Predicting energy efficiency and greenhouse gases reduction potential under different tillage management and farm size scenarios for winter wheat production

Type de document
journalArticle
Langue source
Anglais
Titre français
Prédire l'efficacité énergétique et le potentiel de réduction des gaz à effet de serre selon différents scénarios de gestion du travail du sol et de taille de l'exploitation pour la production de blé d'hiver
Titre anglais
Predicting energy efficiency and greenhouse gases reduction potential under different tillage management and farm size scenarios for winter wheat production
Auteur(s)
  • SALDUKAITĖ Lina
  • ŠARAUSKIS Egidijus
  • LEKAVIČIENĖ Kristina
  • SAVICKAS Dainius
Editeur(s)
Autre(s)
Id
GSWRDE3S
Version
2791
Date ajout
28 octobre 2020 12:35
Date modification
16 mars 2021 17:56
Résumé français
Le blé d'hiver est la culture la plus populaire en Europe et en même temps un contributeur majeur à la pollution de l'environnement, car son processus de production est énergivore et émet des niveaux élevés de gaz à effet de serre (GES). Par conséquent, lutter contre la pollution des agroécosystèmes nécessite le développement de technologies de production plus propres en intégrant des pratiques de production agricole durables qui réduisent l'utilisation de machines, de diesel et de produits chimiques. L'objectif de cette étude était de déterminer les principaux indicateurs d'émissions d'énergie et de carbone dans la production de blé d'hiver en tenant compte de différents scénarios basés sur les technologies de labour et la taille des exploitations. Trois tailles d'exploitations (<10 ha, 10–100 ha et> 100 ha) et trois systèmes de travail du sol différents (conventionnel (CT), minimal (MT) et sans labour (NT)) ont été utilisés dans cette étude afin de construire différents scénarios. Le coût du carburant, du temps, de l'énergie et des émissions de carbone pour la taille de la ferme, la superficie de blé et la quantité de récolte récoltée ont été analysés sur la base des scénarios développés. Le coût total le plus bas du combustible et du temps de travail pour la superficie totale du blé d'hiver (621032 ha) était nécessaire dans le scénario SC 3 - 65,37 millions de L et 3,05 millions d'h ou 105,26 L ha − 1 et 4,90 h ha − 1, respectivement . Les meilleurs taux d'efficacité énergétique (3,84), de productivité énergétique (0,26 kg MJ − 1) et d'énergie spécifique (3,80 MJ kg − 1) pour la production de blé d'hiver ont été trouvés dans les grandes exploitations (> 100 ha) sans labour. Une comparaison des scénarios de travail du sol et de taille de l'exploitation a montré qu'en appliquant le scénario SC 3, où CT est de 30 à 70%, MT est de 20 à 50% et NT est de 10 à 20%, les émissions de carbone pour la superficie totale de le blé d'hiver pourrait être réduit de 12,6 kilotonnes d'émissions de carbone, par rapport au scénario SC 1, où TC est de 50 à 100%, MT de 0 à 40% et NT de 0 à 10%. En conclusion, les résultats des scénarios modélisés suggèrent que la mise en œuvre des technologies NT et MT utilisant plutôt que l'émission de carbone atténue plus efficacement la pollution de l'environnement, réduisant la consommation de carburant et d'énergie et le temps de travail dans la production de blé d'hiver.
Résumé anglais
Winter wheat is the most popular crop in Europe and at the same time a major contributor to environmental pollution, as its production process is energy-intensive and emits high levels of greenhouse gas (GHG). Therefore, tackling the pollution of agroecosystems requires development of cleaner production technologies by integrating sustainable agricultural production practices that reduce the use of machinery, diesel and chemicals. The aim of this study was to determine the main indicators of energy and carbon emissions in winter wheat production taking into account different scenarios based on tillage technologies and farm sizes. Three sizes of farms (<10 ha, 10–100 ha, and >100 ha) and three different tillage systems (conventional (CT), minimal (MT) and no tillage (NT)) were used in this study in order to build up different scenarios. The cost of fuel, time, energy and carbon emissions for the size of the farm, the area of wheat and the amount of crop harvested were analysed based on the developed scenarios. The lowest total cost of fuel and working time for the total area of winter wheat (621 032 ha) were needed under the scenario SC 3 – 65.37 million L and 3.05 million h or 105.26 L ha−1 and 4.90 h ha−1, respectively. The best energy efficiency ratio (3.84), energy productivity ratio (0.26 kg MJ−1) and specific energy ratio (3.80 MJ kg−1) for winter wheat production were found in large farms (>100 ha) under no tillage. A comparison of the tillage and the farm size scenarios showed that by applying the scenario SC 3, where CT is 30–70%, MT is 20–50%, and NT is 10–20%, the carbon emissions for the total area of winter wheat could be reduced by 12.6 kilotonnes carbon emission, compared to the scenario SC 1, where CT is 50–100%, MT is 0–40%, and NT 0–10%. In conclusion, the modelled scenarios results suggested that implementation of NT and MT technologies using instead of carbon emission more efficiently mitigate environment pollution, decreasing fuel and energy consumption and working time in winter wheat production.
Note
None
CRAW tags
  • AB - Non-spécifique
  • FREDO performance énergétique
  • agricultural technology
  • crop production
  • working time
WEB tags
  • carbon emission
  • diesel fuel
  • energy indicators
Titre de la publication
Sustainable Energy Technologies and Assessments
Volume
42
Pages
100841
Date caractères
December 1, 2020
Date publication
1 décembre 2020
Doi
10.1016/j.seta.2020.100841 Le DOI est une URL unique de référencement d'une publication. Il est donc plus fiable et permanent qu'une URL classique
Issn
2213-1388 L’ISSN est un code de 8 chiffres servant à identifier les journaux, revues, magazines, périodiques de toute nature et sur tous supports, papier comme électronique.