BALANÇO ENERGÉTICO DE SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE ALGODÃO NO CERRADO DO MATO GROSSO DO SUL
Fábio Aquino de Albuquerque (Embrapa Algodão / fabio@cnpa.embrapa.br), Napoleão Esberard de Macedo Beltrão (Embrapa Algodão), José Mário Cavalcanti de Oliveira (Embrapa Algodão), Dalfran
Gonçalves Vale (Embrapa Algodão), José Carlos Aguiar de Silva (Embrapa Algodão), Waltemilton Vieira Cartaxo (Embrapa Algodão).
RESUMO - A questão energética sempre foi de grande importância na história da humanidade, desde a produção mais artesanal até os processos mais modernos de produção. A energia fóssil representa algo em torno de 80% de energia consumida. Procurou-se avaliar o balanço energético de dois sistemas de cultivo de algodão no cerrado do Mato Grosso do Sul. Os coeficiente técnicos foram obtidos a partir de publicações da Embrapa Agropecuária Oeste para safra 2006/07. Um quilo de semente de algodão tem 4200 kcal/kg, os fertilizantes 14922,61 kcal/kg, 2299,64 kcal/kg e 2189,80 kcal/kg para N, P e K, respectivamente. Inseticidas, herbicidas e formicidas os valores foram de 74300 kcal/kg, 83090 kcal/kg e 21340 kcal/kg. Admitiu-se o consumo em torno de 225 kcal por hora trabalhada para 8 horas/dia. Um animal consome aproximadamente 1575 kcal/h/dia. O consumo de diesel foi de 7,0 l/hora para um valor energético de 9583 kcal/l. Um trator com 105 cv de potência a DEE foi de 5674,6 kcal/h. Considerou-se ainda a composição do capulho do algodão com 36% de pluma, 58% caroço e 6% resíduos. Os dois sistemas de cultivo apresentaram balanço energético inferior a 1, ou seja negativo, com vantagem para o sistema de cultivo convencional.
Palavras-chave: cotonicultura, sistema produtivo, energia cultural, biodiesel. INTRODUÇÃO
A energia fóssil desempenha papel fundamental nos sistemas de produção agrícola, entretanto a emissão nos níveis atuais tem contribuindo significativamente para o aumento da temperatura do planeta. Esse aquecimento tem sido causado principalmente pelas ações antrópicas, mais especificamente a emissão de gases do efeito estufa.
Existem naturalmente na atmosfera gases conhecidos como “gases de efeito estufa”. O vapor d’água, dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O) e ozônio (O3) retém a energia da mesma forma que os vidros de um carro fechado (MIGUEZ, 2001). Entretanto, a ênfase maior tem sido dada a emissão de CO2, principalmente pela queima de combustíveis fósseis. Estima-se que hoje a concentração de CO2 na atmosfera esteja em torno de 370 ppm, causada principalmente pela taxa de aumento da ordem de 1,9 ppm de CO2/ano na última década (IPCC, 2007).
A atividade agrícola constitui-se uma importante emissora de gases do efeito estufa. Essa emissão está relacionada não apenas a atividade em si, mas com o transporte de máquinas e equipamentos que consomem combustível fóssil, a produção de insumos (adubos e produtos fitossanitários), dentre outras (LIMA et al., 2001).
A quantidade de energia necessária para produção de um hectare de qualquer cultura tem sido tema de vários estudos (ROMERO et al., 2006; GAZZONI et al., 2006; PIMENTEL e PATZEK, 2005; URQUIAGA et al., 2004), que visam avaliar e eficiência energética dos sistemas produtivos. A
diferença de energia entra (input) e o que sai (output) do sistema é um dos fatores determinantes para estabelecimento da sustentabilidade do sistema produtivo estudado. Tem-se que atualmente a cana-de-açúcar é um dos sistemas mais eficiente, com um balanço energético, ou seja, a energia no bio-combustível / energia fóssil investida, de 8,06, isto sem considerar o aproveitamento do bagaço da cana para geração de energia, o que poderia aumentar este balanço para 10 para 1 (MACHADO, 1998). O dendê é outra cultura que apresenta um balanço energético bastante positivo (≈ 8,7) (URQUIAGA et al., 2004).
Neste trabalho procurou-se avaliar o balanço energético de dois sistemas de cultivo de algodão no Cerrado, um convencional e outro em plantio direto.
MATERIAL E MÉTODOS
Os coeficiente técnicos para os dois sistemas produtivos foram obtidos da estimativa de custo de produção para um hectare na safra 2006/2007 para o Mato Grosso do Sul e Mato Grosso (RICHETTI, 2006).
As variáveis de entrada e saída foram transformadas em quilocaloria (kcal) para efeito de uniformização dos cálculos. Foram computadas como entradas todos os insumos e práticas culturais, assim como os equipamentos utilizados para cada atividade. Alguns valores foram omitidos divido a impossibilidade de determinação do valor energético contido na atividade ou insumo, como foi o caso do milheto no sistema de plantio direto, que consta o valor energético da atividade, mas não consta o valor energético das sementes de milheto.
Considerou-se o valor de 4200 kcal/kg de sementes de algodão, para os fertilizantes os valores foram de 14922, 61 kcal/kg, 2299, 64 kcal/kg e 2189,80 kcal/kg para nitrogênio, fósforo e potássio, respectivamente. Inseticidas, herbicidas e formicidas apresentaram valores de 74300 kcal/kg, 83090 kcal/kg e 21340 kcal/kg, respectivamente. Admitiu-se que um homem consome em torno de 225 kcal por hora trabalhada e considerou-se uma jornada de trabalho de oito horas/dia. Um animal consome aproximadamente 1575 kcal/h/dia. O consumo de combustível foi de 7,0 l/hora e o óleo diesel apresenta um valor energético de 9583 kcal/l. Para de determinação da demanda específica de energia (DEE) de máquinas agrícolas, seguiu-se a metodologia de Ulbanere (1988) e Freitas et al. (2006), assim para um trator com 105 cv de potência a DEE foi de 5674,6 kcal/h. Considerou-se ainda a composição do capulho do algodão com 36% de pluma, 58% caroço e 6% resíduos (CASTANHO FILHO e CHABARIBERI 1982).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Comparando-se os dois sistemas estudados observou-se que o sistema convencional apresentou menor demanda energética do que o sistema de plantio direto (Tabs. 1 e 2). Em ambos os casos os fertilizantes foram os maiores responsáveis pela elevada demanda energética, com 86,03 e 85,6% do gasto energético, respectivamente. Em seguida vieram os agrotóxicos com 11,82 (plantio direto) e 9,78 (plantio convencional). As operações agrícolas tiveram pouca demanda energética.
O melhor desempenho do sistema convencional deve-se ao fato da menor necessidade de fertilizantes, pois neste sistema o consumo destes insumos foi 31,58% menor que no sistema de plantio direto.
Tabela 1. Balanço energético (B.E.) do sistema de produção convencional para o município de Navaraí, MS, safra 2006/07.
Componente Unidade Quantidade Total (kcal)
Insumos Semente kg 12,00 50400,00 Fertilizande (NPK) kg 400,00 7764820,00 Fertilizante (N) kg 250,00 3730652,50 Herbicida l 3,20 265888,00 Inseticida + fungicida l/kg 14,10 1047630,00 Operações agrícolas Manutenção de terraços hm 0,40 2269,84 Gradagem hm 3,20 18158,72 Semeadura hm 1,00 5674,60 Adubação de cobertura hm 0,70 3972,22 Aplicação de herbicida hm 0,23 1305,16 Aplicação de inseticidas hm 1,61 9136,11 Aplicação de desfolhante hm 0,30 1702,38 Capinas (repasses) dh 2,00 3600,00 Destruição de soqueira hm 0,33 1872,62 Combustível l 54,39 521219,37 Entradas (Input) 13428301,51 Produção 230 @ kg 3450 58% de semente kg 2001 Saídas (Output) 8404200,00 B.E. 0,63
hm: hora máquina, dh: dia homem, B.E.: Balanço energético
No sistema convencional o balanço energético foi de 0,63,ou seja, para cada 1 kcal que entra no sistema apenas 0,63 são geradas, o que dá um balanço negativo, pois tem maior demanda que é ofertado ao final do ciclo da cultura. Do mesmo modo ocorreu com o sistema de plantio direto onde para da kcal que entra apenas 0,42 são geradas. Isto indica que os dois sistemas estão deficitários e para que possam ser melhorados são necessários alterações nos sistemas produtivos para diminuir a dependência da adubação química, mais especificamente do nitrogênio que corresponde a 76,87% de toda a demanda energética dos adubos.
O menor balanço energético para o sistema de plantio direto está relacionado ainda ao menor produtividade esperada, pois esta foi de 220 @/ha, ante 230 @/ha para o sistema convencional, em termos energéticos isso significa 365400 kcal. Entretanto, deve-se considerar que no sistema de plantio direto ocorre a manutenção de restos culturais no solo que contém energia que não foram computadas, principalmente a energia contida nos restos culturais do algodão. Gemtos e Tsiricoglou (1999) avaliaram a quantidade de energia contida nos restos culturais do algodoeiro e concluíram que dependendo do maquinário e da metodologia utilizada o processo de coleta destes restos culturais dá um saldo energético positivo de 35571 MJ/ha, que equivale a 8495987,4 kcal/ha, ou seja, o uso dos restos culturais pode ser interessante do ponto de vista energético, haja vista a necessidade da remoção destes restos culturais visando redução de ocorrência de pragas.
Tabela 2. Balanço energético (B.E.) do sistema de plantio direto para o município de Maracajú, MS, safra 2006/07.
Componente Unidade Quantidade Total (kcal)
Insumos Calcário kg 1000.00 40000.00 Semente algodão kg 12.50 52500.00 Fertilizante (NPK) kg 500.00 9706025.00 Fertilizante (N) kg 450.00 6715174.50 Herbicida l 20.65 1715808.50 Inseticida + fungicida l/kg 7.27 540161.00 Operações agrícolas Semeadura do milheto hm 0.80 3458.16 Adubação pré-plantio hm 0.50 2161.35 Semeadura hm 0.50 2161.35 Adubação de cobertura hm 0.66 2852.98 Aplicação de herbicida hm 0.86 3717.52 Aplicação de inseticidas hm 0.40 1729.08 Aplicação de desfolhante hm 0.05 216.14 Capinas (repasses) dh 4.00 7200.00 Destruição de soqueira hm 0.58 2507.17 Combustível l 30.45 291802.35 Entradas (Input) 19087475.10 Produção 220 @ kg 3300 58% de semente kg 1914 Saidas (Output) 8038800,00 B.E. 0,42
Beltrão et al. (1993) constataram que o plantio do algodão em sistema consorciado com culturas alimentares propiciou um balanço energético positivo considerando os diversos consórcios, entretanto ao analisar apenas a saída de energia proveniente do algodão verifica-se que este também apresentou balanço negativo de aproximadamente 0,7, entretanto naquele trabalho os autores consideraram ainda o sistema de manejo de poda por se tratar do algodão mocó, com ciclo de 5 anos, e verificaram que este balanço passou a ser positivo. Romero et al. (2006) ao analisar o balanço energético da cotonicultura em sistemas de agricultura familiar no estado de São Paulo verificou uma eficiência cultural de 0,71, nesse caso os fatores que mais contribuíram foram os inseticidas (39,71%) e os fertilizantes químicos (19,88%).
CONCLUSÕES
Pode-se concluir que o uso intensivo de fertilizantes químicos comprometeu significativamente o saldo energético dos dois sistemas produtivos, mais especificamente o sistema de plantio direto, que demandou maior quantidade desses componentes e para uma menor estimativa de colheita.
CONTRIBUIÇÃO PRÁTICA E CIENTÍFICA DO TRABALHO
Com este trabalho procurou-se estabelecer alguns pontos críticos do sistema produtivo do algodão de modo a orientar melhor as atividades de campo visando um melhor aproveitamento dos insumos, para futuramente sugerir modificações que possam tornar este balanço energético positivo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BELTRÃO, N.E. de M., AZEVEDO, D.M.P., NÓBREGA, L.B. da ; LACERDA, M.R.B. Estimativa da energia cultural na cotonicultura arbórea no nordeste brasileiro, comparando-se o mocó tradicional com o precoce. Campina Grande: Embrapa Algodão, 1993. 11p. (Boletim de Pesquisa, 29)
CASTANHO FILHO, E.P. ; CHABARIBERI, D. Perfil energético da agricultura paulista. In: São Paulo. Secretaria de Agricultura e Abastecimento/ IEA. Relatório de pesquisa. São Paulo, 1982. 55p.
FREITAS, S.M., OLIVEIRA, M.D.M., FREDO, C.E. Análise comparativa do balanço energético do milho em diferentes sistemas de produção. XLIV CONGRESSO DA SOBER., 44., 2006, Fortaleza, CE, Anais... p. 1-13. Disponível em: www.iea.sp.gov.br/out/verTexto.ph?codTexto=6832. Acesso em 05 de abril de 2007.
GAZZONI, D. L., FELICI, H.N.P. ; CORONATO, R.M.S. Balanço energético das culturas de soja e girassol para produção de biodiesel. [S.l.: s.n.], 2006.
GEMTOS, T.A. & TSIRICOGLOU, Th. Harvesting of cotton residue for energy production. Biomass and Bioenergy, v.16, p. 51-59, 1999.
INTERGOVERNAMENTAL PAINEL OF CLIMATIC CHANGES. 2007. Disponível em: www.ipcc.org. Acesso em 10 de março de 2007.
LIMA, M.A. de, BOEIRA, R.C., CASTRO, V.L.S.S., LIGO, M.A.V., CABRAL, O.M.R., VIEIRA, R.F. & LUIZ, A.J.B. Estimativa das emissões de gases de efeito estufa provenientes de atividades agrícolas no Brasil. In: LIMA, M.A. de, CABRAL, O.M.R. & MIGUEZ, J.D.G. (Eds.). Mudanças climáticas globais e a agropecuária brasileira. Jaguariúna, SP: EMBRAPA Meio Ambiente, 2001. p.169-170.
MIGUEZ, J.D.G. A convenção-quadro da Nações Unidas sobre mudança do clima e o protocolo de Quioto. In: LIMA, M.A. de, CABRAL, O.M.R. ; MIGUEZ, J.D.G. eds. Mudanças climáticas globais e a agropecuária brasileira. Jaguariúna, SP: EMBRAPA Meio Ambiente, 2001. p.18-19.
PIMENTEL, D. ; PATZEK, T.W. Ethanol production using corn, switchgrass, and wood; biodiesel production using soybean and sunflower. Natural Resources Research, v. 14, n.1, p.65-76, 2005. RICHETTI, A. Estimativa de custo de produção de algodão, safra 2006/07, para Mato Grosso do Sul e Mato Grosso. [S.l.: s.n.], 2006. p. 1-16. (Comunicado Técnico 125)
ROMERO, M.G.C., BUENO, O.C. ; ESPERANCINI, M.S.T. Análise energética e econômica da cultura de algodão em sistemas agrícolas familiares. Energ.Agric.Botucatu, v. 21, n.4, p.81-97, 2006.
URQUIAGA, S., ALVES, B.J.R. ; BODDEY, R.M. Produção de bio-combustíveis: a questão do balanço energético. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE MAMONA, 1., 2006, Sergipe. Anais.... Campina Grande, PB: Embrapa Algodão,2006. CD-ROM.
