Energy Efficiency of Maize Production Technology: Evidence from Polish Farms
Abstract
:1. Introduction
2. Maize as an Energy Crop
3. Materials and Methods
3.1. Source Material and Object Characteristics
- Types and technical parameters of the machinery, tools and tractors used;
- Machinery aggregate performance;
- Labour inputs;
- Consumables and raw materials and fuel consumption.
3.2. Silage Maize Production Energy Consumption
3.3. Silage Maize Production Energy Efficiency
4. Results
4.1. Accumulated Energy
4.2. Energy Inputs Structure
4.3. Energy Efficiency
5. Discussion and Conclusions
Author Contributions
Funding
Institutional Review Board Statement
Informed Consent Statement
Data Availability Statement
Conflicts of Interest
Appendix A
Technology Number | Accumulated Energy | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Etm | EON | Emat | El | Epro | ||||||
MJ·ha−1 | % | MJ·ha−1 | % | MJ·ha−1 | % | MJ·ha−1 | % | MJ·ha−1 | % | |
1 | 524.26 | 1.0 | 13,042.99 | 25.8 | 31,845.65 | 63.0 | 5174.12 | 10.2 | 50,587.01 | 100 |
2 | 3606.39 | 8.3 | 7443.88 | 17.1 | 30,006.30 | 69.1 | 2380.00 | 5.5 | 43,436.57 | 100 |
3 | 3563.23 | 8.5 | 6166.14 | 14.6 | 30,960.00 | 73.5 | 1427.08 | 3.4 | 42,116.45 | 100 |
4 | 2602.04 | 8.0 | 5948.59 | 18.4 | 21,814.11 | 67.3 | 2035.50 | 6.3 | 32,400.24 | 100 |
5 | 12,196.21 | 23.4 | 10,297.07 | 19,7 | 24,581,75 | 47.1 | 5154.46 | 9.9 | 52,229.49 | 100 |
6 | 1509.79 | 5.6 | 4684.11 | 17.5 | 19,143.80 | 71.6 | 1386.67 | 5.2 | 26,724.37 | 100 |
7 | 2862.77 | 12.8 | 4844.29 | 21.7 | 13,599.00 | 60.9 | 1032.00 | 4.6 | 22,338.06 | 100 |
8 | 3121.92 | 6.2 | 16,722.50 | 33.1 | 24,895.00 | 49.2 | 5828.57 | 11.5 | 50,567.99 | 100 |
9 | 5344.52 | 11.7 | 15,662.99 | 34.2 | 21,057.40 | 46.0 | 3672.00 | 8.0 | 45,736.91 | 100 |
10 | 5722.01 | 12.6 | 17,162.61 | 37.8 | 16,539.88 | 36.4 | 6016,00 | 13.2 | 45,440.50 | 100 |
11 | 4572.82 | 11.1 | 14,868.73 | 36.1 | 16,539.88 | 40.2 | 5180.00 | 12.6 | 41,161.42 | 100 |
12 | 3092.38 | 8.0 | 15,296.26 | 39.6 | 16,113.71 | 41.8 | 4091.43 | 10.6 | 38,593.77 | 100 |
13 | 1803.28 | 14.7 | 5164.60 | 42.2 | 3924.32 | 32.1 | 1340.81 | 11.0 | 12,233.01 | 100 |
References
- Jeziorska-Thöle, A.; Rudnicki, R.; Kluba, M. Development of energy crops cultivation for biomass production in Poland. Renew. Sustain. Energy Rev. 2016, 62, 534–545. [Google Scholar] [CrossRef]
- Wang, T.; Lin, B. Fuel consumption in road transport: A comparative study of China and OECD countries. J. Clean. Prod. 2019, 206, 156–170. [Google Scholar] [CrossRef]
- Balsalobre-Lorente, D.; Shahbaz, M.; Roubaud, D.; Farhani, S. How economic growth, renewable electricity and natural resources contribute to CO2 emissions? Energy Policy 2018, 113, 356–367. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Katircioglu, S.T. International tourism, energy consumption, and environmental pollution: The case of Turkey. Renew. Sustain. Energy Rev. 2014, 36, 180–187. [Google Scholar] [CrossRef]
- Szeptycki, A. Efektywność Postępu Technicznego w Technologiach Towarowej Produkcji Ziemniaków; Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej: Warszawa, Poland, 2002. [Google Scholar]
- Pellizzi, G. Use of energy and labour in Italian agriculture. J. Agric. Engng. Res. 1992, 52, 111–119. [Google Scholar] [CrossRef]
- Pellizzi, G. Sul risparmio energetico nella meccanizzazione agricola. Mondo Macch. 2000, 2, 14–22. [Google Scholar]
- Fathollahi, H.; Mousavi-Avval, S.H.; Akram, A.; Rafiee, S. Comparative energy, economic, and environmental analyses of forage production systems for dairy farming. J. Clean. Prod. 2018, 182, 852–862. [Google Scholar] [CrossRef]
- Nowacki, T. Paradygmaty Energotechnologicznej Efektywności Transformacji Gospodarki Żywnościowej. In Problemy Rozwoju Wsi i Rolnictwa; IRWiR PAN: Warszawa, Poland, 1999; ISBN 83-85369-43-0. [Google Scholar]
- Wójcicki, Z. Metodyczne problemy badania energochłonności produkcji rolniczej. Probl. Inżynierii Rol. 2005, 1, 5–12. [Google Scholar]
- Górka, K. Zasoby Naturalne Jako Czynnik Rozwoju Społeczno-Gospodarczego. In Gospodarka w Praktyce i Teorii; Nr 3(36)2014; Instytut Ekonomii, Uniwersytet Łódzki: Łódź, Poland, 2014. [Google Scholar]
- Dz.U. 2015 poz. 478. Ustawa o Odnawialnych Źródłach Energii z Dnia 20 Stycznia 2015r. Available online: http://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=wdu20150000478 (accessed on 30 September 2020).
- Żygadło, M.; Madejski, R. The Conversion of Biomass into Energy in Farm Biogas Plant. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska 2016, 18, 55–66. [Google Scholar]
- Ogryzek, M.P.; Rząsa, K.; Ciski, M. The role of the National Support Centre for Agriculture in the process of revitalization and renewal of the rural areas. J. Water Land Dev. 2019, 42, 143–149. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- KOBiZE 2018. Poland’s National Inventory Report 2018. In Greenhouse Gas Inventory for 1988–2016; Instytut Ochrony Środowiska—Państwowy Instytut Badawczy, Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami: Warszawa, Poland, 2018. [Google Scholar]
- Curkowski, A.; Oniszk-Popławska, A.; Mroczkowski, P.; Wiśniewski, G.; Zowsik, M. Poradnik dla Inwestorów Zainteresowanych Budową Biogazowni Rolniczych; Instytut Energetyki Odnawialnej, Ministerstwo Gospodarki: Warszawa, Poland, 2011. Available online: http://www.mg.gov.pl/files/upload/13229/poranik%20biogazowy.pdf (accessed on 12 December 2018).
- Voytovych, I.; Malovanyy, M.; Zhuk, V.; Mukha, O. Facilities and problems of processing organic wastes by family-type biogas plants in Ukraine. J. Water Land Dev. 2020, 45, 185–189. [Google Scholar] [CrossRef]
- Menardo, S.; Airoldi, G.; Cacciatore, V.; Balsari, P. Potential biogas and methane yield of maize stover fractions and evaluation of some possible stover harvest chains. Biosyst. Eng. 2015, 129, 352–359. [Google Scholar] [CrossRef]
- Križan, M.; Krištof, K.; Angelovič, M.; Jobbágy, J. The use of maize stalks for energy purposes and emissions measurement during their combustion. Agron. Res. 2017, 15, 456–467. [Google Scholar]
- Skoufogianni, E.; Solomou, A.; Charvalas, G.; Danalatos, N. Maize as Energy Crop. In Maize—Production and Use, Akbar Hossain; IntechOpen: London, UK, 2019; pp. 1–16. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Jadidzadeh, A.; Serletis, A. The global crude oil market and biofuel agricultural commodity prices. J. Econ. Asymmetries 2018, 18, e00094. [Google Scholar] [CrossRef]
- Coronado, S.; Rojas, O.; Romero-Meza, R.; Serletis, A.; Chiu, L.V. Crude Oil and Biofuel Agricultural Commodity Prices. In Uncertainty, Expectations and Asset Price Dynamics; Jawadi, F., Ed.; Springer: Cham, Switzerland, 2018; Volume 24. [Google Scholar] [CrossRef]
- Dobek, T. Efektywność ekonomiczna produkcji ziemniaków jadalnych w wybranych gospodarstwach. Inżynieria Rol. 2006, 2, 247–254. [Google Scholar]
- Roman, K.K.; Konieczna, A. Evaluation of a different fertilisation in technology of corn for silage, sugar beet and meadow grasses production and their impact on the environment in Poland. Afr. J. Agric. Res. 2015, 10, 1351–1358. [Google Scholar]
- Krasuska, E.; Faber, A.; Pudełko, R.; Jarosz, Z.; Borzecka-Walker, M.; Kozyra, J.; Syp, A. Emission saving opportunities for corn cultivation for ethanol in Poland. J. Food Agric. Env. 2013, 11, 3–4. [Google Scholar]
- Jarosz, Z.; Księżak, J.; Faber, A. Ocena wielkości emisji gazów cieplarnianych systemów uprawy stosowanych w kukurydzy wykorzystywanej do produkcji bioetanolu. Roczniki 2017, XIX, 1. [Google Scholar] [CrossRef]
- Houshyar, E.; Azadi, H.; Almassi, M.; Davoodi, M.J.S.; Witlox, F. Sustainable and efficient energy consumption of corn production in Southwest Iran: Combination of multi-fuzzy and DEA modeling. Energy 2012, 44, 672–681. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Houshyar, E.; Zareitard, H.R.; Grundmann, P.; Smith, P. Determining efficiency of energy input for silage corn production: An econometric approach. Energy 2015, 93, 2166–2174. [Google Scholar] [CrossRef]
- Persson, T.; Garcia, A.; Paz, J.; Jones, J. Maize ethanol feedstock production and net energy value as affected by climate variability and crop management practices. Agric. Syst. 2009, 100, 11–21. [Google Scholar] [CrossRef]
- Karp, A.; Shield, I. Bioenergy from plants and the sustainable yield challenge. New Phytol. 2008, 179, 15–33. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Balat, M. Production of bioethanol from lignocellulosic materials via the biochemical pathway: A review. Energy Convers. Manag. 2011, 52, 858–875. [Google Scholar] [CrossRef]
- Golub, M.; Martinov, M.; Bojic, S.; Viskovic, M.; Djatkov, D.; Dragutinovic, G.; Dallemand, J.F. Investigation on Possibilities for Sustainable Provision of Corn Stover as an Energy Sourse: Case Study for Vojvodina. In Agricultural in Asia, Africa and Latin America; Shin-Norinsha Co: Japan, Osaka, 2016; Volume 47, pp. 7–15. ISSN 0084-5841. [Google Scholar]
- Bernacki, Z. Biomass production of maize (Zea mays L.) cropping in exceptionally advantageous conditions in central Wielkopolska (Poland). Biomass Bioenergy 2018, 110, 25–32. [Google Scholar] [CrossRef]
- Pokój, T.; Gusiatin, Z.M.; Bułakowska, K.; Dubis, B. Production of biogas using maize silage supplemented with residual glycerine from biodiesel manufacturing. Arch. Environ. Prot. 2014, 40, 17–29. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- FAO. Production Crops. Available online: http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC (accessed on 20 October 2020).
- GUS 2017. Wyniki produkcji roślinnej w 2016 r. Inf. Opracowania Stat. Warszawa 2017, 82, 46–49. [Google Scholar]
- KOWR. 2018. Available online: http://bip.kowr.gov.pl/uploads/pliki/oze/biogaz/Surowce_w_2018_r..pdf (accessed on 29 March 2020).
- Neumann, M.; Venancio, B.J.; Horst, E.H.; Braga Cristo, F.; Petkowicz, K.; Bobato Pontarolo, G.; Mendez, M.C.; Antonietti Martins, M.B. Corn hybrid silage quality according to harvesting time. Semin. Ciências Agrárias 2020, 41, 369–382. [Google Scholar] [CrossRef]
- Podkówka, W. Biopaliwa Dziś i Jutro. Kukurydza 2007, 2007, 4–35. [Google Scholar]
- Podkówka, Z.; Podkówka, W. Substraty dla Biogazowni Rolniczych; Agro Serwis: Warszawa, Poland, 2010. [Google Scholar]
- Michalski, T. Biogazownia w każdej gminie—Czy wystarczy surowca? Wieś Jutra 2009, 3, 12–14. [Google Scholar]
- Braun, R. Biogas and bioenergy system developments towards bio-refineries Trends in a central European context. In Proceedings of the Baltic Biorefinery Conference, Esbjerg, Denmark, 26–28 May 2005. [Google Scholar]
- Gostomczyk, W. Efektywność Substratów Wykorzystywanych do Produkcji Biogazu. In Energetyka Biogaz, Red; Cenian, J., Ed.; 2012; Available online: https://www.imp.gda.pl/bf2020/BF2012/prezentacje/p141.pdf (accessed on 29 September 2020).
- Garcia, A. Chapter 18: Corn Silage Production and Utilization. In iGROW Corn: Best Management Practices; Clay, D.E., Clay, S.A., Byamukama, E., Eds.; South Dakota State University: Brookings, SD, USA, 2016. [Google Scholar]
- Sulewska, H. Wymagania Środowiskowe Kukurydzy i Możliwości Jej Uprawy w Polsce. In Technologia Produkcji Kukurydzy; Dubas, A., Ed.; Wieś Jutra: Warszawa, Poland, 2004; pp. 16–23. ISBN 83-89503-17-4. [Google Scholar]
- Kaniuczak, Z.; Pruszyński, S. Integrowana Produkcja Kukurydzy; Instytut Ochrony Roślin: Poznań, Poland, 2007; ISBN 978-83-89867-16-2. [Google Scholar]
- Drożak, A.; Wasilewska, W.; Buczyńska, A.; Romanowska, E. Fotosynteza typu C4. Pol. Tow. Biochem. 2012, 58, 44–53. [Google Scholar]
- Walerowska, M. Kukurydza w Mistrzowskiej Uprawie; Polskie Wydawnictwo Rolnicze Sp. Z O.O.: Poznań, Poland, 2012; ISBN 978-83-61078-48-7. [Google Scholar]
- Michalski, T. Kukurydza—Roślina z Przyszłością. In Materiałach z Konferencji: Kukurydza i Sorg—Produkcja, Wykorzystanie, Rynek; 2012; Available online: https://docplayer.pl/15780082-Materialy-z-konferencji-kukurydza-i-sorgo-produkcja-wykorzystanie-rynek.html (accessed on 30 September 2020).
- Konieczna, A.; Borek, K.; Mazur, K.; Wardal, W.J. Emisje tlenku azotu(I) i ditlenku węgla z aplikacji nawozów nieorganicznych i naturalnych w wybranych technologiach upraw kukurydzy na kiszonkę. Przemysł Chem. 2019, 98, 1000–1005. [Google Scholar] [CrossRef]
- Komainda, M.; Taube, F.; Kluß, C.; Antje, H. Effects of catch crops on silage maize (Zea mays L.): Yield, nitrogen uptake efficiency and losses. Nutr. Cycl. Agroecosyst. 2018, 110, 51–69. [Google Scholar] [CrossRef]
- Borreani, G.; Tabacco, E.; Schmidt, R.J.; Holmes, B.J.; Muck, R.E. Silage review: Factors affecting dry matter and quality losses in silages. J. Dairy Sci. 2018, 101, 3952–3979. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed] [Green Version]
- Podkówka, W.; Podkówka, Z. Technologie Produkcji Kiszonki z Całych Roślin Kukurydzy i Jej Wykorzystanie w Żywieniu Zwierząt. In Technologia Produkcji Kukurydzy; Wieś Jutra: Warszawa, Poland, 2004. [Google Scholar]
- Podkówka, W.; Podkówka, Z. Wpływ Poziomu Suchej Masy na Zawartość Białka Ogólnego, NDF i ADF w Kiszonce z Kukurydzy; Annals of Warsaw Agricultural University: Warszawa, Poland, 2014; pp. 111–116. [Google Scholar]
- Bereś, P.K.; Mrówczyński, M.; Kierzek, R.; Węgorek, P.; Sosnowska, D.; Korbas, M.; Sulewska, H.; Adamczyk, J.; Szulc, P.; Warzecha, R.; et al. Metodyka Integrowanej Ochrony i Produkcji Kukurydzy dla Doradców; IOR—PIB: Poznań, Poland, 2016; ISBN 978-83-64655-23-4. [Google Scholar]
- Fried, H.O.; Lovell, K.; Schmidt, S.S. The Measurement of Productive Efficiency and Productivity Growth; OXFORD University Press: New York, NY, USA, 2008; Available online: https://books.google.pl/books?hl=pl&lr=&id=djMh3iuB1EIC&oi=fnd&pg=PA92&dq=efficiency+analysis&ots=XHZodICuO1&sig=bPz683s-yq_NI5CGVRVtKAVlKPg&redir_esc=y#v=onepage&q=efficiency%20analysis&f=false (accessed on 29 September 2020).
- Anuszewski, R.; Pawlak, J.; Wójcicki, Z. Energochłonność Produkcji Rolniczej. In Metodyka Badań Energochłonności Produkcji Surowców Żywnościowych; IBMER: Armonk, NY, USA, 1979. [Google Scholar]
- Wójcicki, Z. Metody Badania i Ocena Przemian w Rozwojowych Gospodarstwach Rodzinnych; Wydawnictwo PTIR: Kraków, Poland, 2001; p. 136. ISBN 83-862264-74-8. [Google Scholar]
- Szeptycki, A.; Wójcicki, Z. Postęp Technologiczny i Nakłady Energetyczne w Rolnictwie Do 2020 r; IBMER: Warszawa, Poland, 2003; p. 242. [Google Scholar]
- Wójcicki, Z. Metodyka Badań Postępu Technologicznego w Gospodarstwach Rodzinnych; Monografia IBMER: Warszawa, Poland, 2008. [Google Scholar]
- Stolarski, M.; Szczukowski, S.; Tworkowski, J. Efektywność Energetyczna Produkcji Biomasy Wierzby w Systemie Eko-Salix; Fragmenta Agronomica; Polskie Towarzystwo Agronomiczne, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu: Poznań, Poland, 2011; Volume 28, pp. 62–69. ISSN 0860-4088. [Google Scholar]
- Wójcicki, Z. Metodyka badania energochłonności produkcji rolniczej. Probl. Inżynierii Rol. 2015, 4, 17–29. [Google Scholar]
- Harasim, A. Możliwości kompensacji ujemnego wpływu stanowiska na plonowanie i efektywność produkcji pszenicy ozimej. II Efektywność ekonomiczna i energetyczna. Pam. Puł. 1997, 111, 73–87. [Google Scholar]
- Kuś, J. Efektywność Energetyczna Produkcji Biopa liw Płynnych; Wieś Jutra: Warszawa, Poland, 2002; Volume 9, pp. 8–10. [Google Scholar]
- Król, A.; Ksiȩzak, J.; Kubińska, E.; Rozakis, S. Evaluation of sustainability of maize cultivation in Poland. A prospect theory—PROMETHEE approach. Sustainability 2018, 10, 4263. [Google Scholar]
- Jaskulski, D.; Jaskulska, I. Współczesne Sposoby i Systemy Uprawy Roli w Teorii i Praktyce Rolniczej; Centrum Doradztwa Rolniczego w Brwinowie, Oddział w Poznaniu: Poznań, Poland, 2016; ISBN 978-83-60232-75-0. [Google Scholar]
- Harasim, A. Kompleksowa Ocena Płodozmianów z Różnym Udziałem Roślin Zbożowych i Okopowych: Rozprawa Habilitacyjna; Dział Upowszechniania i Wydawnictw IUNiG: Puławy, Poland, 2002. [Google Scholar]
- Kamionka, J. Wpływ techniki na efektywność pogłównego nawożenia zbóż. Inżynieria Rol. 2005, 9, 1–106. [Google Scholar]
- Czyż, E.; Tomaszewska, J.; Sawa, J. Efektywność produkcyjna i energetyczna różnych systemów uprawy roli. Fragm. Agron. 1995, 12, 20–27. [Google Scholar]
- Harasim, A.; Bujak, K.; Frant, M. Wpływ uproszczeń w uprawie roli i poziomu nawożenia mineralnego na efektywność energetyczną produkcji roślinnej w płodozmianie 4-polowym. Fragm. Agron. 2007, 24, 64–71. [Google Scholar]
- Dopka, D. Efektywność energetyczna zróżnicowanej uprawy przedsiewnej na przykładzie pszenżyta ozimego. Sectio E. Agric. 2004, 59, 2071–2077. [Google Scholar]
- Nasalski, Z.; Sadowski, T.; Stępień, A. Produkcyjna, ekonomiczna i energetyczna efektywność produkcji jęczmienia ozimego przy różnych poziomach nawożenia azotem. Acta Sci. Pol. Agric. 2004, 3, 83–90. [Google Scholar]
- Czarnocki, S.; Starczewski, J.; Turska, E. Ocena wybranych technologii uprawy pszenżyta jarego. Fragm. Agron. 2006, 2, 287–297. [Google Scholar]
- Budzyński, W.; Szempliński, W.; Parzonka, A.; Sałek, T. Rolnicza, Energetyczna i Ekonomiczna Efektywność Produkcji biomasy Wybranych Gatunków Roślin z Przeznaczeniem na Biogaz. In Modelowe kompleksy agroenergetyczne: Technologie pozyskania i kondycjonowania biomasy rolniczej i wodnej dla biogazowni i zgazowarki; Gołaszewski, J., Ed.; Wydawnictwo UWM: Olsztynie, Poland, 2014; pp. 11–282. ISBN 978-83-7299-873-6. [Google Scholar]
- Kordas, L. Energy and economic effects of reduced tillage in crop rotation. Acta Sc. Pol. Agric. 2005, 4, 51–59. [Google Scholar]
- Gorzelany, J.; Puchalski, C.; Malach, M. Ocena Kosztów i Nakładów Energetycznych w Produkcji kukurydzy na Ziarno i Kiszonkę. Inż. Roln. 2011, 8, 135–141. [Google Scholar]
- Szempliński, W.; Dubis, B. Wstępne badania nad plonowaniem i wydajnością energetyczną wybranych roślin uprawianych na cele biogazowe. Fragm. Agron. 2011, 28, 77–86. [Google Scholar]
- Wielogórska, G.; Turska, E.; Czarnocki, S. Ocena technologii stosowanych w gospodarstwach uprawiających kukurydzę na kiszonkę w rejonie środkowowschodniej Polski. Pamiętnik Puławski 2008, 147, 203–213. [Google Scholar]
- Morris, N.L.; Miller, P.C.H.; Orson, J.H.; Froud-Williams, R.J. The adaptation of non-inversion tillage systems in the United Kingdom and the agronomic impact on soil, crops and the environment—A review. Soil Tillage Res. 2010, 108, 1–15. [Google Scholar] [CrossRef]
- Smagacz, J. Produkcyjno-Ekonomiczne i Środowiskowe Skutki Różnych Systemów Uprawy Roli. In Problemy Zrównoważonego Gospodarowania w Produkcji Rolniczej; Studia i Raporty IUNG-PIB: Puławy, Poland, 2012; Volume 2, pp. 121–133. ISBN 978-83-7562-111-2. [Google Scholar]
- Huseyin Ozturk, H. An Assessment of Conventional and Conservation Tillage Systems in Terms of Carbon Dioxide Emissions in Corn Production. Agric. Mech. Asia Afr. Lat. Am. 2019, 50, 7–18. [Google Scholar]
- IPCC 2020. Climate Change and Land. Summary for Policymakers. Available online: https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/sites/4/2020/02/SPM_Updated-Jan20.pdf (accessed on 13 December 2020).
- Roman, M.; Górecka, A.; Domagała, J. The linkages between crude oil and food prices. Energies 2020, 13, 6545. [Google Scholar] [CrossRef]
Average Yield of Fresh Weight, (t∙ha−1) | Average Biogas Production, (m3∙ha−1) | Average Energy Production, (GJ∙ha−1) |
---|---|---|
30–50 | 4050–6750 | 87–145 |
Climate Change | Mazie Adoption |
---|---|
Warming | →Thermophilic plant |
Extension of the growing season | →Relatively low water needs |
Less rainfall in the summer | →Less risk of crop failure →Longer growing season; later forms have a greater yielding potential |
Technology Number | Crop Acreage (ha) | Distance from the Habitat (km) | Yield (t∙ha−1) |
---|---|---|---|
1 | 3.4 | 0.8 | 72 |
2 | 2.0 | 0.1 | 60 |
3 | 13.0 | 1.5 | 50 |
4 | 5.1 | 0.5 | 55 |
5 | 3.3 | 0.6 | 65 |
6 | 4.5 | 1.0 | 80 |
7 | 2.0 | 2.5 | 50 |
8 | 3.5 | 2.5 | 70 |
9 | 10.0 | 2.2 | 67 |
10 | 5.0 | 1.6 | 75 |
11 | 8.0 | 2.2 | 75 |
12 | 5.0 | 1.0 | 50 |
13 | 3.21 | 1.5 | 45 |
Indicator | Symbol | Unit of Measure | Value |
---|---|---|---|
Investment measures | |||
Tractors | It | MJ·kg−1 | 125 |
Machines | Im | MJ·kg−1 | 110 |
Tractor tools | In | MJ·kg−1 | 100 |
Spare parts and repair materials | Isp | MJ·kg−1 | 85 |
Human labour | |||
Tractor drivers, machine operators | Ito | MJ·rbh−1 | 80 |
Materials | |||
Manure | Infm | MJ·kg−1 | 0.3 |
Slurry | Infs | MJ·kg−1 | 0.2 |
Nitrogen fertilizers | ImfN | MJ·kg−1 N | 77 |
Phosphorus fertilizers | ImfP | MJ·kg−1 P2O5 | 15 |
Potash fertilizers | ImfK | MJ·kg−1 K2O | 10 |
Calcium fertilizers | ImfCa | MJ·kg−1 CaO | 6 |
Plant protection chemicals | Ipch | MJ·kg−1 SA | 300 |
Maize seeds | Is | MJ·kg−1 | 9 |
Direct energy carrier | |||
Diesel | ION | MJ·kg−1 | 48 |
Agricultural products | |||
Silage maize | Imaize | MJ·kg−1 | 0.8 |
Technology Number | Accumulated Energy | Ep | ||
---|---|---|---|---|
Epro | Ev [MJ∙ha−1] | |||
[MJ∙ha−1] | % | |||
1 | 50,587.01 | 100 | 57,408.00 | 1.13 |
2 | 43,436.57 | 100 | 48,000.00 | 1.11 |
3 | 42,116.45 | 100 | 40,000.00 | 0.95 |
4 | 32,400.24 | 100 | 44,000.00 | 1,36 |
5 | 52,229.49 | 100 | 51,696.00 | 0.99 |
6 | 26,724.37 | 100 | 64,000.00 | 2.39 |
7 | 22,338.06 | 100 | 40,000.00 | 1.79 |
8 | 50,567.99 | 100 | 56,000.00 | 1.11 |
9 | 45,736.91 | 100 | 53,600.00 | 1.17 |
10 | 45,440.50 | 100 | 60,000.00 | 1.32 |
11 | 41,161.42 | 100 | 60,000.00 | 1.46 |
12 | 38,593.77 | 100 | 40,000.00 | 1.04 |
13 | 12,233.01 | 100 | 36,000.00 | 2.94 |
Publisher’s Note: MDPI stays neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations. |
© 2020 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
Share and Cite
Konieczna, A.; Roman, K.; Roman, M.; Śliwiński, D.; Roman, M. Energy Efficiency of Maize Production Technology: Evidence from Polish Farms. Energies 2021, 14, 170. https://doi.org/10.3390/en14010170
Konieczna A, Roman K, Roman M, Śliwiński D, Roman M. Energy Efficiency of Maize Production Technology: Evidence from Polish Farms. Energies. 2021; 14(1):170. https://doi.org/10.3390/en14010170
Chicago/Turabian StyleKonieczna, Anita, Kamil Roman, Monika Roman, Damian Śliwiński, and Michał Roman. 2021. "Energy Efficiency of Maize Production Technology: Evidence from Polish Farms" Energies 14, no. 1: 170. https://doi.org/10.3390/en14010170
APA StyleKonieczna, A., Roman, K., Roman, M., Śliwiński, D., & Roman, M. (2021). Energy Efficiency of Maize Production Technology: Evidence from Polish Farms. Energies, 14(1), 170. https://doi.org/10.3390/en14010170