Broilerin fileesuikaleiden tuotannon ympäristövaikutukset ja kehittämismahdollisuudet

Abstract

Tutkimuksessa sovellettiin tuotantoverkkointegroitua elinkaariarviointia broilerinlihan tuotannon ympäristövaikutusten arvioimiseen. Ympäristövaikutusarvio perustui broilerin hunajamarinoitujen fileesuikaleiden tuotantoverkon todellisiin tuotantoprosesseihin vuosina 2003.2005. Tuotantoverkkoon sisällytettiin kaikki olennaiset vaiheet maatalouden tuotantopanosten valmistuksesta ja broileriuntuvikkojen tuotannosta aina kaupassa myytäviin broilerin hunajamarinoituihin fileesuikaleisiin asti. Tuotantoverkon vaiheista selvitettiin primäärienergian käyttö, viljelyyn tarvittava peltopinta-ala, sivuvirtojen lajit, määrät ja käyttökohteet, kaatopaikkajätteen määrä sekä suorat ja välilliset päästöt ilmaan ja vesistöihin. Ympäristökuormitustiedoista laskettiin vaikutukset ilmastonmuutokseen, happamoitumiseen, vesistöjen rehevöitymiseen ja alailmakehän otsonin muodostumiseen. Tutkituissa ympäristövaikutusluokissa broilerin tuotanto muodosti valtaosan (65.85 %) koko tuotantoverkon aiheuttamista vaikutuksista. Broilerin tuotantoon sisällytettiin muun muassa kasvattamoiden sähkön- ja lämmönkulutus, broilerien ruokinta, broilerinlantaan liittyvät päästöt, rehuviljan viljely ja sen panostuotanto sekä rehujen teollinen prosessointi. Broilerin tuotannon osuus oli yli 80 prosenttia tuotantoverkon aiheuttamasta rehevöitymisestä ja happamoitumisesta, mikä johtui erityisesti rehuviljan viljelyssä syntyvistä ravinnehuuhtoumista ja broilerinlannasta haihtuvasta ammoniakista. Tuotantoverkon primäärienergiankulutuksesta broilerin tuotanto muodosti 41 prosenttia ja vähittäiskaupassa tapahtuva lopputuotteen kylmäsäilytys 20 prosenttia. Broilerin tuotannon osuus ilmastonmuutosvaikutuksesta oli 65 prosenttia. Tähän vaikuttivat energiaperäisten päästöjen ohella erityisesti lannoitteiden tuotannossa ja käytössä vapautuva dityppioksidi sekä broilerinlannan käsittelystä syntyvät metaani- ja dityppioksidipäästöt. Tuotantoverkon eri vaiheissa vapautunut hiilidioksidi oli kuitenkin eniten (59 %) ilmaston saisemmin tuotantoverkon eri osiin ja korreloivat energiankulutuksen kanssa. Broilerituotteen tuotantoverkon aiheuttamia ympäristövaikutuksia havainnollistettiin Mittatikku-esitystavalla, jolla kuvataan tuotteiden keskimääräisestä päiväkulutuksesta aiheutuvia ympäristövaikutuksia. Esitystavassa ympäristö- ongelmia on painotettu niiden tärkeyden mukaan, ja siten saatu ne yhteismitallisiksi kokonaisympäristövaikutusindeksin laskemiseksi. Tarkastellun broilerituotteen keskimääräisen päiväannoksen (40 g) kokonaisympäristövaikutukset olivat kaksinkertaiset ruisleivän keskimääräiseen päiväannokseen (83 g) verrattuna ja kolmasosan juuston keskimääräisen päiväkulutuksen (30 g) vaikutuksista. Rehevöittävät päästöt muodostivat lähes 50 prosentin osuuden broilerituotteen tuotantoverkon kokonaisympäristövaikutuksista. Happamoittavien päästöjen osuudeksi tuli 25 prosenttia. Prosessien ja päästöjen hallinta peltotuotannossa on paljon vaikeampaa kuin teollisuudessa, koska maataloudessa toimitaan luonnon asettamien olosuhteiden puitteissa. Pääosin tästä syystä broilerin rehuviljan tuotannon osuus oli merkittävin tekijä (41 %) tuotantoverkon kokonaisympäristövaikutusten muodostumisen kannalta. Rehuviljan viljelyssä vesistöihin huuhtoutuneet typpi ja fosfori muodostivat yhteensä 33 prosenttia tuotantoverkon kokonaisymp äristövaikutuksista. Ravinnekuormitusta voidaan kuitenkin vähentää esimerkiksi alentamalla maan helppoliukoisen fosforin pitoisuutta korkeissa viljavuusluokissa, ylläpitämällä peltomaalle edullista vesitaloutta ja rakennetta, estämällä eroosiota muokkausta vähentämällä sekä poistamalla huonotuottoisimmat ja vesiensuojelun kannalta kriittisimmät lohkot aktiiviviljelystä ja muuttamalla ne esimerkiksi suojavyöhykkeiksi. Hyvän tuotantoympäristön ylläpitäminen broilerikasvattamoissa edellyttää eläimille sopivan lämpötilan säilyttämistä sekä kosteuden, haitallisten kaasujen ja pölyn poistamista tuotantotilasta. Poistoilman puhdistaminen ammoniakista on yksi konkreettisimmista mahdollisuuksista vähentää tuotantoverkon ympäristövaikutuksia. Koska prosessi pienentää myös poistoilman pölypitoisuutta, lämmönsiirtimien toimintaedellytykset paranevat samalla oleellisesti. Tämä mahdollistaa eläintilan ilmanvaihdon tehostamisen, jolloin kuivikepohja pysyy kuivempana ja ammoniakkia haihtuu vähemmän. Se taas vaikuttaa positiivisesti lintujen terveyteen. Vaikka maataloustuotannolla onkin suurin merkitys ympäristövaikutusten muodostumisessa, myös ketjun loppupäällä on tärkeä rooli ja vastuu siinä, millainen markkinoille tarjottu tuote ympäristövaikutuksiltaan on. Broilerin tuotantoketjua ohjataan yksityiskohtaisesti aina untuvikkojen tuotannosta broilereiden teurastukseen asti. Tällaisella keskitetysti ohjatulla tuotantoketjulla on edellytyksiä kehittää koko tuotantoverkkoa vähemmän ympäristöä kuormittavaksi. Ratkaisujen etsintä ja uusien yhteistyömuotojen edistäminenalkutuotannon kanssa edellyttävät broilerin tuotantoketjulta yhteistä näkemyst ä ja ennakoivaa toimintaa. Sopimustuottajien ja muiden paikallisten viljelijöiden motivointi broilerinlannan luovuttamiseen ja vastaanottoon olisi peltoviljelyn ravinnekuormituksen vähentämisen kannalta tärkeää myös alueellisesta näkökulmasta. Lannan osittainen siirtäminen lähialueen kasvinviljelytiloille pienentäisi broileritilojen ravinnekuormitusta ja samalla vähentäisi kasvinviljelytilojen väkilannoitetarvetta. Näin olisi mahdollista lisätä alueen sisäistä ravinteiden kiertoa. Tärkeintä tuotantoverkon ympäristövaikutusten kannalta olisi kuitenkin ottaa käyttöön entistä vähemmän ympäristöä rasittavia rehuviljan viljelymenetelmi ä sekä broileri- että viljatiloilla.

In this study, a production network integrated Life Cycle Assessment was used to assess the environmental impacts of a certain honey-marinated and sliced broiler fillet. The environmental impact assessment was based on actual production network processes in Finland between the years 2003 and 2005. All essential production stages from parent stock and production of farming inputs to product distribution and sales in retail stores were included in the assessment. The assessment consisted of primary energy consumption, land use, amount of landfill waste as well as by-products and their applications. In addition, direct and indirect emissions to the air and freshwaters were assessed. The environmental impacts were assessed in the form of climate change potential, aquatic eutrophication, acidification and photochemical ozone formation. According to the LCA results, broiler chicken production created the majority of the environmental impacts in the each category studied. The impacts accounted for 65 to 85 percent depending on the category. Broiler chicken production included e.g. the energy consumption of broiler chicken housing both as electricity and heat, broiler chicken feeding, emissions from manure, crop cultivation including farm input production and the industrial processing of the crop, i.e. broiler chicken feeds. Broiler chicken production accounted for over 80 per cent of all eutrophication and acidification impacts created by the entire production network. This was especially due to the crop cultivation needed for broiler chicken feeds, which had the biggest contribution to the nutrient run-off and leaching, as well as ammonia evaporation from manure. When the primary energy consumption in the production network is considered, broiler chicken production accounted for 41 per cent of all primary energy consumed, followed by the refrigeration of broiler chicken meat in retail stores that accounted for 20 per cent of all primary energy consumed. In terms of global warming potential, broiler chicken production accounted for 65 per cent of the total impact. This result was not only influenced by the emissions from energy consumption but also by the nitrous oxide emissions from the fertilizer production and use as well as in nitrous oxide and methane that are evaporated in broiler chicken manure handling. Nevertheless, carbon dioxide was still the most influencing gas in the climate change potential creating 59 per cent of all the impacts of the category. Carbon dioxide emissions were evenly distributed throughout the production network correlating with the energy consumption. The environmental impacts caused by the broiler chicken production network were also illustrated with the Finnish Eco-Benchmark. The Eco-Benchmark describes the environmental impacts related to average Finnish consumption and daily consumption amounts. The scale used in the benchmark weights the environmental impacts according to their importance allowing the comparison of the environmental impacts for various daily consumption patterns. According to the Eco-Benchmark comparison, the daily consumption of broiler chicken meat (40 g) creates environmental impacts two times more compared to the daily consumption of rye bread. The daily consumption of cheese (30 g), on the other hand, creates three times as much environmental impacts as the daily consumption of broiler chicken meat. According to the Finnish Eco-Benchmark, the environmental impacts created by the broiler chicken production network are for almost 50 per cent due to eutrophication and for 25 percent due to acidification. It is widely known that the control of processes and releases is much more complicated in crop cultivation than in industry, which is due to the field and climate conditions of agriculture. This is also the reason why crop production for broiler chicken was clearly the most influential part (41 %) in the production network when the total environmental impacts were concerned. The most significant environmental burdens from agriculture were those of nitrogen and phosphorus run-off and leaching (33 %). This, though, can be controlled by measures that include decreasing the high concentrations of easily soluble phosphorus in soils, maintaining good soil structure and drainage, preventing erosion by favouring no-tillage methods and withdrawing the most unproductive and high erosion risk field parcels from agricultural use, and turning them into, for instance, buffer zones. Good production circumstances in broiler chicken houses call for maintaining suitable growth temperature and good air quality free from harmful gases, excess humidity and dust. Removing ammonia from the housing air is one of the most concrete ways of improving the environmental performance. The removal of ammonia has also a decreasing effect on the amount of dust in the outlet, which in turn significantly improves the operational preconditions of heat exchangers. The use of heat exchangers enabled intensified ventilation in the broiler chicken houses, which in turn keeps the litter drier, decreases ammonia releases, and has a beneficial impact on the health of the broiler chicken flock. Although the farming related processes in the production chain had a significant impact on the environmental impacts created, the shared responsibility in the overall environmental performance of the product has to be recognised widely in the production network. The chain is controlled in detail from chick production all the way to the slaughter house operations. Integrated broiler chicken chain has prerequisites to develop the production network into even less environmentally burdening one. There is a need for common vision and proactive actions in cooperation within the entire production network to find new solutions and to influence on the collaboration in the primary production. For instance, motivating contracted primary producers and other local farmers to apply broiler chicken manure more evenly along the agricultural soil parcels would have a beneficial impact on the nutrient loads of local and regional areas. Nutrient loads could be reduced if broiler chicken farmers would transfer broiler chicken manure to neighbouring crop farmers to replace mineral fertilizers rather than using it all on their own crop fields. The most important target would, however, be the implementation of new more environmentally sound crop cultivation techniques both in broiler chicken and feed farms.