In a scenario characterized by a growing world population requiring food availability and consuming natural resources, livestock productions can play a pivotal role since they provide both a high value protein source and a socio-economic development opportunity for developing countries whereas they are responsible for global and local environmental issues. Particularly, beef production contributes not only to global warming through the production of greenhouse gases but also to soil degradation, deforestation, “feed-food” competition and water and air pollution. Since beef production faces the challenge of responding to a rising demand without increasing, and if possible by decreasing, its environmental impact, it is necessary to identify environmentally and economically sustainable production systems. LCA studies are a standardized and widely recognized method to identify and quantify the environmental impact of a food product so they could be an effective tool to define technical innovations and management strategies that could reduce beef environmental impact. The purpose of this thesis is to carry out a bibliographical research of studies dealing with beef environmental impact using the LCA methodology in order to both develop a methodological analysis and to identify possible strategies, techniques and/or management systems that could reduce its negative environmental effects. However, the results described in the publications are difficult to analyses since the different studies are characterised by variable LCA design (functional units, system boundaries, impact categories, allocation criteria) and deal with heterogeneous livestock systems (management, breed, geographical, climatic and socio-economic contexts). The analysed studies are generally characterised by the assessment of the efficiency of one or more management variations (intensive vs extensive, feeding, manure management, reproductive performance improvement, anabolic drugs treatments and breed) in reducing environmental impacts and particularly global warming. Particularly, as far as global warming is concerned, the focus of most studies is either to reduce emissions per functional unit or to maximize carbon sequestration potential of the described system. Feeding (concentrate vs forage based) environmental impact is analysed in most publications, however variability of studies and systems brings to different results, particularly when carbon sequestration potential is considered. Although LCA analysis is a standardized and widely recognized method it results difficult to apply what has been demonstrated locally to concrete improvements expendable at global or general level. However, some interesting suggestions to limit beef environmental impact emerged from the analysed studies. Particularly, it could be useful to develop different solutions for different contexts and to provide specific advice at farm level, especially in high-income countries. Furthermore, to promote the adoption of technical solutions that reduce the environmental impact, it is essential to improve the relationship between environmental and economic sustainability.

In un contesto caratterizzato da una popolazione mondiale in crescita, che richiede cibo e consuma risorse naturali, le produzioni animali giocano un ruolo cruciale poiché possono fornire una fonte proteica di alto valore biologico e una prospettiva di sviluppo socio-economico, ma sono anche causa di importanti problemi ambientali. L’allevamento del bovino da carne, in particolare, contribuisce al riscaldamento globale con la produzione di gas serra, il degrado del suolo e la deforestazione, all’inquinamento dell’acqua, dell'aria e alla competizione “feed-food”. E' quindi necessario individuare sistemi di allevamento sostenibili dal punto di vista ambientale ed economico per garantire a lungo termine la sicurezza alimentare. Gli studi LCA sono un metodo standardizzato e riconosciuto dalla comunità scientifica per identificare e quantificare l’impatto ambientale di un prodotto alimentare e possono quindi essere uno strumento efficace per definire non solo innovazioni tecniche e gestionali, ma anche strategie politiche finalizzate a ridurre l’impatto ambientale degli allevamenti. Scopo di questa tesi è quello di effettuare una ricerca bibliografica degli studi LCA inerenti la valutazione dell’impatto ambientale dell’allevamento del bovino da carne, sviluppandone non solo l'analisi bibliografica e metodologica, ma facendone anche un’analisi critica, individuando eventuali strategie, tecniche e sistemi di gestione che consentano di ridurne gli effetti negativi sull'ambiente. La ricerca bibliografica ha evidenziato che, diversamente da altri comparti zootecnici, non sono molti gli studi LCA sul bovino da carne effettuati a livello internazionale. Le evidenze emerse dall'analisi bibliografica risultano inoltre di difficile interpretazione, poiché gli studi differiscono non solo per la struttura dell'analisi LCA, ma soprattutto per la variabilità dei sistemi zootecnici descritti, caratterizzati da tecniche di allevamento e contesti geografici, climatici e socioeconomici diversi. Le pubblicazioni individuate sono accomunate dalla valutazione degli effetti di una o più variazioni nella gestione dell’allevamento (intensivo-estensivo, alimentazione, gestione delle deiezioni, miglioramento performance riproduttive, trattamenti con anabolizzanti e razze allevate) al fine di ridurne l’impatto ambientale e soprattutto il potenziale di riscaldamento globale. La gestione dell'alimentazione, e in particolare la scelta tra concentrati e foraggi/pascolo, è l'ambito più approfondito, tuttavia non è possibile definire una conclusione sempre valida per i motivi prima menzionati e in particolare in relazione all'inclusione o meno del potenziale di sequestro di carbonio nello studio. Gli studi analizzati, suggeriscono infatti una serie di possibili soluzioni che puntano alla riduzione delle emissioni per unità di prodotto o alla massimizzazione del sequestro di carbonio. Benché la LCA sia uno strumento affidabile, risulta difficile trasferire quanto emerso a livello locale/particolare in proposte concrete applicabili a livello globale/generale. Dagli studi analizzati sono tuttavia emersi alcuni suggerimenti promettenti per ridurre l'impatto ambientale dell'allevamento bovino da carne. In particolare potrebbe essere interessante sviluppare soluzioni diversificate in base al contesto, ad esempio proponendo soluzioni mirate ai diversi sistemi di allevamento o fornendo consulenza specifica a livello aziendale, soprattutto nei paesi ad alto reddito. Inoltre, per favorire il coinvolgimento degli allevatori e l'adozione di soluzioni tecniche che riducano l'impatto ambientale, è fondamentale valorizzare la relazione tra sostenibilità ambientale ed economica.

Applicazione della metodologia Life Cycle Assessment (LCA) negli allevamenti di bovini da carne.

GRINDATTO, ANNA
2023/2024

Abstract

In un contesto caratterizzato da una popolazione mondiale in crescita, che richiede cibo e consuma risorse naturali, le produzioni animali giocano un ruolo cruciale poiché possono fornire una fonte proteica di alto valore biologico e una prospettiva di sviluppo socio-economico, ma sono anche causa di importanti problemi ambientali. L’allevamento del bovino da carne, in particolare, contribuisce al riscaldamento globale con la produzione di gas serra, il degrado del suolo e la deforestazione, all’inquinamento dell’acqua, dell'aria e alla competizione “feed-food”. E' quindi necessario individuare sistemi di allevamento sostenibili dal punto di vista ambientale ed economico per garantire a lungo termine la sicurezza alimentare. Gli studi LCA sono un metodo standardizzato e riconosciuto dalla comunità scientifica per identificare e quantificare l’impatto ambientale di un prodotto alimentare e possono quindi essere uno strumento efficace per definire non solo innovazioni tecniche e gestionali, ma anche strategie politiche finalizzate a ridurre l’impatto ambientale degli allevamenti. Scopo di questa tesi è quello di effettuare una ricerca bibliografica degli studi LCA inerenti la valutazione dell’impatto ambientale dell’allevamento del bovino da carne, sviluppandone non solo l'analisi bibliografica e metodologica, ma facendone anche un’analisi critica, individuando eventuali strategie, tecniche e sistemi di gestione che consentano di ridurne gli effetti negativi sull'ambiente. La ricerca bibliografica ha evidenziato che, diversamente da altri comparti zootecnici, non sono molti gli studi LCA sul bovino da carne effettuati a livello internazionale. Le evidenze emerse dall'analisi bibliografica risultano inoltre di difficile interpretazione, poiché gli studi differiscono non solo per la struttura dell'analisi LCA, ma soprattutto per la variabilità dei sistemi zootecnici descritti, caratterizzati da tecniche di allevamento e contesti geografici, climatici e socioeconomici diversi. Le pubblicazioni individuate sono accomunate dalla valutazione degli effetti di una o più variazioni nella gestione dell’allevamento (intensivo-estensivo, alimentazione, gestione delle deiezioni, miglioramento performance riproduttive, trattamenti con anabolizzanti e razze allevate) al fine di ridurne l’impatto ambientale e soprattutto il potenziale di riscaldamento globale. La gestione dell'alimentazione, e in particolare la scelta tra concentrati e foraggi/pascolo, è l'ambito più approfondito, tuttavia non è possibile definire una conclusione sempre valida per i motivi prima menzionati e in particolare in relazione all'inclusione o meno del potenziale di sequestro di carbonio nello studio. Gli studi analizzati, suggeriscono infatti una serie di possibili soluzioni che puntano alla riduzione delle emissioni per unità di prodotto o alla massimizzazione del sequestro di carbonio. Benché la LCA sia uno strumento affidabile, risulta difficile trasferire quanto emerso a livello locale/particolare in proposte concrete applicabili a livello globale/generale. Dagli studi analizzati sono tuttavia emersi alcuni suggerimenti promettenti per ridurre l'impatto ambientale dell'allevamento bovino da carne. In particolare potrebbe essere interessante sviluppare soluzioni diversificate in base al contesto, ad esempio proponendo soluzioni mirate ai diversi sistemi di allevamento o fornendo consulenza specifica a livello aziendale, soprattutto nei paesi ad alto reddito. Inoltre, per favorire il coinvolgimento degli allevatori e l'adozione di soluzioni tecniche che riducano l'impatto ambientale, è fondamentale valorizzare la relazione tra sostenibilità ambientale ed economica.
Application of the Life Cycle Assessment (LCA) methodology to beef farms.
In a scenario characterized by a growing world population requiring food availability and consuming natural resources, livestock productions can play a pivotal role since they provide both a high value protein source and a socio-economic development opportunity for developing countries whereas they are responsible for global and local environmental issues. Particularly, beef production contributes not only to global warming through the production of greenhouse gases but also to soil degradation, deforestation, “feed-food” competition and water and air pollution. Since beef production faces the challenge of responding to a rising demand without increasing, and if possible by decreasing, its environmental impact, it is necessary to identify environmentally and economically sustainable production systems. LCA studies are a standardized and widely recognized method to identify and quantify the environmental impact of a food product so they could be an effective tool to define technical innovations and management strategies that could reduce beef environmental impact. The purpose of this thesis is to carry out a bibliographical research of studies dealing with beef environmental impact using the LCA methodology in order to both develop a methodological analysis and to identify possible strategies, techniques and/or management systems that could reduce its negative environmental effects. However, the results described in the publications are difficult to analyses since the different studies are characterised by variable LCA design (functional units, system boundaries, impact categories, allocation criteria) and deal with heterogeneous livestock systems (management, breed, geographical, climatic and socio-economic contexts). The analysed studies are generally characterised by the assessment of the efficiency of one or more management variations (intensive vs extensive, feeding, manure management, reproductive performance improvement, anabolic drugs treatments and breed) in reducing environmental impacts and particularly global warming. Particularly, as far as global warming is concerned, the focus of most studies is either to reduce emissions per functional unit or to maximize carbon sequestration potential of the described system. Feeding (concentrate vs forage based) environmental impact is analysed in most publications, however variability of studies and systems brings to different results, particularly when carbon sequestration potential is considered. Although LCA analysis is a standardized and widely recognized method it results difficult to apply what has been demonstrated locally to concrete improvements expendable at global or general level. However, some interesting suggestions to limit beef environmental impact emerged from the analysed studies. Particularly, it could be useful to develop different solutions for different contexts and to provide specific advice at farm level, especially in high-income countries. Furthermore, to promote the adoption of technical solutions that reduce the environmental impact, it is essential to improve the relationship between environmental and economic sustainability.
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