(kcal), 1 kcal = 0,04184 MJ. 1 Unidades de energía: MJ = megajulios o megajoules; 1 Megajulio (MJ) = Unidad de energía equivalente a 239 kilocalorías

Transcripción

1 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN AGRICULTURA ECOLÓGICA Ramón Meco Murillo*, Marta María Moreno Valencia**, Carlos Lacasta Dutoit*** * Consejería de Agricultura de Castilla La Mancha. Ramonmeco@jccm.es ** Universidad de Castilla La Mancha. *** Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Resumen Desde hace más de veinte años, en la finca La Higueruela, perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), y gracias a un convenio con la Consejería de Agricultura de Castilla La Mancha, se vienen realizando ensayos tendentes a demostrar que se pueden cultivar cereales y otras especies complementarias, de acuerdo con las normas de producción ecológica, de forma sostenible y rentable. Con la participación, a lo largo de los años, de diferentes investigadores, se han sucedido numerosos experimentos de larga duración, que han estudiado los diferentes aspectos que plantea la producción ecológica en los secanos mediterráneos, buscando respuestas a los problemas más destacables. En este trabajo se han estudiado los aspectos derivados de la eficiencia energética comparando los diferentes sistemas productivos que habitualmente se practican en el estado español, convencional, siembra directa y ecológica con clara diferencia a favor de este último. Palabras clave: complementarios, cultivos, mediterráneo, secano, sostenible. El excesivo gasto energético y el imparable consumismo por parte de la sociedad están teniendo como consecuencia serios problemas tanto económicos como ambientales en todo el mundo. Debido a que el futuro económico y ambiental de los países está interrelacionado, se hace cada vez más necesario adoptar modelos de desarrollo sostenible basados en el empleo de energías renovables, limpias e inagotables, la búsqueda de fuentes alternativas y la utilización de sistemas productivos cada vez más eficientes desde un punto de vista energético. Dado que el consumo de energía se materializa en emisiones de CO 2, se deben buscar medidas para minimizar o paliar los efectos negativos sobre ella de la sucesión emisión de CO2 efecto invernaderocalentamiento globalcambio climático. La actividad agrícola contribuye a estas emisiones a través de la combustión del petróleo, la fabricación de productos químicos, los procesos de erosión y la pérdida de materia orgánica de los suelos. Las medidas previstas para la agricultura en el, Plan de Acción de Ahorro y Eficiencia Energética , vigente en estos momentos, considerada en su conjunto como productor y como consumidor de energía, se centran principalmente en la modernización y mejora de la eficiencia energética de la flota de tractores y la optimización energética de los regadíos, favoreciendo la sustitución de los sistemas de riego por aspersión a goteo, y fomento del laboreo frente al abandono de tierras, apoyando la migración desde la agricultura tradicional hacia la agricultura de conservación (siembra directa y cubiertas vegetales). Hay que tener en cuenta que el sector agrícola, si bien tiene un reducido peso en el consumo total de energía (en torno al 5% de la consumida), contribuye directamente en un 11% del total de gases con efecto invernadero y constituye un sector estratégico donde las medidas de eficiencia energética previstas pueden contribuir a la sostenibilidad del medio rural y a mejorar la economía, la rentabilidad y la competitividad de los sistemas agrarios. Sin embargo, cuando se contempla todo el sistema alimentario, hay que tener en cuenta un gasto de energía muy superior al 5% citado. Desde la preparación de la tierra para la siembra hasta la venta de los productos procesados en las tiendas y mercados, hay una multitud de procesos que componen el sistema de alimentación en el mundo y que requieren de energía para funcionar: cultivo de los alimentos, almacenaje, transporte, procesamiento, transformación y embalaje, distribución, venta y tratamiento de los desperdicios (2). Según FernándezQuintanilla (3), el 50% de la energía consumida en la agricultura en España se debe al uso de fertilizantes químicos de síntesis y el 35% a la combustión de diesel en las labores mecanizadas. La progresiva sustitución del estiércol y del trabajo humano y animal, es decir, de energía renovable, por energía proveniente de combustibles fósiles (no renovable) provocó en décadas pasadas la reducción de la eficiencia energética de la producción agraria española (4). Por ejemplo en el caso de los fertilizantes nitrogenados, unos de los mayores consumidores de energía

2 (se calcula que la producción de dicho fertilizante supone un 2% del consumo mundial de energía), su uso a nivel mundial aumentó más de 8 veces entre 1960 y 2005 (2). En los momentos actuales, la agricultura cerealista de secano depende intensamente del consumo de energías fósiles no renovables. Los fertilizantes consumen el 55% del total empleado, siguiéndoles el gasoil con un 35%, los fitosanitarios con un 8% y, por último, la maquinaria con un 2% (5). Al igual que para toda la producción agrícola en general, esto es debido a la necesidad de utilizar técnicas cada vez más intensivas a fin de compensar la escasez y la degradación de la tierra, agua y recursos biológicos. A modo de ejemplo, en explotaciones agrícolas de Estados Unidos y de otros países industrializados se necesita en torno a 3 kcal de energía fósil para producir 1 kcal de alimento para el hombre (6). El análisis energético, al realizarse al margen de las ayudas recibidas por los productores agrarios, pone al descubierto los manejos energéticamente más eficientes y por tanto más sostenibles y recomendables para cada región agroclimática, estando además directamente relacionado con la actividad económica y el medio ambiente. Básicamente, consiste en identificar y cuantificar las cantidades de energía asociadas a todos aquellos elementos que intervienen en los procesos de producción de un bien o servicio, tanto de los factores de producción (gastos, insumos, inputs) como de los productos resultantes (salidas, outputs). Para el estudio de flujos energéticos, se emplea el método desarrollado por la IFIAS (Internacional Federation of Institutes for Advanced Studies). Este método consta de la siguiente secuencia (7): 1. Establecer los límites del proceso objeto de análisis. 2. Identificar los factores de producción (gastos, insumos, inputs) involucrados en el proceso. 3. Asignar la energía específica a cada factor. 4. Multiplicar la energía específica por las cantidades requeridas por cada factor. 5. Identificar y cuantificar el producto final (salidas, outputs) y establecer criterios para asignar el consumo asociado al producto principal y a los subproductos. 6. Relacionar la energía contenida en un producto con la requerida para su obtención o con la producción, es decir, determinar la eficiencia energética. En definitiva, el análisis energético requiere, una vez identificados y cuantificados todos los ingresos y gastos involucrados en el proceso productivo, transformarlos en valores energéticos [megajulios (MJ 1 ) por hectárea y año] mediante los correspondientes coeficientes o equivalentes de energía. La Figura 1 muestra un esquema en el que se exponen los factores de producción involucrados en el análisis energético, procedentes de energía renovables y no renovables, desde la extracción de las materias primas hasta el producto directamente utilizado en la finca, requeridos para conseguir un producto final (producto principal y subproductos). 1 Unidades de energía: MJ = megajulios o megajoules; 1 Megajulio (MJ) = Unidad de energía equivalente a 239 kilocalorías (kcal), 1 kcal = 0,04184 MJ.

3 C O R T E Z A T E R R E S T R E Perforación Refinado Transporte Minería Industria metalúrgica LÍMITES DEL SISTEMA Materias primas Transporte I N D U S T R I A S ENERGÍA CONSUMIDA ENERGÍAS NO RENOVABLES DIRECTA Derivados del petróleo Carbón Energía nuclear INDIRECTA Energías no inmovilizadas Fertilizantes Pesticidas Semillas Piensos Energías inmovilizadas Maquinaria Infraestructuras ENERGÍAS RENOVABLES DIRECTAS Sol Agua Viento Mano de obra Explotación ENERGÍA PRODUCIDA PRODUCTO PRINCIPAL Subproducto Figura 1. Factores involucrados en el análisis energético de una explotación agrícola. Adaptado de Lambert (8). En relación a la energía gastada o consumida por el sistema (es decir, la energía invertida en los factores de producción, insumos o inputs), una primera clasificación la divide en energía de utilización directa e indirecta. La energía de utilización directa es utilizada en las tierras de cultivo, mientras que la indirecta no es consumida en la propia explotación, sino en la elaboración, fabricación y manipulación de los factores de producción. Un detallado estudio acerca de los distintos factores implicados en los procesos productivos y la energía asociada a los mismos puede consultarse en Hernanz y Sánchez Girón (1) y Alonso et al. (4). Consumo medio de combustible (l/ha) de diferentes aperos agrícolas (17). Equipo Consumo de gasoil Subsolador 27,0 Arado de vertedera 26,0 Cultivador 8,0 Chísel 15,0 Grada de discos 9,0 Arado de discos 23,0 Grada de púas 5,0 Abonadora centrífuga 1,5 Abonadora localizadora 6,0 Sembradora convencional (chorrillo) 7,0 Sembradora siembra directa 11,0 Sembradora de precisión 6,5 Pulverizador 2,0 Cosechadora 15,0 Segadora 7,5 Rastrillo (hilerador de forraje) 4,0 Empacadora (convencional) 10,0 En la Tabla 2 se recogen los coeficientes de energía asociados a los distintos factores de producción considerados (maquinaria, combustible, fertilizantes, fitosanitarios, etc.), expresados en MJ/kg, MJ/l o MJ/ha, según el factor de que se trate. En el caso de la energía consumida en la fabricación y

4 mantenimiento de los equipos mecánicos, los coeficientes indicados vienen expresados en MJ/ha directamente; otros autores, sin embargo, expresan estos coeficientes en unidades de energía por unidad de masa del equipo y hora de trabajo (1,9,10). El coste energético que supone el combustible se estima a partir de la cantidad consumida en cada labor (l/ha), dependiendo del número de operaciones y de la maquinaria empleada en cada caso, y considerando su correspondiente factor de conversión (41,8 MJ/l, Tabla 2). En relación a este punto de conversión a términos energéticos, es importante indicar que existe una gran variación en los valores de dichos coeficientes en la literatura consultada, como resultado de los diferentes métodos de cálculo y condiciones de medida en cada caso. En España, la falta de datos procedentes de estudios propios, realizados en la zona centro con nuestro nivel tecnológico, obliga a adoptar los obtenidos en otros países, por lo que sólo se pueden hacer estimaciones que permitan evaluar la tendencia en el comportamiento energético de estos agrosistemas. Tabla 2. Coeficientes energéticos para diferentes factores de producción (inputs) y producto obtenidos (outputs). Factor Coeficientes energéticos Factor Coeficientes energéticos Combustible MJ/l Herbicidas MJ/l Gasoil 41,8 Glifosato 450,0 Gasolina 34,8 Clorsulfurón 365,4 Lubricantes 43,8 Diurón 274,5 Maquinaria MJ/ha Metribuzina 192,5 Vertedera 67,6 Oxifluorfén 518,0 Cultivador 17,4 Varios (postemergencia) 140,0 Chísel 28,7 Semillas MJ/kg Grada de discos 44,8 Cebada 13,9 Abonadora 3,7 Trigo 12,6 Sembradora convencional 28,4 Avena 14,0 (chorrillo) Sembradora siembra directa 54,6 Girasol 33,5 Sembradora de precisión 65,0 Maíz 104,6 Pulverizador 3,5 Soja 33,5 Cosechadora 83,9 Veza 10,0 Segadora 21,7 Guisante 18,6 Rastrillo (hilerador de forraje) 8,4 Colza 13,0 Empacadora 37,7 Productos MJ/kg Fertilizantes MJ/kg Cebada 14, (NPK) 9,9 Trigo 15, (NPK) 14,6 Maíz 15,6 Nitrato potásico (13046) 7,8 Girasol 13,0 Nitrato cálcico (800) 7,2 Soja 15,1 Nitrato amónico cálcico (30% N) 35,3 Heno de veza 9,0 Paja de cebada 14,0 Guisante 14,3 Fuente: varios autores. En cuanto a la energía producida por el sistema (outputs), tanto la correspondiente al producto principal (grano de cereal, leguminosas, etc.) como a los posibles subproductos (paja de cereal, etc.), se calcula, al igual que para los factores de producción, multiplicando la cantidad de producto obtenido (kg/ha) por su correspondiente factor de conversión energética (MJ/kg, Tabla 2), calculado en función del valor calórico del producto. Todos los parámetros indicativos de la eficiencia energética de un sistema y que por tanto sirven para conocer si un sistema productivo es o no sostenible desde el punto de vista energético, incluyen en su cálculo los insumos energéticos, es decir, el gasto energético requerido por el sistema, y las entradas de energía resultantes de la producción. Los insumos energéticos pueden considerarse en su conjunto (energía de utilización directa + indirecta, energía de origen renovable + no renovable), o atendiendo únicamente a aquéllos que proceden de energías no renovables (4). Los parámetros de eficiencia energética más comúnmente utilizados en los sistemas agrarios son los siguientes:

5 Energía neta producida (EN), también llamada ganancia de energía o balance de energía, definida como la energía contenida en el producto final (energía producida) menos la energía requerida para en su obtención (energía gastada). Se expresa en MJ/ha (megajulios por hectárea). EN = Energía producida (P) Energía gastada (G). Si: EN > 0 Ganancia energética EN < 0 Pérdida energética (energéticamente no sostenible) EN = 0 P = G (el sistema produce la misma energía que gasta) Relación Energía producida/energía gastada (P/G), también llamada eficiencia energética, definida como el cociente entre la energía contenida en el producto final y la requerida en su obtención. En definitiva, indica la cantidad de energía que un sistema produce por cada unidad de energía consumida. Al ser un cociente entre dos parámetros energéticos, es adimensional, es decir, no viene expresado en ninguna unidad de medida. P/G = Energía producida/energía gastada. Si: P/G > 1 Ganancia energética P/G < 1 Pérdida energética (energéticamente no sostenible) P/G = 1 P = G (el sistema produce la misma energía que gasta) Esta variable está siendo criticada por algunos analistas que consideran que su utilización sólo tiene sentido en economías de subsistencia, pero en las sociedades más evolucionadas e interdependientes, el valor añadido del producto puede llegar a ser superior a su valor energético, proponiéndose entonces el siguiente parámetro (productividad energética). Productividad energética (PE), definida como la relación entre la cantidad producida de un bien medida en unidades de masa (kg/ha) y la energía requerida para su obtención (energía gastada [G], en MJ/ha). Por tanto, se expresa en kg/mj. Interesa que sea lo más elevada posible, ya que en definitiva este parámetro indica la producción que se obtiene por cada unidad de energía invertida. Como resumen de todo lo expuesto con anterioridad, en la Tabla 3 se indican los distintos parámetros que se consideran en el análisis energético de una explotación y las unidades en que se expresan. Tabla 3. Parámetros energéticos Parámetro Definición Unidades Energía gastada (G) Combustible + Maquinaria + Fertilizantes + MJ/ha y año etc. Energía producida (P) Producto principal y subproductos MJ/ha y año Energía neta producida (EN) EN = P G MJ/ha y año Relación P/G P/G = Energía producida/energía gastada Productividad energética (PE) PE = Producción/Energía gastada (G) kg/mj A continuación se exponen los resultados del análisis energético realizado sobre experimentos de larga duración (1993/942007/08) en la Finca Experimental La Higueruela Santa Olalla, (Toledo), perteneciente al Centro de Ciencias Medioambientales del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), y financiados por la Consejería de Agricultura de la Junta de Comunidades de CastillaLa Mancha. En el estudio se consideraron tres manejos productivos distintos (convencional, conservación con cero laboreo y siembra directa, y ecológico), en cada uno de los cuales se establecieron cuatro rotaciones de cultivo bianuales, típicas de los ambientes semiáridos españoles, con cereal (cebada, C) como cultivo principal: cebadabarbecho (CB), cebadaveza (CV), cebadagirasol (CG) y cebadacebada (CC) o monocultivo. Aunque el monocultivo no es una práctica aceptada en agricultura ecológica y es conocida su inviabilidad, se incluyó como testigo en este estudio para

6 permitir la comparación con los otros sistemas. Los cultivos correspondientes a cada rotación se duplicaron simultáneamente con el fin de tener todas las hojas de cultivo presentes cada año. En el manejo convencional se incluyó el uso de vertedera en las labores de cultivo, fertilizantes químicos y herbicidas, en el de conservación, cero laboreo, siembra directa, fertilizantes químicos y herbicidas (Real Decreto 2352/2004), y en agricultura ecológica, el empleo del cultivador y ningún aporte de fertilizantes ni herbicidas obtenidos sintéticamente (Reglamento CE 834/2007). Las prácticas culturales fueron similares a las utilizadas por los agricultores de la zona, adaptadas al tipo de suelo, incidencia de flora espontánea, etc., y se mantuvieron constantes para cada rotación y sistema de cultivo durante todo el periodo del ensayo, a fin de evitar la introducción de variables externas que pudieran modificar los resultados. Todas las labores de cultivo, frecuencia y cantidades de fertilizantes, semillas y combustible utilizados en cada tratamiento se recogen en la Tabla 4. En los sistemas convencional y de conservación, los fertilizantes químicos se aplicaron en la misma cantidad en cada rotación. En conservación, el uso de maquinaria (y, por tanto, de combustible), fue menor que en convencional, pero el aporte de herbicidas fue superior debido a las aplicaciones de glifosato. En el sistema ecológico, la fertilización únicamente consistió en el aporte de nitrógeno fijado por la leguminosa (veza) y la paja de la cebada dejada en el campo al finalizar el cultivo. La cebada y el girasol se recolectaron con cosechadora a principios de junio y septiembre, respectivamente, mientras que la veza se segó en floración en abrilmayo y se aprovechó como heno. En los tres sistemas de producción, los subproductos o residuos de cosecha se dejaron en las mismas parcelas al finalizar cada ciclo de cultivo. En cada caso se determinaron los insumos o gastos energéticos, la energía producida y los parámetros de eficiencia energética (energía neta producida, relación energía producida/gastada y productividad energética). Como puede observarse en la Figura 2, el gasto energético se vio más afectado por el manejo de cultivo (convencional, conservación o ecológico) que por la rotación. Como término medio, este parámetro con manejo ecológico fue de 3 a 3,5 veces inferior al requerido en los sistemas de agricultura de conservación y convencional, respectivamente. El mayor consumo correspondió al monocultivo en convencional y conservación, mientras que las rotaciones con inclusión de barbecho fueron las que menos energía requirieron, en torno a la mitad que en el monocultivo. También en la misma figura se observa que la cebada fue el cultivo con más gasto energético, especialmente en convencional y conservación, y el girasol el que menos, aunque similar a la veza.

7 Tabla 4. Resumen de las operaciones realizadas en cada sistema y rotación de cultivos a. Convencional Conservación con cero laboreo Ecológico Operaciones CG d C CG CG CB b CV c C e CC CB CV CB CV CC C B C V C G C C B C V C G C C B C V C G C Maquinaria (número de operaciones) Vertedera Cultivador Arado de discos Abonadora Sembradora 1 1 convencional Sembradora siembra 1 directa Pulverizador Cosechadora Segadora Rastrillo (hilerador de forraje) Empacadora Gasoil (l) f 34,5 4,0 34,5 36,0 34,5 33,8 69,0 16,5 2,0 16,5 18,0 16,5 15,8 33,0 19,5 16,0 23,5 26,8 23,5 27,5 47,0 Fertilizantes (kg) (NPK) Nitrato amónico cálcico (30% N) Semilla (kg) , , ,5 130 Herbicidas (l) Glifosato 0,75 1,75 0,75 0,75 0,75 0,75 1,5 Varios (postemergencia) a Datos correspondientes a una hectárea y año para cada rotación completa. Así, los valores de las columnas C (cebada), B (barbecho), V (veza) y G (girasol) de las rotaciones CB, CV y CG corresponden a media hectárea; los valores de la columna CC (monocultivo de cebada) corresponden a una hectárea. b Cebadabarbecho c Cebadaveza d Cebadagirasol e Monocultivo de cebada. f Consumo de combustible acumulado de todas las operaciones de cultivo.

8 La Figura 3 muestra el desglose del gasto entre los distintos factores de producción. En convencional y conservación, los fertilizantes supusieron de media más del 60% del gasto total, llegando a alcanzar más del 70% en el monocultivo. En el sistema ecológico, sin embargo, el mayor consumo correspondió al combustible. En todos los sistemas, la maquinaria supuso un coste energético muy bajo, del 12% en conservación y convencional al 5% en ecológico. Energía gastada (MJ/ha/año) Cebada Veza Girasol Media: 8503 Rot. Sist. 0 CB CV CG CC CB CV CG CC CB CV CG CC Convencional Conservación Ecológico Figura 2. Energía gastada en cada sistema de cultivo y rotación Energía gastaa (MJ/ha/año) Fertilizantes Herbicidas Semilla Combustible Maquinaria Rot. Sist. 0 CB CV CG CC CB CV CG CC CB CV CG CC Convencional Conservación Ecológico Figura 3. Distribución porcentual de la energía gastada en cada sistema de cultivo y rotación. Un desglose similar de la energía gastada al presentado en la Figura 3 se expone en la Figura 4, aunque con algunas diferencias conceptuales del reparto. La Figura 4(a) muestra la distribución porcentual del gasto energético en el sistema convencional, media de las cuatro rotaciones ensayadas, donde nuevamente se observa que el mayor consumo energético correspondió a los fertilizantes. La Figura 4(b) recoge la distribución de costes en conservación respecto a los obtenidos en convencional; así, se observa que, por término medio, el coste energético en agricultura de conservación es un 10% inferior que en convencional, con lo que cual dispondremos en este sistema de un margen energético del 10%. En producción ecológica, sin embargo, este margen energético pasa a ser del 71% [Figura 4(c)].

9 a) Agricultura convencional Semillas 11% Herbicidas 2% Combustible 22% Maquinaria 2% Fertilizantes 63% b) Agricultura de conservación con siembra directa Combustible 12% Semillas 11% Herbicidas 3% Fertilizantes 63% Maquinaria 1% Margen 10% c) Agricultura ecológica Semillas 11% Combustible 16% Maquinaria 1% Margen 71% Figura 4. Distribución porcentual de la energía media gastada en cada sistema de cultivo con respecto al sistema convencional.

10 En relación a la energía producida por el sistema, en la Figura 5 se observa que el sistema ecológico fue el menos productivo energéticamente como consecuencia de las menores cosechas de cebada obtenidas, aunque en concordancia con los valores medios de la zona (2000 kg/ha). También la cosecha de heno de veza fue inferior en ecológico, debido fundamentalmente a que en dos de los 15 años de estudio, 96/97 y 99/00, las condiciones meteorológicas fueron propicias para una mayor eficiencia de la fertilización química. La producción de girasol, sin embargo, fue ligeramente superior en ecológico que en los otros dos sistemas, probablemente debido a que el cultivo se desarrolla en el período estival, cuando la precipitación es prácticamente nula, reduciéndose por tanto el aprovechamiento de los fertilizantes químicos. En agricultura de conservación, la energía producida fue en torno a un 10% inferior a la obtenida en convencional como resultado de la menor cosecha de cebada y girasol. Energía producida (MJ/ha/año) Rot. Sist Cebada Veza Girasol Media: CB CV CG CC CB CV CG CC CB CV CG CC Convencional Conservación Ecológico Figura 5. Energía producida en cada sistema de cultivo y rotación. Las mayores producciones de energía se alcanzaron en la rotación CV en los tres manejos de cultivo, seguidas de CG (un 25% inferior), mientras que en CB y CC fue bastante similar y en torno a un 35 % inferior que en CV. En este punto es importante señalar que las producciones de los cultivos individuales en las rotaciones propiamente dichas (grano de cebada, heno de veza y grano de girasol en BF, BV y BS) se obtuvieron únicamente en la mitad de la parcela experimental (o lo que es lo mismo, cada dos años), mientras que en el monocultivo la cebada se obtuvo en la parcela entera (o todos los años). Así, se obtuvo la misma cosecha de cebada en la rotación cebadabarbecho que en monocultivo, si bien en el primer caso sólo se cultivó media parcela, con el consiguiente ahorro energético que ello conlleva. En los 15 años de estudio, las menores producciones de energía se obtuvieron el año 1994/95 en los tres tipos de manejo como consecuencia de la importante sequía registrada ese año. Con respecto a los parámetros de eficiencia energética, la Figura 6 muestra la energía neta producida (EN) o balance energético (energía producidaenergía gastada). Como puede observarse, EN fue mayor en la rotación CV, con valores muy similares en los tres sistemas, mientras que los valores más bajos se obtuvieron en el monocultivo de cebada, sobre todo en conservación. El balance energético de CB fue muy similar en convencional y ecológico, aunque menor en conservación. Considerando los cultivos individuales de cada rotación, el girasol fue el que menos contribuyó en el balance energético, mientras que la cebada el que más, ligeramente superior al heno de veza. Durante los 15 años de estudio, la mayor EN se alcanzó en 1999/00 para conservación (32868 MJ/ha), en 2001/02 para convencional (29130 MJ/ha) y en 1995/96 para ecológico (26829 MJ/ha), mientras que los valores medios más bajos se alcanzaron en 1994/95 en los tres sistemas, oscilando entre 9458 MJ/ha para convencional y 1463 MJ/ha para ecológico. EN resultó negativa (es decir, el gasto energético superó a la energía producida) en todas las rotaciones de conservación y convencional, especialmente en el monocultivo, en los años más secos (1994/95, 1998/99 y 2004/05), y en 2000/01, año con la primavera más seca y, sin embargo, con el otoño e invierno más lluvioso de todo el estudio, lo cual ocasionó asfixia radicular en las plantas de cebada. En el sistema ecológico, sin embargo, el gasto no superó al ingreso energético en ningún caso, ni siquiera en el monocultivo de cebada.

11 Energía neta producida (MJ/ha/año) Rot. Sist Cebada Veza Girasol Media: CB CV CG CC CB CV CG CC CB CV CG CC Convencional Conservación Ecológico Figura 6. Energía neta producida (Energía producida Energía gastada) en cada sistema de cultivo y rotación En cuanto a la relación energía producida/energía gastada, la Figura 7 muestra que la rotación CV en ecológico fue la más eficiente energéticamente (6,69), mientras que los menores valores se obtuvieron en el monocultivo de cebada en conservación (1,39) y convencional (1,47). Considerando las eficiencias medias de cada sistema, el manejo ecológico fue 2,3 veces más eficiente que los otros dos. Así, en ecológico, por cada unidad de energía invertida en el sistema se obtuvieron 5,4 unidades, mientras que en convencional y conservación sólo se produjeron 2,3 unidades por término medio. Estos coeficientes fueron similares en estos dos últimos sistemas debido a que la reducción del gasto energético en conservación con respecto a convencional fue del 10%, y ello implicó una disminución de la producción (y, por tanto, de las salidas energéticas) en la misma proporción. En cada manejo productivo, la rotación CV fue la más eficiente y CC la menos, lo que indica una vez más la inviabilidad del monocultivo en nuestros sistemas productivos y la mejora energética que produce la alternancia de cultivos, especialmente cuando se incluye una leguminosa. Es importante destacar que incluso el monocultivo en ecológico fue más eficiente que cualquiera de las otras rotaciones ensayadas en convencional y conservación. A lo largo de todo el estudio, este coeficiente energético resultó inferior a la unidad (es decir, la energía producida fue inferior a la consumida) en todas las rotaciones de convencional y conservación en los años de mayor sequía, y, en el monocultivo, en 7 años para convencional, 8 para conservación y 5 para ecológico. Por el contrario, este coeficiente fue máximo, mayor de 5, en la rotación CV en ecológico en diez de los 15 años ensayados. 8 Energía producida/ Energía gastada Rot. Sist Media: 3,39 CB CV CG CC CB CV CG CC CB CV CG CC Convencional Conservación Ecológico Figura 7. Relación Energía producida / Energía gastada en cada sistema de cultivo y rotación. El último parámetro de eficiencia energética considerado, la productividad energética (PE) (es decir, los kilogramos de cosecha producidos por unidad de energía invertida), fue en torno a 2,5 veces superior en

12 agricultura ecológica que en los otros dos sistemas (de término medio, 0,40 kg/mj en ecológica frente a 0,17 y 0,18 kg/mj en convencional y conservación, respectivamente) (Figura 8). Nuevamente la rotación CV fue la más eficiente en los tres sistemas, sobre todo en ecológico, como resultado de los mayores valores obtenidos tanto en el cereal como en la veza, mientras que en el monocultivo fue donde menos cosecha por energía invertida se alcanzó, especialmente en conservación y convencional. Así, el consumo energético por kilogramo de grano de cebada producido fue prácticamente el doble en monocultivo que alternando con barbecho, debido, como se indicó anteriormente, a que el gasto energético en CB fue aproximadamente la mitad que en CC y, sin embargo, las cosechas de grano en ambos casos fueron prácticamente las mismas por hectárea de terreno y año, aunque en el caso de CB, al igual que en el resto de rotaciones, sólo se cultivase la mitad de la superficie. Ello pone de nuevo de manifiesto que el monocultivo de cereales con agroquímicos no constituye la práctica de manejo más apropiada a las condiciones semiáridas. Productividad energética (kg/mj) 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Rot. Sist. Cebada Veza Girasol CB CV CG CC CB CV CG CC CB CV CG CC Convencional Conservación Ecológico Figura 8. Productividad energética (Producción / Energía gastada) en cada sistema de cultivo y rotación. Atendiendo a los cultivos individuales de cada rotación, la veza fue el que más kilogramos produjo, en este caso de heno, por cada megajulio invertido, especialmente en ecológico, mientras que el girasol sólo fue más eficiente que la cebada en monocultivo, independientemente del sistema de manejo. A lo largo del ensayo y como cabía esperar, este parámetro fue más bajo en 1994/95 en los tres sistemas productivos como consecuencia de la sequía, si bien las diferencias entre ellos fueron acusadas (0,17 kg/mj en convencional, 0,27 kg/mj en conservación y 1,15 kg/mj en ecológico). Desde un punto de vista energético, el girasol es un cultivo poco eficiente, ya que las cosechas (y, consecuentemente, los ingresos energéticos) son bajas en condiciones semiáridas al desarrollarse el cultivo en verano, cuando la precipitación es prácticamente nula y las temperaturas muy elevadas. Sin embargo, la inclusión de este cultivo en las rotaciones se justifica por su funcionalidad, mejora de la estructura del suelo y eficiencia en el control de la flora espontánea (11). Conclusiones Los resultados obtenidos en los 15 años de estudio indican que la viabilidad de los sistemas agrarios con agroquímicos en secanos semiáridos podría cuestionarse por su baja eficiencia energética, tanto en convencional como en conservación con cero laboreo. En agricultura de conservación, el ahorro energético medio que se consigue frente al sistema convencional es del 10% aproximadamente; no obstante, este ahorro conlleva una reducción de los ingresos energéticos en la misma proporción, lo que se traduce en una eficiencia energética similar. Los fertilizantes químicos suponen el mayor gasto de energía en estos dos sistemas, pero su uso no conlleva un incremento equivalente de las producciones. Esto se hace especialmente patente en los años más secos, resultando en estos casos mínima la eficiencia de estos productos. El manejo ecológico, independientemente de la rotación considerada, es el que mejor se ajusta a los secanos de climas mediterráneos semiáridos, al ser el que menos energía consume (del orden de 33,5

13 veces menos) en relación a los sistemas convencionales y de conservación, siendo a su vez el más eficiente energéticamente (mayor producción de cosecha y energía por unidad de energía invertida). El monocultivo de cereal, con independencia del sistema de cultivo utilizado, se muestra como una práctica poco viable energéticamente, especialmente en los años más secos. Sin embargo, la alternancia de cultivos, sobre todo cuando se incluye una leguminosa en la rotación, incrementa de forma importante la eficiencia energética. El análisis de la eficiencia energética en los sistemas productivos es una excelente herramienta para conocer el grado de sostenibilidad de los mismos. Bibliografía (1) Hernanz, J.L., Girón, V.S., Utilización de la energía en diversos sistemas de laboreo. En: GarcíaTorres, L., GonzálezFernández, P. (Eds.), Agricultura de conservación: Fundamentos Agronómicos, Medioambientales y Económicos. Asociación Española de Laboreo de Conservación / Suelos Vivos, Córdoba, pp (2) COKOMAL.org. Energía, alimentación y gases con efecto de invernadero. En: (3) FernándezQuintanilla, C Impacto ambiental de las prácticas agrícolas. Agricultura 810, (4) Alonso, A.M., Guzmán, G.I., Foraster, L., González, R., Impacto socioeconómico y ambiental de la agricultura ecológica en el desarrollo rural. En: VV.AA., Producción ecológica: Influencia en el desarrollo rural. Ed. Ministerio de Medio Ambiente, Medio Rural y Marino, Madrid, España, pp. (5) Martínez, M., Cereales. Pasado, presente y futuro. Cuaderno de Campo 42, 413 pp. (6) Pimentel, D., Herdendorf, M., Eisenfeld, S., Olander, L., Carroquino, M., Achieving a secure energy future: environmental and economic issues. Ecol. Econ. 9, (7) Hernanz, J.L., Eficiencia energética en agricultura de conservación en zonas semiáridas. En: Seminario Científico de Agricultura de Conservación y Ahorro de Energía, celebrado en Valladolid el 30 de septiembre de 2008, organizado por el Ente Regional de la Energía de Castilla y León (EREN). (8) Lambert, L., Bilans énergétiques et écologiques de la culture et de la combustión du Miscanthus sinensis giganteus, en comparaison avec le bois et le fuel demostique. Station Fédérale de recherches Tänikon, Suisse, 122 pp. (9) Rathke, G.W., Wienhold, B.J., Wilhelm, W.W., Diepenbrock, W., Tillage and rotation effect on cornsoybean energy balances in eastern Nebraska. Soil Till. Res. 97, (10) Hülsbergen, K.J., Feil, B., Biermann, S., Rathke, G.W., Kalk,W.D., Diepenbrock, W., A method of energy balancing in crop production and its application in a longterm fertilizer trial. Agric. Ecosyst. Env. 86, (11) Lacasta, C., Estalrich, E., Meco, R., Benítez, M., Interacción de densidades de siembra de cebada y rotaciones de cultivo sobre el control de la flora arvense y el rendimiento del cultivo. Spanish Weed Science Society,