به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

اسماعیل سیدآبادی

  • نرگس پردل، محمدرضا اصغری پور*، اسماعیل سیدآبادی

    به منظور ارزیابی سلامت اکولوژیکی و بهره وری استفاده از نهاده ها در تولید گیاهان روغنی سیستان تولید سه محصول روغنی با اهمیت منطقه شامل کلزا (Brassica napus L.)، گلرنگ (Carthamus tinctorius L.) و کنجد (Sesamum indicum L.) با استفاده از تکنیک های تحلیل امرژی و اقتصادی مورد بررسی قرار گرفت. اطلاعات این پژوهش توسط پرسش‎نامه و مصاحبه چهره به چهره با مالکین نظام های خرده مالکی برای تعیین میزان مصرف نهاده ها و میزان عملکرد آن ها گرد‎آوری شد. امرژی کل حمایت کننده نظام های تولید کلزا، گلرنگ و کنجد سیستان به ترتیب 1016×28/7، 1016 ×75/4 و 1016×55/3 ام ژول خورشیدی در هکتار در سال به دست آمد. بالاترین سهم از ورودی امرژی کل در هر سه نظام مورد مطالعه به ورودی های تجدیدناپذیر محیطی مربوط بود که سهم آن برای نظام های تولید کلزا 42/83 درصد، گلرنگ 11/80 درصد و کنجد 41/84 درصد به دست آمد. مقادیر شاخص های امرژی، پایداری زیست محیطی (ESI و ESI*)، درصد تجدیدپذیری (%R)، بار زیست محیطی (ELR وELR*) و نسبت سرمایه گذاری اصلاح شده (EIR*) در نظام گلرنگ حاکی از پایداری بیش تر این نظام می باشد. دلیل اصلی سلامت کم تر نظام های کلزا و کنجد براساس شاخص های امرژی، سهم زیاد امرژی ورودی مربوط به تلفات ماده آلی و فرسایش خاک که در دسته منابع تجدیدناپذیر محیطی قرار دارند، بود. تحلیل اقتصادی نشان دهنده نسبت سود به هزینه و سود خالص بالاتر نظام تولید کنجد نسبت به دو نظام گلرنگ و کلزا بود. نتایج این مطالعه نشان داد که توجه به راهکارهای عملی در مدیریت جامع بوم نظام تولیدی به ویژه حفاظت از مواد آلی خاک و جلوگیری از فرسایش، می تواند در سلامت اکولوژیکی آن ها تاثیر چشم گیری داشته باشد.

    کلید واژگان: بار محیط زیستی, تحلیل اقتصادی, تحلیل سودآوری, کلزا, منابع تجدیدپذیر, ورودی های محیط زیستی
    Narges Pordel, Mohammadreza Asgharipour *, Esmaeel Seyedabadi
    Introduction

    The application of various inputs, such as pesticides and chemical fertilizers, has been one of the most significant factors negatively impacting the sustainability of agricultural systems. To accurately assess the value of agricultural ecosystem services, both the positive and negative aspects of agricultural systems must be taken into account. In the past three decades, the emergy analysis has been developed for assessing environmental policies and resource quality based on the dynamics of complex environmental and economic systems. Emergy analysis can be used to evaluate the sustainability of agriculture. By definition, emergy is the amount of direct or indirect solar energy required to produce a good or service. By converting all forms of energy, resources, and services into a single unit, the solar emjoule (sej), emergy analysis can assess the interdependence of economic, social, and environmental factors. The production of three important oil crops of Sistan, including rapeseed, safflower, and sesame, was investigated using emergy and economic analysis techniques to evaluate the ecological health and productivity of the use of inputs in the production of oil crops in Sistan.

    Materials and Methods

    This research was conducted at the level of Sistan's oil plant production systems in the Northern provinces of Sistan and Baluchistan. This research used questionnaires and face-to-face interviews with the owners of small ownership systems to determine the input consumption and performance of these systems. According to their service life, the annual input energy flow in the form of structural facilities, buildings, machinery, and materials used in the systems was calculated. The RUSLE model was used to assess water erosion. Inputs are divided into four categories to analyze production systems: renewable environmental resources (R), non-renewable environmental resources (N), purchased renewable resources (FR), and purchased non-renewable resources (FN). After calculating all input and output flows, the raw data for each of the production systems was multiplied by their unit emergy value in Joules, grams, or Rials, according to Iran's conditions. This study utilized transformity, the renewable emergy ratio (R%), the rmergy yield ratio (EYR), the rmergy investment ratio (EIR), the rnvironmental loading ratio (ELR), the emergy sustainability index (ESI), the emergy exchange ratio (EER), and the emergy index of product safety (EIPS).

    Results and Discussion

    The total supporting emergy for rapeseed, safflower, and sesame production systems was calculated to be 7.28E+16, 4.75E+16, and 3.55E+16 sej.ha-1.yr-1, respectively. In all three studied production systems, wind emergy was the largest source of free environmental input. In all three studied systems, environmental non-renewable inputs accounted for the largest portion of total emergy input, which was 83.42 percent for rapeseed, 80.11 percent for safflower, and 84.4 percent for sesame. The high proportion of nonrenewable inputs in this study for all three production systems demonstrated the vulnerability of Sistan's landscape cultivation systems as a result of the obvious lack of water, severe soil erosion, and contamination of agricultural lands. The total amount of purchased inputs for rapeseed, safflower, and sesame production systems was estimated to be 1.14E+16, 8.78E+15, and 5.40E+15 sej.ha-1.yr-1, respectively. Nitrogen and phosphorus chemical fertilizers comprised the largest proportion of purchased inputs in all three systems.The transformity for rapeseed, safflower, and sesame production systems, respectively, was 3.88E+06, 3.76E+06, and 2.48E+06 sej.J-1. The higher transformability of the rapeseed production system was due to the lower input utilization efficiency of this system compared to the safflower and sesame systems. The values of the saffron system's environmental sustainability indices (ESI and ESI*), renewable energy ratio (%R), environmental loading ratios (ELR and ELR*), and modified investment ratio (EIR*) indicate that this system is more sustainable. The lower health of rapeseed and sesame systems based on emergy indices was primarily due to the large proportion of input emergy related to organic matter losses and soil erosion, which are nonrenewable environmental resources. The economic analysis revealed that the sesame production system generated a higher profit-to-cost ratio and net profit than the safflower and rapeseed systems.

    Conclusion

    This study demonstrated that emphasizing practical solutions in the comprehensive management of production ecosystems, particularly through the protection of soil organic matter and the prevention of erosion, can significantly enhance their ecological health.

    Keywords: Economic Analysis, Environmental Burden, Environmental Inputs, Profitability Analysis, Rapeseed, Renewable Resources
  • سیاوش آریافر، علیرضا سیروس مهر*، عیسی خمری، سید احمد قنبری، اسماعیل سیدآبادی

    پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر کودهای دامی و شیمیایی بر ویژگی‎های خاک و عملکرد دانه آفتابگردان به صورت کرت‎های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 1399-1398 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زابل اجرا شد. عامل اصلی روش‎های خاک ورزی شامل گاوآهن برگردان دار + دیسک، پنجه غازی + دیسک، و دیسک بود. عامل فرعی سطوح کودی شامل عدم مصرف کود، 100 کیلوگرم در هکتار دی آمونیوم فسفات، کود دامی 25 تن در هکتار+دی آمونیوم فسفات 100 کیلوگرم در هکتار، کود دامی 50 تن در هکتار + دی آمونیوم فسفات 100 کیلوگرم در هکتار، کود دامی 25 تن در هکتار، کود دامی 50 تن در هکتار بود. نتایج نشان داد که بیش ترین تخلخل خاک در عمق 20 سانتی متر (82 درصد) با کاربرد دی آمونیوم فسفات 100 کیلوگرم در هکتار در شرایط خاک ورزی پنجه‎غازی + دیسک و در عمق 40 سانتی‎متر (86/8 درصد) با کاربرد 50 تن کود دامی در هکتار در شرایط پنجه غازی + دیسک و بیش ترین وزن هزار دانه (14/2درصد) و عملکرد دانه (84/8 درصد) با کاربرد کود دامی 25 تن در هکتار در شرایط خاک ورزی گاوآهن برگردان‎دار + دیسک بدست آمد. خاک ورزی با دیسک به همراه کود دی آمونیوم فسفات 100 کیلوگرم در هکتار جهت حفظ رطوبت خاک مناسب بود و در این راستا، اگر کاهش مصرف نهاده های شیمیایی مدنظر قرار بگیرد، کاربرد کود دامی 25 تن در هکتار در شرایط خاک ورزی با دیسک برای حفظ رطوبت خاک توصیه می‎شود. هم‎چنین به منظور افزایش عملکرد دانه و وزن هزار دانه می توان کاربرد کود دامی 25 تن در هکتار را در خاک ورزی متداول توصیه کرد.

    کلید واژگان: تخلخل, ساختمان خاک, شخم, کود آلی, وزن هزار دانه
    Siavash Aryafar, Alireza Sirousmehr *, Issa Khammari, Seyed Ahmad Ghanbari, Esmaeel Seyedabadi
    Introduction

    Conventional agriculture is based on two related objectives, namely, to maximize both production and income. Soil as a culture medium and reservoir of mineral elements is the most important factor in plant production. Therefore, tillage operations with a positive effect on biological, physical and chemical properties of soil can have a positive effect on crop production. Conservation tillage saves production time and costs, reduces labor demand, increases production against less input, protects soil and water, reduces erosion, improves soil structure and preserves more organic matter by preserving more crop residues. Proper nutrition of the plant using livestock and chemical fertilizers to increase the quantity and quality of crops is very important. Combined use of chemical and livestock fertilizers could reduce the toxic effects of sodium and chlorine in saline soils. In addition to increasing yield, increase the absorption efficiency of nutrients such as nitrogen, phosphorus and potassium.

    Materials and Methods

      In order to investigate the effect of different tillage systems and the combination of chemical and livestock fertilizers on some properties of sunflower, an experiment was conducted in the form of split plots with a randomized complete block design in three replications at the research farm of University of Zabol in 2019-2020. The main factor of tillage methods included moldboard plow + disc, chisel plow + disc, and disc. Sub-factor of fertilizer levels included non-fertilizer, 100 kg/ha diamonium phosphate, 25 tons/ha manure + 100 kg/ha diamonium phosphate, 50 tons/ha manure + 100 kg/ha diamonium phosphate, 25 tons/ha manure, 50 tons/ha manure. The specifications of the tools used in this research are: Reversible plow with three mounting miners of working type with a working width of 90 cm and a working depth of 30 cm, 9-row gas-claw without spring with mounting type of working width 2 Meters and working depth 20 cm, mounted tandem disk with 14 congressional edge plates in the first row and 12 flat edge plates in the second row with a working width of 3 meters and a working depth of 15 cm. Before starting the experiment, in order to evaluate the physical and chemical properties of the soil of the test site, a number of random soil samples from the depth of 0 to 30 cm were prepared and combined and sent to the soil analysis laboratory of the Faculty of Water and Soil, University of Zabol. Soil properties were transferred.

    Results and Discussion

    The results showed that the highest amount was obtained with the application of 100 kg/ha diamonium phosphate in tillage conditions with chisel plow + disc for soil porosity at a depth of 20 cm (82%), with the application of 50 tons/ha manure in tillage conditions with chisel plow + disc for soil porosity at a depth of 40 cm (86.8%), and with the application of 25 tons/ha manure in tillage conditions with moldboard plow + disc for 1000-seed weight (14.2%) and seed yield (84.8%). and grain yield in sunflower can be increased by improving soil conditions (reducing tillage, especially disc and suitable fertilizer of 50 tons per hectare) and by increasing soil moisture and increasing reservoir strength (1000-seed weight) .

    Conclusion

    According to our finding In this regard, if the reduction of chemical inputs is considered, the application of 25 tons of manure per hectare in disc tillage conditions is recommended to increase crop residues in the soil surface, reduce runoff and maintain soil moisture. Also, in order to increase grain yield and 1000-seed weight, the use of 25 tons of manure per hectare in conventional farming can be recommended.

    Conclusion

    The application of phosphate fertilizer significantly increased the absorption of elements. The application of biofertilizer also significantly increased the concentration of nitrogen, potassium, and phosphorus in bean plants. In general, the results of this study showed that the use of biofertilizer and phosphate fertilizer could reduce the adverse effects of drought stress on bean plants and increase the absorption of elements in bean organs.

    Keywords: Organic Fertilizer, Plowing, Porosity, Seed Thousand Weight, Soil Structure
  • منصور حیدریان، مهدی دهمرده *، محمدرضا اصغری پور، اسماعیل سید آبادی، محمود رمرودی

    در سیستم های کشاورزی سرتاسر جهان، امنیت غذایی و حفظ پایداری در تمام جنبه های اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی مورد توجه است. ارزیابی پروژه های آبیاری، ابزاری موثر برای مدیریت و پیش بینی تاثیرات زیست محیطی می باشد. امروزه چالش کمبود منابع آب ایران به حدی تشدید یافته است که اجرای سیاست های مدیریتی و اصول صحیح بهره وری اجتناب ناپذیر است. در این مطالعه پروژه انتقال آب از چاه نیمه های سیستان با تاکید بر شاخص های اقتصادی و بوم شناختی مورد ارزیابی قرارگرفته است. در این مطالعه توصیفی-تحلیلی، شاخص های اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی نظام های کشاورزی پایدار در منطقه سیستان با استفاده از روش های آماری مناسب مورد ارزیابی قرار گرفتند. داده ها از طریق آمارهای ثبت شده و مصاحبه حضوری با مدیران پروژه آبرسانی جمع آوری شدند. پروژه آبرسانی شامل 16 واحد عمرانی با مساحت های متفاوت بود که یکی از آن ها، واحد عمرانی هامون 3، به عنوان مورد مطالعه انتخاب شد. این واحد عمرانی دارای 16 بخش زیرمجموعه بود که طرح پایلوت شبکه آبیاری با تکنولوژی کم فشار در آن اجرا شده بود. تاثیرات پروژه آبرسانی بر شاخص های اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی با استفاده از آزمون ویلکاکسون مورد تحلیل قرار گرفتند. پس از اجرای پروژه، جمعیت منطقه حدود 30 درصد کاهش داشته که ناشی از کاهش تولید، افزایش مهاجرت و نقص در ایجاد اشتغال پایدارمی باشد. کاهش سطح اراضی زراعی کمتر از 5 درصد بوده در مقابل، سطح اراضی باغی با بهبود دسترسی به آب 15 درصد افزایش یافته است. افزایش 11 درصدی تعداد دام های سنگین و37 درصدی مصرف برق، نشانگر بهبود شرایط زندگی دامداران و تحولات اجتماعی و اقتصادی پس از اجرای طرح است. همچنین هزینه تولید و فروش محصولات زراعی و باغی به دلیل تورم سالانه افزایش یافته است. قیمت فروش محصولات زراعی با افزایش 30 درصدی روبرو بوده اما قیمت فروش محصولات باغی افزایش چشم گیر 230 درصدی داشته با افزایش آفات ناشی از خشک سالی ها، استفاده از سموم 20 درصد نسبت به قبل افزایش یافته، در ارزیابی ها، میزان خسارات وارده بعد از اجرای طرح با 15 درصد افزایش ریالی مواجه بوده این مطالعه نشان می دهد پروژه انتقال آب از چاه نیمه های سیستان تاثیرات مختلفی بر جوانب اقتصادی، اکولوژیکی و اجتماعی منطقه داشته و نیازمند راهکارهایی برای حل چالش ها و تقویت نتایج است.

    کلید واژگان: محیط زیست, چاه نیمه های سیستان, طرح آب رسانی هامون, پایداری اقتصادی و اجتماعی, انتقال آب
    M. Heydarian, M. Dehmardeh *, M. Asgharipour, I. Seyyedabadi, M. Ramezroodi

    In agricultural systems worldwide, food security and sustainability are criticaleconomic, social, and cultural considerations. Accurate assessment of irrigation projects serves as an effective tool for managing and predicting environmental impacts. Today, the challenge of water scarcity in Iran has intensified to the extent that implementing effective management policies and principles of proper productivity is imperative.This study evaluates the water transfer project from the half-wells of Sistan, emphasizing economic and ecological indicators. In this descriptive-analytical study, the economic, social and cultural indicators of sustainable agricultural systems in the Sistan region were evaluated using appropriate statistical methods. The data were collected through registered statistics and face-to-face interviews with the managers of the irrigation project. The irrigation project consisted of 16 civil units with different areas, one of which, Hamoon 3 civil unit, was selected as the case study. This civil unit had 16 sub-sections, where a pilot plan of low-pressure irrigation network was implemented. The effects of the irrigation project on the economic, social and cultural indicators were analyzed using the Wilcoxon test. Following project implementation, the region's population decreased by approximately 30% due to reduced production, increased migration, and shortcomings in establishing sustainable employment. The decrease in agricultural land area was less than 5%, while orchard land area increased by 15% due to improved water access. An 11% increase in the number of livestock and a 37% increase in electricity consumption indicate improved conditions for livestock farmers and socio-economic changes post-project.Moreover, agricultural and orchard product production and sales costs have increased annually due to inflation. The selling price of agricultural products faced a 30% increase, while orchard product prices experienced a substantial 230% surge. With a 20% rise in pesticide use due to drought-induced pests, post-implementation assessments show a 15% increase in monetary losses. This study reveals that the water transfer project from the half-wells of Sistan has diverse effects on the region's economic, ecological, and social aspects, necessitating solutions to address challenges and enhance outcomes.

    Keywords: Environment, Sistan Half-Wells, Hamoun Water Supply Project, Economic, Socialsustainability, Water Transportation
  • فرشاد گلشنی، محمدرضا اصغری پور*، احمد قنبری، اسماعیل سیدآبادی

    تحلیل پایداری بوم نظام های زراعی در تصمیم گیری و مدیریت صحیح آن ها اهمیت دارد. کمی کردن پایداری بوم نظام های زراعی می تواند راهکارهایی در جهت رسیدن به نتایج اقتصادی و محیطی مثبت ارایه نماید. تحقیق حاضر، جهت پایش اکولوژیکی پایداری و بهره وری استفاده از نهاده ها در بوم نظام های تولید گندم، جو و یونجه چندساله بر مبنای رهیافت امرژی، با استفاده از اطلاعات جمع آوری شده از سطح نظام های خرده مالکی روستای بلند، استان سیستان و بلوچستان، ایران در 1398 انجام شد. برای تحلیل نظام های تولید، نهاده ها به چهار دسته تقسیم شدند، نهاده های محیطی تجدیدپذیر (R)، نهاده های محیطی تجدیدناپذیر (N)، نهاده های اقتصادی تجدیدپذیر، و نهاده های غیراقتصادی تجدیدناپذیر (FR & FN). مجموع امرژی پشتیبانی کننده از نظام های تولید گندم (Triticum aestivum)، جو (Hordeum vulgare) و یونجه (Medicago sativa) به ترتیب برابر با 1018×02/3 و 1017×06/7 و 1017×83/5 ام ژول خورشیدی در سال بود. جریان های رایگان تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر به ترتیب 79/50، 89/45 و 29/42 درصد از کل امرژی ورودی نظام های تولید گندم، جو و یونجه را به خود اختصاص دادند. سهم زیاد نهاده های رایگان داخلی نشان می دهد که غالب مزارع مطالعه، نظام هایی غیرصنعتی هستند که به شیوه نیمه سنتی و کم نهاده مدیریت می شوند. مقادیر محاسبه غیربرای شاخص های پایداری (ESI و ESI*) نشان داد، پایداری اکولوژیکی نظام تولید یونجه 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 پایین 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 یونجه است. در مجموع، ارزیابی های انجام غیربر اساس محاسبه شاخص های مبتنی بر امرژی نشان داد، در نظام های زراعی غالب روستا، 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: تحلیل امرژی, تحلیل مبتنی بر ورودی- خروجی, شاخص های مبتنی بر امرژی, فشار زیست محیطی, نهاده های تجدیدپذیر
    Farshad Golshani, MohammadReza Asgharipour *, Ahmad Ghanbari, Esmaeel Seyedabadi
    Introduction

     Sustainability analysis of agricultural ecosystems is important in their decision-making and proper management. Quantifying the sustainability of cropping agroecosystems can provide solutions to achieve positive economic and environmental results. Emergy analysis can be used to determine the degree to which ecological and economic systems are sustainable. By employing this method, we can gain a better understanding of ecological and economic systems and their interactions. Emergy analysis quantifies both environmental and economic costs associated with achieving sustainability, allowing for integrated management of ecological and economic factors. Emergy analysis is currently being used in agriculture to determine the sustainability of various scales of production systems. The present study was conducted to monitor the sustainability and productivity of the use of inputs in wheat, barley and alfalfa production systems using emergetic indicators, using information collected from the smallholder in Boland village, Sistan, Iran during 2019.

    Materials and Methods

     Boland village is located in Teymurabad village, approximately 17 kilometers north of Zabol city in Sistan and Baluchestan province. Boland village's agricultural composition includes wheat, barley, and alfalfa cultivation. 148.9 hectares were designated for wheat cultivation, 50.8 hectares for barley cultivation, and 13.5 hectares for alfalfa cultivation during the study year. The inputs used included environmental renewable and non-renewable resources as well as purchased resources. These data were gathered during the study period using a database of agricultural organizations, verbal estimates, field measurements, and researcher observations. The first step is to analyze the system's boundaries and draw an energy diagram to classify the system's inputs. Emergy analysis's second step is to create emergy evaluation tables. After quantifying each system's input flow in joules, grams, or Rials, the inputs were multiplied by their transformities to obtain the solar emjoule (sej). Specific emergy, unit emergy value, renewable emergy percentage, emergy investment ratio, emergy yield ratio, environmental loading ratio, environmental sustainability index, and emergy exchange ratio were all used in this study.

    Results and Discussion

     Free renewable and non-renewable flows accounted for 50.79%, 45.89% and 42.29% of the total input current of wheat, barley and alfalfa production systems, respectively. The large share of free domestic inputs indicates that the majority of study farms are non-industrial systems that are managed in a semi-traditional, low-input manner. The emergy input of non-renewable environmental resources was 2.73E+17, 6.42E+17, and 4.99E+17 sej/ha in wheat, barley, and alfalfa systems, respectively. Wheat and barley production systems have high emergy flows due to the high loss of soil organic matter and soil erosion in these systems. In wheat, barley, and alfalfa production systems, the highest proportions of purchased exergy resources were associated with animal manure, nitrogen fertilizer, and phosphorus fertilizer, respectively. In wheat, barley, and alfalfa production systems, the unit emergy value was 4.44E+05, 3.80E+05, and 3.64E+05 sej/J, respectively. The higher exergy efficiency of alfalfa production systems compared to wheat and barley production systems may be attributed to alfalfa's comparable economic performance to other systems. EYR was calculated to be 2.03, 1.85, and 1.73 in wheat, barley, and alfalfa production systems, respectively. The reason for the higher EYR in wheat production is that less purchased resources are used and a greater proportion of inputs are provided by purchased resources. Additionally, the ELR values for wheat, barley, and alfalfa production systems in Boland village were 17.36, 16.09, and 7.08, respectively.The calculated values ​​for emergy sustainability indices (ESI and ESI*) showed that the ecological sustainability of the alfalfa production system is higher than other study systems. The main reason for the greater sustainability of this system was the large share of input energy related to free environmental inputs and economic renewable resources. Also, low energy exchangeable ratio (EER), environmental sustainability resulting from market impact, less emergy expended in the production of each output unit and higher productivity of total production factors indicate a greater comparative advantage of the alfalfa production system.

    Conclusion

     In general, the evaluations based on the calculation of emergy-based indicators showed that in the dominant agricultural systems of the Boland village, Sistan, attention to practical solutions in the comprehensive management of the production system, especially protection of soil organic matter and prevention of soil erosion, can have a significant impact on ecological sustainability.

    Keywords: Environmental load, Renewable inputs, Input-output based analysis, Emergy based indicators
  • فرشاد گلشنی، محمدرضا اصغری پور*، سید احمد قنبری، اسماعیل سیدآبادی

    در سال های اخیر تلفیق فعالیت های زراعی و دامپروری به منظور مقابله با مشکلات ناشی از نظام های فشرده تولید موردتوجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه ارزیابی چگونگی تاثیر یک نظام یکپارچه تولید زراعی و دامی بر پایداری اکولوژیکی نظام های تلفیقی و مقایسه با نظام منفرد تولید محصولات زراعی با استفاده از رهیافت تحلیل امرژی بود. این مطالعه با استفاده از اطلاعات جمع آوری شده از سطح نظام های خرده مالکی اراضی کشاورزی و دام های روستای بلند، سیستان، ایران در سال 1398 انجام شد. مقدار امرژی حمایت کننده از نظام های تولید زراعی و تلفیقی روستای بلند سیستان به ترتیب 1018×4/41 و 1018×9/43 ام ژول خورشیدی در سال بود. نتایج مربوط به مقادیر امرژی ویژه (SE)، نسبت عملکرد امرژی (EYR)، نسبت سرمایه گذاری امرژی (EIR)، نسبت بار محیطی (ELR)، نسبت مبادله امرژی (EER)، تراکم سود خالص (NBD) و نسبت خروجی به ورودی های اقتصادی (O/I) نشان داد که نظام تلفیقی به دلیل روابط متقابل مثبت بین اجزاء زراعی و دامی در کنار پایداری محیط زیستی بالا، سود خالص بالاتری را نسبت به نظام های زراعی منفرد حاصل می‎نماید. نتایج نشان داد تلفیق محصولات زراعی و دام این پتانسیل را دارد که ضمن کاهش ریسک اقتصادی و افزایش سودآوری، مزایای زیادی برای حفاظت از منابع خاک و آب و بهره وری از چرخه مواد مغذی ایجاد کند؛ بنابراین، یک نظام تولید یکپارچه محصولات زراعی-دامی به عنوان گزینه مناسب برای تولیدکنندگان جهت تنوع بخشیدن به عملیات کشاورزی جهت جلوگیری از مخاطرات، بهبود تولید اکولوژیکی محصولات و جلوگیری از آسیب های محیطی  ناشی از فرسایش خاک و از بین رفتن عناصر غذایی، توصیه می شود.

    کلید واژگان: ارزیابی پایداری, اقتصاد محیط زیست, بار زیست محیطی, نهاده‎های تجدیدپذیر
    Farshad Golshani, MohammadReza Asgharipour *, Ahmad Ghanbari, Esmaeel Seyedabadi
    Introduction

    Analysis of agricultural ecosystems' sustainability is crucial for decision-making and management. Quantifying the sustainability of agroecosystems can provide solutions to achieve positive economic and environmental results. In order to meet the expanding human need for food, agricultural production techniques have become increasingly specialized. In recent years, the integration of agricultural and animal operations has been examined in order to address the challenges generated by intensive production systems. Crop and livestock production are intimately linked in integrated crop-livestock systems, resulting in favorable economic and environmental results.Emergy analysis can be used to examine the sustainability of ecological and economic systems. By adopting this strategy, we can acquire a deeper knowledge of the linkages between ecological and economic systems. Environmental and economic costs involved with achieving sustainability are quantified using Emergy analysis, allowing for the integrated control of ecological and economic issues. Emergy analysis is now utilized in agriculture to examine the viability of production systems at various scales.The goal of this study was to compare the productivity and ecological sustainability of an integrated crop and animal production system to that of a single crop production system using an emergy analysis technique.

    Materials and Methods

    This study was conducted in 2019 using data collected from smallholder agricultural land and livestock systems in the village of Boland, Sistan, Iran. Boland village is situated in Teymurabad village, approximately 17 kilometers north of Zabol city in the province of Sistan and Baluchistan. The agricultural composition of a Boland village includes crop production and animal husbandry.Environmental renewable and nonrenewable resources, as well as purchased resources, were used as inputs. During the study period, these data were collected via a database of agricultural organizations, verbal estimates, field measurements, and researcher observations. First, the system's boundaries are analyzed, and an energy diagram is drawn to classify the system's inputs. The second step of emergy analysis is the creation of emergy evaluation tables. After determining each system's input flow in joules, grams, or Rials, the inputs were multiplied by their transformaties to calculate the solar emjoule (sej). This study utilized specific emergy, unit emergy value, percentage of renewable emergy, emergy investment ratio, emergy yield ratio, environmental loading ratio, environmental sustainability index, emergy exchange ratio, and emergy feedback ratio.

    Results and Discussion

    Both the agricultural and integrated production systems in Boland Sistan village required a total of 4.41E+18 and 9.43E+18 sej/year of emergy, respectively, to maintain their functionality. Specific emergy (SpE), emergy yield ratio (EYR), emergy investment ratio (EIR), environmental loading ratio (ELR), emergy exchange ratio (EER), net profit density (NBD), and output to output ratio (O/I) all demonstrated that the integrated system generates a higher net profit than individual crop systems as a result of positive interactions between agricultural and livestock components as well as a high level of environmental sustainability. The area around Sistan is able to produce a wide variety of crops throughout the year as a result of its favorable climate and abundant natural resources. Additionally, there are several opportunities to combine cattle and crop production in this part of the world.

    Conclusion

    According to the findings of this research, integrating crop production and livestock production has the potential to lower economic risk and increase profitability, in addition to providing many benefits for the protection of soil and water resources and the productivity of the nutrient cycle. These benefits can be found in a variety of ways. As a result of this, an integrated crop production system is recommended as a suitable option for farmers to diversify agricultural operations in order to avoid hazards, improve crop production, and prevent environmental damage. This is because an integrated crop production system is a more comprehensive approach.

    Keywords: Environmental burden, Environmental Economics, Renewable inputs, Sustainability Assessment
  • افسانه سلطان زاده، احمد قنبری، اسماعیل سیدآبادی*، مهدی دهمرده
    به منظور ارزیابی بعضی ویژگی های مورفولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه کینوا (Chenopodium quinoa)، آزمایشی به صورت کرت‏های خردشده در قالب طرح بلوک‏های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 99-1398 در مزرعه پژوهشی دانشگاه زابل اجرا شد. در این آزمایش عامل اصلی ورمی‏کمپوست در سه سطح (صفر، 5 و 10 تن در هکتار) و عامل فرعی کود شیمیایی در چهار سطح (25، 50، 75 و 100درصد میزان توصیه شده) در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که اثر ساده ورمی‏کمپوست بر صفات مورفولوژیکی شامل ارتفاع بوته، وزن هزاردانه، عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه و شاخص برداشت معنی‏دار می‏باشد. هم چنین اثر متقابل ورمی‏کمپوست و کود شیمیایی بر ویژگی های شیمیایی شامل پروتیین و رنگدانه‏های فتوسنتزی معنی‏دار بود. بیش ترین ارتفاع بوته (75/47 سانتی‏متر)، وزن هزاردانه (56/2 گرم)، عملکرد دانه (64/1500 کیلوگرم در هکتار)، عملکرد بیولوژیک (2/3953 کیلوگرم در هکتار) و شاخص برداشت (38 درصد) از کاربرد 10 تن ورمی‏کمپوست در هکتار و بالاترین میزان پروتیین و رنگدانه‏های فتوسنتزی از کاربرد تلفیقی 10 تن ورمی‏کمپوست و 50 درصد کود شیمیایی (25 کیلوگرم در هکتار اوره، 50 کیلوگرم در هکتار سوپرفسفات‏تریپل و  50 کیلوگرم در هکتار سولفات پتاسیم) در هکتار حاصل شد. نتایج کلی این آزمایش تاثیر مثبت مصرف هم زمان کود ورمی‏کمپوست و کود شیمیایی را بر ویژگی های مورفولوژیکی و شیمیایی کینوا نشان داد. به طوربه طوری که بیش ترین میزان پروتیین و رنگدانه‏های فتوسنتزی از تیمار 50 درصد کود شیمیایی و 10 تن ورمی‏کمپوست در هکتار به دست آمد. هم چنین بیش ترین ارتفاع بوته، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت از مصرف 10 تن ورمی‏کمپوست در هکتار حاصل شد. می‏توان نتیجه گرفت که استفاده تلفیقی از کودهای شیمیایی و ورمی‏کمپوست می‏تواند ضمن افزایش عملکرد کینوا باعث کاهش مصرف کودهای شیمیایی و در نتیجه کاهش آثار زیست‏محیطی ناشی از آن ها شود.
    کلید واژگان: ارتفاع بوته, پروتئین, رنگدانه های فتوسنتزی, عملکرد دانه, کود آلی
    Afsaneh Soltanzadeh, Ahmad Ghanbari, Esmaeel Seyedabadi *, Mahdi Dahmardeh
    In order to evaluate some morphological and chemical characteristics of quinoa, a split plot experiment has been conducted in a randomized complete block design with three replications during 2019-2020 cropping season, at the Agricultural Research Station of University of Zabol, Iran. Vermicompost at three levels (0, 5 and 10 ton/ha) has been considered the main factor and chemical fertilizer at four levels (25, 50, 75 and 100%), the sub-factor. The main effect of vermicompost is significant on morphological traits such as plant height, 1000-seed weight, biological yield, grain yield, and harvest index. Interaction of vermicompost and chemical fertilizer is significant on chemical properties, including proteins and photosynthetic pigments. Application of 10 tons of vermicompost per hectare leads to the maximum level of plant height, 1000-seed weight, biological yield, grain yield, and harvest index. Also, the highest amount of photosynthetic proteins and pigments are achieved from combined application of 10 tons/ha of vermicompost and 50% chemical fertilizer (25 kg/ha Urea+ 50 kg/ha triple superphosphate + 50 kg/ha potassium sulfate). Totally, results show the positive effects of vermicompost on the morphological and chemical properties of quinoa. It can be concluded that the combined use of chemical fertilizers and vermicompost can increase the yield of quinoa, while reducing the use of chemical fertilizers and thus reduce the environmental impacts caused by them..
    Keywords: Grain yield, Organic fertilizer, Plant height, photosynthetic pigments, Protein
  • فاطمه فرتوت عنایت، سید احمد قنبری، محمدرضا اصغری پور*، اسماعیل سید آبادی

    اهداف :

    نظام های تولید انگور یاقوتی اهمیت زیادی در اقتصاد و اشتغال سیستان دارند. هدف از تحقیق حاضر ارزیابی سلامت و پایش اثرات ناشی از مصرف نهاده ها در تولید انگور یاقوتی با هدف شناسایی نهاده هایی با بیشترین آسیب محیطی، هم چنین کمی سازی پایداری و ارایه راه کارهایی برای بهبود کارایی مصرف نهاده ها در تولید انگور در منطقه سیستان با استفاده از تکنیک تحلیل امرژی است.

    مواد و روش ها

    این مطالعه با استفاده از اطلاعات جمعآوری شده از سطح 180 نظام خرده مالکی تولید انگور در سطح پنج شهرستان منطقه سیستان شامل زابل، زهک، هامون، هیرمند و نیمروز، ایران در سال 1398 انجام شد. برای انجام این مطالعه نهاده های تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر دریافتی از منابع محیطی و نهاده های اقتصادی لحاظ شد.

    یافته ها

    مجموع امرژی پشتیبانی کننده از نظام های تولید انگور 1016×92/1 ام ژول خورشیدی در هکتار در سال تخمین زده شد که نهاده های رایگان محیطی 31/64 درصد از این مقدار را به خود اختصاص دادند. ضریب تبدیل و امرژی ویژه برای تولید انگور 105×49/2 ام ژول خورشیدی در ژول و 109×75/4 ام ژول خورشیدی در گرم بود. فشار محیطی ناشی از تولید انگور (ELR) 311/5 و مقدار شاخص های پایداری (ESI & ESI*) 528/0 و 637/0 محاسبه شد که نشان دهنده پایداری پایین تولید انگور در سیستان است.

    نتیجه گیری

    سهم بالای نهاده های رایگان نشان می دهد که غالب باغ های انگور مطالعه، نظام هایی غیر صنعتی هستند که به شیوه نیمه سنتی و کم نهاده مدیریت می شوند. با توجه به نقش برجسته فرسایش و تلفات ماده آلی خاک، مدیریت منابع آب و تغییر شیوه های آبیاری در بهبود پایداری نظام های مورد مطالعه الزامی است.

    کلید واژگان: اقتصاد محیط زیست, بار محیطی, فرسایش خاک, کمی سازی پایداری, ورودی های تجدیدپذیر
    Fatemeh Fartout Enayat, Seyed Ahmad Ghanbari, MohammadReza Asgharipour *, Esmaeel Seyedabadi
    Background & Objective

    Yaghooti grape producing methods are very important in Sistan economy and jobs. The purpose of this study is to evaluate the health and monitor the effects of input consumption in the production of Yaghooti grapes with the aim of identifying inputs with the most environmental damage, as well as quantifying sustainability and providing solutions to improve input efficiency in Yaghooti grape production in Sistan region using emergy analysis technique.

    Methods & Materials: 

    This study was conducted utilizing data collected from the level of smallholder systems of 180 grape production systems in five cities of Sistan region comprising Zabol, Zahak, Hamoun, Hirmand and Nimroz, Iran in 2019. For this study, renewable and non-renewable inputs received from environmental resources and economic inputs were investigated.

    Results

    The total emergy support of grape production systems was estimated to be 1.92E+16 sej/ha/yr, of which free environmental inputs accounted for 64.31 percent of this amount. The transformity and specific energy for grape production were 2.49E+05 sej/J and 4.75E+09 sej/g. Environmental pressure due to grape production (ELR) was 5.311 and the value of sustainability indices (ESI & ESI*) was calculated 0.528 and 0.637, which indicates the low sustainability of grape production in Sistan.

    Conclusion

    The significant percentage of free inputs implies that the majority of study vineyards are non-industrial systems that are managed in a semi-traditional, low-input manner.

    Keywords: Quantification of sustainability, Renewable inputs, Environmental load, Soil erosion, Environmental economics
  • سمیه میرشکاری، مهدی دهمرده*، محمدرضا اصغری پور، سید احمد قنبری، اسماعیل سیدآبادی

    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 میدانی
    Somayyeh Mirshekari, Mahdi Dahmardeh *, MohammadReza Asgharipour, Seyed Ahmad Ghanbari, Esmaeel Seyedabadi
    Introduction

    Agriculture 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 Methods

    Face-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

    methods

    verbal 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 Discussion

    Free 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.

    Conclusion

    In 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
  • محمدمهدی سیدآبادی، مهدی کاشانی نژاد*، سید مهدی جعفری، اسماعیل سیدآبادی، مهدی خجسته پور
    سابقه و هدف

    پیشرفت های تکنولوژیکی در صنایع فرآوری مواد غذایی منجر به توسعه روش های مختلف فرآوری برای افزایش ماندگاری میوه و محصولات حاصل از آن شده است تا از دسترسی به آنها در طول سال حتی برای میوه های فصلی اطمینان حاصل شود. روش حرارت دهی متداول باعث ایجاد تغییرات نامطلوب بر روی محصول نهایی مانند تغییرات رنگ ، طعم نا خوشایند و تخریب اسید اسکوربیک می شود. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر روش مایکروویو به عنوان جانشین روش متداول بر خصوصیات فیزیکوشیمیایی آب پرتقال می باشد.

    مواد و روش ها

    مواد شیمیایی مورد استفاده در این پژوهش با خلوص بالا از شرکت های معتبر خریداری شد. پرتقال رقم یافا از بازار محلی گرگان خریداری شد. تاثیر تیمار حرارتی مایکروویو (MW) به صورت مداوم بر خصوصیات فیزیکوشیمیایی و کیفی آب پرتقال شامل ویتامین ث ، اندیس قهوه ای شدن (BI)، کدورت، اندیس ابری شدن، مواد جامد محلول (Brix)، اسیدیته، ویسکوزیته و pH آب پرتقال (مرحله افزایش دمای محصول یا CUT) مورد بررسی قرار گرفت. کلیه شاخص ها تا آخر مرحله Holding (غیرفعالسازی 90 درصد آنزیم PME) مانیتور شد.

    یافته ها

    نتایج آزمایشات نشان داد که تیمارهای مختلف دمایی در توان حداکثری مایکرویوو (900 وات) باعث کاهش اندکی در pH و افزایش اندکی در اسیدیته و بریکس طی مرحله CUT شد (05/0> p). اما در مرحله Holding تغییر معنی داری در این پارامترها مشاهده نشد (05/0 p >). با افزایش دما همه پارامترهای اسپکتروفتومتری شامل اندیس قهوه ای شدن، کدورت و شاخص ابری شدن بلافاصله پس از خروج از مایکروویو (مرحله CUT) افزایش یافت (05/0> p). این افزایش تا انتهای مرحله Holding به صورت آهسته افزایش یافت. با افزایش دما تا مرحله CUT، ویسکوزیته در دماهای بالا (70 و 80 درجه سانتی گراد) به صورت معنی داری کاهش یافت. و پس از مرحله CUT تغییر معنی داری مشاهده نشد. افزایش دما باعث کاهش ویتامین ث در کلیه تیمارهای دمایی شد. سرعت تخریب در دمای 80 درجه و در مرحله Holding بالاتر بود. تیمارهای مختلف دمایی باعث کاهش 70 تا 80 درصدی فعالیت PME طی مرحله CUT شد.

    نتیجه گیری

    حرارت دهی به صورت پیوسته با امواج مایکروویو یک تکنولوژی نوظهور بوده که می تواند به صورت بالقوه برای تیمارحرارتی غذاهای مایع به کار رود. فرآوری آب پرتقال به کمک مایکروویو روش موثری برای غیر فعال سازی آنزیم PME، با توجه به افزایش قابل توجه سرعت تخریب آن دارا می باشد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که با افزایش دما؛ اندیس های قهوه ای شدن، کدورت و ابری شدن افزایش یافت. تیمارهای مختلف تاثیر معنی داری بر پاارمترهای بریکس، اسیدیته و pH در مرحله holding نداشت. همچنین با افزایش دما نرخ تخریب ویتامین ث و PME افزایش یافت.

    کلید واژگان: حرارت دهی, مایکروویو, CUT, ویتامین ث, PME
    MohammadMahdi Seyedabadi, Mahdi Kashaninejad *, Seyyed Mahdi Jafari, Esmaeel Seyedabadi, Mahdi Khojastehpour
    Background and objectives

    Technological advances in the food industry have led to development of various processing methods to increase the shelf life of fruit and products divided from fruit to ensure access to them during the year, even for seasonal fruits. The conventional heating method causes undesirable changes in the final product such as color changes, unpleasant taste and degradation of Ascorbic acid. The Aim of this study was to investigate the effect of microwave processing as an alternative the conventional method on the physicochemical properties of orange juice.

    Materials and Methods

    All chemicals used in this study were purchased with High-Purity from reputable companies. Jaffa orange was purchased from the local market in Gorgan (a city in north of Iran). Effect of continuous flow microwave treatment (MW) on physicochemical and qualitative properties of orange juice including vitamin C, browning index (BI), turbidity, cloud value, soluble solids (Brix), acidity, viscosity and pH of orange juice (com up time “CUT” phase) was evaluated. All indices were monitored until the end of the Holding phase (inactivation of PME to 90%).

    Results

    Results of the experiments showed that various temperature treatments at full power microwave (900 W) caused a slight decrease in pH and a slight increase in acidity and Brix during the CUT phase (p <0.05). But no significant change was observed in these parameters at Holding phase (p> 0.05). All spectrophotometric parameters of juice including browning index, turbidity and cloud value was raised after exiting from microwave (CUT phase) with increasing in temperature (p <0.05). These parameters increased slowly until the end of the Holding phase. Increasing in temperature to the CUT phase; the viscosity was decreased significantly at high temperatures (70 and 80 ° C) and no significant change was observed after the CUT phase. Vitamin C raised with increasing in temperature in all thermal treatments. The degradation rate was high (at 80 ° C) at the Holding phase. Different thermal treatments caused 70 to 80% decline in PME activity during CUT phase.

    Conclusion

    Continuous flow microwave heating is an emerging technology that can potentially be used to heating of liquid foods. Microwave aid processing of orange juice is an effective method to inactivating of PME enzyme, through significant increasing in degradation rate. The results showed that increasing in temperature, enhanced the browning index, turbidity and cloud value. Different treatments had no significant effect on the Brix, acidity and pH in the holding phase. On the other hand, increasing in temperature, enhanced the rate of vitamin C and PME degradation.

    Keywords: Heating, Microwave, Com Up Time, Vitamin C, PME
  • سیاوش آریافر، علیرضا سیروس مهر*، عیسی خمری، احمد قنبری، اسماعیل سیدابادی

    به منظور بررسی تاثیر سیستم های مختلف خاک ورزی و تلفیق کود شیمیایی و دامی بر برخی ویژگی های آفتابگردان، آزمایشی به صورت کرت های خردشده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زابل در سال زراعی 1398-1397 انجام شد. عامل اصلی سطوح خاک ورزی (1- گاوآهن برگردان دار و دیسک، 2- پنجه غازی و دیسک و 3- دیسک) بود و عامل فرعی شامل شاهد (عدم مصرف کود)، کود شیمیایی دی آمونیوم فسفات به میزان 100 کیلوگرم در هکتار، کود دامی 25 تن در هکتار+ کود شیمیایی دی آمونیوم فسفات به میزان 100 کیلوگرم در هکتار، کود دامی 50 تن در هکتار+ کود شیمیایی دی آمونیوم فسفات به میزان 100 کیلوگرم در هکتار، کود دامی 25 تن در هکتار و کود دامی 50 تن در هکتار بود. نتایج نشان داد بیش ترین عملکرد دانه (5072 کیلوگرم بر هکتار) از تیمار کود دامی 50 تن در هکتار در شرایط خاک ورزی با دیسک و درصد روغن (44/44 درصد) از تیمار  کود دامی 50 تن در هکتار در شرایط خاک ورزی با پنجه غازی و دیسک و بیش ترین اولییک اسید (61/51 درصد) از تیمار کود دامی 50 تن در هکتار در شرایط خاک ورزی با دیسک به دست آمد. بیش ترین میزان کلروفیل های a، b و کاروتنویید (به ترتیب 253/1، 45/0 و 04/1 میلی گرم بر گرم) از کاربرد 100 کیلوگرم دی آمونیوم فسفات در هکتار در شرایط خاک ورزی با دیسک به دست آمد. به طورکلی برای افزایش و بهبود ویژگی های کمی و کیفی آفتابگردان استفاده تیمار کود دامی 50 تن در هکتار در شرایط خاک ورزی با دیسک مناسب بود.

    کلید واژگان: دانه های روغنی, درصد روغن, شخم, عملکرد, کودآلی
    Siavash Aryafar, Alireza Sirousmehr *, Iesa Khammari, Ahmad Ghanbari, Esmaeil Seyedabadi

    In order to investigate the effect of tillage systems and the combination of chemical fertilizer and livestock manure on some characteristics of sunflower, an experiment has been conducted as split plots in a randomized complete block design with three replications at the research farm of University of Zabol during 2019. The main factor has been tillage levels (1. moldboard plow and disc, 2. sweep and disc, and 3. disc). The sub-factor include fertilizer levels (no fertilizer application, 100 kg/ha of diammonium phosphate, 25 tons/ha of livestock manure+ 100 kg/ha of diamonium phosphate, 50 tons/ha of livestock manure + 100 kg/ha of diamonium phosphate, 25 tons/ha of livestock manure, and 50 tons/ha of livestock manure). Results show that the highest values belong to the 50 tons/ha of livestock manure in tillage with disk for grain yield (5072 kg/ha), and oil percentage (44.44%), 50 tons/ha of livestock manure in tillage with disc for oleic acid content (51.61%), and 50 tons/ha of livestock manure for linoleic acid content (31.1%). The highest amount of chlorophyll a, b and carotenoids (1.253, 0.45, and 1.04 mg/g, respectively) has been obtained from the application of 100 kg/ha of diamonium phosphate in tillage with disc. In general, in order to increase and improve the quantitative and qualitative characteristics of sunflower, the application of 50 tons/ha of livestock manure is suitable in disc tillage conditions.

    Keywords: oil percentage, Oil seed, Organic fertilizer, tillage, yield
  • افسانه سلطان زاده، سید احمد قنبری، اسماعیل سیدآبادی*
    به منظور ارزیابی برخی از ویژگی‏های خاک مزرعه و غلظت عناصر غذایی دانه گیاه کینوا (Chenopodium quinoa)، آزمایشی به صورت کرت‏های خرد شده در قالب طرح بلوک‏های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 99-1398 در مزرعه پژوهشی دانشگاه زابل اجرا گردید. ورمی‏کمپوست به عنوان عامل اصلی در سه سطح (صفر، 5 و 10 تن در هکتار) و کود شیمیایی به عنوان عامل فرعی در چهار سطح (25، 50، 75 و 100 درصد توصیه شده) در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد اثر تلفیقی ورمی‏کمپوست و کودهای شیمیایی در تمام خصوصیات اندازه‏گیری شده (غلظت عناصر N، P، K، Fe، Zn در دانه و ماده آلی خاک) به جز غلظت پتاسیم محلول خاک، معنی‏دار بود. مصرف 10 تن ورمی‏کمپوست در هکتار به همراه 100 درصد توصیه شده از کود شیمیایی منجر به افزایش نیتروژن دانه، فسفر دانه، پتاسیم دانه، روی دانه، آهن دانه و ماده آلی خاک به ترتیب به میزان 71/18، 71/48، 66/16، 97/5، 64/50 و 82/11 درصد در مقایسه با تیمار شاهد شد. اثر ساده ورمی‏کمپوست بر غلظت پتاسیم محلول خاک معنی‏دار بود و غلظت این عنصر تحت اثر ساده کودهای شیمیایی و اثر تلفیقی ورمی‏کمپوست و کودهای شیمیایی قرار نگرفت. بیشترین مقدار پتاسیم محلول خاک از تیمار 10 تن ورمی‏کمپوست در هکتار به دست آمد که در مقایسه با تیمار شاهد حدود 29/2 درصد افزایش داشت. نتایج کلی مطالعه حاضر نشان داد که کاربرد 10 تن ورمی‏کمپوست در هکتار به همراه کودهای شیمیایی باعث افزایش مواد آلی خاک و همچنین افزایش غلظت عناصر غذایی دانه کینوا گردید.
    کلید واژگان: پتاسیم دانه, کودهای آلی, ماده آلی خاک, نیتروژن دانه
    Afsaneh Soltanzadeh, Ahmad Ghanbari, Esmaeel Seyedabadi *
    Introduction
    Quinoa (Chenopodium quinoa) seeds are an excellent source of antioxidants, vitamins (B1, B2, C, E), and minerals (K, Fe, and Zn). Considering its nutritional value, the cultivation of quinoa is crucial. This plant can produce high yields in soils with low fertility. Various natural ecosystems are irreparably harmed by the misuse and imbalanced application of chemical fertilizers. In addition, continuous use of these fertilizers without organic fertilizers will degrade the soil's physical, chemical, and biological properties, leading to environmental degradation. The use of organic fertilizers such as vermicompost increases plant yield and improves soil structure by increasing the amount of available water and nutrients to plants, followed by an increase in the soil's organic matter content. In this study, we proposed optimal levels of vermicompost and chemical fertilizers and evaluated their impact on the elemental content of red quinoa and certain soil properties in the Sistan region.Materials and Methods This research was conducted on the research farm of the University of Zabol during the 2019-2020 growing season. The experiment was conducted using split plots in randomized complete block designs with three replications. In this experiment, three levels of vermicompost were considered for the main plot (zero, five, and ten tons per hectare), while four levels of chemical fertilizer were considered for the subplot (25, 50, 75, and 100 percent). To determine the physical and chemical properties of the soil, samples were taken from a depth range of 0 to 30 cm prior to the commencement of tillage. Before planting, triple superphosphate and potassium sulfate fertilizers were added to the soil. Before planting, during the 6-8 leaf stage, and prior to flowering, nitrogen fertilizer derived from urea is applied. After harvest, the proportion of soil organic matter and grain elements was determined. SAS software (version 9.1) was used for statistical analysis and mean comparison .
    Results and Discussion
    According to the results, the combined effect of vermicompost and chemical fertilizers was significant for all measured properties with the exception of the concentration of soil -soluble potassium (concentrations of N, P, K, Fe, and Zn in grain, and soil organic matter). Compared to the control treatment, the amount of seed elements such as nitrogen, phosphorus, potassium, zinc, and iron as well as soil organic matter increased by 18.71, 48.71, 16.66, 5.97, 50.64, and 11.82%, respectively, when 10 tons of vermicompost was applied per hectare with 100 percent of the recommended chemical fertilizers. Vermicompost had a significant effect on the concentration of soluble potassium in the soil, but the concentration of this element was unaffected by the combined effects of vermicompost and chemical fertilizers. The highest amount of soil-soluble potassium was produced by 10 tons of vermicompost per hectare, which increased by approximately 29.2% compared to the control treatment.
    Conclusion
    In conjunction with chemical fertilizers, 10 tons of vermicompost per hectare increased soil organic matter and quinoa nutrient concentrations. Development of high-nutritional-value crops that can be grown on low-fertility arable land, such as quinoa, can significantly reduce the use of chemical inputs. Due to the favorable climatic conditions, the introduction of quinoa as a plant that grows in the Sistan region will increase the region's crop diversity, sustainable production, farmer incomes, and food security.
    Keywords: organic fertilizers, Seed nitrogen, Seed potassium, Soil Organic Matter
  • سمیه میرشکاری، مهدی دهمرده*، محمدرضا اصغری پور، احمد قنبری، اسماعیل سیدآبادی

    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 پایداری
    Somayeh Mirshekari, Mehdi Dahmradeh *, Mohammad Reza Asgharipour, Ahmad Ghanbari, Esmaeel Seyedabadi
    Introduction

    Natural 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 Methods

    This 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 Discussion 

    Total 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.

    Conclusion

     Overall, 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
  • مصطفی جعفریان*، اسماعیل سیدآبادی، محمدحسین سعیدی راد، جلال برادران مطیع، محمد حسینپور زرنق

    هدف از این پژوهش تعیین فرمولاسیون مطلوب و ساخت بسته بندی زیست تخریب پذیر با ویژگی های فیزیکی و مکانیکی مناسب و سپس تولید یک نشانگر زیست تخریب پذیر بر پایه کورکومین به منظور تشخیص فساد ماهی است. به منظور ساخت بسته بندی زیست تخریب پذیر، تاثیر غلظت های مختلف گلیسرول (30، 50 و 70 درصد) بر ویژگی های فیزیکومکانیکی فیلم، مورد ارزیابی قرار گرفت. با افزایش غلظت گلیسرول، ضخامت، جذب آب، حلالیت و کشش پذیری فیلم افزایش یافت؛ درحالی که چگالی و مقاومت کششی روند کاهشی را نشان داد (p˂0.05). نتایج آزمون میکروبی نشان داد که فیلم حاوی کورکومین دارای خاصیت ضد میکروبی قوی در برابر باکتری های گرم منفی و گرم مثبت است (با قطر هاله 1/6 و 8/4 میلی متر به ترتیب در برابر باکتری استافیلوکوکوس اوریوس و  اشریشیا کلی). در ادامه تحقیق، اثر تغییرات رنگ نشانگر بر روی ماهی فاسد شده با استفاده از پارامترهای رنگی مورد بررسی قرار گرفت. به طور کلی مشاهده گردید که فیلم های هوشمند و فعال تولید شده تغییرات رنگی قابل توجهی در مواجه با فساد ماهی داشتند.

    کلید واژگان: بسته بندی هوشمند, صمغ درخت هلو, کورکومین, گلیسرول
    Mostafa Jafarian*, Esmaeel Seyedabadi, MohammadHossein Saeidirad, Jalal Baradaran Motie

    The aims of this study were the optimization and fabrication of a biodegradable film with suitable mechanical and physical properties and also the production of a biodegradable indicator based on curcumin to detect the fish spoilage. In order to fabrication of the biodegradable packaging, the effect of different concentrations of glycerol (30, 50 and 70%) on the physicomechanical properties of films was examined. The results showed, increasing glycerol concentration led to increase of the thickness, water absorption, solubility and elongation at beak of the films, while density and tensile strength of the films showed a decreasing trend. The result of microbial test revealed that curcumin-loaded film had a good antimicrobial effect against both gram positive and gram negative bacteria. The variation of color of the films was monitored in contacting with fish during storage time. Overall, it was observed that the developed intelligent films could effectively detect the spoilage of films.

    Keywords: Curcumin, Glycerol, Intelligent packaging, Peach tree gum
  • زهرا مرزبان، محمدرضا اصغری پور*، احمد قنبری، علیرضا نیکویی، محمود رمرودی، اسماعیل سید آبادی
    چکیده
    اهداف
    یکی از مشکلات اساسی حال حاضر، آلودگی اکوسیستم های آبی و خاکی به دلیل ورود آلاینده های ناشی از فعالیت های انسان است. مدیریت کشاورزی برای استفاده بهینه از منابع و کاهش اثرات محیطی، افزون بر حفاظت از منابع، افزایش درآمد کشاورزان منطقه را به همراه دارد. با توجه به محدودیت منابع و اثرات محیطی فعالیت های کشاورزی بر اکوسیستم ها تعیین الگوی کشت مناسب ضروری است.
     
    مواد و روش ها: در این مقاله با استفاده از برنامه ریزی غیرخطی چندهدفه (MOP) با هدف حداکثرسازی سودخالص و حداقل سازی اثرات محیطی موثر بر اکوسیستم از جمله سمیت آب، سمیت خشکی، اسیدی شدن/غنی شدن خشکی، اشغال زمین، اسیدی شدن آب و غنی شدن آب، الگوی کشت بهینه محصولات زراعی آبی شرق استان لرستان پیشنهاد شده است.
     
    یافته ها: در الگوی کشت پیشنهادی MOP، سطح زیر کشت چغندرقند 22 و لوبیا 2 درصد نسبت به الگوی جاری افزایش و سطح زیر کشت کلزا 50 درصد، سیب زمینی 34 درصد، نخود 21 درصد، جو 4 درصد و عدس 3 درصد نسبت به الگوی جاری کاهش یافت. با اجرای الگوی پیشنهادی MOP در منطقه انتشار فلزات سنگین و آفت کش ها به اکوسیستم آبی 19669315 تن و اکوسیستم خاکی 57807822 تن، انتشار SO2 به هوا 3627 تن، انتشارPO4-  به خاک 1003 کیلوگرم در منطقه نسبت به وضع موجود کاهش خواهد یافت.
     
    نتیجه گیری: با توجه به یافته های این مطالعه توجه به حفاظت از اکوسیستم در بهینه سازی الگوی کشت امری ضروری است. با استفاده از مدل پیشنهادی می توان علاوه بر انتخاب الگوی مناسب و استفاده بهینه از منابع آب و زمین، در راستای افزایش سود و کاهش اثرات محیطی بر اکوسیستم گام برداشت.
    کلید واژگان: سمیت آبی, سمیت خاکی, کاربری زمین, یوتریفیکاسیون, بهینه سازی, سود خالص
    Zahra Marzban, Mohammad Reza Asgharipour *, Ahmad Ganbari, Alireza Nikouei, Mahmoud Ramroudi, Esmaeel Seyedabadi
    Abstract
    Background and Objective
    One of the major problems at present time is the pollution of aquatic and terrestrial ecosystems due to the introduction of pollutants of human origin. Agricultural management to maximize resources utilization and reduce environmental impacts, in addition to protecting resources, will increase the incomes of local farmers.
     
    Materials and Methods
    The present research, using nonlinear multi-objective programming (MOP) with aimed to maximize net profit and minimize environmental impacts, including the aquatic ecotoxicity, terrestrial ecotoxicity, terrestrial acid/nutrition, land occupation, aquatic acidification and aquatic eutrophication through optimum cropping pattern for the east of Lorestan Province.
     
    Results
    In the proposed MOP cropping pattern, urea under cultivation of sugar beet increased by 22% and bean 2% compared to the current pattern and urea under cultivation of canola reduced by 50%, potato 34%, chickpea 21%, barley 4% and lentil 3% compared to the current pattern. The implementation of this model in the region reduced the emissions of heavy metals and pesticides into the aquatic ecosystem (19669315 ton) and terrestrial ecosystem (57807822 ton), SO2 to the air (3627 ton) and PO4 to the soil (1003 kg) compared to the existing situation.
     
    Conclusion
    According to the results of this study, the conservation of ecosystems is necessary to optimize the cropping pattern. Using the proposed model, in addition to selecting the appropriate model and optimizing the use of water and land resources, we can take steps to increase profits and reduce environmental impacts on the ecosystem.
    Keywords: Aquatic Toxicity, Terrestrial Toxicity, Land Occupation, Eutrophication, optimization, Net Profit
  • محمد مهدی سیدآبادی، مهدی کاشانی نژاد*، سید مهدی جعفری، اسماعیل سیدآبادی، مهدی خجسته پور
    در سال های اخیر با افزایش گرایش مصرف کنندگان به سمت مواد غذایی دارای ویژگی های نزدیک به ماده غذایی تازه و ماندگاری بیشتر محصول؛ روش های متفاوتی برای فرآوری آبمیوه ها موردمطالعه قرار گرفته است. یکی از روش های حرارتی جدید که با سازوکار متفاوتی نسبت به روش های حرارتی مرسوم سبب گرم شدن می شود، استفاده از امواج مایکروویو می-باشد. به منظور انجام این تحقیق، سیستم فرآوری مایعات به صورت مداوم با امواج مایکروویو طراحی و ساخته شد. برنامه PID برای کنترل و مانیتورینگ فرآیند کد نویسی و تدوین گردید. اثر انتخاب دماهای خروجی (60، 70، 80 و 90 درجه سانتی-گراد) متفاوت در توان های متفاوت (500، 700 و 900 وات) بر نمودارهای دما-زمان مورد بررسی قرار گرفت. اثر دماهای مختلف بر خصوصیات مهندسی و همچنین تغییرات آنزیم PME ارزیابی شد. نتایج نشان داد که پروفایل دمایی ثبت شده توسط سنسورهای NTC در نقاط مختلف سامانه برای آب و آب نارنج مشابه بود. استفاده از حداکثر توان مایکروویو (full power) به دلیل روشن بودن دایم مگنترون، باعث توزیع دمای یکنواخت تر شد. تفاوت اندکی در مقادیر توان جذب شده (Pabs) بین نمونه آب نارنج و آب شهر مشاهده شد که ناشی از متفاوت بودن خصوصیات ترموفیزیکی بین دو سیال می باشد. پروفایل های دما-زمان، یک فاز تاخیری معمولی به دلیل جذب گرما به وسیله مارپیچ و محیط درون محفظه تیمار قبل از دستیابی به حالت پایدار نشان داد. مرحله ی افزایش دمای محصول (CUT) تاثیر بسیاری بر غیرفعال سازی آنزیم PME داشت. برنامه PID موردنظر به خوبی قادر به کنترل سامانه بوده و عملکرد بالایی برای هوشمند سازی فرآوری محصول با تکنولوژی مایکروویو داشت.
    کلید واژگان: فرآوری, آبمیوه, طراحی, مایکروویو, توزیع دما
    Mohammad Mahdi Seyedabadi, Mahdi Kashaninejad *, Seid Mahdi Jafari, Esmaeel Seyedabadi, Mehdi Khojastehpour
    In recent years, a different method has been studied for processing of juices concurrent with increasing consumer orientation towards foods that have the characteristics close to fresh food and longer shelf life. One of the new methods of heating that causes heat with a different mechanism versus conventional heat treatment is the use of microwaves. In order to implementation of this research; the continuously fluid processing system using microwave was designed and constructed. The PID program was developed to control and monitoring of process. The effect of different output temperatures (60, 70, 80 and 90 °C) select at different power (500, 700 and 900 W) on temperature-time diagrams was investigated. The effects of different temperatures on the engineering properties as well as the changes in PME were evaluated. The results showed that the temperature profiles recorded by NTC sensors at different points of the system were similar for water and orange juice. The use of full-power microwave due to constant turned on of the magnetron caused a more uniform temperature distribution. There was a slight difference in absorbed power (Pabs) values between sour orange juice and tap water, due to the different thermophysical properties between the two fluids. Temperature-time profiles showed a typical delayed phase due to heat absorption by the helical tube and the environment inside the treatment chamber before reaching steady state. The stage of com up time (CUT) had a significant effect on the inactivation of PME. The developed PID program is capable to Intelligent controlling of product processing with microwave technology.
    Keywords: Processing, Juice, Design, Microwave, Temperature distribution
  • حسن یاسینی، سید احمد قنبری، محمدرضا اصغری پور*، اسماعیل سید آبادی
    اهداف

    سیستان یکی از مناطق مهم تولید کننده گندم کشور است، با این حال در طول سال های گذشته در بسیاری از مناطق تولید گندم با سبزیجاتی نظیر پیاز و سیر جایگزین شده است.

    مواد و  روش ها

     برای تحلیل دلایل این تغییر، بهره وری و پایداری تولید نظام های گندم، پیاز و سیر با استفاده از تکنیک های امرژی و اقتصادی در سال های 1397 و 1398 ارزیابی شد. به منظور یکسانی شرایط، اطلاعات مورد نیاز برای این مطالعه از دو روستای کریم کشته و صفرزایی زابل جمع آوری شدند.

    یافته ها

    کل امرژی حمایت کننده نظام های تولید گندم، پیاز و سیر به ترتیب 1016×45/2، 1016×12/3 و 1016×73/4 ام ژول خورشیدی در هکتار بود. منابع غیر رایگان به ترتیب 9/55، 4/53 و 4/65 درصد از کل امرژی ورودی نظام های تولید گندم، پیاز و سیر را به خود اختصاص دادند. سهم زیاد نهاده های غیر رایگان که معمولا از خارج نظام وارد می شود نشان می دهد که هر سه نظام مورد مطالعه، نظام هایی باز می باشند که به شدت تحت تاثیر ورودی های خریداری شده قرار می گیرند. ترکیب نهاده های امرژی برای سه نظام تا حد زیادی با هم تفاوت داشت. نسبت عملکرد امرژی برای نظام های تولید گندم، پیاز و سیر به ترتیب 27/1، 15/1 و 90/1 بود. این مقادیر پایین نشان داد که در بسیاری از فرآیندهای این نظام ها از نهاده های محلی رایگان بهره برداری می شود. نسبت بار زیست محیطی تولید سیر نسبت به گندم و پیاز بالا تر بود، بنابراین شاخص پایداری محیطی آن بالاتر از گندم و پیاز بود. تحلیل های اقتصادی نشان داد، نسبت سود به هزینه و سود خالص در سیر نسبت به پیاز و گندم بالاتر بود.

    نتیجه گیری

    به عنوان یک نتیجه کلی، این تحلیل ها نشان داد که عملکرد محیط زیستی بهتر یک نظام تولیدی با عملکرد اقتصادی بدتر آن همراه است.

    کلید واژگان: پایداری زیست محیطی, تحلیل سیستم, تلفات خاک, کود آلی, منابع طبیعی
    Hasan Yasini, Seyed Ahmad Ghanbari, MohammadReza Asgharipour *, Esmaeel Seyedabadi
    Background and objective

    Sistan is one of the largest wheat producing region in Iran, but wheat production has given way to the production of wheat during the past years.

    Materials & Methods

    In order to analysis the reason behind this conversion, the productivity and sustainability of wheat, onion and garlic systems was examined using emergy and economy evaluation in 2019. In order to research site to have similar conditions, the data required for this study were collected in two villages of Karim Koshteh and Safarzaei, Zabol.

    Results

    Total emergy supporting the systems was estimated to 2.45E+16, 3.12E+16 and 4.73E+16 sej.ha-1 for the wheat, onion and garlic production systems, respectively. The purchased resource accounts for 55.9, 53.4 and 65.4 percent of total emergy flow for the wheat, onion and garlic production, respectively. This shows that the studied both systems are an extremely open system influenced strongly by the input from purchased inputs. The composition of emergy input to these production systems largely was different. The emergy yield ratio was 1.27, 1.15 and 1.90 for wheat, onion and garlic production, respectively. The values are low, indicating that the many process of the two systems converts natural resources from local into product. The environmental loading ratio of garlic systems was, a little bit higher than the wheat and onion systems, and correspondingly the sustainable index is lower than that of wheat and onion. Economic analysis indicated that output/input ratio and the benefit of the garlic production were greater than that of wheat and onion.

    Conclusion

    As a general outcome, these analyses showed that the better environmental performance of the system accmparied by  the worse its economic performance.

    Keywords: Environmental Sustainability, Organic Fertilizer, Natural resources, Soil loss, System Analysis
  • اسماعیل سیدآبادی، مهدی خجسته پور، محمدحسین عباسپور فرد
    روش المان محدود برای مدل سازی انتقال هم زمان جرم و حرارت در نمونه های استوانه ای موز مورد استفاده قرار گرفت. در مدل ارائه شده خواص ترموفیزیکی محصول به صورت تابعی از رطوبت و دمای محصول در طول فرایند در نظر گرفته شد. مدل سازی به کمک نرم افزار تجاری COMSOL نسخه 5.1 و به صورت تقارن محوری انجام شد. از روش اویلر لاگرانژ دلخواه (ALE) برای تعریف مرز متحرک جهت احتساب چروکیدگی در مدل استفاده شد. برای راستی آزمایی مدل، نمونه های موز در شرایط مختلف خشک شدند و تغییرات دما در مرکز نمونه و میانگین محتوی رطوبت نمونه ها با مقادیر پیش بینی شده توسط مدل مقایسه شدند. نتایج نشان داد درصد میانگین خطای نسبی برای تخمین رطوبت و دما به ترتیب در محدوده %83/8-23/4 و % 82/1-12/1 بود. بنابراین مدل ارائه شده قادر است محتوی رطوبت و دمای مرکز نمونه را در طول فرایند خشک شدن به طور موفقیت آمیزی پیش بینی کند. با توجه به اهمیت پیش بینی تغییرات دما و رطوبت، مدل ارائه شده می تواند به عنوان ابزار مفیدی در جهت بهینه کردن فرایند خشک کردن موز از نظر بازده آن وکیفیت محصول مورد استفاده قرار گیرد. انتظار می رود که مدل مذکور به راحتی قابل تعمیم برای خشک کردن محصول های مشابه با شکل استوانه ای باشد.
    کلید واژگان: المان محدود, چروکیدگی, خشک کن همرفتی, روش اویلر لاگرانژ دلخواه, موز
    Esmaeel Seyedabadi, Mehdi Khojastehpour, Mohammad Hossein Abbaspour-Fard
    Finite element method was used in order to model the simultaneous heat and mass transfer in cylindrical banana samples. The thermophysical properties of banana were considered as the function of moisture content and temperature. The simulation was carried out in the form of axisymmetric model. The Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) approach was used in order to incorporate the radial shrinkage effect in the model. The validation of the model was checked by comparing the predicted results with experimental data in various drying conditions. Results showed the mean relative error percent (E%) for estimating the moisture content and core temperature of banana samples in different drying conditions were in the range of 4.23-8.83% and 1.12-1.82% respectively. Therefore, the presented model was able to predict the average moisture content and core temperature satisfactorily. With considering the importance of estimating the moisture content and temperature, the model can be used as a confident tool in order to optimize drying process of banana from the quality and efficiency view. It is expected the presented model can be easily extended for drying of similar products with cylindrical shape.
    Keywords: Finite Element, Shrinkage, Convective dryer, Arbitrary Lagrangian-Eulerian Method, Banana
  • اسماعیل سیدآبادی، مهدی خجسته پور، حسن صدرنیا
    در میوه طالبی به دلیل پوست نسبتا سخت و گوشت نرم آن، لهیدگی بافت های داخلی شایع ترین نوع آسیب مکانیکی است که در ظاهر قابل تشخیص نیست و پیش بینی آن به روش های تحلیلی سخت است. از حل غیرخطی مسئله بارگذاری استاتیکی میوه در جهت طولی بین دو صفحه موازی با روش المان محدود و با نرم افزار آباکوس (ABAQUS) برای پیش بینی لهیدگی داخلی طالبی استفاده شد. تغییر شکل های اعمال شده به مدل 5/5، 11، و 5/16 میلی متر معادل 10، 20، و 30 درصد تغییر شکل تخریب بود. تحلیل تنش های وارد بر پوست و گوشت میوه نشان داد که بافت داخلی میوه در 20 درصد تغییر شکل تخریب یا نیروی معادل 90 نیوتن به حد تسلیم رسیده است و گسیختگی داخلی آغاز می شود و این حالت در ظاهر میوه قابل رویت نیست. رابطه قوی بین نیروی پیش بینی شده توسط مدل المان محدود و نیروی واقعی را تصدیق کرد.
    کلید واژگان: آسیب مکانیکی, روش المان محدود, مدل سازی غیرخطی, میوه طالبی, نرم افزار آباکوس
    Esmaeel Seyedabadi, Mahdi Khojastehpour, Hasan Sadrnia
    Mechanical damagesin theprocessof harvestingandpost-harvest are the most important reason in Cucurbits losses. It causes the tissue destructionand consequentfruits decay. Because of difference in the mechanical strength of flesh and skin of cantaloupe، internal bruising are more usual damages with no visibility. This type of injuriesis hard to predict byanalytical methods. In this study،the mechanical properties of skin and flesh were determined by individual experiments and then finite element model was developed by ABAQUS software. The applied displacements on model were equal to 5. 5، 11 and 16. 5 mm or 10، 20 and 30% of final deformation، respectively. The analytical results showedthat the internal tissue of fruit got to yield in 20%of whole displacementor in 90N force and the internal failure were occurred that it was not visible in the surface of fruit. The model was verified by the comparison of force-displacement graph from experimental data and FEM results. High correlation (R2=0. 983) between the predicted force and the actual force showed the validity of FEM model.
    Keywords: Mechanical damage, Finite Element Method, Nonlinear Modeling, ABAQUS Software, Cantaloupe
بدانید!
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال