SOLUTION4FARMING

SOLUTION4FARMING: Solutions for GHGs emissions mitigation for the mixed farming systems across different European climates (ERA-Net ICT-AGRI)

Solution4Farming project aims to develop a solution based on measurement sensors and a decision support system to reduce GHGs emissions in mixed farming systems, through better utilization of livestock-plant utilization for production of fertilizers.

Solution4Farming project include growth modules to get better control and on data measurements. The project also focuses on ICT solutions, LCA, and cost benefits. The core of Solution4Farming is a system approach involving the Solution4Farming experts in collaboration with selected stakeholders to perform a mapping of inputs and outputs at different stages of mixed farms that is based on a declared strong interaction among stakeholders. The path outlined for the identification of stakeholders is well designed, and also the gender dimension is adequately pruned. The equipment to be used within the project’s scope has been previously developed and tested in different projects.

Project partners

Logo

---

RO Partners: BEIA Consult International &
University of Agronomic Sciences and Veterinary Medicine of Bucharest (USAMV)

RO – Etape și activități

Etapa 1 – Economia circulară în agricultură – abordare sistemică

A1.1 Abordarea sistemica a fermelor mixte de productie in vederea reducerii emisiilor de GES și creșterea circularității (corelat cu T1.1, T1.2, T1.3)
A1.1.1 Dezvoltarea modelului conceptual. Metode de estimare a emisiilor de GES. Metode de creștere a circularității
A1.1.2 Stabilirea fluxurilor de date
A1.2 Stabilirea multicriterială a parametrilor tehnologiilor propuse și piloți
A1.2.1 Identificarea cerințelor pentru tehnologiile propuse și studiile de caz – componenta de TIC (corelat cu T3.1, T2.1, T2.2,  T4.1)
A.1.2.2 Stabilirea parametrilor optimi pentru tehnologiile propuse în studiul de caz din România (corelat cu T 3.1, T3.3, T4.1)
A1.2.3. Stabilirea indicatorilor pentru creșterea circularității în fermele mixte (corelat cu T2.1)
A1.3 Proiectarea platformei S4F (corelat cu T3.1)
A1.4 Stabilirea cadrului general pentru aplicarea Analizei Ciclului de Viață (corelat cu T5.1)
A1.4.1 Stabilirea cadrului general pentru aplicarea Analizei Ciclului de Viață – componenta TIC
A1.4.2 Stabilirea cadrului general pentru aplicarea Analizei Ciclului de Viață – componenta de inventar 
A1.5 Comunicarea și diseminarea rezultatelor Etapei I (corelat cu T 7.1, T7.2, T7.3, T7.4)
A1.5.1 Organizează întalnirea de lansare a proiectului și realizează pagina web a proiectului, conturile din rețelele de socializare (Twitter și LinkedIn) și broșurile de prezentare a proiectului. Participa la articolul comun.
A1.5.2 Participă la întalnirea de lansare a proiectului și contribuie la realizarea paginii de web a proiectului, a conturilor din rețelele de socializare (Twitter și LinkedIn) și a broșurilor. Disemineaza rezultatele prin  comunicări științifice comune (1 articol comun acceptat în conferință internațională).

Rezultate:
Model conceptual cu stabilirea fluxurilor de date. Raport privind parametri tehnologici. Proiectarea platformei S4F. Raport privind cadrul general pentru aplicarea Analizei Ciclului de Viață. Raport privind întâlnirea de lansare a proiectului; plan de diseminare si comunicare, pagina web a proiectului, conturi in rețelele de socializare (Twitter și LinkedIn); broșura de prezentare a proiectului. 1 articol comun acceptat în conferință internațională.

Etapa a II-a – Integrarea si testarea platformei S4F

A2.1. Generarea inventarului și a bazelor de date pentru aplicarea Analizei Ciclului de Viață (corelat cu T5.3)
A2.1.1 Evaluarea cerințelor de calitate a datelor pentru aplicarea Analizei Ciclului de Viață
A2.1.2. Dezvoltarea inventarului și bazei de date pentru Analizei Ciclului de Viață – pilotul România
A2.2 Elaborarea, testarea și validarea platformei S4F 
A2.2.1 Dezvoltarea și integrarea componentelor platformei S4F (corelat cu T2.3, T2.4, T4.2)
A2.2.2 Testarea și validarea platformei S4F la nivel de laborator (corelat cu T3.2, T3.3)
A2.2.3 Validarea tehnologiilor propuse în studiul de caz din România, la nivel de laborator (corelat cu T4.2)
A.2.3. Comunicarea și diseminarea rezultatelor Etapei a II-a (corelat cu T 7.1, T7.2, T7.3, T7.4)
A2.5 Diseminarea rezultatelor prin  comunicări științifice comune (1 articol comun acceptat în conferință internațională), comunicarea rezultatelor (participarea la targuri și expoziții, actualizarea informațiilor din pagina proiectului și din rețelele de socializare – Twitter si LinkedIn.
A2.6 Diseminarea rezultatelor prin articole comune (1 articol comun acceptat în jurnal din categoria Q1/Q2 ).

Rezultate:
În cadrul acestei etape a fost generat inventarul și bazele de date pentru aplicarea Analizei Ciclului de Viață în fermele mixte, cu scopul de a optimiza performanța ecologică. Aceasta include evaluarea riguroasă a calității datelor și dezvoltarea unei baze de date dedicate pentru pilotul din România, facilitând astfel analiza detaliată și sustenabilă a proceselor agricole. 

Astfel au fost colectate/identificate/determinate date privind producția vegetală (de ex. tipurile de culturi vegetale produse în 2022-2023, suprafața cultivată pentru fiecare cultură, producția la hectar), tipurile de echipamente utilizate pe fiecare tip de activitate din fermă, analize fizico-chimice ale gunoiului de grajd (solid și lichid), ale solului și ale culturilor vegetale; categoriile de parametri privind sectorul zootehnic (animale, adăpost, furajare, gunoi de grajd, emisii); destinația producției și produselor din fermă; date privind cantitatea și calitatea furajelor administrate pentru toate categoriile de animale aflate în exploatare, atât pentru cele produse la nivel de fermă, cât și pentru cele cumpărate, la care s-au adăugat costurile asociate acestor procese.

Componenta economică a cuprins: costuri privind managementul sectorului vegetal (costul semințelor, al fertilizanților, al pesticidelor, combustibili, echipamente și resurse umane), costuri privind managementul sectorului animal (electricitate, apă, furaj, resurse umane, echipamente, materiale de curățenie și dezinfecție, medicamente, costuri de mentenanță). În structura costurilor au fost adăugate și subvențiile obținute de fermier, atât pentru partea vegetală, cât și pentru sectorul animal. 

Pe baza acestor date, a analizei sistemice a fermelor mixte și a metodologiilor de calcul a emisiilor de gaze cu efect de seră a fost elaborată, testată și validată (la nivel de laborator și cu date specifice fermei pilot din România) platforma Solution4Farming.

Rezultatele obținute în cadrul proiectului au fost diseminate prin:

Participarea la conferințe științifice 

• International Conference   – https://agricultureforlife.usamv.ro/ . În cadrul conferinței „Agriculture for Life, Life for Agriculture”, 8-10 Iunie 2023, s-a desfășurat workshop-ul cu tema „Solution for GHGs Emission Mitigation for the Mixed Farming Systems Across Different European Climates”.

Redactarea și prezentarea de articole științifice:

• Popa D., Marin M., Pogurschi E., Vidu L., Popa R., Balanescu M. 2022,The influence of the addition of oil seeds in the dairy cow ration on CO2 emissions. Scientific Papers. Series D. Animal Science, Vol. LXV, Issue 1, ISSN 2285-5750, 416-421. https://animalsciencejournal.usamv.ro/index.php/scientific-papers/past-issues?id=1065.
• Razvan Alexandru Popa, Dana Catalina Popa, Elena Narcisa, Pogurschi, Livia Vidu, Monica Paula Marin, Minodora Tudorache, George Suciu, Mihaela Bălănescu, Sabina Burlacu, Radu Budulacu, Alexandru Vulpe , Comparative evaluation of the dynamics of animal husbandry air pollutant emissions using an IoT platform for farms, Agriculture 2023, 13, 25. https://doi.org/10.3390/agriculture13010025, https://www.mdpi.com/2077-0472/13/1/25.
• Dana Cătălina Popa, Yolanda Laurent, Răzvan Alexandru Popa, Adrian Pasat, Mihaela Bălănescu, Ekaterina Svertoka, Elena Narcisa Pogurschi, Livia Vidu and Monica Paula Marin, A platform for GHG emissions management in mixed farms, Agriculture 2023 – în curs de evaluare.
• Gabriel Mihăilă, Mihaela Hăbeanu, Nicoleta Lefter, Anca Gheorghe, Mihaela Dumitru, Iuliana Marin, Livia Vidu, Carmen Georgeta Nicolae, Dana Popa, Monica Marin, Influence of Guar Meal from Pig Compound Feed on Productive Performance, Nitrogen Metabolism, and Greenhouse Gas Emissions, Agriculture 2023, 13, 2156, https://doi.org/10.3390/agriculture13112156, https://www.mdpi.com/2077-0472/13/11/2156.
• Dana Popa, Răzvan Popa, Maria Luiza Mircea, Acristian Andrei Murgu 2023, The role of circularity in mixed farm systems, . Scientific Papers. Series D. Animal Science, Vol. LXVI, Issue 1, ISSN 2285-5750, 328-332, https://animalsciencejournal.usamv.ro/pdf/2023/issue_1/Art44.pdf.

Etapa a III-a Testarea și validarea platformei S4F în studiile de caz. Evaluarea si exploatarea rezultatelor

A3.1 Elaborare model de afaceri (corelat cu 7.4)
A3.1.1 Elaborare model de afaceri pentru componenta TIC
A3.1.2 Contribuții tehnologice la elaborarea modelului de afaceri
A3.2. Testarea și validarea în condiții reale a platformei și tehnologiilor (corelat cu T4.2)
A3.2.1 Testarea și validarea platformei în condiții reale (studii de caz)
A3.2.2 Testarea și validarea tehnologiilor în condiții reale – studiu de caz din România
A3.3 Analiza rezultatelor privind scăderea emisiilor de GES și creșterea circularității (corelat cu T5.4)
A3.3.1 Evaluarea rezultatelor privind reducerea emisiilor de efect de seră și creșterea circularității
A3.3.2 Evaluarea rezultatelor privind reducerea emisiilor de efect de seră și creșterea circularității 
A3.4. Comunicarea și diseminarea rezultatelor Etapei a III-a (corelat cu T 7.1, T7.2, T7.3)
A3.4.1 Diseminarea rezultatelor prin  comunicări științifice comune (1 articol comun acceptat în conferință internațională), comunicarea rezultatelor (participarea la târguri și expoziții, actualizarea informațiilor din pagina proiectului și din rețelele de socializare – Twitter si LinkedIn.
A3.4.2 Diseminarea rezultatelor prin articole comune (1 articol comun acceptat în jurnal din categoria Q1/Q2).

Rezultate:

În cadrul acestei etape a fost elaborat modelul de bussines pentru componenta TIC. Acesta include partenerii potențiali interesați, activităților și resurselor cheie, definirea valorii adăugate, stabilirea tipului de relații cu clienții, segmentele de clienți și canalele de comunicare.  

Platforma S4F a fost testată și validată  în condiții reale, precum și pentru studiul de caz din România.  Aceasta oferă o accesibilitate ridicată personalului unei ferme, de la primele interacțiuni cu platforma, de la stadiul de înregistrare în platformă și până la procesarea datelor colectate.

Platforma a fost construită ca un sistem modular, pregătit să opereze local sau de la distanță și în colaborare cu medii conexe. De asemenea, va fi scalabilă dacă cerințele vor crește. Platforma S4F colectează și analizează datele obținute, oferind recomandări actorilor din lanțurile de producție a fermelor de tip mixt pentru a lua decizii care să conducă la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră.

Platforma de evaluare a emisiilor de gaze cu efect de seră rezultate din activitațile unei ferme mixte este acccesibilă on-line aici: https://s4f.agile.ro/.

În ceea ce privește metodele de reducere a emisiilor de efect de seră asociate sectorului animal (fermentație enterică și managementul gunoiului de grajd) în cadrul proiectului au fost testate 3 metode:

• creșterea proporției de furaje grosiere (mărunțite) și concentrate
• includerea grăsimilor în dietă
• creșterea ponderii furajelor cu digestibilitate ridicată.

Rotația culturilor este una dintre cele mai eficiente metode de creștere a circularității și scădere a emisiilor de GES, care a condus la o scădere cu 13,31% a cantității de fertilizanți chimici folosiți în fermă și o reducere cu 7% a emsiilor de N₂O la nivelul fermei S.C. Milanovici S.R.L.

Modalitățile prin care s-a realizat creșterea circularității la nivelul fermei pilot au fost:

• Rotația culturilor:
• Alternarea culturilor care îmbunătățesc fertilitatea solului (leguminoase, lucernă) cu cele care au consum mare de nutrienți (porumb, grâu).
• Reducerea dependenței de îngrășăminte chimice prin fixarea biologică a azotului.
• Utilizarea bio-deșeurilor:
• Compostarea deșeurilor organice (gunoiul de grajd) pentru a produce fertilizanți organici.
• Crearea unor fluxuri integrate de resurse:
• Integrarea deșeurilor rezultate din sectorul vegetal (paie, resturi de porumb) în sectorul de creștere  a animalelor pentru hrană sau așternut.

Articole științifice publicate

1. Abdallah, S.B., Gallego-Elvira, B., Popa, D.C., Maestre-Valero, J.F., Imbernón-Mulero, A., Popa, R.A. and Bălănescu, M., 2024. Environmental Performance of a Mixed Crop–Dairy Cattle Farm in Alexandria (Romania). Agriculture, 14(3), p.462, https://doi.org/10.3390/agriculture14030462
2. Victoria Constantin, Livia Vidu, Ion Raducuta, Rodica Chetroiu, Dana Popa, Carmen Georgeta Nicolae, Roxana Elena (Vasiliu) Stefan, Monica Marin, Research on the Impact of Feed Technologies on the Welfare and Productive Performances Obtained in Organic Farming of Sheep and Goats, 2024 Scientific Papers. Series D. Animal Science, Vol. Lxvii, Issue 1, Issn 2285-5750, 83-92, https://animalsciencejournal.usamv.ro/pdf/2024/issue_1/Art10.pdf

---

Website

Check the international website here.

Social Media

https://twitter.com/solution4farm

Visual Materials