Energy-saving and low-emission livestock buildings in the concept of a smart farming

• Autorzy: Bartkowiak Anna M.

Identyfikatory

DOI

10.24425/jwld.2021.139935

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Smart farming is about managing a farm using modern information and communication techniques in order to increase the efficiency and quality of plant and animal production and to optimise human labour inputs. It is an inseparable part of a sustainable agricultural economy, where energy-saving and low-emission solutions are of particular importance, e.g. in livestock construction. Animal buildings are one of the main building elements of a farm. The paper presents the use of modern solutions that may result in lower energy consumption, and thus lower operating costs of the building. They also reduce the consumption of natural resources and the emission of pollutants, and ensure animal welfare and safety of the operators’ work. Rational use of energy depends, among others, on from the used insulation materials for the construction of livestock buildings, technical equipment, i.e. lighting, heating, ventilation, as well as zootechnical devices. The profitability of livestock production can also be supported by the use of solar, wind, water and biomass energy. Photovoltaic cells, solar collectors, wind turbines, heat pumps and agricultural biogas plants are used for this purpose.

Słowa kluczowe

EN

energy-saving livestock building; low-emission livestock building; smart agriculture; sustainable development

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2021
• Tom: no. 51
• Strony: 272--278
• Opis fizyczny: Bibliogr. 42 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bartkowiak Anna M.

• Institute of Technology and Life Sciences – National Research Institute, Falenty, Hrabska Av. 3, 05-090 Raszyn

• https://orcid.org/0000-0002-3778-7869

Bibliografia

• ADAMOWICZ M. 2005. Zrównoważony i wielofunkcyjny rozwój rolnictwa a agronomia [Sustainable and multifunctional development of agriculture and agronomy]. Annales UMCS. Sect. E. Vol. 60 p. 71–91.
• ARIFJANOV A.M., AKMALOV S.B., SAMIEV L.N. 2021. Extraction of Urban construction development with using Landsat satellite images and geoinformation systems. Journal of Water and Land Development. No. 48 (I–III) p. 65–69. DOI 10.24425/jwld.2021.136147.
• BARTKOWIAK A., BARTKOWIAK P. 2012. The determinants of sustainable development of agriculture sector in Poland. Transformations in Business & Economics. Vol. 11. No 2A (26A) p. 42–59.
• BARTKOWIAK A., BARTKOWIAK P. 2017. Technical and technological progress in the context of sustainable development of agriculture in Poland [online]. Procedia Engineering. Vol. 182 p. 66–75. DOI 10.1016/j.proeng.2017.03.118.
• BAUM R. 2008. Zrównoważony rozwój rolnictwa i kryteria jego oceny [Sustainable development of agriculture and criteria for its evaluation] [online]. Journal Agribusiness and Rural Development. Vol. 1(7) [Access 15.01.2012]. Available at: http://www.jard.edu.pl/pub/1_1_2008_pl.pdf
• BERCKMANS D. 2017. General introduction to precision livestock farming. Animal Frontiers. Vol. 7. Iss. 1 p. 6–11. DOI 10.2527/af.2017.0102.
• Big Dutchman 2020. Systemy oczyszczania powietrza wylotowego do efektywnego zmniejszenia emisji w chlewniach [Exhaust air cleaning systems for effective reduction of emissions in pig houses] [online]. [Access 29.11.2021]. Available at: https://cdn.bigdutchman.pl/fileadmin/content/pig/products/pl/Hodowla-trzody-Oczyszczanie-zuzytego-powietrza-Big-Dutchman-pl.pdf
• BUNDSCHUH J., CHEN G. (ed.) 2014. Sustainable energy solutions in agriculture. Ser. Sustainable Energy Developments. Vol. 8. London, UK. Taylor & Francis Group. ISBN 978-1-138-07774-4 pp. 456.
• DAWKINS M.S. 2021. Does smart farming improve or damage animal welfare? Technology and what animals want. Frontiers in Animal Science. Vol. 2, 736536. DOI 10.3389/fanim.2021.736536.
• Deloitte 2017. Smart livestock farming potential of digitalization for global meat supply discussion paper [online]. Deloitte. Iss. 11. [Access 6.12.2021]. Available at: https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/de/Documents/operations/Smart-livestock-farming_Deloitte.pdf
• EC 2010. Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions. The CAP towards 2020: Meeting the food, natural resources and territorial challenges of the future COM(2010) 672 final [online]. Brussels, 18.11.2010 pp. 15. [Access 30.10.2021]. Available at: https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=COM:2010:0672:FIN:en:PDF
• EC 2017. Best Available Techniques (BAT). References Document for the Intensive Reading of Poultry or Pigs. JRC Science for Policy Raport. Industrial Emission Directive 2010/75/EU.
• FAO 1989. Sustainable development and natural resources management [online]. Twenty-Fifth Session. C 89/2 – Sup. 2. Rome. Food and Agriculture Organization. [Access 19.09.2021]. Available at: https://www.fao.org/3/z4961en/z4961en.pdf
• FAO 2015. FAO and the 17 sustainable development goals. Rome. Food and Agriculture Organization of the United Nations pp. 7 [online]. [Access 8.05.2019] Available at: https://sustainabledevelopment.un.org/content/documents/2205FAO%20and%20the%2017%20SDGs.pdf
• GODLEWSKA J. 2011. Poradnik dobrych praktyk gospodarowania energią w gospodarstwie rolnym [A guide to good energy management practices on a farm]. Białystok. WSE w Białymstoku. ISBN 978-83-61-247-49-4 pp. 53.
• GOYAL A. 2019. How Internet of Things (IoT) is transforming the agriculture sector? [online]. Business of Apps. [Access 28.11.2021]. Available at: https://www.businessofapps.com/insights/internet-of-things-iot-agriculture-sector/
• GRZYBEK A., PAWLAK J. 2015. Technologie produkcji i wykorzystania odnawialnych źródeł energii w rolnictwie oraz koszty i bariery ich stosowania [Technologies for the production and use of renewable energy sources in agriculture, as well as costs and barriers to their use]. Inżynieria w Rolnictwie. Monografie. Nr 20. Falenty. Wydaw. ITP. ISBN 978-83-62416-89-9 pp. 151. IoT For All 2020. Smart farming [online]. [Access 6.12.2021] Available at: https://www.iotforall.com/smart-farming-future-of-agriculture
• JONGEBREUR A.A., SPEELMAN L. 1997. Future trends in agricultural engineering. Netherlands. Journal of Agricultural Sciences. Vol. 45 p. 3–14. DOI 10.18174/njas.v45i1.522.
• KIEŁBASA B., PIETRZAK S., ULÉN B., DRANGERT J.-O., TONDERSKI K. 2018. Sustainable agriculture: The study on farmers perception and practices regarding nutrient management and limiting losses. Journal of Water and Land Development. No. 36 p. 67–75. DOI 10.2478/jwld-2018-0007.
• KOŁACZ R., DOBRZAŃSKI Z. (ed.) 2006. Higiena i dobrostan zwierząt gospodarskich [Hygiene and welfare of farm animals]. Wrocław. Wydaw. AR we Wrocławiu. ISBN 83-60574-02-2 pp. 537.
• Krulen undated. Oświetlenie LED dla rolnictwa i hodowli zwierząt [LED lighting for agriculture and animal husbandry]. [online]. [Access 29.11.2021] https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&-q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahU-K E w j F 2 c b o - o 3 1 A h W V r 4 s K H Q f e A l U Q F n o E C A Q Q A -Q&url=https%3A%2F%2Fwww.krulen.com.pl%2Ffiles%2Fnor-ka_oprawy_led_dla_rolnictwa_i_hodowli_zwierzat.pdf&us-g=AOvVaw2JK0P41–zIhBdlSwf4Ppj
• KRYSIAK M. 2014. Alfa Laval – Innowacje w wymianie ciepła, oddzielania i filtracji [Alfa Laval – Innovation in heat transfer, separation and filtration] [online]. Polski Przemysł. Portal przemysłowy. [Access 29.02.2019]. Available at: https://polskiprzemysl.com.pl/przemysl-energetyczny/kotly-piece-zbiorniki-wymienniki-ciepla-wentylatory/innowacje-daja-spore-oszczednosci/
• ŁASKA B., SZULC R. 2012. Pozyskiwanie i zagospodarowanie energii odnawialnej w “Ekobudynku” dla trzody chlewnej [Acquisition and development of renewable energy in the “ecobuilding” for swine]. Journal of Research and Applications in Agriculture Engineering. Vol. 57(1) p. 101–104.
• MELALIH A., MAZOUR M. 2021. Using RUSLE and GIS for the soil loss assessment in arid regions: The case of the Ain Sefra catchment in the Ksour Mountains, Algeria. Journal of Water and Land Development. No. 48 (I–III) p. 205–214. DOI 10.24425/jwld.2021.136163.
• MG 2015. Narodowy Program Rozwoju Gospodarki Niskoemisyjnej. Projekt, wersja z dnia 4 sierpnia 2015 roku [The National Program for the Development of a Low-Emission Economy. Design, version of August 4, 2015]. Warszawa. Ministerstwo Gospodarki pp. 168. [Access 15.09.2021]. Available at: https://www.cire.pl/pliki/1/2018/nprgn_konsultacje_2.pdf
• MRiRW 2019. Kodeks doradczy dobrej praktyki rolniczej dotyczący ograniczenia emisji amoniaku [Advisory code of good agricultural practice for reducing ammonia emissions]. Ed. ITP in Falenty. Warszawa. IERGiŻ-PIB, ITP, IUNG-PIB, IŻ-PIB pp. 80. [Access 15.09.2021]. Available at: https://zodr.pl/download/ekologia/kodeks_amoniakowy_minrol.pdf
• O’GRADY M.J., O’HARE G.M.P. 2017. Modelling the smart farm. Information Processing in Agriculture. Vol. 4 p. 179–187. DOI 10.1016/j.inpa.2017.05.001.
• ONISZK-POPŁAWSKA A., CURKOWSKI A., WIŚNIEWSKI G., DZIAMSKI P. 2011. Energia w gospodarstwie rolnym [Energy in the farm]. Warszawa. Fundacja na Rzecz Ekorozwoju. ISBN 978-83-89495-05-1 pp. 26.
• PIECZARA J. 2016. Reasons for the growing popularity of energy efficient buildings in Poland. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. Nr IV/1 p. 1195–1207. DOI 10.14597/infraeco.2016.4.1.087.
• Polnet undated. Wentylacja [Ventilation]. [online]. [Access 29.11.2021] Available at: https://www.polnet.pl/sklep/kategoria-produktu/wentylacja/
• ROMANIUK W. 2007. Ocena energochłonności i funkcjonalności obór wolnostanowiskowych na przykładzie wybranych obiektów [Evaluation of energy consumption and functionality of freestanding barns on the example of selected objects]. Problemy Inżynierii Rolniczej. Nr 4 p. 59–66.
• ROMANIUK W. 2010. Kierunki zrównoważonego rozwoju technologii i budownictwa w chowie zwierząt [Directions of sustainable development of technology and construction in animal husbandry]. Problemy Inżynierii Rolniczej. Nr 4 p. 121–128.
• RZEŹNIK W. (ed.) 2017. Różne aspekty wykorzystania biomasy pofermentacyjnej [Various aspects of the use of post-fermentation biomass]. Falenty. Wydaw. ITP. ISBN 978-82-65426-30-7 pp. 106.
• SHAH K., SHAH K., THAKKAR B., AMRUTIA H. 2019. Livestock monitoring in agriculture using IoT. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET). Vol. 06. Iss. 04 p. 2414–2418.
• SZLACHTA J. (ed.) 1999. Niekonwencjonalne źródła energii [Unconventional sources of energy]. Wrocław. Wydaw. AR we Wrocławiu. ISBN 8387866903 pp. 162.
• SZULC R. 2007. Ocena i wybór najkorzystniejszych rozwiązań w celu minimalizacji nakładów technologiczno-technicznych pozyskiwania i wstępnej obróbki mleka [Assessment and selection of the most advantageous solutions to minimize technological and technical expenditure for obtaining and pre-treatment of milk]. Problemy Inżynierii Rolniczej. Nr 3 p. 103–116.
• SZULC R. 2012. Wyniki badań trójsystemowego układu odzysku ciepła z obory bydła mlecznego [Results of heat recovery three-system from the dairy cattle barn]. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering. Vol. 57(1) p. 130–134.
• WALCZAK J. 2017. Nowe i uzupełniające aspekty zagadnień emisji gazów z produkcji zwierzęcej. W: Wyznaczenie uzupełniających i nowych obszarów badawczych w zakresie ochrony środowiska i zmian klimatu w sektorze rolnictwa [New and complementary aspects of the issues of gas emissions from livestock production. In: Designation of complementary and new research areas in the field of environmental protection and climate change in the agricultural sector]. Ed. J. Walczak, W. Krawczyk. Kraków. Instytut Zootechniki Państwowy Instytut Badawczy p. 7–27.
• WALCZAK J., KRAWCZYK W. (ed.) 2017. Najefektywniejsze metody redukcji niekorzystnych oddziaływań rolnictwa w zakresie środowiska naturalnego i zmian klimatu oraz możliwości szacowania ich efektów [The most effective methods of reducing the adverse impacts of agriculture in terms of the natural environment and climate change and the possibility of estimating their effects]. Kraków. IŻ-PIB. ISBN 978-83-7607-259-3 pp. 140.
• WentylatorySklep.pl undated. Wentylatory rolnicze [Agricultural fans]. [online]. [Access 29.11.2021] Available at: https://www.wentylatorysklep.pl/wentylatory-rolnicze,142.html
• YADAVALLI P.K., MUTYALA A.K., PALLA V.K., PAPPU A., PRATHIPATI N. 2020. System for monitoring and controlling livestock parameters [online]. International Conference of Advance Research and Innovation (ICARI-2020) 206 IJARI Smart IOT. [Access 6.12.2021]. Available at: https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3621946

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).