Greenhouse gas emissions from dairy production : assessment and effects of important drivers

Die vorliegende Dissertation hat Treibhausgasemissionen (THGE) der Milcherzeugung mit Schwerpunkten auf Proteinfuttermitteln sowie Landnutzung und Landnutzungsänderungen (LULUC) zum Gegenstand. Eine Erweiterung der Systemgrenzen um Emissionen aus LULUC zeigte Vorteile für Produktionssysteme (PS) mit geringer oder fehlender Verwendung von Sojaextraktionsschrot. Innerhalb vergleichbarer Produktionsmethoden weisen PS mit höheren Milchleistungen Vorteile bei produktbezogener und Nachteile bei flächenbezogener Emissionsbewertung gegenüber PS mit geringeren Leistungen auf. Der Standort eines Betriebs und eine breite Systemgrenzensetzung wurden als wichtige Faktoren für die Höhe von THGE identifiziert. Des Weiteren wurden in der vorliegenden Arbeit die Minderungspotenziale einer Substitution von bestimmten Proteinfuttermitteln untersucht, die besonders hohe THGE von Landnutzungsänderungen (LUC) aufweisen. Höchste THGE zeigte importierter Sojaextraktionsschrot, mittlere Belastungen Trockenschlempe, Kuchen und Extraktionsschrot von Raps sowie Luzernecobs. Kuchen und Extraktionsschrot von Sonnenblume, sowie besonders Ackerbohnen wiesen geringste THGE auf. Eine Substitution von Sojaextraktionsschrot mit gleichwertigen Mischungen alternativer Proteinfuttermittel reduzierte die THGE durchschnittlich um 42 %. Im dritten Teil zeigt die vorliegende Arbeit, dass die Bewertung von THGE auf physische Stoffflüsse beschränkt werden soll. Knapp ein Viertel des Anstiegs der atmosphärischen CO2-Konzentration der letzten 250 Jahre ist auf LULUC-Emissionen zurückzuführen; dabei lässt sich ein besonderer Einfluss der vergangenen Jahrzehnte feststellen. Daraus wird gefolgert, dass Emissionen von LUC für eine Zeitdauer von zehn bis 20 Jahren in Bewertungen aufgenommen werden sollen. Die abgeleiteten Empfehlungen für Anrechnungsperioden sind mit jenen für den atmosphärischen Verbleib eines Großteils des emittierten Kohlenstoffs bei Landnutzungsänderung von isolierten Flächen konsistent.This thesis deals with greenhouse gas emissions (GHGE) from dairy production with a focus on specific protein feedstuffs and on land use and land use change (LULUC). An extension of system boundaries, especially including GHGE related to LULUC, resulted in advantages for dairy production systems (PS) which hardly utilise the LULUC-burdened soybean meal. Within different production methods, PS with a higher milk output generally showed better results for GHGE per kg of milk but higher emissions per ha of land as compared to PS with a lower milk output. The regional location of the farm and a broader setting of system boundaries additionally influenced emission loads. Furthermore, the consequences were estimated of a substitution of protein feedstuffs which are specifically loaded with high GHGE from land use change (LUC). Highest GHGE were found for extracted soybean meal, medium GHGE were found for distillers dried grains with solubles, for cake and extracted meal from rapeseed and for lucerne cobs. Cake and extracted meal from sunflower seeds as well as faba beans were connected to the lowest GHGE. Substituting soybean meal by nutritionally equivalent mixtures of alternative protein feedstuffs, resulted in an average reduction of GHGE of 42 %. With a focus on emissions from LULUC, this work suggests that GHGE which are included in assessments should be restricted to physically occurring fluxes of greenhouse gases and should exclude hypothetical sources. The results show that almost a quarter of the increase in CO2 concentration which occurred during the last 250 years originates from LULUC with a rather drastic impact of LUC occurring during the last few decades. Thus, CO2 emitted from both soil and vegetation due to LUC shall be considered within accounting periods of ten or 20 years. The length of these accounting periods is consistent with the timescale of soil carbon losses from isolated areas, remaining in the atmosphere.Stefan HörtenhuberAbweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersZsfassung in dt. SpracheWien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2011OeBB(VLID)193110