Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Comparing carbon footprint of maize production in low-input, high-input, and agroforestry systems in Zambia

Show simple item record

dc.date.accessioned 2022-02-22T14:34:46Z
dc.date.issued 2022-02-22
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/123456789/39655
dc.title Comparing carbon footprint of maize production in low-input, high-input, and agroforestry systems in Zambia en
ethesis.faculty Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta fi
ethesis.faculty Faculty of Biological and Environmental Sciences en
ethesis.faculty Bio- och miljövetenskapliga fakulteten sv
ethesis.faculty.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/4d959249-d6aa-44fa-93ff-807dbf9ffaae
ethesis.university.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/50ae46d8-7ba9-4821-877c-c994c78b0d97
ethesis.university Helsingin yliopisto fi
ethesis.university University of Helsinki en
ethesis.university Helsingfors universitet sv
dct.creator Lahtinen, Oskari
dct.issued 2022 xx
dct.abstract Maatalous aiheuttaa n. 6,2 Gt CO2-Eq. päästöjä vuosittain, mikä vastaa n. 12 % vuosittaisista ihmisten aiheuttamista kasvihuonekaasupäästöistä maailmanlaajuisesti. Maatalous on erityisen merkittävä dityppioksidin (N2O) sekä metaanin (CH4) tuottaja, sillä sen osuus kyseisistä päästöistä on n. 79 % ja 40 % maailmanlaajuisista ihmisen aiheuttamista päästöistä vuosittain, tässä järjestyksessä. Nämä kasvihuonekaasut ovat merkittäviä, sillä N2O on 273 kertaa voimakkaampi, ja CH4 27 kertaa voimakkaampi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi (CO2). Monia erilaisia ruoantuotantosysteemejä on kehitetty, joiden avulla kasvihuonekaasujen määrää voidaan vähentää. Yksi lupaavimmista systeemeistä on puustoinen maatalous. Puustoinen maatalous on vanha systeemi, joka tarjoaa lukuisia hyötyjä. Puustoinen maatalous voi esimerkiksi nostaa satotasoa, parantaa biodiversiteettiä sekä tehostaa systeemin hiilensidontaa, ja näiden hyötyjen vuoksi kiinnostus puustoista maataloutta kohtaan on viime vuosikymmeninä lisääntynyt. Tässä maisterintutkielmassa vertaillaan kolmea eri maissintuotantosysteemiä keski-Sambiassa. Tavoitteena on selvittää, millä systeemeistä on matalin ympäristön lämmityspotentiaali. Nämä kolme eri tuotantosysteemiä ovat maissintuotanto monokulttuurissa ilman tuotantopanoksia, lukuun ottamatta maissin kylvösiemeniä; maissintuotanto monokulttuurissa käyttäen kemiallisia lannoitteita ja maissin kylvösiemeniä; sekä maissintuotanto puustoisen maatalouden systeemissä yhdessä Faidherbia albidan kanssa ilman tuotantopanoksia, lukuun ottamatta maissin kylvösiemeniä. Metodina käytetään elinkaariarviointia (LCA). LCA:ssa käytettiin kahta tapausta. Toiminnallinen yksikkö tapauksessa 1 oli 1000 kg kuiva-ainetta maissinjyviä, kun taas tapauksessa 2 toiminnallinen yksikkö oli 3 ha maissipelto. Näiden tapausten lisäksi tehtiin neljä herkkyysanalyysiä, joissa selvitettiin allokaation, satotason sekä F. albidan käytön vaikutuksia ympäristön lämmityspotentiaaliin. Tämän maisterintutkielman tulokset osoittavat, että puustoisen maatalouden systeemin ympäristön lämmityspotentiaali on alhaisin tapauksissa 1 ja 2. Puustoisen maatalouden systeemin ympäristön lämmityspotentiaali on alhaisin myös muissa herkkyysanalyyseissä, paitsi herkkyysanalyysissä, jossa toiminnallinen yksikkö on 3 ha maissipelto, ja maissintuotannossa ilman panoksia -skenaariossa käytetään vesivoimalla tuotettua sähköä energian lähteenä. Koska ruoantuotannon pitää kasvaa Sambiassa tulevaisuudessa, vaihtoehtoisia tuotantosysteemejä ovat käytännössä maissin tuotanto ulkoisten panosten kanssa, tai puustoinen maatalous. Tutkielman tulosten perusteella voidaan todeta, että ympäristön lämmityspotentiaalin näkökulmasta puustoinen maatalous on parempi vaihtoehto. Tulevissa tutkimuksissa pitäisi tutkia monimutkaisempia puustoisen maatalouden systeemejä, ja tämän lisäksi myös muiden kestävyyden osa-alueiden tutkiminen olisi hyödyllistä päätöksenteon tueksi. fi
dct.abstract Agriculture is emitting ~6.2 Gt CO2-Eq. annually, which accounts for ~12 % of the total annual net anthropogenic greenhouse gas (GHG) emissions globally. Agriculture emits N2O and CH4, and it is responsible globally for ~79% of N2O emissions and ~40% CH4 emissions. These emissions are vital since N2O and CH4 are 273- and 27-times greater GHG than CO2, respectively. There are many different food production systems developed to reduce these emissions. One of the most promising systems is agroforestry. Agroforestry is a complex system where trees and/or shrubs are interacting with crops and/or animals. Agroforestry is an old practice which can provide plenty of advantages, e.g., increased yields, increased biodiversity, and increased carbon sequestration. Therefore, the interest towards it has been increasing in the last decades. In this master’s thesis the different maize production systems in Zambia were studied. The comparison was conducted between low-input maize monoculture where only external input was maize seed for sowing; high-input maize monoculture where mineral fertilizers and seeds for sowing were used; and maize-Faidherbia albida agroforestry system where only external input was maize seed for sowing. The goal of this master’s thesis was to find out, which production system is having the lowest climate change potential in the Central Province of Zambia. To conduct this study, Life Cycle Assessment (LCA) -method was used. Two cases were used in LCA, i.e., Case 1 with functional unit (FU) of 1000 kg d.m. maize grain, and Case 2 with FU of 3 ha maize field. Also, four sensitivity analyses were conducted. The result from this study indicates that agroforestry system had the lowest climate change potential in both cases, and in most of the sensitivity analyses. Only exception was found in the sensitivity analysis where above-ground biomass of F. albida was substituting hydropower. In this sensitivity analysis the monoculture without external inputs had the lowest climate change potential. Since the food production in Zambia must increase in the future to reduce the hunger, the high-input system or agroforestry system are more favourable options as they produce higher crop yields. When taking the climate change potential into account, according to the results of this thesis, the agroforestry system provides more benefits. The results of this thesis can provide new knowledge which could be used in the future decision-making processes. Yet, in the future studies, more complex agroforestry systems with more sustainability pillars should be considered to provide improved information for decision-making. en
dct.subject Agroforestry
dct.subject LCA
dct.subject Life Cycle Assessment
dct.subject Food production
dct.subject Maize
dct.subject Faidherbia albida
dct.subject Puustoinen maatalous
dct.subject Elinkaariarviointi
dct.subject maissi
dct.subject Ruoantuotanto
ethesis.language.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/languages/eng
ethesis.language englanti fi
ethesis.language English en
ethesis.language engelska sv
ethesis.supervisor Hanna Tuomisto ja Venla Kyttä und
ethesis.thesistype pro gradu -tutkielmat fi
ethesis.thesistype master's thesis en
ethesis.thesistype pro gradu-avhandlingar sv
ethesis.thesistype.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/thesistypes/mastersthesis
dct.identifier.ethesis E-thesisID:6cb627b7-c031-4963-b506-d7082e8e0fe0
dc.date.embargoedUntil 2023-02-22
ethesis-internal.timestamp.reviewStep 2022-01-20 11:56:37:513
ethesis.principalprofessor Johan Ekroos und
dct.identifier.urn URN:NBN:fi:hulib-202202221336
ethesis.facultystudyline Ympäristömuutos fi
ethesis.facultystudyline Environmental Change en
ethesis.facultystudyline Miljöförändring sv
ethesis.facultystudyline.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/SH57_111
ethesis.mastersdegreeprogram Ympäristömuutoksen ja globaalin kestävyyden maisteriohjelma (ECGS) fi
ethesis.mastersdegreeprogram Master's Programme in Environmental Change and Global Sustainability en
ethesis.mastersdegreeprogram Magisterprogrammet i miljöförändringar och global hållbarhet sv
ethesis.mastersdegreeprogram.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/MH57_005

Files in this item

Files Size Format View
Lahtinen_Oskari_MScThesis_2022.pdf 1.162Mb PDF

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record