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Ciencia, docencia y tecnología

versión On-line ISSN 1851-1716

Cienc. docencia tecnol.  n.33 Concepción del Uruguay nov. 2006

 

CIENCIAS AGRARIAS - CIENCIAS MÉDICAS: INVESTIGACIÓN

Análisis descriptivo de la evolución de los modelos tecnológicos difundidos en el Distrito Zavalla (Santa Fe) desde una perspectiva energética*

Descriptive analysis of the evolution of the technological models prevalent in Zavalla District (Santa Fe), from an energetic perspective*

Julio Denoia**, María S. Vilche, Sergio Montico, Beatriz Tonel, Néstor Di Leo

*) Este artículo expone resultados parciales del proyecto "Uso de la energía en el territorio rural de la cuenca del arroyo Ludueña, Santa Fe", código AGR 49, acreditado por el Consejo Superior de la Universidad Nacional de Rosario -UNR-, enero a diciembre de 2004; recibido en octubre 2005, versión corregida en julio 2006, aceptado en setiembre 2006.
**) Ingeniero Agrónomo, Docente Investigador, Cátedra Manejo de Tierras, Facultad de Ciencias Agrarias, UNR. E-mail: solum@knett.com.ar

Resumen

En la evolución socio-económica y tecnológica de los agroecosistemas de la región pampeana en los últimos 30 años pueden diferenciarse tres modelos productivos: el de agriculturización, el de siembra directa y de variedades de soja transgénicas (gen RR) y el actual, con cultivos de alto potencial de rendimiento, consolidación del sistema de siembra directa y empleo creciente de insumos. Estos modelos introdujeron modificaciones en los agroecosistemas factibles de ser analizadas mediante el empleo de parámetros energéticos, en base a la estrecha vinculación entre el consumo de energía, la productividad de los agroecosistemas y la intensificación de la agricultura. Desde 1970 se verificó un incremento en las cantidades de energía empleadas por los agroecosistemas mientras que la eficiencia energética permaneció en valores altos, producto de los aumentos de rendimiento registrados. El cultivo de trigo resultó el de menor eficiencia energética. En el actual modelo tecnológico se obtiene el mayor rendimiento energético de la mano de obra.

Palabras clave: Energía; Modelo tecnológico; Balance energético

Abstract

In the socio-economic and technological evolution of the agroecosystems of the pampean region in the last 30 years three productive models can be recognized: the agriculturization model, an intermediate one characterized by the launch of no till modality and transgenic soybean (RR gene), and the current model with high potential yield crops, consolidation of the no till system as well as the increasing use of agrochemicals. These technological models induced modifications in the agroecosystems feasible of being analyzed through energetic parameters, due to the tight association between the energy consumption, the agroecosystems productivity and the intensification of agriculture. Since 1970 there was a rise in the amount of energy employed by the agroecosystems, while the energetic efficiency remained high owed to the increase in the registered yields. Wheat turned out to be the least energetically efficient crop. The present technological model results in the highest labour yield.

Key words: Energy; Technological model; Energy balance

I. Introducción

Desde el inicio de la década del setenta, ocurrieron en la actividad productiva de la región pampeana argentina una serie de cambios socioeconómicos y tecnológicos que incidieron sobre el modelo agrícola. Los cambios más relevantes estuvieron centrados en varios aspectos, a) las transformaciones a nivel internacional, la relación cada vez más estrecha de la agricultura con la industria, y sobre todo la incorporación de insumos tecnológicos, mecánicos y químicos que vuelcan masivamente la producción familiar hacia la especialización en agricultura (Cloquell, 1997), desplazando a la actividad ganadera en alrededor de 5.000.000 ha dentro de la región pampeana (INTA, 1989) b) incremento significativo de los rendimientos agrícolas apoyado básicamente en la evolución tecnológica, en la reserva de fertilidad generada por la alternancia de agricultura con la ganadería (Ferrari, 1993), transformación de la actividad agrícola, desarrollo de nuevas formas organizativas de la producción (INTA, 1989) y en la ocurrencia de un período de excesos hídricos entre los años 1971 - 1985 (Morello y col, 1991). c) Mayor intensidad de laboreo basada en el incremento en la capacidad operativa de las maquinarias, lo que contribuyó a la generación de procesos de degradación de suelos con un progresivo deterioro de su capacidad productiva.
En la década del 90 se acentúa el proceso de intensificación agrícola, principalmente basado en el empleo de cultivares de soja transgénicos (Montico, 1997), resistentes a un herbicida de acción total, el glifosato. Esto facilitó el control de malezas en el cultivo de soja permitiendo el reemplazo paulatino de las labores mecánicas. Así se llegó a la consolidación de la modalidad de siembra directa, caracterizada por el no empleo de labores tanto para el control de malezas como para la conformación de la cama de siembra.
Así se definen tres escenarios productivos: 1.- El de la década del 70 hasta mediados de los 80 con el incremento sostenido de la superficie destinada a agricultura en detrimento de la ganadería, 2.- El de mediados de los 80 hasta principios de los 90 con la aparición de variedades de soja RR (resistentes a glifosato) y la consolidación de la "agriculturización" y 3.- El modelo actual, con cultivos de alto potencial de rendimiento y agroecosistemas que emplean cantidades crecientes de insumos.
Todos los procesos en la naturaleza se rigen por flujos energéticos y éstos resultan ser un indicador de suma importancia a tener en cuenta ante cualquier análisis que involucra a los agroecosistemas y a los procesos que en ellos se desarrollan (Funes Manzote, 1997; Loucks and D´Alesio, 1975, citado por Tripathi, R., 2000). Por otra parte existe una estrecha vinculación entre el consumo de energía y el nivel de intensificación y de la productividad en los agroecosistemas (Dos Santos, 1994). Asimismo, el consumo elevado de energía se asocia a la degradación ambiental constituyéndose en un elemento causal de la misma, vinculándoselo con episodios de contaminación con agroquímicos y producción de gases invernadero (Agriculture & Agri-Food Canadá, 2000), lo que marcaría la necesidad de observar con mayor atención aquellas áreas donde se advierta una tendencia a administrar presupuestos energéticos más altos y crecientes (Viglizzo, 2002) asociados a mayor riesgo de impacto ambiental.
Se propone como objetivo del trabajo, abordar desde un punto de vista descriptivo la evolución de los modelos tecnológicos difundidos en el área de influencia de la cuenca del Arroyo Ludueña durante los últimos cuarenta años, a través de la perspectiva energética.

II. Materiales y Métodos

II.1 Área de trabajo
El trabajo se desarrolló en el Distrito Zavalla, de 16.000 ha de extensión, incluido en la cuenca del Arroyo Ludueña, tributaria del río Paraná, en el sureste de la Provincia de Santa Fe, Argentina.
El clima regional es subhúmedo - húmedo mesotermal, con escaso a nulo déficit hídrico. Las lluvias anuales son de 973 mm y la temperatura media anual es de 17 ºC (Cáceres,1980). El relieve es suavemente ondulado a plano. Los suelos predominantes son Argiudoles vérticos, moderadamente
bien drenados, asociados a alfisoles en los sectores deprimidos.

II.2 Fuente de datos
El trabajo se basó en el análisis descriptivo de datos históricos referentes a sistemas de producción. Los cultivos empleados en la caracterización energética de los modelos de producción fueron soja (Glicine max L. Merrr.), trigo (Triticum aestivum L.) y maíz (Zea mays L.). Se definieron tres períodos de estudio, caracterizados cada uno de ellos por modelos tecnológicos diferentes.
Para la descripción del modelo tecnológico de la década del 70 se emplearon los trabajos de Piotto (1974) y Aran (1974) en el cultivo de maíz, quienes emplearon una muestra poblacional de 46 productores pertenecientes al Distrito Zavalla. En soja se recurrió al trabajo de Lusardi (1973) quién basó su análisis en una muestra de 20 sistemas de producción. En el caso de trigo se recurrió al trabajo de Piotto (1974) citado anteriormente.
Para el estudio del modelo tecnológico de los 80 se trabajó con la información aportada por los Ing. Agr. Gerster, G. y Ing. Agr. Felizia, E., en carácter de informantes calificados, ambos técnicos de la Agencia de Extensión Rural del INTA de Roldán, localidad ubicada en las proximidades de la Cuenca del Arroyo Ludueña.
El análisis energético del actual modelo tecnológico se hizo a partir del encuestamiento a 52 productores pertenecientes a la cuenca, abarcando el período 2003-2004, sobre una superficie de 11.264 ha. El tamaño de la muestra se definió por un diseño aleatorio y la adjudicación óptima de Neyman. Los errores máximo admisible "e" y permisible "k" fueron 10 y 1 respectivamente. Los aspectos relevados en los diferentes cultivos comprendieron: tipo de cultivo, densidad y superficie sembrada, tipo y dosis de fertilizantes, tipo y dosis de pesticidas, operaciones realizadas para la preparación de la cama de siembra, siembra, protección, fertilización y cosecha.
En base a los datos disponibles en cada uno de los trabajos mencionados se estableció un registro de entradas y salidas de insumos y productos (granos), respectivamente, por unidad de superficie. Tanto las entradas como los egresos fueron convertidos a unidades de energía (Mj) por unidad de superficie para finalmente establecer el balance de energía correspondiente a cada modelo.
Se establecieron además las relaciones entre la energía ingresada al sistema y la producida en el mismo, obteniéndose así la Eficiencia Energética del Modelo para cada cultivo, como el cociente entre el total de energía producida y en total de energía ingresada al sistema y el Índice de Productividad Cultural (IPC), propuesto por Dos Santos (1994), calculado como el cociente entre los kilogramos de granos producidos y los Mj de energía ingresados al sistema.
Por otra parte se asignó a cada una de las labores realizadas en los cultivos estudiados un tiempo operativo expresado en horas por hectárea.
A partir de esta información se determinó la cantidad de horas - hombre requeridas por cada cultivo, en cada uno de los modelos tecnológicos analizados. Se estableció la Productividad Energética de la Mano de Obra, como la relación entre la cantidad de energía producida por el cultivo (Mj/ha) y la cantidad de horas necesarias para producir dicho cultivo en una hectárea.

II.3 Cálculo de los indicadores relacionados al ingreso y egreso de energía
Los parámetros energéticos determinados para arribar al cálculo de los indicadores (Hülsbergen, 2001) fueron:

Para el cálculo de los indicadores seleccionados se emplearon datos de labores e insumos de cda modelo tecnológico detallados en las Tablas 7 a 12 del Anexo.
Los valores de referencia seleccionados para los diferentes insumos fueron los propuestos por Pereira dos Santos y col. (2000), que se exponen en el Cuadro 2.

III. Resultados

Los resultados que se presentan constituyen un análisis descriptivo de los modelos tecnológicos desde una perspectiva energética. No se incluye la variabilidad de los datos que se expresan aquí como promedio, debido a que, para las décadas del 70 y 80, se emplearon como fuente, trabajos de otros autores e informantes calificados, respectivamente.

III.1. Maíz
El modelo tecnológico empleado en el cultivo de maíz evolucionó hacia un uso más eficiente de la energía desde 1973 hasta mediados de la década del 80.
Las características de la modalidad productiva de maíz en el año 1973 se reflejaron en un claro predominio del ingreso energético derivado del empleo de combustibles (energía directa) para el laboreo (Tabla 4). En el siguiente período de análisis (1986) el uso de herbicidas adquiere relevancia y éstos reemplazan a las labores en el control de malezas. Los fertilizantes, que en el modelo anterior no se emplearon, representan el segundo ítem en importancia en el consumo de energía (Tabla 5). Es interesante observar que la cantidad total de energía empleada fue semejante en ambos modelos, aunque difirieron los insumos que conforman el ingreso de energía al sistema. A su vez el rendimiento del cultivo pasó de 4.200 kg/ha en 1974 a 6.100 kg/ha en 1986, lo que resultó en una mayor eficiencia energética.

El incremento registrado en los rendimientos estuvo basado principalmente en la combinación de condiciones ambientales que contribuyeron a definir el rendimiento y el mejoramiento genético aplicado al cultivo entre los años analizados, aspectos que no se consideran en el balance energético pero que desempeñan un rol decisivo en su resultado.
Por otra parte, esta modificación en el rendimiento también mejoró la relación entre la cantidad de materia seca producida en forma de granos y la energía empleada, señalada en la Tabla 5 como Índice de Productividad Cultural (IPC), pasando de 0,84 kg/Mj a 1,36 kg/Mj en 1986.
Analizando el modelo tecnológico de 2004 (Tabla 6), se puede observar que disminuyó la proporción de energía directa respecto de los registros anteriores (1973 y 1986), incrementándose en forma relativa los inputs de herbicidas y fertilizantes (Tabla 3). Estos últimos representaron el mayor insumo energético. A su vez, la cantidad total de energía empleada aumentó al doble respecto a los anteriores modelos. El incremento en el rendimiento registrado en el período 1986-2004 fue sólo de un 34%, lo que, sumado al mayor consumo de energía, da por resultado una disminución en eficiencia energética y en el IPC (Tablas 5 y 6).

Otro aspecto a considerar en la comparación entre modelos tecnológicos es el requerimiento de mano de obra, registrándose una disminución continua desde 1973 a 2004, que es más notoria en el 2004, cuando se registró la consolidación del sistema de siembra directa, lo que implicó la desaparición casi total del laboreo del suelo, quedando el empleo de mano de obra vinculada principalmente a tareas como la fertilización y la pulverización, con alta eficiencia operativa. La conjunción del incremento en los rendimientos (mayor producción de energía) del cultivo de maíz con la reducción en el laboreo, incrementó la Productividad Energética de la Mano de Obra (PEMO) en casi un 100% entre 1974 y 1986 y un 400% entre 1986 y 2004 (Tablas 4, 5 y 6).

III.2. Soja
El modelo tecnológico empleado en el cultivo de soja en el año 1974 se destacó por el uso de labores mecánicas tanto para el acondicionamiento del perfil como para la siembra como para el control de malezas (en el barbecho y en el cultivo). Más del 65% de la energía ingresada al sistema provino del consumo de combustible (energía directa) (Tabla 1). En el año 1986 la energía directa continuó siendo el principal consumo de energía mientras que el control de malezas a través de herbicidas representa un 14% del total. Los rendimientos registraron escasa variación entre 1974 y 1986, por lo que la eficiencia energética se mantuvo en valores similares, con un leve descenso en 1986 respecto de 1974. La producción de materia seca como grano en relación a la cantidad de energía utilizada disminuyó aproximadamente un 8% en 1986 respecto a 1974.
En el modelo empleado en 2004 se observó para el cultivo de soja un ascenso en los valores relativos de fertilizantes y de herbicidas, mientras que el consumo total de energía también aumentó. La relación entre consumo de energía y producción de granos (IPC) no se mantuvo (bajó un 10% respecto a 1974) y la eficiencia energética disminuyó, aunque el resultado del balance fue mayor en términos absolutos (Tabla 6).
El cultivo de soja requirió la mayor cantidad de horas de mano de obra por hectárea cultivada en el año 1986, mientras que en 2004 fue notablemente inferior la cantidad de horas demandada (un descenso de más del 300%), lo que se relaciona al empleo de maquinarias más eficientes operativamente y a la reducción del laboreo del suelo. La PEMO se incrementó solo un 5% entre 1974 y 1986, mientras que en el modelo de siembra directa (2004) se registró un aumento del 394% respecto a 1986.

III.3. Trigo
En el año 1974, la energía directa representó un 64% del total, valor semejante a lo registrado en los cultivos de soja y maíz. Este cultivo fue el único del año 1974 que registra uso de herbicidas, aunque su participación fue baja (Tabla 1).
En 1986, el consumo de energía directa fue similar al de 1974, pero la importancia relativa de esta energía disminuyó al incrementarse el valor de herbicidas y el de fertilizantes, no empleados en el período anterior. También aumentó el valor de energía en semillas al utilizarse mayor densidad de siembra. Este incremento en el uso de energía en 1986 respecto a 1974 se vio compensado por un mayor rendimiento, lo que hizo que la eficiencia energética en ambos años fuera idéntica. Ya en 2004 la reducción en el gasto energético por labores se hizo notable (64% menos de energía directa respecto a 1986) y aunque el incremento en el rubro fertilizantes permitió alcanzar 8.570 Mj/ha de gasto total -el mayor de los tres años analizados-, la eficiencia energética registró un leve aumento (4,8 a 5,3 Mj producidos por cada Mj ingresado) respecto a los años anteriores a partir de un incremento del rendimiento. Tal incremento vio compensado por un aumento en el uso de energía, por lo que el IPC se mantuvo constante en los tres años, siendo a su vez el cultivo de menor IPC en los tres años (Tablas 4, 5 y 6).
Respecto al requerimiento de mano de obra, la tendencia fue similar a los demás cultivos, con una clara disminución en el modelo tecnológico del 2004. Así, la PEMO se incrementó un 87% entre 1974 y 1986, mientras que el aumento fue del 344% si se compara 1986 con 2004.

IV. Análisis de los resultados

El modelo tecnológico caracterizado en 1974 basó el consumo de energía en las labores, representando este input más del 64% del total de energía empleada en los tres cultivos considerados, resultado semejante al obtenido por Pimentel (1979), quién expresa que en el período 1972- 73 la mecanización fue el mayor consumidor de energía de la agricultura a nivel mundial. Este modelo tecnológico, caracterizado por el avance de la agricultura sobre la ganadería y el elevado consumo de combustibles para las labores de preparación de la cama de siembra y el control de malezas, resultó el más ineficiente energéticamente, a excepción del cultivo de soja, el cual recién comenzaba a instalarse en la región estudiada.
Para 1986, el uso de la energía siguió orientado hacia el consumo a través de las labores (energía directa), aunque se comienza a observar la aparición de fertilizantes en los cultivos de gramíneas y de herbicidas en soja, proceso que se consolidaría en el siguiente modelo tecnológico.
Desde el punto de vista energético, este modelo resultó muy eficiente en el cultivo de maíz producto de un incremento en el rendimiento asociado a una merma en el consumo de energía, principalmente la destinada al laboreo. Este proceso de mejora en la eficiencia no se manifestó en soja y trigo.
El input de energía del modelo tecnológico de siembra directa con datos relevados en el 2004 fue mayor en relación a los modelos anteriores, independientemente del cultivo que se analice, coincidiendo con lo planteado por Funes Manzote (1997). Por otra parte Pimentel (1989) platea que los sistemas alimentarios modernos enfrentan como uno de los mayores problemas vinculados al uso de la energía al incremento en la dependencia de combustibles fósiles, lo que se verifica en este trabajo, donde el uso de energía (directa e indirecta) fue progresivamente mayor desde 1974 hasta 2004.
En el caso de las gramíneas (maíz y trigo) los insumos de mayor costo energético fueron los fertilizantes, representando en ambos casos más del 55% del total de energía empleada, coincidiendo con lo informado por la FAO en 1981, donde se preveía un incremento en el uso de fertilizantes en los países en desarrollo y en especial en América Latina. En el mismo sentido, más recientemente, Baumer (1998) plantea que de la energía utilizada en los cultivos no leguminosos los fertilizantes representan el consumo más importante. Una situación diferente surge en el cultivo de soja donde son los herbicidas los que constituyeron el mayor gasto energético (33,5%), seguidos por los fertilizantes con 28,2% del input energético total.
Desde el punto de vista de los cultivos, fue el maíz el que registró los valores más altos de eficiencia energética y del IPC en todos los modelos tecnológicos estudiados, mientras que el trigo mostró la relación más ajustada entre producción e ingreso de energía. El cultivo de soja se encontró en una posición intermedia desde el punto de vista de la eficiencia energética.
En términos generales, se observó una intensificación del uso de energía en los modelos tecnológicos empleados en el Distrito Zavalla en los últimos 30 años, con dos tendencias: disminución de la eficiencia energética a nivel de cultivos e incremento de la productividad energética de la mano de obra.

V. Conclusiones

Se verificó en el período analizado una clara evolución de la forma de uso de la energía, con agroecosistemas que adoptaron un perfil de consumo de energía basado en cantidades crecientes de insumos en todos los cultivos estudiados.
Los actuales agroecosistemas mantienen valores altos de eficiencia energética. La incorporación de tecnología genética en los cultivos (aspecto no considerado como input energético en la metodología de balance) explica en parte este aspecto. El cultivo de trigo fue el de menor eficiencia energética en todos los modelos tecnológicos estudiados.
El actual modelo tecnológico de siembra directa resultó el más eficiente respecto de la productividad energética de la mano de obra.

ANEXO

Bibliografía

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