، پیاز، سیر، رازیانه، زیره سبز و سیاه دانه در سطح شهرستان هیرمند، ایران، با استفاده از شاخص های امرژی و اقتصادی از نظر پایداری اکولوژیکی، ارزیابی شد. به این منظور، 117 مزرعه برای گندم، 47 مزرعه برای پیاز، 32 مزرعه برای سیر، 17 مزرعه برای زیره سبز، 12 مزرعه برای رازیانه و هشت مزرعه برای سیاه دانه انتخاب شد. تعداد نمونه های مورد نیاز با استفاده از روش نیمن تعیین شد. داده های موردنیاز برای این مطالعه شامل ورودی ها و خروجی های محیطی و اقتصادی با استفاده از پرسش نامه و اندازه گیری های میدانی جمع آوری شد. نظام های تولید منطقه هیرمند عموما کم نهاده هستند و با اتکای اندک به نهاده های بازاری مدیریت می شوند. در این پژوهش، ساختار امرژی ورودی و شاخص های امرژی برای نظام های مختلف محاسبه شد. کل انرژی حمایت کننده نظام های تولید گندم، پیاز، سیر، رازیانه، زیره سبز و سیاه دانه شهرستان هیرمند به ترتیب 1016×25/3، 1016×37/3، 1016×36/4، 1016×29/2، 1016×84/1 و 1016×82/1 ام ژول خورشیدی در هکتار بود. جریان های محیطی رایگان به ترتیب 27/74، 85/67، 21/52، 16/56، 92/56 و 49/52 درصد از کل انرژی ورودی نظام های تولید گندم، پیاز، سیر، رازیانه، زیره سبز و سیاه دانه را به خود اختصاص دادند. سهم زیاد نهاده های رایگان داخلی نشان می دهد که غالب مزارع مورد مطالعه، نظام هایی غیر صنعتی هستند که به شیوه سنتی و کم نهاده مدریت می شوند. مقادیر محاسبه شده برای شاخص های پایداری استاندارد و اصلاح شده (ESI و ESI*) نشان داد، پایداری اکولوژیکی نظام تولید رازیانه بیشتر از سایر نظام های مطالعه است. دلیل اصلی پایداری بیشتر این نظام سهم زیاد انرژی ورودی مربوط به نهاده های محیطی رایگان و منابع تجدید پذیر اقتصادی بود. همچنین بالا بودن کسر مبادله امرژی (EER)، پایداری زیست محیطی منتج از تاثیر بازار، مقدار انرژی صرف شده کمتر در تولید هر واحد خروجی و بهره وری بیشتر کل عوامل تولید حاکی از مزیت نسبی بیشتر نظام تولید رازیانه است. در مجموع، ارزیابی های انجام شده بر اساس محاسبه 14 شاخص امرژی و اقتصادی نشان داد که در نظام های زراعی غالب شهرستان هیرمند، توجه به راهکارهای عملی در مدیریت جامع بوم نظام تولیدی به ویژه حفاظت از مواد آلی خاک و جلوگیری از فرسایش خاک می تواند در پایداری اکولوژیکی این نظام ها تاثیر چشمگیری داشته باشد.
کلید واژگان: بار زیست محیطی، تحلیل تلفیقی، سیستان، کشاورزی فشرده، کمی کردن پایداریAgroecology journal, Volume:13 Issue: 3, 2021, PP 539 -561IntroductionNatural scientists and agricultural experts are aimed to provide the right methods of ecosystem design in order to promoting the health of natural systems, optimizing input consumption, enhancing production per unit input consumption, improving economic efficiency and increasing ecological sustainability. To achieve these goals, it is necessary to assess the sustainability of the agroecosystem to identify challenges and strengths. Quantification of sustainability leads to an increase in awareness of the state of the system, which is of particular importance in making the right decisions and managing them. Emergy is a thermodynamic tool for assessing the sustainability of biological and agricultural systems. By evaluating and comparing the sustainability of production systems in this way, human activity in the ecosystem is translated into the language of thermodynamics. Over the past three decades, emergy as a powerful tool has been prove to examine the overall performance and sustainability of the different production systems. The use of emergy analysis approach in assessing the sustainability of crop systems, leads to the application of proper management to increase the sustainability of production in these systems. In this study, six production systems of wheat, onion, garlic, fennel, cumin and black seed were evaluated in the city of Helmand, Iran, using ecological and economic indicators in terms of ecological sustainability.
Materials and MethodsThis study was conducted in the production systems of wheat, onion, garlic, cumin, fennel, and black seed in Hirmand County in 2019 and 2020. For this purpose, 117 farms were selected for wheat, 47 farms for onions, 32 farms for garlic, 17 farms for cumin, 12 farms for fennel and 8 farms for black seed. Information on inputs and outputs of crop systems were obtained using the following two methods first, verbal estimates using a questionnaire, and second, field measurements and researchers' observations. In this study, free renewable and non-renewable environmental inputs and non-free inputs for two systems were determined in terms of the same unit of solar emjoule (sej). To analyze production systems and calculate the indices, inputs were categorized into four types; free renewable environmental inputs (R), free non-renewable environmental inputs (N), free renewable inputs (FR) and non-free non-renewable inputs (FN). The emergy-based indices calculated in this study were Transformity (Tr), Renewable emergy percentage (%R), Emergy Yield Ratio (EYR), Emergy Investment Ratio (EIR), Emergy Exchange Ratio (EER), Environmental Loading Ratio (ELR), Emergy Sustainability Index (ESI), and Emergy Index of Product Safety (EIPS).
Results and DiscussionTotal emergy supporting for the production systems of wheat, onion, garlic, fennel, cumin and black seed in Hirmand County were 3.25E+16, 3.37E+16, 4.36E+16, 2.29E+16, 1.84E+16, and 1.82E+16 sej ha-1, respectively. Free environmental flows represented 74.27, 67.85, 52.21, 56.16, 56.56 and 52.49% of the total input energy of the production systems of wheat, onion, garlic, fennel, cumin and black seed, respectively. The large share of free internal inputs indicated that most of the studied farms are non-industrial systems that are traditionally managed and low-input. The values calculated for the sustainability indices (ESI and ESI*) showed that the ecological sustainability of the fennel production system is higher than the other systems. The main reason for the greater sustainability of this system was the high share of energy input related to free environmental inputs and economic renewable resources. In addition, high emergy exchange ratio (EER), environmental sustainability resulting from the impact on the market, less emergy expended in the production of each unit of production and higher productivity of all production factors indicated a greater comparative advantage of the fennel production system.
ConclusionOverall, assessments based on the calculation of 14 emergy and economic indicators showed that special attention to practical solutions for the overall management of production ecosystems, in particular the protection of the soil organic matter and preventing soil erosion can increase the ecological sustainability in the main agricultural systems of Hirmand County.
Keywords: Environmental burden, Integrated analysis, Intensive agriculture, Sistan, Sustainability quantification -
سابقه و هدفچای ترش متعلق به خانواده مالواسه، گیاهی یک یا دوساله که برای ساقه، فیبر، کاسبرگ های خوراکی، برگ و دانه های آن کشت می شود و محصول آن به روش های گوناگونی برای مصرف خانگی، دارویی و مصارف صنعتی استفاده می-شود. همچنین به عنوان آنتی باکتریال، ضد قارچ، ماده ی هیپوکلسترولمیک، آنتی اسپاسمودیک و کاهند ی فشارخون استفاده می-شود. افزایش تقاضا برای منابع آب در جهان بخصوص در مناطق خشک و نیمه خشک، سبب شده است کشاورزان از آب های با کیفیت پایین مانند آب زهکشی و آب زیرزمینی شور استفاده کنند. پژوهش حاضر با هدف مطالعه روشی مناسب، جهت استفاده از آب شور زهکش و کود کامل جهت حصول بالاترین عملکرد کاسبرگ صورت گرفت.مواد و روش هااین آزمایش به منظور بررسی عملکرد و اجزای عملکرد چای ترش در سال 1392 در پژوهشکده کشاورزی دانشگاه زابل به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار انجام گرفت. تیمارها شامل سه رژیم آبیاری؛ آبیاری با آب شیرین در تمام طول فصل رشد (شاهد)، آبیاری با زه آب و آب شیرین به صورت یک درمیان و آبیاری با زه آب در تمام مراحل رشد، بعنوان عامل اصلی و محلول پاشی با کود کامل(NATBA-LIB) در سه سطح: عدم محلول پاشی (شاهد)، محلول پاشی با 600 گرم و محلول پاشی با 1200 گرم کود کامل در هکتار، بعنوان عامل فرعی بود. ویژگی های شامل: ارتفاع بوته، قطر ساقه، تعداد شاخه جانبی گل دهنده، وزن هزار دانه، وزن کپسول، وزن تر و خشک بوته، تعداد میوه در بوته، عملکرد کاسبرگ و درصد پروتئین گل مورد بررسی قرار گرفت.یافته هانتایج نشان داد که تیمار آبیاری در سطح یک درصد تاثیر معنی داری بر همه متغیرها بجز ارتفاع بوته، قطر ساقه و وزن هزار دانه داشت. همچنین نتایج نشان داد که بیشترین ارتفاع بوته، قطر ساقه، تعداد شاخه جانبی گل دهنده، وزن هزار دانه، وزن کپسول، وزن تر و خشک بوته، تعداد میوه در بوته و عملکرد کاسبرگ از محلول پاشی 1200 گرم در هکتار کود کامل در هکتار به دست آمد. اثر متقابل آبیاری و محلول پاشی به غیر از ارتفاع بوته، قطر ساقه و وزن هزاردانه بر سایر صفات مورد بررسی معنی دار بود. بیشترین (6/227 کیلوگرم در هکتار) و کمترین (4/69 کیلوگرم در هکتار) عملکرد کاسبرگ به ترتیب از آبیاری با آب شیرین در تمام طول فصل رشد (شاهد) و آبیاری با زه آب حاصل شد. بیشترین تعداد میوه در بوته (59) از کاربرد 1200 گرم در هکتار کود کامل حاصل گردید، هرچند بین شاهد و تیمار 600 گرم درهکتار تفاوت معنی داری وجود نداشت. در تیمار یک درمیان زه آب و آب شیرین، وزن کپسول افزایش 20 درصدی را در مقایسه با کاربرد زه آب نشان داد. بالاترین درصد پروتئین گل (5/22 درصد) از تیمار آبیاری یک درمیان آب شیرین و زه آب و کاربرد 600 گرم در هکتار کود کامل به دست آمد.نتیجه گیرینتایج نشان داد بیشترین عملکرد کاسبرگ این گیاه مربوط به تیمار آبیاری با آب شیرین بود. بنابراین، به منظور دستیابی به ویژگی های کمی و کیفی مطلوب در چای ترش، استفاده از تیمار آبیاری با آب شیرین در تمام مراحل رشد و کود کامل توصیه می شود. در شرایطی که آب شیرین به اندازه کافی در تمام طول فصل کشت تامین نگردد و یا تامین آن از نظر اقتصادی با توجه به افزایش هزینه و محدودیت منابع آب تجدید پذیر توجیه پذیر نباشد بهترین روش استفاده چرخشی آب شیرین و زه آب با کاربرد کود کامل بود.کلید واژگان: تعداد میوه، شوری، چای ترش، زه آب، کود کاملBackground And ObjectivesRoselle belongs to the malvaceae family, is an annual or biennial plant cultivated for its stem, fiber, edible calyces, leaves and seeds. The crop is used in a variety of ways for home consumption, medicinal and industrial uses. Also used for its antibacterial, antifungal, hypocholesterolemic, antispasmodic and antihypertensive actions. Increasing demand for water resources, particularly in arid and semi-arid in the world, has led farmers use the poor quality water, such as drainage water and saline groundwater. The present investigation aims to study the in an appropriate manner, the use of saline drainage water and complete fertilizer to achieve the highest calyx yield.Materials And MethodsThis experiment was conducted to evaluate the yield and yield components of roselle in 2014 at the Agricultural research Institute of Zabol University in a complete randomized block in split-plot design with three replications. Treatments included three levels of irrigation namely, irrigation with fresh water at all stages of grows (control), irrigation with drainage water and fresh water alternately and irrigation with drainage water for all growing stages, as main plot and spraying with three levels of complete fertilizer (NATBA-LIB): non-spraying (control), spraying with 600 gr and spraying with 1200 gr of complete fertilizer per hectare, as subplots. Characteristics plant height, stem diameter, number of fruiting branches, thousand seed weight, capsules weight, plant fresh and dry weight, number of fruit in plant, calyx yield and flower protein percentage were evaluated.ResultsThe results showed that the irrigation treatment was significant effect at 1% probability level in all variables except plant height, stem diameter, thousandseed weight. Also the highest plant height, stem diameter, number of fruiting branches, thousand seed weight, capsules weight, plant fresh and dry weight, number of fruit in plant, calyx yield were obtained from 1200 gr.ha-1 of complete fertilizer spraying. There were significant affect by interaction irrigation and spraying in other variables except plant height, stem diameter and thousand seed weight. The highest (227.6 kg.ha-1) and the lowest (69 kg.ha-1) calyx yield was produced under the traits irrigation with fresh water at all stages of grows (control) and irrigation with drainage water for all growing stages respectively. The highest of fruit number in plant (59) was obtained from 1200 gr.ha-1 of complete fertilizer application, although not significant differences between control and 600 gr.ha-1 treatments. In drainage and fresh water alternately treatment the weight of the capsule showed 20% increase compared with drainage water application. The highest flower protein percentage (22.5%) was obtained from 600 gr.ha-1 of complete fertilizer application and irrigation with drainage and fresh water alternately treatments.ConclusionThe results showed that the highest of calyx yield on this plant was related from irrigation with fresh water treatment. Therefore, in order to achieve the desired quantitative and qualitative characteristics in roselle, using the treated irrigation with fresh water at all stages of grows and complete fertilizer has recommended. The best method was used irrigation with drainage water and fresh water alternately method dual with complete fertilizers If hadnt enough fresh water for all stage grows or may not be any more economically feasible and recommendable due to the increasing cost and limitation of renewable water resources.Keywords: Complete fertilizer, Drainage water, Number of fruit, Roselle, Salinity
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.