GLOBAL SCIENCE AND TECHNOLOGY (ISSN 1984 - 3801)
ANÁLISE ENERGÉTICA DA PRODUÇÃO DE SOJA EM SISTEMA PLANTIO DIRETO
Alessandro Torres Campos1* Elcio Silvério Klosowsk2
Cássio Vinícius Souza3 Agostinho Zanini4 Tânia Maria Vicentini Prestes4
Resumo: O objetivo do trabalho foi estimar o balanço energético da produção de soja em sistema plantio direto de uma propriedade agrícola, no Município de Medianeira, PR. Consideraram-se dois tipos de energia que entram no sistema: a direta e indireta. Como energia direta foi considerada: a biológica, que corresponde à mão-de-obra, sementes e adubo orgânico; e a fóssil que inclui óleo diesel, lubrificante e graxa. Como energia indireta foi considerada: a industrial que inclui máquinas e implementos, adubos, inseticidas e herbicidas. Os coeficientes energéticos foram extraídos de trabalhos específicos sobre a quantificação calórica das operações e dos insumos. A produtividade obtida foi de 3.794,78 kg ha-1. O maior consumo de energia foi na categoria industrial (36,52%), seguida pela energia fóssil (29,79%) e energia biológica (27,74%). A eficiência energética, consiste na otimização do uso das fontes de energia, ou seja, no gasto de menos energia para fornecer a mesma quantidade de valor energético no produto final. Verificou-se eficiência energética de 18,64, atribuída à mecanização reduzida e ao uso de energia biológica embutida no adubo orgânico, nas sementes e na mão-de-obra, recursos esses, sustentáveis. Porém, apesar da alta eficiência, constatou-se que esse sistema é altamente dependente do uso da energia proveniente do petróleo, representada pelo consumo de óleo diesel e herbicidas, perfazendo 51,69% do total da energia consumida.
Palavras-chave: Glycine max (L.) Merril., agricultura sustentável, balanço energético, sustentabilidade.
Abstract: This work aimed to estimate the energy balance of the soybean crop under no tillage system on farm in Medianeira, Paraná, Brazil. Two energy inputs types was considered in the system: the direct and the indirect energy. As direct energy the biological (labor, seeds and organic fertilizer) as the fossil (diesel fuel, lubricants and grease) were considered. The indirect energy (industrial) includes machinery and implements, fertilizers, insecticides and herbicides. The energy coefficients were obtained from specific papers about caloric quantification of the operations and inputs. The soybean yield recorded was 3.798.78 kg ha-1. The highest energy consumption was from the industrial type (36.52%) followed by the fossil energy (29.79%) and the biological energy (27.74%). Energy efficiency means to optimize the energy source use, resulting in a low energy input to provide de same amount of energetic value to the final product. Energy efficiency of 18.64% was verified. It was attributed to the
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Departamento de Engenharia, Universidade Federal de Lavras, MG. Email*: campos@ufla.br. Autor para correspondência. 2
Centro de Ciências Agrárias, Universidade Estadual do Oeste do Paraná - UNIOESTE – PR. 3
Departamento de Agronomia, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, MG. 4
Universidade Tecnológica Federal do Paraná – Campus Medianeira, Medianeira – PR. Recebido em: 26/03/2009 e Aprovado em: 07/08/2009.
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reduced mechanization and the biological energy used through the organic fertilizer, seeds and labor. However, despite of the high efficiency the system showed high dependence of the fossil energy use (diesel fuel consumption and herbicides), corresponding to 51.69% of the total energy consumption.
Key words: Glycine max (L.) Merril., low-input agriculture, energy balance, sustainability.
INTRODUÇÃO
A intensa mobilização dos solos tropicais gera como conseqüência, sua desagregação superficial, sujeita à formação de uma fina crosta resultante da dispersão das partículas do solo e, ainda, outra camada subsuperficial compactada, resultante tanto da pressão exercida pela massa dos implementos agrícolas como pela ação direta dos pneus. A desestruturação do solo, a compactação e a redução dos teores de matéria orgânica são considerados os principais indutores da degradação dos solos agrícolas. Tal degradação resulta no desafio de viabilizar sistemas de produção que possibilitem maior eficiência energética e conservação ambiental. Nesse contexto, o emprego efetivo do sistema plantio direto (SPD) mostra-se importante e eficiente para as regiões tropicais exploradas com agricultura (KLUTHCOUSKI et al., 2000).
Segundo Alvim (2007), há maior produtividade e competitividade no SPD, sendo o sistema mais indicado para desenvolver uma agricultura mais sustentável, por conservar os recursos naturais, além de proporcionar maior eficiência econômica quando comparado ao sistema convencional de produção.
Mesquita et al. (1982) concluíram que as operações de movimentação do solo como aração, gradagem, escarificação e cultivo foram responsáveis por 35,5% do total de energia consumida, sendo que a aração se destacou como a de maior consumo. Mais da metade da potência requerida nas propriedades agrícolas é consumida pelas operações de preparo de solo. Os autores encontraram reduções de cerca de 50% da energia requerida nas operações de movimentação de solo, plantio e colheita, em sistemas reduzidos, quando comparado ao sistema convencional que utiliza o arado. A média de 2.999,93 MJ ha-1, consumidas no
SPD, foi inferior em 39%, em relação ao sistema convencional e 20% quando comparado ao sistema reduzido.
A produção agrícola é totalmente dependente da energia investida na cultura, devido à utilização de insumos, o emprego de máquinas, a infra-estrutura e os gastos com mão-de-obra. Segundo Campos & Campos (2004), a energia e produção de alimentos estão inter-relacionadas. Qualquer impacto no preço do petróleo é transmitido ao longo da cadeia produtiva, com grande influência no sistema produtivo agrícola. As crises energéticas impuseram a necessidade de conter os consumos de combustíveis fósseis e dos relativos derivados. A avaliação da eficiência produtiva das culturas não poderia mais ser realizada com base somente na produtividade, mas também em seu resultado energético (COSTANTINI, 1982). A quantificação da energia embutida consiste em traduzir em unidades energéticas os fatores de produção e consumos intermediários que tornem viável a construção de indicadores, comparáveis entre si e que, a partir de um quadro teórico, permitam intervir no sistema, visando melhorar a sua eficiência. A conversão dessas entradas e saídas, em Joules, permite o cálculo da eficiência energética do sistema de produção (COMITRE, 1993).
O uso da energia fóssil no SPD é muito elevado, exigindo repensar a tecnologia empregada nesse sistema de produção, visando à sustentabilidade, que se baseia, principalmente, em estimar a energia investida, compreender os fluxos de energia, identificar os pontos de desperdícios energéticos e os componentes que podem ser substituídos por outros de maior eficiência.
Para maximizar a sustentabilidade nos sistemas agrícolas, o presente trabalho teve como objetivo a análise dos custos
ANÁLISE ENERGÉTICA...
energéticos para a produção de soja em SPD, em uma propriedade agrícola no município de Medianeira, estado do Paraná.
MATERIALEMÉTODOS
No desenvolvimento deste trabalho, utilizaram-se os dados referentes a uma propriedade agrícola localizada no município de Medianeira, PR (25º 18’ 30,7” S e 54º 03’ 17,4” W com 464 metros de altitude), na safra de 2000/2001, em uma área de 10,72 ha, com solo classificado como Latossolo roxo, profundo, poroso e acentuadamente drenado. O clima, classificado de acordo com Köeppen, é mesotérmico, sem estação definida com verões quentes, e as temperaturas médias anuais de 20,3 ºC.
Para a realização do balanço energético, consideraram-se dois tipos de energia que entram no sistema: a direta e a indireta. Como energia direta considerou-se: a biológica, que corresponde à mão-de-obra, sementes e adubos orgânicos e a fóssil que inclui óleo diesel, lubrificante e graxa. Como energia indireta, foi considerada a industrial, que inclui máquinas e implementos, adubos, inseticidas, herbicidas e não foi utilizado fungicida para controle de doenças.
O coeficiente energético utilizado para a mão-de-obra foi de 2.196,6 kJ hora-1 (CAMPOS et al., 1998). Sementes de soja (variedade CODETEC-202) não foram tratadas com inseticidas e fungicidas e foram semeadas (56 kg ha-1). O valor da semente correspondeu a 16.736 kJ kg-1, conforme IBGE (1985). Para o adubo orgânico, empregou-se a metodologia e os valores energéticos (N = 58.032 kJ kg-1; P = 6.945 kJ kg-1; K = 4.644 kJ kg-1) informados por Carmo et al. (1988). Contabilizou-se a quantidade de nutrientes constituintes do adubo orgânico N = 2,33 kg m-3 (totalizando 2,8 kg ha-1); P2O5 = 0,66 kg m-3 (totalizando
0,8 kg ha-1) e K2O = 0,90 kg m-3 (totalizando
1,1 kg ha-1), contida nos dejetos suínos, sugeridos por Dartora et al. (1998), sendo utilizados a quantidade de 1,2 m3ha-1. Os valores energéticos dos combustíveis empregados na fase agrícola foram os sugeridos por Comitre (1993), cujos valores
são: óleo diesel de 38.534,64 kJ l-1, lubrificante de 35.940,56 kJ l-1 e graxa de 39.036,72 kJ l-1.
A energia indireta corresponde à industrial, inserida em máquinas e implementos, adubo fosfatado, inseticida e herbicida. Adotou-se o coeficiente energético, utilizado por Serra et al. (1979), para adubo fosfatado de 6.966,36 kJ kg-1, cuja fórmula utilizada foi a 00-20-00, na dose de 130 kg ha-1 na semeadura. Foram realizadas três aplicações de inseticidas nas datas 20/12/2000, 16/01/2001 e 09/02/2001, sendo que os inseticidas empregados foram Monocrotophos e Piretróide, cujo valor energético é de 184.639,92 kJ l-1. Os herbicidas foram aplicados em: 06/10/2000, 18/10/2000 e 22/11/2000, sendo utilizados, respectivamente: o glifosato, com o coeficiente energético de 631.825,84 kJ kg-1, o Fluazifop-P-Butil e o Bentazon, com o valor energético de 418.023,44 kJ l-1, sugeridos pela Secretaria de Agricultura do Paraná. Para máquinas e implementos, empregou-se a metodologia utilizada por diversos autores (SERRA et al., 1979; ULBANERE, 1988; COMITRE, 1995; CAMPOS, 2001) que quantifica a energia indireta, segundo a vida útil e massa. Os coeficientes energéticos utilizados foram Macedônio & Picchioni (1985): trator e colhedora (equipamentos autopropelidos) = 69.830 kJ kg-1 e, para implementos, o valor de 57.200 kJ kg-1. Para o inoculante, utilizou-se o valor energético empregado por Campos (2001) de 691.481,31 kJ, com consumo de 0,150 kg ha-1. A produção obtida foi de 3.794,78 kg ha-1 e foi transformada em equivalente energético, considerando o valor de 16.736,00 kJ kg-1 de grãos (IBGE, 1985). FASE AGRÍCOLA
A fase agrícola do plantio de soja com o SPD foi efetuada atendendo-se as necessidades físicas de insumos e dos coeficientes técnicos para cada operação do sistema, como o preparo do solo, semeadura, tratos culturais e colheita. Foi registrado o consumo por hectare e transformado em valores energéticos.
41 A. T. Campos et al.
Durante o processo de produção, foram empregadas as operações: manuais (capina efetuada nas fases de floração e enchimento de grão); mecânicas (reforma do terraço, capina química, adubação e semeadura conjugados, pulverização, transporte interno e colheita). Foi computada a quantidade da execução de cada tarefa, tempo gasto em cada operação (hora/máquina), características das máquinas e implementos agrícolas: tipo, vida útil, consumo de combustível, lubrificantes e graxa. Outras informações necessárias e não disponíveis na propriedade, tais como a
massa das máquinas e implementos, foram obtidas junto aos catálogos de fabricantes. O material consumido foi expresso em kg ha-1 (sementes, inoculante e adubo fosfatado), l ha-1 (inseticidas e herbicidas) e m3 ha-1 (adubo orgânico e produção).
RESULTADOSEDISCUSSÃO
Apresenta-se na Tabela 1 o consumo energético, a quantidade por hectare e o resultado calórico da cultura da soja em SPD, com produtividade de 3.794,78 kg ha-1.
Tabela 1. Consumo de energia para produção de soja em sistema de plantio direto
Fonte de Insumos (inputs) Quantidade hectare Insumo energético (MJ ha-1) Percentagem do total ENERGIA DIRETA 2,146,28 63,00 Biológica Mão-de-obra 6,44 h 14,15 0,41 Sementes 56,0 kg 937,22 27,50 Adubo orgânico 1,213 l 173,20 5,09 Sub-total 1.124,57 33,00 Fóssil 1.001,90 29,43 Óleo Diesel 26,01 l 16,53 0,48 Lubrificante 0,12 l 3,28 0,09 Graxa 0,06 kg 1.021,71 30,00 Sub-total ENERGIA INDIRETA 1.260,64 37,00 Industrial Máquinas e Implementos Trator 4,0 h 108,92 3,19 Carreta 0,15 h 0,92 0,03 Pulverizador 1,5 h 13,94 0,41 Semeadora 0,7 h 2,91 0,09 Espalhador de esterco 0,3 h 4,65 0,14 Reforma do terraço 1,08 h 29,41 0,86 Colhedora 1,2 h 43,00 1,26 Sub-total 203,75 5,98 Adubo formulado 00:20:00 130,0 kg 181,13 5,32 Herbicidas 1,6 l 758,47 22,26 Inseticidas 0,45 l 82,72 2,43 Inoculante 0,15 kg 34,57 1,01 Sub-total 1.056,89 31,02
Total dispêndio energético 3.406,92 100
Total produção energética 63.509,44
ANÁLISE ENERGÉTICA... Nos dispêndios com energia direta
verifica-se a importância da energia fóssil na produção, com 30,00% do total. Desse valor, 98,10% foram provenientes do consumo de óleo diesel, utilizado nas máquinas agrícolas. Lubrificantes e graxas participaram com apenas 0,57%. Importante ressaltar que, dentre o consumo total de energia fóssil, 29,43% está atribuída ao óleo diesel. Nesse contexto, Mesquita et al. (1982), ao comparar o consumo de óleo diesel em três sistemas de produção de soja em Londrina, PR, encontraram 53,00% no sistema plantio convencional, 48,30% no reduzido e 26,30% no SPD, verificando menor consumo do mesmo em SPD. Os autores não informam a eficiência energética atingida para os sistemas estudados. As sementes participaram com 27,50% dos dispêndios totais, o que representa 83,33% da energia biológica consumida. Resultado semelhante, de 24,73%, foi obtido por Comitre (1993), em sistema convencional de produção de soja em Ribeirão Preto, SP. O trabalho humano contribuiu com 0,41% do total, o que representa 1,24% da energia biológica. Ressalta-se que o baixo dispêndio energético da mão-de-obra, comparado ao consumo de energia fóssil, evidencia o grau de intensidade da mecanização na cultura. O adubo orgânico, apesar de sua importância como condicionador da qualidade química, física e biológica do solo, foi responsável pelo consumo de apenas 5,09% do total.
É importante salientar que o uso da adubação orgânica na agricultura reduz o custo de produção, assim como o consumo da energia que entra no sistema. De acordo com Campos et al. (2005), em balanço energético na produção de feno, os maiores dispêndios de energia ocorreram com a utilização da energia fóssil, seguida do uso de fertilizantes químicos, sendo o nitrogênio o maior consumidor de energia em relação ao fósforo e potássio.
Por outro lado, a utilização de dejetos suínos, por exemplo, além de ser menos onerosa, quando comparado aos fertilizantes químicos, proporciona renovação de energia, reduzindo o impacto ambiental e
minimizando a importação de energia (ANGONESE et al., 2006). Esses autores verificaram que a produção de dejetos suínos tem valor considerável, em torno de 30% da energia de saída total do sistema, no sentido de sua efetiva utilização no sistema agrícola.
Neste trabalho, o gasto de energia indireta representou 37,00%, sendo que, somente os herbicidas e o adubo formulado contribuíram com 27,58%. Dentro da energia indireta, os herbicidas participaram com 60,16%, o que demonstra a dependência energética deste insumo para a condução do SPD. Siqueira et al. (1999) estimaram custos energéticos de cerca de 50,00% relacionados ao uso de herbicida nesse sistema de plantio. Os inseticidas e o inoculante participaram com 2,43% e 1,01%, respectivamente. Máquinas e implementos contribuíram com 5,98% do total de energia consumida no sistema de produção estudado.
Devido às características do SPD, não houve operações com máquinas para o revolvimento do solo, no entanto, ocorreram repetidas aplicações de herbicidas, o que resultou na alta participação dos mesmos no balanço energético (22,26%). Mesquita et al. (1982) relatam a intensa utilização de herbicidas no SPD comparada aos sistemas de plantio reduzido e convencional. Comitre (1993), em avaliação energética da cultura da soja em sistema convencional, obteve 4,83% do dispêndio com herbicidas.
Considerou-se favorável a eficiência energética (18,64%) de produção de soja pelo SPD, pois, baseando-se em Schroll (1994), que sugere como sustentável os índices de eficiência energética acima de dois, o que caracteriza o SPD para produção de soja como um sistema de sustentabilidade ecológica.
Atualmente, há a necessidade de novos modelos tecnológicos que substituam o uso de combustíveis fósseis. Somente desta forma, será possível proporcionar ao homem o conforto gerado pela mecanização e a maior produtividade agrícola e, também, a viabilização da sustentabilidade na agricultura, pelo uso de recursos renováveis.
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CONCLUSÃO
O consumo energético com óleo diesel, sementes e herbicidas, representaram 29,43%, 27,50% e 22,26%, respectivamente, do total de energia consumida, evidenciando a grande dependência de energia não sustentável. No sistema estudado, foi verificada eficiência energética de 18,64%, atribuída ao plantio direto, pelo fato de tratar-se de um sistema contratar-servacionista do solo, e também ao uso de energia biológica embutida no adubo orgânico, na semente e na mão-de-obra, recursos esses, sustentáveis.
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