Diplomová práce byla zaměřena na porovnání environmentálních aspektů pěstování mužáku prorostlého (Silphium perfoliatum L.) a silážní kukuřice (Zea mays L.) při standardních pěstitelských postupech relevantních pro Českou republiku. Pěstování kukuřice s sebou nese významné environmentální problémy. Ke snížení negativních vlivů se jeví pěstování alternativních víceletých plodin. Silphium perfoliatum L. je uvažován jako vhodná rostlina z pohledu využití pro krmivářské i energetické účely. Výsledky pěstování mužáku se vztahují k 8letému sledování v rámci experimentál-ního polního pokusu. Z pohledu kukuřice je vycházeno ze standardních pěstitel-ských postupů a z Technických a technologických norem pro zemědělskou výrobu. Hranice systému zahrnovaly všechny procesy tzv. od kolébky po bránu farmy (ang. From cradle to farm gate). Environmentální zátěž vázaná na pěstební technologie sledovaných rostlin byla hodnocena dle metody LCA v 18 dopadových kategoriích. Pro zpracování výsledků byl využit software SimaPro 9.5.0.2 Analyst s integrovanou metodou ReCiPe Midpoint (H) a Endpoint (H) a prioritně přístup Cut-off System Model. Data byla vyjádřena pomocí charakterizačního a normali-začního modelu, vážení a citlivostí analýzy dat. V rámci hodnocení environmentál-ních aspektů obou posuzovaných plodin byla nejvyšší zátěž životního prostředí ve vybraných kategoriích dopadů spojena především s hnojivy, agrotechnickými ope-racemi a vlivy přímých emisí. Výsledky prokázaly nižší environmentální dopady vztahující se k pěstování Silphium perfoliatum L. Pouze v 1 z 18 dopadových kate-gorií mužák představoval vyšší zátěž z pohledu spotřeby vody vztahující se k přípravě sazenic před založením porostu. Mužák vykazuje slibné vyhlídky do bu-doucna v mnoha odvětvích, ať již v krmivářství, energetice či farmacii.
Anotace v angličtině
The thesis was focused on the comparison of environmental aspects of cultivation of Silphium perfoliatum L. and silage maize (Zea mays L.) under standard cultivation practices relevant for the Czech Republic. Maize cultivation poses significant envi-ronmental problems. The cultivation of alternative perennial crops appears to redu-ce the negative impacts. Silphum perfoliatum L. is considered as a suitable plant in terms of use for feed and energy purposes. The results of the cultivation of the Silphum refer to an 8year follow-up in an experimental field trial. In terms of maize, standard cultivation practices and the Technical and Technological Standards for Agricultural Production are used. The system boundaries included all processes from cradle to gate. The environmental burden related to the cultivation technolo-gies of the monitored crops was assessed according to the LCA method in 18 impact categories. SimaPro 9.5.0.2 Analyst software with integrated ReCiPe Midpoint (H) and Endpoint (H) and Cut-off System Model approach was used to process the re-sults. Data were expressed using characterization and normalization model, weighting and Monte Carlo analysis. In assessing the environmental aspects of the two crops under consideration, the highest environmental burdens in selected impact categories were mainly associated with fertilisers, agrotechnical operations and the effects of direct emissions. The results showed lower environmental impacts related to the cultivation of Silphium perfoliatum L. Only in 1 of the 18 impact categories did the Silphum plant represent a higher burden in terms of water consumption rela-ted to seedling preparation prior to stand establishment. Silphum shows promising future prospects in many sectors, be it feed, energy or pharmaceutical.
Klíčová slova
Silphium perfoliatum L., Zea mays L., LCA, posuzování životního cyklu
Klíčová slova v angličtině
Silphium perfoliatum L., Zea mays L., LCA
Rozsah průvodní práce
53
Jazyk
CZ
Anotace
Diplomová práce byla zaměřena na porovnání environmentálních aspektů pěstování mužáku prorostlého (Silphium perfoliatum L.) a silážní kukuřice (Zea mays L.) při standardních pěstitelských postupech relevantních pro Českou republiku. Pěstování kukuřice s sebou nese významné environmentální problémy. Ke snížení negativních vlivů se jeví pěstování alternativních víceletých plodin. Silphium perfoliatum L. je uvažován jako vhodná rostlina z pohledu využití pro krmivářské i energetické účely. Výsledky pěstování mužáku se vztahují k 8letému sledování v rámci experimentál-ního polního pokusu. Z pohledu kukuřice je vycházeno ze standardních pěstitel-ských postupů a z Technických a technologických norem pro zemědělskou výrobu. Hranice systému zahrnovaly všechny procesy tzv. od kolébky po bránu farmy (ang. From cradle to farm gate). Environmentální zátěž vázaná na pěstební technologie sledovaných rostlin byla hodnocena dle metody LCA v 18 dopadových kategoriích. Pro zpracování výsledků byl využit software SimaPro 9.5.0.2 Analyst s integrovanou metodou ReCiPe Midpoint (H) a Endpoint (H) a prioritně přístup Cut-off System Model. Data byla vyjádřena pomocí charakterizačního a normali-začního modelu, vážení a citlivostí analýzy dat. V rámci hodnocení environmentál-ních aspektů obou posuzovaných plodin byla nejvyšší zátěž životního prostředí ve vybraných kategoriích dopadů spojena především s hnojivy, agrotechnickými ope-racemi a vlivy přímých emisí. Výsledky prokázaly nižší environmentální dopady vztahující se k pěstování Silphium perfoliatum L. Pouze v 1 z 18 dopadových kate-gorií mužák představoval vyšší zátěž z pohledu spotřeby vody vztahující se k přípravě sazenic před založením porostu. Mužák vykazuje slibné vyhlídky do bu-doucna v mnoha odvětvích, ať již v krmivářství, energetice či farmacii.
Anotace v angličtině
The thesis was focused on the comparison of environmental aspects of cultivation of Silphium perfoliatum L. and silage maize (Zea mays L.) under standard cultivation practices relevant for the Czech Republic. Maize cultivation poses significant envi-ronmental problems. The cultivation of alternative perennial crops appears to redu-ce the negative impacts. Silphum perfoliatum L. is considered as a suitable plant in terms of use for feed and energy purposes. The results of the cultivation of the Silphum refer to an 8year follow-up in an experimental field trial. In terms of maize, standard cultivation practices and the Technical and Technological Standards for Agricultural Production are used. The system boundaries included all processes from cradle to gate. The environmental burden related to the cultivation technolo-gies of the monitored crops was assessed according to the LCA method in 18 impact categories. SimaPro 9.5.0.2 Analyst software with integrated ReCiPe Midpoint (H) and Endpoint (H) and Cut-off System Model approach was used to process the re-sults. Data were expressed using characterization and normalization model, weighting and Monte Carlo analysis. In assessing the environmental aspects of the two crops under consideration, the highest environmental burdens in selected impact categories were mainly associated with fertilisers, agrotechnical operations and the effects of direct emissions. The results showed lower environmental impacts related to the cultivation of Silphium perfoliatum L. Only in 1 of the 18 impact categories did the Silphum plant represent a higher burden in terms of water consumption rela-ted to seedling preparation prior to stand establishment. Silphum shows promising future prospects in many sectors, be it feed, energy or pharmaceutical.
Klíčová slova
Silphium perfoliatum L., Zea mays L., LCA, posuzování životního cyklu
Klíčová slova v angličtině
Silphium perfoliatum L., Zea mays L., LCA
Zásady pro vypracování
Cíl práce: Vyhodnocení environmentálního dopadu vázaného na pěstování mužáku prorostlého (Silphium perfoliatum L.) z pohledu Posuzování životního cyklu (Life Cycle Assessment)
1. Úvodní část - úvod do problematiky (doporučený rozsah 1 strana, bez citací)
2. Literární přehled - seznam témat hlavních kapitol (rozsah cca 50 % textové části DP)
3. Cíl práce a definice pracovních hypotéz (rozsah 1-2 strany)
4. Metodická část - definovat cíle a rozsah sledovaného rámce dle norem pro metodu hodnocení životního cyklu, inventarizovat data sledovaného rámce, vyhodnotit environmentální dopady, zpracovat a interpretovat data
5. Výsledková a diskusní část - vyhodnocení a interpretace dat, návrh opatření vedoucích k redukci environmentální zátěže, sestavení diskusní části práce (rozsah cca 50 % textové části DP)
6. Závěrečná část práce - shrnutí hlavních výsledků práce a navržených opatření (doporučený rozsah 1-2 strany, bez citací)
7. Seznam citované literatury (minimálně 1/3 literárních pramenů ze zahraničních zdrojů -vědecké časopisy, knihy)
Zásady pro vypracování
Cíl práce: Vyhodnocení environmentálního dopadu vázaného na pěstování mužáku prorostlého (Silphium perfoliatum L.) z pohledu Posuzování životního cyklu (Life Cycle Assessment)
1. Úvodní část - úvod do problematiky (doporučený rozsah 1 strana, bez citací)
2. Literární přehled - seznam témat hlavních kapitol (rozsah cca 50 % textové části DP)
3. Cíl práce a definice pracovních hypotéz (rozsah 1-2 strany)
4. Metodická část - definovat cíle a rozsah sledovaného rámce dle norem pro metodu hodnocení životního cyklu, inventarizovat data sledovaného rámce, vyhodnotit environmentální dopady, zpracovat a interpretovat data
5. Výsledková a diskusní část - vyhodnocení a interpretace dat, návrh opatření vedoucích k redukci environmentální zátěže, sestavení diskusní části práce (rozsah cca 50 % textové části DP)
6. Závěrečná část práce - shrnutí hlavních výsledků práce a navržených opatření (doporučený rozsah 1-2 strany, bez citací)
7. Seznam citované literatury (minimálně 1/3 literárních pramenů ze zahraničních zdrojů -vědecké časopisy, knihy)
Seznam doporučené literatury
[1] Albrecht, K. A., & Goldstein, W. (1997, June). Silphium perfoliatum: A North American prairie plant with potential as a forage crop. In Conference June 8-19 Conference Year, Winnipeg (pp. 167-168).
[2] Bernas, J., Bernasová, T., Gerstberger, P. et al. Cup plant, an alternative to conventional silage from an LCA perspective. Int J Life Cycle Assess 26, 311-326 (2021). https://doi.org/10.1007/s11367-020-01858-x
[3] Gansberger, M., Montgomery, L. F., & Liebhard, P. (2015). Botanical characteristics, crop management and potential of Silphium perfoliatum L. as a renewable resource for biogas production: A review. Industrial Crops and Products, 63, 362-372.
[4] Ghamkhar, R., Hartleb, C., Wu, F., & Hicks, A. (2020). Life cycle assessment of a cold weather aquaponic food production system. Journal of Cleaner Production, 244, 118767.
[5] Hauschild, M. Z., Rosenbaum, R. K., & Olsen, S. I. (2018). Life cycle assessment (Vol. 2018). Springer International Publishing, Cham. https://doi. org/10.1007/978-3-319-56475-3.
[6] Usťak, S. (2012). Možnosti pěstování mužáku prorostlého Silphium perfoliatum L. pro výrobu bioplynu. Metodika pro praxi, Praha: Výzkumný ústav rostlinné výroby, 31 s.. ISBN: 978-80-7427-099-4
[1] Albrecht, K. A., & Goldstein, W. (1997, June). Silphium perfoliatum: A North American prairie plant with potential as a forage crop. In Conference June 8-19 Conference Year, Winnipeg (pp. 167-168).
[2] Bernas, J., Bernasová, T., Gerstberger, P. et al. Cup plant, an alternative to conventional silage from an LCA perspective. Int J Life Cycle Assess 26, 311-326 (2021). https://doi.org/10.1007/s11367-020-01858-x
[3] Gansberger, M., Montgomery, L. F., & Liebhard, P. (2015). Botanical characteristics, crop management and potential of Silphium perfoliatum L. as a renewable resource for biogas production: A review. Industrial Crops and Products, 63, 362-372.
[4] Ghamkhar, R., Hartleb, C., Wu, F., & Hicks, A. (2020). Life cycle assessment of a cold weather aquaponic food production system. Journal of Cleaner Production, 244, 118767.
[5] Hauschild, M. Z., Rosenbaum, R. K., & Olsen, S. I. (2018). Life cycle assessment (Vol. 2018). Springer International Publishing, Cham. https://doi. org/10.1007/978-3-319-56475-3.
[6] Usťak, S. (2012). Možnosti pěstování mužáku prorostlého Silphium perfoliatum L. pro výrobu bioplynu. Metodika pro praxi, Praha: Výzkumný ústav rostlinné výroby, 31 s.. ISBN: 978-80-7427-099-4