Agricultural productivity is closely linked with the energy inputs. The measure of energy flow in crop production systems provides a good indicator of the technological aspects of crop production systems in agriculture. Both organic and conventional farming systems are dependent on fossil energy in several aspects as machinery making, trucking and seeds costs. On the other hand energy use in organic and conventional agriculture differs in several ways. The largest and most readily differences are associated with the energy required to manufacture, ship and apply pesticides and nitrogen-based fertilizers, not allowed in organic farming systems. Direct energy inputs to crop production systems are derived from power sources like human, tractors, machines, etc. that are linked to indirect energy inputs in the form of seeds, organic manures, fertilizers, pesticides, etc. Nitrogen fertilizer is cited as one of the biggest energy sink in a conventional crop energy balance. The largest portion of energy utilized in conventional agriculture, on average 37% of the total energy, is synthetic pesticides and mineral fertilizers, particularly nitrogen and, to a lesser extent, phosphorous and potassium (Soil Association, 2006). Farming practices and the use of machinery greatly influence energy use on individual farms. Mechanical weeding, pesticide application, greenhouse weeding are all high energy use practices that can significantly affect a farm's energy consumption and efficiency. Irrigation is another energy intensive agricultural practice, one that is utilized by both organic and non-organic farms. Each productive mean is linked with an energy coefficient that express the amount of energy needed to produce it, in MJ kg-1 o MJ L-1. The consumption of energy, per unit of field surface, is determined by multiply the amount of the input with their energy coefficients. In this context is very important to have an application in order to compare the cultivation systems, by the economic and energy point of view. The web application Bio Energy Farm, developed with ASP.NET® technology within the frame of the IEE Project Bioenergy Farm, is supported by a database in which are collected the updated energy coefficients of the most important productive means used in crop production. This energy coefficients allow the application to calculate the crop's input and output, without asking to the user to insert them manually. The web site allow to compare different farming systems, including the use of the machinery, manpower, and productive means such as fertilizers, chemicals, extra farm costs as harvesting and drying, the product sales, contributions and logistic operations. Bio Energy Farm even allows to calculate the economic and energetic balance and the output/input ratios for each crop, or, with more details, for each field. This study is presented to update the value of the most important energy coefficients and to estimate the economic and energetic balance of an organic farm comparing to a conventional farm.
La produttività agricola è strettamente legata agli input energetici. La misura dell'energia impiegata nella produzione di una coltura fornisce un buon indicatore degli aspetti tecnologici del sistema produttivo agricolo. Sia il sistema colturale biologico che quello convenzionale sono dipendenti dall'energia fossile per molti aspetti come il costo energetico di fabbricazione delle macchine, i costi di trasporto e il costo di produzione delle sementi. D'altra parte l'energia utilizzata in agricoltura biologica e convenzionale differisce in molti altri aspetti. Le più grandi ed evidenti differenze sono l'energia richiesta per produrre, trasportare e distribuire i concimi a base di azoto, non utilizzati nelle pratiche agricole biologiche. Gli input diretti alla produzione derivano da fonti di energia quali la manodopera, le trattrici, le macchine,ecc. che sono associati a input indiretti come la semente, i concimi organici, i fertilizzanti, i pesticidi,ecc. L'azoto è uno dei fattori che incidono di più sul bilancio energetico di una coltura convenzionale. La maggior parte dell'energia impiegata nell'agricoltura convenzionale, circa il 37 % del totale, è rappresentata dai pesticidi e dai fertilizzanti minerali, in particolare l'azoto ed in minor parte fosforo e potassio (Soil Association, 2006). Le pratiche agricole e l'uso di macchinari influenzano enormemente l'uso di energia dell'azienda agricola. Il diserbo meccanico, la distribuzione dei pesticidi, le lavorazioni del terreno, sono operazioni ad alto dispendio energetico che possono influire pesantemente sul consumo e sull''efficienza energetica. Anche l'irrigazione rappresenta una pratica agricola con dispendio di energia utilizzata da entrambi i sistemi colturali, convenzionale e biologico. Ogni fattore produttivo è associato ad un coefficiente energetico, espressione della quantità di energia necessaria per produrlo, espresso in MJ kg-1 o MJ L-1. Il consumo di energia per unità di superficie (ha) è determinato moltiplicando le quantità utilizzate di ciascun elemento per i rispettivi coefficienti energetici. In questo contesto è molto importante avere un applicazione che permetta di comparare diversi sistemi produttivi, sotto il profilo economico ed energetico. L'applicazione Bio Energy Farm, sviluppata con tecnologia ASP.NET® nell'ambito del progetto IEE Project Bioenergy Farm, è supportata da un database nel quale sono raccolti i coefficienti aggiornati dei principali fattori produttivi impiegati nel processo colturale. Questi coefficienti consentono all'applicazione di calcolare gli input e gli output di ogni coltura, senza richiedere l'inserimento manuale di questi parametri da parte dell'utente. Il sito internet permette di comparare diversi scenari produttivi e di calcolare i costi di coltivazione, includendo l'uso delle macchine con il relativo costo orario, la manodopera, i fattori produttivi come fertilizzanti, diserbanti e altri prodotti, i costi aggiuntivi come la raccolta per conto terzi o l'essiccazione del prodotto, le vendite della produzione agricola, le sovvenzioni e i costi derivanti dai trasporti logistici all'interno dell'azienda. Bio Energy Farm consente inoltre di calcolare i ricavi economici ed energetici ed i rapporti output/input per ciascuna coltura, o, con maggiore livello di dettaglio, per ciascun appezzamento sul quale viene praticata una coltura. La tesi ha lo scopo di aggiornare i valori dei principali coefficienti energetici utilizzati nel database dell'applicazione web e di valutare il bilancio economico ed energetico di una azienda agricola biologica, comparandola con un'altra con ordinamento produttivo convenzionale.
Analisi dei Bilanci Energetici delle Coltivazioni Biologiche
DE PACE, FRANCESCO
2010/2011
Abstract
La produttività agricola è strettamente legata agli input energetici. La misura dell'energia impiegata nella produzione di una coltura fornisce un buon indicatore degli aspetti tecnologici del sistema produttivo agricolo. Sia il sistema colturale biologico che quello convenzionale sono dipendenti dall'energia fossile per molti aspetti come il costo energetico di fabbricazione delle macchine, i costi di trasporto e il costo di produzione delle sementi. D'altra parte l'energia utilizzata in agricoltura biologica e convenzionale differisce in molti altri aspetti. Le più grandi ed evidenti differenze sono l'energia richiesta per produrre, trasportare e distribuire i concimi a base di azoto, non utilizzati nelle pratiche agricole biologiche. Gli input diretti alla produzione derivano da fonti di energia quali la manodopera, le trattrici, le macchine,ecc. che sono associati a input indiretti come la semente, i concimi organici, i fertilizzanti, i pesticidi,ecc. L'azoto è uno dei fattori che incidono di più sul bilancio energetico di una coltura convenzionale. La maggior parte dell'energia impiegata nell'agricoltura convenzionale, circa il 37 % del totale, è rappresentata dai pesticidi e dai fertilizzanti minerali, in particolare l'azoto ed in minor parte fosforo e potassio (Soil Association, 2006). Le pratiche agricole e l'uso di macchinari influenzano enormemente l'uso di energia dell'azienda agricola. Il diserbo meccanico, la distribuzione dei pesticidi, le lavorazioni del terreno, sono operazioni ad alto dispendio energetico che possono influire pesantemente sul consumo e sull''efficienza energetica. Anche l'irrigazione rappresenta una pratica agricola con dispendio di energia utilizzata da entrambi i sistemi colturali, convenzionale e biologico. Ogni fattore produttivo è associato ad un coefficiente energetico, espressione della quantità di energia necessaria per produrlo, espresso in MJ kg-1 o MJ L-1. Il consumo di energia per unità di superficie (ha) è determinato moltiplicando le quantità utilizzate di ciascun elemento per i rispettivi coefficienti energetici. In questo contesto è molto importante avere un applicazione che permetta di comparare diversi sistemi produttivi, sotto il profilo economico ed energetico. L'applicazione Bio Energy Farm, sviluppata con tecnologia ASP.NET® nell'ambito del progetto IEE Project Bioenergy Farm, è supportata da un database nel quale sono raccolti i coefficienti aggiornati dei principali fattori produttivi impiegati nel processo colturale. Questi coefficienti consentono all'applicazione di calcolare gli input e gli output di ogni coltura, senza richiedere l'inserimento manuale di questi parametri da parte dell'utente. Il sito internet permette di comparare diversi scenari produttivi e di calcolare i costi di coltivazione, includendo l'uso delle macchine con il relativo costo orario, la manodopera, i fattori produttivi come fertilizzanti, diserbanti e altri prodotti, i costi aggiuntivi come la raccolta per conto terzi o l'essiccazione del prodotto, le vendite della produzione agricola, le sovvenzioni e i costi derivanti dai trasporti logistici all'interno dell'azienda. Bio Energy Farm consente inoltre di calcolare i ricavi economici ed energetici ed i rapporti output/input per ciascuna coltura, o, con maggiore livello di dettaglio, per ciascun appezzamento sul quale viene praticata una coltura. La tesi ha lo scopo di aggiornare i valori dei principali coefficienti energetici utilizzati nel database dell'applicazione web e di valutare il bilancio economico ed energetico di una azienda agricola biologica, comparandola con un'altra con ordinamento produttivo convenzionale.| File | Dimensione | Formato | |
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