Environmental system analysis of tomato production in Ghana

Tomato ( Lycoperscicum lycopersicum ) production in Ghana is characterised by low yields and high fertiliser input. This is compounded in the long run by production shocks due to environmental pressures such as drought, pests and diseases. Tomatoes among other vegetables are more susceptible to these biotic constraints than other crops. Chemical pesticides and, to a limited extent, integrated pest management practices have been applied to control the pests and diseases but with limited success. Pesticides use has been ineffective, leading farmers to apply high dosages. The aim of this study was to identify the most important sources of greenhouse gases, acidifying and eutrophying compounds associated with tomato production in Ghana and identify options to reduce the environmental impacts. Life Cycle Analysis (LCA) methodology was used in the analysis (Cradle to gate approach). The inventory analysis involved collection of data on raw material, energy consumption and emissions. From the results, it was revealed that approximately 8,544 kg CO2-equivalents of greenhouse gas was emitted per hectare of tomato production in Ghana. Among the three main components of greenhouse gases, CO2, CH4 and N2O, N2O accounted for the highest value followed by CO2. When we considered the activities that generated greenhouse gases, fertiliser application ranks the first with a share of 97%. The total hectare acidifying emissions from SO2 and NOX were calculated to be 19.50 kg SO2 \u2013equivalent. When we considered the result in terms of actual and SO2 equivalent, emission of NOX was larger than that of SO2. About 211.50 kg PO4 equivalent of eutrophying compounds was found to be discharged per hectares. With regards to options to reduce environmental impact of tomato production in Ghana, practices that recover investment cost and generate a profit in the short term are preferred over practices that require a long term to recover investment costs: practices that have a high probability associated with expected profits are desired over practices that have less certainty about their returns.La production de la tomate ( Lycoperscicum lycopersicum ) au Ghana est caract\ue9ris\ue9e par de bas rendements et une utilisation \ue9lev\ue9e de fertilisants. Ceci r\ue9sulte \ue0 la longue en une perte de productions, par suite des pressions environnementales \ue0 savoir la s\ue9cheresse, les pestes et maladies. Parmi d\u2019autres l\ue9gumes, les tomates sont plus susceptibles \ue0 ces contraintes biotiques que d\u2019autres cultures. Les pesticides chimiques, et, dans certaines limites, la gestion des pratiques int\ue9gr\ue9es de la peste a \ue9t\ue9 appliqu\ue9 pour contr\uf4ler les pestes et maladies mais avec un success limit\ue9. L\u2019utilisation des pesticides a \ue9t\ue9 inefficace, poussant les fermiers \ue0 appliquer de fortes doses. L\u2019objectif de cette \ue9tude \ue9tait d\u2019identifier les sources les plus importantes de gaz \ue0 effets de serre,des compos\ue9s acidifiants et eutrophiants associ\ue9s \ue0 la production de la tomate au Ghana et identifier les options pour r\ue9duire les impacts environnementaux. La m\ue9thode d\u2019analyse du cycle de vie (LCA) \ue9tait utilis\ue9e dans l\u2019analyse (Cradle to gate approach). L\u2019analyse de l\u2019 inventaire concernait la collecte des donn\ue9es sur le mat\ue9riel brut, la consummation et l\u2019\ue9mission de l\u2019 \ue9nergie. De ces r\ue9sultats, il \ue9tait r\ue9v\ue9l\ue9 qu\u2019approximativement 8,544 kg CO2-equivalents de gaz \ue0 effets de serre \ue9tait \ue9mis par hectare de production de tomate au Ghana. Parmi les trois principaux composants de gaz \ue0 effet de serre, CO, CH et NO, le gaz NO pr\ue9sentait de valeurs les plus \ue9lev\ue9es suivi par le CO. En consid\ue9rant les activit\ue9s g\ue9n\ue9r\ue9es par les gaz \ue0 effet de serre, l\u2019application des fertilisants se range le premier avec une part de 97%. Le total des \ue9missions acidifiantes par hectare issue de SO2 et NOX \ue9taient \ue9valu\ue9 \ue0 19.50 kg SO2 \u2013equivalent. En consid\ue9rant le r\ue9sultat en terme d\u2019actuel et equivalent SO2, l\u2019\ue9mission de NOX \ue9tait plus large que celle de SO2. Environ 211.50 kg PO4 equivalent de compos\ue9s eutrophiants \ue9taient \ue9mis par hectare. Pour ce qui est des options visant \ue0 r\ue9duire l\u2019impact environnemental de la production de tomate au Ghana, les pratiques recouvrant le co\ufbt d\u2019investissement et g\ue9n\ue9rant un profit \ue0 court terme sont plus pr\ue9f\ue9r\ue9es que les pratiques o\uf9 le recouvrement co\ufbt d\u2019investissement est \ue0 long terme: les pratiques \ue0 profitabilit\ue9 \ue9lev\ue9e, associ\ue9es aux profits attendus sont les mieux d\ue9sir\ue9s que les pratiques avec b\ue9n\ue9fice incertain

GREENHOUSE GASEOUS EMISSION AND ENERGY ANALYSIS IN RICE PRODUCTION SYSTEMS IN GHANA

Agriculture in Africa is associated with low food production. The attempt to increase food productivity has the potential to generate some environmental concerns such as greenhouse emissions and energy impacts. The environmental impact of the rice production in the tropics, especially Africa, has not received much attention from the research community. Therefore, analysing the environmental performance of rice ( Oryza sativa ) production in Ghana provides an effective first step to develop, implement and improve its environmental management. The objective of this study was to assess greenhouse gas (GHG) emissions and energy impacts of rice production in Ghana. Among the three main components of greenhouse gases (GHGs), N2O accounted for the highest value, followed by CO2. Approximately, 477 kg CO2-equivalents of greenhouse gas was emitted per hectare of rice production. Among the activities that generated greenhouse gases, fertiliser application ranked first (72%), with transportation to mills as the second with a relative emission of 10%. Fertiliser application and transportation were the major contributors to SO2 emission. Energy used (mainly from diesel usage) in rice production amounted to 0.2 MJ per hectare. With regards to options to reduce environmental impact of rice production in Ghana, practices that recover investment cost and generate a profit in the short term are preferred by rice farmers over practices that require a long-term to recover investment costs. Practices that have a high probability associated with expected profits are desired over practices that have less certainty about their returns.L’agriculture en Afrique est associée à une faible production alimentaire. La tentative d’augmenter la productivité alimentaire présente un risque de générer des problèmes environnementaux dont les émissions à effet de serre et les impacts énergétiques. L’impact environnemental de la production de riz dans les régions tropicales, spécialement en Afrique n’a pas reçu beaucoup d’attention de la communauté des chercheurs. Par conséquent, l’analyse de la performance environnementale de la production de riz au Ghana fournit une première étape efficace pour développer, exécuter et améliorer sa gestion environnementale. L’objectif de cette étude était d’évaluer les émissions de gaz à effet de serre et impact énergétiques de la production du riz au Ghana. Parmi les trois composantes principales de gaz à effet de serre, N2O présente des valeurs les plus élevées suivi par le CO2. A pproximativement, 477 kg CO2- équivalents au gaz à effet de serre étaient émis per hectare du riz produit. Parmi les activités génératrices de gaz à effet de serre, l’application des fertilisants se rangeait premier (72%), le second étant le transport à l’usine avec pour émission relative de 10%. L’application de fertilisants et le transport constituaient des contributeurs majeurs à l’émission du SO2. L’énergie utilisée (principalement le diesel) dans la production de riz s’élevait à 0,2 MJ par hectare. En ce qui concerne des options pour la réduction de l’impact environnemental de la production de riz au Ghana, les pratiques permettant de recouvrer le coût d’investissement et de générer un profit à court terme sont préférées par les producteurs de riz plutôt que les pratiques qui nécessitent un recouvrement à long terme des coûts d’investissement. Les pratiques ayant une forte probabilité associée à des bénéfices attendus sont souhaités par rapport à celles qui présentent moins de certitude en terme de profit

GREENHOUSE GASEOUS EMISSION AND ENERGY ANALYSIS IN RICE PRODUCTION SYSTEMS IN GHANA

Agriculture in Africa is associated with low food production. The attempt to increase food productivity has the potential to generate some environmental concerns such as greenhouse emissions and energy impacts. The environmental impact of the rice production in the tropics, especially Africa, has not received much attention from the research community. Therefore, analysing the environmental performance of rice ( Oryza sativa ) production in Ghana provides an effective first step to develop, implement and improve its environmental management. The objective of this study was to assess greenhouse gas (GHG) emissions and energy impacts of rice production in Ghana. Among the three main components of greenhouse gases (GHGs), N2O accounted for the highest value, followed by CO2. Approximately, 477 kg CO2-equivalents of greenhouse gas was emitted per hectare of rice production. Among the activities that generated greenhouse gases, fertiliser application ranked first (72%), with transportation to mills as the second with a relative emission of 10%. Fertiliser application and transportation were the major contributors to SO2 emission. Energy used (mainly from diesel usage) in rice production amounted to 0.2 MJ per hectare. With regards to options to reduce environmental impact of rice production in Ghana, practices that recover investment cost and generate a profit in the short term are preferred by rice farmers over practices that require a long-term to recover investment costs. Practices that have a high probability associated with expected profits are desired over practices that have less certainty about their returns.L\u2019agriculture en Afrique est associ\ue9e \ue0 une faible production alimentaire. La tentative d\u2019augmenter la productivit\ue9 alimentaire pr\ue9sente un risque de g\ue9n\ue9rer des probl\ue8mes environnementaux dont les \ue9missions \ue0 effet de serre et les impacts \ue9nerg\ue9tiques. L\u2019impact environnemental de la production de riz dans les r\ue9gions tropicales, sp\ue9cialement en Afrique n\u2019a pas re\ue7u beaucoup d\u2019attention de la communaut\ue9 des chercheurs. Par cons\ue9quent, l\u2019analyse de la performance environnementale de la production de riz au Ghana fournit une premi\ue8re \ue9tape efficace pour d\ue9velopper, ex\ue9cuter et am\ue9liorer sa gestion environnementale. L\u2019objectif de cette \ue9tude \ue9tait d\u2019\ue9valuer les \ue9missions de gaz \ue0 effet de serre et impact \ue9nerg\ue9tiques de la production du riz au Ghana. Parmi les trois composantes principales de gaz \ue0 effet de serre, N2O pr\ue9sente des valeurs les plus \ue9lev\ue9es suivi par le CO2. A pproximativement, 477 kg CO2- \ue9quivalents au gaz \ue0 effet de serre \ue9taient \ue9mis per hectare du riz produit. Parmi les activit\ue9s g\ue9n\ue9ratrices de gaz \ue0 effet de serre, l\u2019application des fertilisants se rangeait premier (72%), le second \ue9tant le transport \ue0 l\u2019usine avec pour \ue9mission relative de 10%. L\u2019application de fertilisants et le transport constituaient des contributeurs majeurs \ue0 l\u2019\ue9mission du SO2. L\u2019\ue9nergie utilis\ue9e (principalement le diesel) dans la production de riz s\u2019\ue9levait \ue0 0,2 MJ par hectare. En ce qui concerne des options pour la r\ue9duction de l\u2019impact environnemental de la production de riz au Ghana, les pratiques permettant de recouvrer le co\ufbt d\u2019investissement et de g\ue9n\ue9rer un profit \ue0 court terme sont pr\ue9f\ue9r\ue9es par les producteurs de riz plut\uf4t que les pratiques qui n\ue9cessitent un recouvrement \ue0 long terme des co\ufbts d\u2019investissement. Les pratiques ayant une forte probabilit\ue9 associ\ue9e \ue0 des b\ue9n\ue9fices attendus sont souhait\ue9s par rapport \ue0 celles qui pr\ue9sentent moins de certitude en terme de profit

Environmental system analysis of tomato production in Ghana

Tomato ( Lycoperscicum lycopersicum ) production in Ghana is characterised by low yields and high fertiliser input. This is compounded in the long run by production shocks due to environmental pressures such as drought, pests and diseases. Tomatoes among other vegetables are more susceptible to these biotic constraints than other crops. Chemical pesticides and, to a limited extent, integrated pest management practices have been applied to control the pests and diseases but with limited success. Pesticides use has been ineffective, leading farmers to apply high dosages. The aim of this study was to identify the most important sources of greenhouse gases, acidifying and eutrophying compounds associated with tomato production in Ghana and identify options to reduce the environmental impacts. Life Cycle Analysis (LCA) methodology was used in the analysis (Cradle to gate approach). The inventory analysis involved collection of data on raw material, energy consumption and emissions. From the results, it was revealed that approximately 8,544 kg CO2-equivalents of greenhouse gas was emitted per hectare of tomato production in Ghana. Among the three main components of greenhouse gases, CO2, CH4 and N2O, N2O accounted for the highest value followed by CO2. When we considered the activities that generated greenhouse gases, fertiliser application ranks the first with a share of 97%. The total hectare acidifying emissions from SO2 and NOX were calculated to be 19.50 kg SO2 –equivalent. When we considered the result in terms of actual and SO2 equivalent, emission of NOX was larger than that of SO2. About 211.50 kg PO4 equivalent of eutrophying compounds was found to be discharged per hectares. With regards to options to reduce environmental impact of tomato production in Ghana, practices that recover investment cost and generate a profit in the short term are preferred over practices that require a long term to recover investment costs: practices that have a high probability associated with expected profits are desired over practices that have less certainty about their returns.La production de la tomate ( Lycoperscicum lycopersicum ) au Ghana est caractérisée par de bas rendements et une utilisation élevée de fertilisants. Ceci résulte à la longue en une perte de productions, par suite des pressions environnementales à savoir la sécheresse, les pestes et maladies. Parmi d’autres légumes, les tomates sont plus susceptibles à ces contraintes biotiques que d’autres cultures. Les pesticides chimiques, et, dans certaines limites, la gestion des pratiques intégrées de la peste a été appliqué pour contrôler les pestes et maladies mais avec un success limité. L’utilisation des pesticides a été inefficace, poussant les fermiers à appliquer de fortes doses. L’objectif de cette étude était d’identifier les sources les plus importantes de gaz à effets de serre,des composés acidifiants et eutrophiants associés à la production de la tomate au Ghana et identifier les options pour réduire les impacts environnementaux. La méthode d’analyse du cycle de vie (LCA) était utilisée dans l’analyse (Cradle to gate approach). L’analyse de l’ inventaire concernait la collecte des données sur le matériel brut, la consummation et l’émission de l’ énergie. De ces résultats, il était révélé qu’approximativement 8,544 kg CO2-equivalents de gaz à effets de serre était émis par hectare de production de tomate au Ghana. Parmi les trois principaux composants de gaz à effet de serre, CO, CH et NO, le gaz NO présentait de valeurs les plus élevées suivi par le CO. En considérant les activités générées par les gaz à effet de serre, l’application des fertilisants se range le premier avec une part de 97%. Le total des émissions acidifiantes par hectare issue de SO2 et NOX étaient évalué à 19.50 kg SO2 –equivalent. En considérant le résultat en terme d’actuel et equivalent SO2, l’émission de NOX était plus large que celle de SO2. Environ 211.50 kg PO4 equivalent de composés eutrophiants étaient émis par hectare. Pour ce qui est des options visant à réduire l’impact environnemental de la production de tomate au Ghana, les pratiques recouvrant le coût d’investissement et générant un profit à court terme sont plus préférées que les pratiques où le recouvrement coût d’investissement est à long terme: les pratiques à profitabilité élevée, associées aux profits attendus sont les mieux désirés que les pratiques avec bénéfice incertain

Chemical composition and antibacterial activity of Gongronema latifolium

Chemical composition of Gongronema latifolium leaves was determined using standard methods. Aqueous and methanol G. latifolium extracts were tested against thirteen pathogenic bacterial isolates. Crude protein, lipid extract, ash, crude fibre and nitrogen free extractives obtained are: 27.2%, 6.07%, 11.6%, 10.8% and 44.3% dry matter respectively. Potassium, sodium, calcium, phosphorus and cobalt contents are 332, 110, 115, 125 and 116 mg/kg respectively. Dominant essential amino acids are leucine, valine and phenylalanine. Aspartic acid, glutamic acid and glycine are 13.8%, 11.9% and 10.3% respectively of total amino acid. Saturated and unsaturated fatty acids are 50.2% and 39.4% of the oil respectively. Palmitic acid makes up 36% of the total fatty acid. Extracts show no activity against E. faecalis, Y. enterolytica, E. aerogenes, B. cereus and E. agglomerans. Methanol extracts were active against S. enteritidis, S. cholerasius ser typhimurium and P. aeruginosa (minimum inhibitory concentration (MIC) 1 mg; zone of growth inhibition 7, 6.5 and 7 mm respectively). Aqueous extracts show activity against E. coli (MIC 5 mg) and P. aeruginosa (MIC 1 mg) while methanol extracts are active against P. aeruginosa and L. monocytogenes. G. latifolium has potential food and antibacterial uses