《Biomass and Bioenergy》：Integrating biomass and bioenergy into livestock systems: A life cycle assessment of hydroponic fodder and biodiesel in free-range egg production in Türkiye
编辑推荐：
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生物柴油与高粱饲料子系统的全球变暖潜力（GWP）最高可降低69%（每生产1公斤鸡蛋减少7%）。
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饲料生产和能源使用是环境影响的主要因素。
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水培饲料减少了排放，但在系统层面的效益有限。
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生物能源方案优于饲料替代策略。
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整合
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生物柴油与高粱饲料子系统的全球变暖潜力（GWP）最高可降低69%（每生产1公斤鸡蛋减少7%）。
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饲料生产和能源使用是环境影响的主要因素。
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水培饲料减少了排放，但在系统层面的效益有限。
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生物能源方案优于饲料替代策略。
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整合基于生物质的能源可以提高农业食品的可持续性。
引言
近几十年来，全球鸡蛋产业迅速发展，年产量超过了7000万吨[1]。这种增长加剧了该行业对环境的影响，因为畜牧业是资源消耗和排放的主要驱动因素；选择更环保的动物产品有助于减少这些影响[2]。鸡蛋生产链的生态影响主要受饲料成分的种植、产蛋鸡粪便排放以及原料、鸡只和粪便运输的影响[3]。鸡蛋生产的生命周期包括几个关键阶段[4]：（1）饲料生产；（2）鸡蛋生产；（3）运输和分配；（4）废物处理。通过评估这些阶段的能源使用、水资源消耗、温室气体（GHG）排放、土地使用以及农药和化肥的应用，可以确定潜在的缓解措施[5]。家禽养殖常与不良环境影响相关联，包括水质恶化和温室气体排放[6]。尤其是动物食品的生产需要大量的能源输入，这增加了其环境足迹[7]。在这些阶段中，饲料生产一直被认为是鸡蛋生产环境影响的主要因素。因此，减轻与饲料相关的负担对于提高供应链的可持续性至关重要。畜牧业已经占全球谷物使用量的很大比例——目前约占总谷物产量的36%[8]，而在不扩大耕地面积的情况下满足日益增长的饲料蛋白需求仍然是一个重大挑战[9]。
因此，减少对传统饲料作物依赖的资源高效饲料策略变得越来越重要。此外，气候变化和季节性干旱可能会限制产蛋鸡的新鲜饲料供应[10]。水培是一种可持续的无土农业技术，可以通过全年为鸡只提供绿色饲料来解决这一问题。它是不使用土壤种植植物的科学方法，能够持续供应新鲜绿色饲料，同时所需劳动力、土地、水和空间较少[[11]]，[12]]，[13]]，[14]]。由于这种资源效率以及相对于传统谷物的更高营养价值[15]，水培绿色饲料成为家禽养殖的一种有前景的饲料。试验表明，当在饮食中加入大麦基水培饲料时，鸡蛋产量和质量都有所提高[[16]]，[17]]，[18]]。随着技术的进步，水培绿色饲料的生产已经从纯粹的实验阶段发展到介于试点示范和广泛商业应用之间的阶段。目前市场上有可商业化的、经济可行的发芽系统；然而，其应用主要局限于特定利基市场，特别是在干旱和缺水地区，这些地区面临严重的饲料短缺、较高的饲料运输成本和有限的耕地（如中东、非洲和澳大利亚的部分地区），以及南亚的小规模乳制品行业，政府补贴的、价格合理的系统在这些地区得到了更广泛的应用。然而，由于巨额的资本和能源需求、发芽过程中的干物质损失以及多变的经济条件，主流的大规模饲料应用仍然受到限制，这种方法主要在土地、水资源或传统饲料特别有限的地区具有成本效益[19]。商业应用主要集中在奶牛和小反刍动物身上，而在像这里分析的产蛋鸡系统中，其应用仍处于研究和试点阶段。
除了饲料之外，能源供应是改善家禽系统环境性能的另一个关键因素。饲料种植、农场运营、加热和运输过程中消耗的化石燃料是化石资源枯竭和温室气体排放的持续来源[7,20]。用可再生或废弃物生物质生产的生物柴油替代化石柴油是一种公认的降低化石能源依赖性和生命周期温室气体排放的策略。生命周期评估表明，由废物脂质衍生的生物柴油和可再生柴油的温室气体排放量可比石油柴油低79-86%[21,22]。将这种生物能源选项整合到农业食品生产中被越来越多地视为实现农业系统脱碳的实际途径[23]。
生命周期评估（LCA）方法能够对产品和服务的全生命周期进行环境分析，从而全面了解与食品生产相关的主要环境问题[1]。以往的鸡蛋生命周期评估主要比较了不同的饲养系统、饲料组成以及传统、有机或放养生产方式[4,5,24,25]。相比之下，水培饲料和生物柴油的环境影响迄今主要是分别研究的：水培绿色饲料主要从产量、营养价值和独立的温室气体平衡角度进行评估[26,27]，而生物柴油则主要在燃料或产业层面进行评估[21,22]，而不是在一个鸡蛋生产系统中综合评估。大多数鸡蛋生命周期评估依赖于二次数据或数据库清单，很少有研究将受控喂养试验的原始数据与基于情景的建模结合起来。据我们所知，尚无研究将土耳其的放养鸡蛋生产中水培绿色大麦饲料（HGBF）补充和生物柴油替代方案与多情景生命周期评估结合起来。
本研究通过将受控动物喂养试验与从摇篮到田间的生命周期评估（LCA）相结合来填补这一空白。因此，其目标分为两个层次。（i）动物层面的目标（性能）是确定HGBF补充相对于商业饲料对照组对三种产蛋鸡品种（莱格霍恩、洛曼布朗和Atak-S）的生产性能的影响——即鸡蛋产量、鸡蛋重量、每日饲料摄入量、活体重增重以及鸡蛋质量和营养特性。（ii）LCA（系统层面）的目标是量化每种品种和喂养处理（对照组与HGBF）每公斤鸡蛋的从摇篮到田间的环境影响，识别鸡蛋生产链中的主要热点，并评估四种饲料和能源替代方案——生物柴油（BD）、菜籽（RS）、高粱（SS）以及组合的高粱-生物柴油（SS-BD）——在包括全球变暖潜力、酸化、富营养化和化石资源枯竭在内的各类影响指标中，同时识别潜在的环境权衡。
章节片段
案例研究
案例研究是理解新兴技术的宝贵工具，因为早期参与者会对后续的工业环境发展产生持久的影响。水培是一种室内垂直农业系统，用于种植动物饲料用的发芽谷物。该系统由“单元”组成，每个单元包含六个堆叠的托盘，并实现了收割、清洁、种植、浇水和照明的自动化[28]。
动物性能
图3显示了不同鸡品种和处理方式每公斤鸡蛋生产的总体重增重情况。评估的系统包括莱格霍恩对照组（LC）、莱格霍恩处理组（LT）、Atak-S对照组（AC）、Atak-S处理组（AT）、洛曼布朗对照组（LBC）和洛曼布朗处理组（LBT）。生产1公斤鸡蛋需要LC系统2.0757只产蛋鸡，AC系统1.9827只产蛋鸡，Lohmann Brown对照组（LBC）系统2.1591只产蛋鸡，
局限性和未来工作
当前的研究对在放养鸡蛋生产中整合生物柴油替代品与水培绿色大麦饲料的生态效应进行了全面分析；然而，在评估结果时需要注意一些限制。主要的限制在于系统边界的界定，该界定忽略了从摇篮到田间的粪便管理。尽管如此，粪便的储存、管理和运输以及随后的土地利用仍然
结论
本研究代表了土耳其放养鸡蛋生产系统中水培绿色大麦饲料的ISO合规从摇篮到田间的生命周期评估及其用生物柴油替代的情况。该研究通过考察三种商业产蛋鸡品种以及几种饲料和能源优化方案，提供了不同生产方式的环境影响全面评估。结果表明，饲料生产和
CRediT作者贡献声明
：概念构思、数据管理、形式分析、方法论、可视化、写作——初稿。：数据管理、研究、方法论、可视化、写作——审稿与编辑。：数据管理、方法论、写作——审稿与编辑。：研究、方法论、可视化、写作——审稿与编辑。：资金筹集、方法论、项目管理、写作——审稿与编辑。
伦理声明
本研究于2025年5月7日获得了乌沙克大学动物实验地方伦理委员会的批准，文件编号为E?72656843-050.04-279242。
资金支持
本研究得到了乌沙克大学科学研究项目协调部门（TSA-2025-682）的资助。我们感谢乌沙克大学科学研究项目协调部门为该项目（编号TSA-2025-682）提供的财务支持。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。
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