Italian dairy production is a high-value economic sector, concentrated in Northern Italy. In recent years, the challenges related to maintaining the high quality of products have expanded to include aspects such as environmental sustainability. The aim of this study is to evaluate the environmental impact associated with the dairy production system in the Po Valley through the Life Cycle Assessment (LCA) methodology. The study was conducted on 12 dairy farms, for which the impacts assessed were greenhouse gas emissions (impact category “climate change”) and land use (“land occupation”) within an attributional Life Cycle Assessment model. The model considered all production stages, from animal and manure management to the production and use of feed ingredients in the rations, bedding materials, and the energy resources used on the farm. The functional unit of reference was 1 kg of fat- and protein-corrected milk (FPCM). All data were collected through questionnaires completed during visits to all the farms included in the sample, while impacts were calculated using internationally validated sets of equations and international standard databases. The impact values were analyzed using principal component analysis to highlight relationships with the main farm variables. The results obtained highlight the main sources of environmental impact and propose management and practical strategies to reduce them. Regarding herd size and composition, the farms surveyed host an average of 378 adult livestock units (LU), manage an average utilized agricultural area (UAA) of 108 ha, and achieve an average milk production of 32.3 kg/day per cow. Furthermore, the diet of the animals on the farms is mainly based on the use of cereal silages, concentrates, with the addition of hay and straw. As for the environmental impact results, the “climate change” impact category showed an average value per unit of milk of 1.06 ± 0.10 kg CO₂-eq, in line with values of highly intensive and high performing production systems. The predominant production stages were enteric methane emissions and feed production. The “land occupation” impact category showed an average value of 1.72 ± 0.17 m²/year, with the majority share due to the external purchase of feed for the animals. Finally, principal component analysis revealed the variables most closely associated with the climate change category (milk production, use of cereal silages in rations) and with land occupation (impact per ration unit, milk production, use of cereal silages in rations), useful for designing innovative strategies for impact reduction. The study also highlights the effectiveness of the LCA approach in proposing and identifying mitigation strategies for more environmentally sustainable dairy farming while keeping it competitive on the market.

La produzione di latte bovino italiano è un settore ad alto valore economico, concentrato in nord Italia. Negli ultimi anni, le sfide legate al mantenimento dell’alta qualità dei prodotti si sono allargate ad aspetti quali la sostenibilità ambientale. L’elaborato ha come obiettivo la valutazione dell’impatto ambientale associato al sistema di produzione di latte bovino in Pianura Padana attraverso la metodologia Life Cycle Assessment (LCA). Lo studio è stato svolto su 12 aziende di bovini da latte, per le quali è stato valutato come impatto l’emissione di gas serra (categoria di impatto “cambiamento climatico” ) e l’utilizzo della risorsa suolo (“occupazione del suolo”) in un modello di Life Cycle Assessment di tipo attribuzionale. Il modello ha considerato tutte le fasi produttive, dalla gestione degli animali e dei reflui aziendali alla produzione ed uso degli alimenti componenti le razioni, dei materiali di lettiera e delle risorse energetiche usate in azienda. L’unità funzionale di riferimento usata è stata 1 kg di latte corretto per tenore proteico e lipidico (FPCM). Tutti i dati sono stati raccolti attraverso dei questionari compilati durante le visite effettuate in tutte aziende del campione considerato, mentre gli impatti sono stati calcolati tramite set di equazioni validate a livello internazionale e attraverso banche dati di standard internazionali. I valori di impatto sono stati analizzati tramite analisi delle componenti principali per evidenziare le relazioni esistenti con le principali variabili aziendali. I risultati ottenuti mettono in evidenza le principali fonti di impatto ambientale e propongono delle strategie gestionali e pratiche per ridurle. Per quanto concerne la grandezza e composizione della mandria, le aziende prese in esame ospitano in media 378 unità bovine adulte (UBA), gestiscono una superficie agricola utilizzabile (SAU) media di 108 ha e la produzione media è pari a 32.3 kg/giorno per vacca. Inoltre, la dieta degli animali presenti nelle aziende è basata principalmente sull’uso di insilati cereali, di concentrati con l’aggiunta di fieno e paglia. Circa i risultati degli impatti ambientali ottenuti si osserva che la categoria impatto “cambiamento climatico” è risultata avere un valore medio per unità di latte di 1.06 ± 0.10 kg CO2-eq in linea con i valori dei sistemi produttivi ad alta intensità con una produzione performante. Le fasi produttive predominanti sono risultate essere l’emissione enterica di metano e la produzione di alimenti. La categoria di impatto “occupazione del suolo” è risultata avere un valore medio di 1.72 ± 0.17 m2/anno, con la quota maggioritaria dovuta all’ acquisto esterno di alimenti destinati agli animali. Infine, tramite lo studio dell’analisi delle componenti principali si sono evidenziate quali sono le variabili associate maggiormente alla categoria cambiamento climatico (produzione di latte, uso di insilati di cereali nel razionamento) e all’occupazione del suolo (impatto per unità di razione, produzione di latte, uso di insilati di cereali nel razionamento), utili a disegnare strategie innovative per la riduzione dell’impatto stesso. Lo studio risalta anche l’efficacia dell’approccio LCA per proporre ed individuare delle strategie mitigative per un allevamento di vacche da latte più sostenibile da un punto di vista ambientale mantenendolo competitivo sul mercato.

VALUTAZIONE DELL’ IMPATTO AMBIENTALE DEL SISTEMA DI PRODUZIONE DI LATTE BOVINO IN PIANURA PADANA CON APPROCCIO LIFE CYCLE ASSESSMENT

MANENTE, RACHELE
2024/2025

Abstract

Italian dairy production is a high-value economic sector, concentrated in Northern Italy. In recent years, the challenges related to maintaining the high quality of products have expanded to include aspects such as environmental sustainability. The aim of this study is to evaluate the environmental impact associated with the dairy production system in the Po Valley through the Life Cycle Assessment (LCA) methodology. The study was conducted on 12 dairy farms, for which the impacts assessed were greenhouse gas emissions (impact category “climate change”) and land use (“land occupation”) within an attributional Life Cycle Assessment model. The model considered all production stages, from animal and manure management to the production and use of feed ingredients in the rations, bedding materials, and the energy resources used on the farm. The functional unit of reference was 1 kg of fat- and protein-corrected milk (FPCM). All data were collected through questionnaires completed during visits to all the farms included in the sample, while impacts were calculated using internationally validated sets of equations and international standard databases. The impact values were analyzed using principal component analysis to highlight relationships with the main farm variables. The results obtained highlight the main sources of environmental impact and propose management and practical strategies to reduce them. Regarding herd size and composition, the farms surveyed host an average of 378 adult livestock units (LU), manage an average utilized agricultural area (UAA) of 108 ha, and achieve an average milk production of 32.3 kg/day per cow. Furthermore, the diet of the animals on the farms is mainly based on the use of cereal silages, concentrates, with the addition of hay and straw. As for the environmental impact results, the “climate change” impact category showed an average value per unit of milk of 1.06 ± 0.10 kg CO₂-eq, in line with values of highly intensive and high performing production systems. The predominant production stages were enteric methane emissions and feed production. The “land occupation” impact category showed an average value of 1.72 ± 0.17 m²/year, with the majority share due to the external purchase of feed for the animals. Finally, principal component analysis revealed the variables most closely associated with the climate change category (milk production, use of cereal silages in rations) and with land occupation (impact per ration unit, milk production, use of cereal silages in rations), useful for designing innovative strategies for impact reduction. The study also highlights the effectiveness of the LCA approach in proposing and identifying mitigation strategies for more environmentally sustainable dairy farming while keeping it competitive on the market.
2024
ASSESSMENT OF THE ENVIRONMENTAL IMPACT ASSOCIATED WITH THE BOVINE MILK PRODUCTION SYSTEM IN PO VALLEY WITH LIFE CYCLE ASSESSMENT APPROACH
La produzione di latte bovino italiano è un settore ad alto valore economico, concentrato in nord Italia. Negli ultimi anni, le sfide legate al mantenimento dell’alta qualità dei prodotti si sono allargate ad aspetti quali la sostenibilità ambientale. L’elaborato ha come obiettivo la valutazione dell’impatto ambientale associato al sistema di produzione di latte bovino in Pianura Padana attraverso la metodologia Life Cycle Assessment (LCA). Lo studio è stato svolto su 12 aziende di bovini da latte, per le quali è stato valutato come impatto l’emissione di gas serra (categoria di impatto “cambiamento climatico” ) e l’utilizzo della risorsa suolo (“occupazione del suolo”) in un modello di Life Cycle Assessment di tipo attribuzionale. Il modello ha considerato tutte le fasi produttive, dalla gestione degli animali e dei reflui aziendali alla produzione ed uso degli alimenti componenti le razioni, dei materiali di lettiera e delle risorse energetiche usate in azienda. L’unità funzionale di riferimento usata è stata 1 kg di latte corretto per tenore proteico e lipidico (FPCM). Tutti i dati sono stati raccolti attraverso dei questionari compilati durante le visite effettuate in tutte aziende del campione considerato, mentre gli impatti sono stati calcolati tramite set di equazioni validate a livello internazionale e attraverso banche dati di standard internazionali. I valori di impatto sono stati analizzati tramite analisi delle componenti principali per evidenziare le relazioni esistenti con le principali variabili aziendali. I risultati ottenuti mettono in evidenza le principali fonti di impatto ambientale e propongono delle strategie gestionali e pratiche per ridurle. Per quanto concerne la grandezza e composizione della mandria, le aziende prese in esame ospitano in media 378 unità bovine adulte (UBA), gestiscono una superficie agricola utilizzabile (SAU) media di 108 ha e la produzione media è pari a 32.3 kg/giorno per vacca. Inoltre, la dieta degli animali presenti nelle aziende è basata principalmente sull’uso di insilati cereali, di concentrati con l’aggiunta di fieno e paglia. Circa i risultati degli impatti ambientali ottenuti si osserva che la categoria impatto “cambiamento climatico” è risultata avere un valore medio per unità di latte di 1.06 ± 0.10 kg CO2-eq in linea con i valori dei sistemi produttivi ad alta intensità con una produzione performante. Le fasi produttive predominanti sono risultate essere l’emissione enterica di metano e la produzione di alimenti. La categoria di impatto “occupazione del suolo” è risultata avere un valore medio di 1.72 ± 0.17 m2/anno, con la quota maggioritaria dovuta all’ acquisto esterno di alimenti destinati agli animali. Infine, tramite lo studio dell’analisi delle componenti principali si sono evidenziate quali sono le variabili associate maggiormente alla categoria cambiamento climatico (produzione di latte, uso di insilati di cereali nel razionamento) e all’occupazione del suolo (impatto per unità di razione, produzione di latte, uso di insilati di cereali nel razionamento), utili a disegnare strategie innovative per la riduzione dell’impatto stesso. Lo studio risalta anche l’efficacia dell’approccio LCA per proporre ed individuare delle strategie mitigative per un allevamento di vacche da latte più sostenibile da un punto di vista ambientale mantenendolo competitivo sul mercato.
Vacche da latte
Impatto ambientale
Mitigazione
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