Modelling the environmental, social, and economic implications of using fruit pomace as an alternative livestock feed resource: a system dynamic modelling approach
Date
2022-04
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Stellenbosch : Stellenbosch University
Abstract
ENGLISH ABSTRACT: This study assessed the joint dynamic environmental, social and economic implications of
utilising wine grape pomace as an alternative livestock feed in South Africa. The specific
study objectives were met using a systematic approach that was done through a 3-pronged
research process consisting of a detailed literature review, a qualitative analysis and
individual synthesis of information and the construction of a qualitative system dynamic
model in the form of a causal loop diagram. This was done using the Vensim PLP software,
in order to explicitly show the complexity, interactions between the modelled systems
variables and the corresponding feedback loop relationships. The study results showed that
the estimated amount of grape pomace produced ranged between 248 720 and 304 941
tons per annum. This shows that if wine grape pomace was to be exploited as an alternative
livestock feed through incorporating it into commercial feed, there is a significant amount of
it to serve as a feedstock for commercial livestock feed formulations. The research study
also showed that the benefits of using wine grape pomace as a livestock feed in cattle and
sheep by far outweigh the shortcomings posed by this type of fruit pomace. Lastly, the
complexity associated with producing and using wine grape pomace as an alternative
livestock feed was explicitly illustrated (in the form of a causal loop diagram), explained and
discussed. The qualitative model developed explicitly illustrated the inter-relationships
between the joint dynamic environmental, social and economic implications of producing
and using wine grape pomace as an alternative livestock feed in South Africa. The insights
coming out from this study could potentially assist decision makers in the future to come up
proactive policies and initiatives that are tailored to encourage the commercial utilization of
this waste by-product as a feedstock for commercial livestock feed.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Hierdie studie het die gesamentlike dinamiese omgewings-, sosiale en ekonomiese implikasies van die gebruik van wyndruifafval as 'n alternatiewe veevoer in Suid-Afrika beoordeel. Die spesifieke studiedoelwitte is bereik met behulp van 'n sistematiese benadering wat gedoen is deur 'n drieledige navorsingsproses wat bestaan het uit 'n gedetailleerde literatuuroorsig, 'n kwalitatiewe analise en individuele sintese van inligting en die konstruksie van 'n kwalitatiewe sisteem dinamiese model in die vorm van 'n oorsaaklike lusdiagram. Dit is gedoen met behulp van die Vensim PLP-sagteware, ten einde die kompleksiteit, interaksies tussen die gemodelleerde stelselveranderlikes en die ooreenstemmende terugvoerlus-verwantskappe eksplisiet aan te toon. Die studieresultate het getoon dat die geraamde hoeveelheid druiweafval wat geproduseer word, tussen 248 720 en 304 941 ton per jaar gewissel het. Dit wys dat indien wyndruifafval as 'n alternatiewe veevoer ontgin sou word deur dit in kommersiële voer in te skakel, daar 'n aansienlike hoeveelheid daarvan is om as grondstof vir kommersiële veevoerformulerings te dien. Die navorsingstudie het ook getoon dat die voordele van die gebruik van wyndruiwe-afval as veevoer by beeste en skape by verreweg swaarder weeg as die tekortkominge wat hierdie tipe vrugte-afval inhou. Laastens is die kompleksiteit verbonde aan die vervaardiging en gebruik van wyndruifafval as 'n alternatiewe veevoer eksplisiet geïllustreer (in die vorm van 'n kousale lusdiagram), verduidelik en bespreek. Die kwalitatiewe model wat ontwikkel is, het die onderlinge verbande tussen die gesamentlike dinamiese omgewings-, sosiale en ekonomiese implikasies van die produksie en gebruik van wyndruifafval as 'n alternatiewe veevoer in Suid-Afrika uitdruklik geïllustreer. Die insigte wat uit hierdie studie kom, kan besluitnemers moontlik in die toekoms help om proaktiewe beleide en inisiatiewe na vore te bring wat aangepas is om die kommersiële benutting van hierdie afval neweproduk as 'n grondstof vir kommersiële veevoer aan te moedig.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Hierdie studie het die gesamentlike dinamiese omgewings-, sosiale en ekonomiese implikasies van die gebruik van wyndruifafval as 'n alternatiewe veevoer in Suid-Afrika beoordeel. Die spesifieke studiedoelwitte is bereik met behulp van 'n sistematiese benadering wat gedoen is deur 'n drieledige navorsingsproses wat bestaan het uit 'n gedetailleerde literatuuroorsig, 'n kwalitatiewe analise en individuele sintese van inligting en die konstruksie van 'n kwalitatiewe sisteem dinamiese model in die vorm van 'n oorsaaklike lusdiagram. Dit is gedoen met behulp van die Vensim PLP-sagteware, ten einde die kompleksiteit, interaksies tussen die gemodelleerde stelselveranderlikes en die ooreenstemmende terugvoerlus-verwantskappe eksplisiet aan te toon. Die studieresultate het getoon dat die geraamde hoeveelheid druiweafval wat geproduseer word, tussen 248 720 en 304 941 ton per jaar gewissel het. Dit wys dat indien wyndruifafval as 'n alternatiewe veevoer ontgin sou word deur dit in kommersiële voer in te skakel, daar 'n aansienlike hoeveelheid daarvan is om as grondstof vir kommersiële veevoerformulerings te dien. Die navorsingstudie het ook getoon dat die voordele van die gebruik van wyndruiwe-afval as veevoer by beeste en skape by verreweg swaarder weeg as die tekortkominge wat hierdie tipe vrugte-afval inhou. Laastens is die kompleksiteit verbonde aan die vervaardiging en gebruik van wyndruifafval as 'n alternatiewe veevoer eksplisiet geïllustreer (in die vorm van 'n kousale lusdiagram), verduidelik en bespreek. Die kwalitatiewe model wat ontwikkel is, het die onderlinge verbande tussen die gesamentlike dinamiese omgewings-, sosiale en ekonomiese implikasies van die produksie en gebruik van wyndruifafval as 'n alternatiewe veevoer in Suid-Afrika uitdruklik geïllustreer. Die insigte wat uit hierdie studie kom, kan besluitnemers moontlik in die toekoms help om proaktiewe beleide en inisiatiewe na vore te bring wat aangepas is om die kommersiële benutting van hierdie afval neweproduk as 'n grondstof vir kommersiële veevoer aan te moedig.
Description
Thesis (MScFoodSc)--Stellenbosch University, 2022.
Keywords
Fruit pomace -- Environmental aspects -- South Africa, System dynamics modelling, Wine grape pomace -- Economic aspects, Food waste as feed, Livestock -- Feeding and feeds, UCTD