‘An analysis of energy efficiency and greenhouse gas emissions from organic soybean cultivation in Brazil

Roni Fernandes Guareschui, Marcio dos Reis Martins, Leonardo Fernandes Sarkis, Bruno Jose Rodrigues Alves, Claudia Pozzi Jantalia, Robert Michael Boddey, Segundo Sacramento Urquiaga Caballero

Abstract


The assessment of energy efficiency (EE) and greenhouse gas (GHG) emissions can highlight the sustainability of agro-systems and decision-making regarding reduction of production costs and environmental pollution. In this context, the objective of this work was to evaluate the EE and GHG emissions (CO2, CH4 e N2O) of a soybean crop under organic cultivation in different regions of Brazil in the agricultural year 2014-2015. For this, 19 soybean areas were evaluated. The inputs and outputs of the agricultural operations and / or inputs used were calculated by multiplying the quantity used by their calorific value or energy coefficient at each stage of production. The energy efficiency was obtained by the ratio between the amount of total output energy and the total energy consumption during the production process. In order to estimate GHG emissions, the principles of the life cycle assessment methodology and recommendations of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) were applied. For each 1.0 MJ of energy consumed in the organic production of soybeans, an average of 7.9 MJ of renewable energy was produced in the form of grains of this crop. The main energy costs of growing these organic crops were with seeds, fuel and with tractors, machines and agricultural implements (TMI). For each 1 kg of organic grain produced from soybeans, 0.19 kg of CO2eq are emitted during their production and delivery cycles in the warehouse. The main sources of CO2eq emission to the atmosphere were the seeds, fuels and organic fertilizers.

Keywords


Organic agriculture; Energy; Greenhouse gases; Grain production.

Full Text:

PDF

References


ASSENHEIMER, A.; CAMPOS, A. T.; GONÇALVES JÚNIOR, A. C. Análise energética de sistemas de produção de soja convencional e orgânica. Ambiência, Guarapuava, v. 5, n. 3, p. 443-455, 2009.

BEBER, J. A. C. Eficiência energética e processos de produção em pequenas propriedades rurais. 1989. Dissertação (Mestrado em Extensão Rural) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria.

BODDEY, R. M.; SOARES, L. H. B.; ALVES, B. J. R.; URQUIAGA, S. Bio-ethanol production in Brazil. In: PIMENTEL, D. (Ed.). Biofuels, solar and wind as renewable energy systems. Dordrecht: Springer, 2008. p. 321-356.

CAMPOS, A. T.; CAMPOS, A. T. Balanços energéticos agropecuários: uma importante ferramenta como indicativo de sustentabilidade de agroecossistemas. Ciência Rural, Santa Maria, v. 34, n. 6, p. 1977-1985, 2004. DOI: 10.1590/S0103-84782004000600050

CAPELLESSO, A. J.; CAZELLA, A. A. Indicador de sustentabilidade dos agroecossistemas: estudo de caso em áreas de cultivo de milho. Ciência Rural, Santa Maria, v. 43, n. 12, p. 2297-2303, 2013.

CASTANHEIRA, É. G.; FREIRE, F. Greenhouse gas assessment of soybean production: implications of land use change and different cultivation systems. Journal of Cleaner Production, Oxford, v. 54, n. 1, p. 49-60, 2013. DOI: 10.1016/j.jclepro.2013.05.026

CLAUDINO, E. S.; TALAMINI, E. Análise do Ciclo de Vida (ACV) aplicada ao agronegócio - uma revisão de literatura. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 17, n. 1, p. 77-85, 2013. DOI: 10.1590/S1415-43662013000100011

COMITRE, V. Avaliação energética e aspectos econômicos da soja na região de Ribeirão Preto, SP. 1993. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola/Planejamento Agropecuário) - Faculdade de Engenharia Agrícola, Universidade Estadual de Campinas, Campinas.

COMPANHIA NACIONAL DE ABASTECIMENTO - CONAB. Custos de produção agrícola: a metodologia da Conab. Brasília: Conab, 2010. 60 p.

CUNHA, J. P. B.; CAMPOS, A. T.; MARTINS, F. G. L.; PAULA, V. R.; VOLPATO, C. E. S.; SILVA, F. C. Demanda energética de diferentes manejos de solo no cultivo de milho. Bioscience Journal, Uberlândia, v. 31, n. 3, p. 808-817, 2015. DOI: 10.14393/BJ-v31n3a2015-22431

FADARE, D. A.; BAMIRO, O. A.; ONI, A. O. Energy analysis for production of powdered and pelletised organic fertilizer in nigeria. Journal of Engineering and Applied Sciences, Cairo, v. 4, n. 4, p. 75-82, 2009.

FERRARO JUNIOR, L. A. Proposição de método de avaliação de sistemas de produção e de sustentabilidade. 1999. Dissertação (Mestrado em Fitotecnia) - Universidade de São Paulo, Piracicaba.

FERREIRA, F. F.; NEUMANN, P. S.; HOFFMANN, R. Análise da matriz energética e econômica das culturas de arroz, soja e trigo em sistemas de produção tecnificados no Rio Grande do Sul. Ciência Rural, Santa Maria, v. 44, n. 2, p. 380-385, 2014. DOI: 10.1590/S0103-84782013005000157

INAGAKI, M. N.; JUNQUEIRA, C. P.; BELLON, P. P. Desafios da produção de soja orgânica como determinante à implantação de seu cultivo para fins comercias na região oeste do Paraná. Revista Gestão e Sustentabilidade Ambiental, Florianópolis, v. 7, n. 1, p. 682-699, 2018. DOI: 10.19177/rgsa.v7e12018682-699

INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE - IPCC. Guidlines for national greenhouse gas inventories. Genebra: IPCC, 2006. Disponível: http://www.ipccnggi.iges.or.jp/public/2006gl. Acesso em: 2 mar. 2015.

MACEDO, I. C.; LEAL, M. R. L. V.; SILVA, J. E. A. R. Balanço das emissões de gases do efeito estufa na produção e no uso do etanol no Brasil. São Paulo: Secretaria do Meio Ambiente, 2004. 34 p.

MACEDÔNIO, A. C.; PICCHIONI, S. A. Metodologia para o cálculo do consumo de energia fóssil no processo de produção agropecuária. Curitiba: Secretaria de Estado da Agricultura, 1985. 95 p.

MOURAD, A. L.; WALTER, A. The energy balance of soybean biodiesel in Brazil: a case study. Biofuels, Biofuels, Bioproducts and Biorefining, Hoboken, v. 5, n. 2, p. 185-197, 2011. DOI: 10.1002/bbb.278

PIMENTEL, D. Handbook of energy utilization in agriculture. Boca Raton: CRC Press, 1980. 475 p.

PIRES, A. C.; RABELO, R. R.; XAVIER, J. H. V. Uso potencial da análise do ciclo de vida (ACV) associada aos conceitos da produção orgânica aplicados à agricultura familiar. Cadernos de Ciência & Tecnologia, Brasília, v. 19, n. 2, p. 149-178, 2002.

QUADROS, K. R.; KOKUSZKA, R. Balanço energético em sistemas de produção convencional e agroecologico de feijão, na região de Rebouças-PR. Revista Brasileira de Agroecologia, Cruz Alta, v. 2, n. 1, p. 50-54, 2007.

QUEIROZ, G. C.; GARCIA, E. E. C. Reciclagem de sacolas plásticas de polietileno em termos de inventário de ciclo de vida. Revista Polimeros, São Carlos, v. 20, n. 1, p. 401-406, 2010. DOI: 10.1590/S0104-14282011005000003

RAUCCI, G. S. Greenhouse gas assessment of Brazilian soybean production and postharvest nitrous oxide emissions from crop residues decomposition. 2015. Dissertação (Mestrado em Química na Agricultura e Ambiente) - Universidade de São Paulo, Piracicaba.

RIQUETTI, N. B. Produtividade, eficiência energética e econômica em semeadura cruzada de soja. 2014. Tese (Doutorado) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Botucatu.

SÁ, J. M.; URQUIAGA, S.; JANTALIA, C. P.; SOARES, L. H. B.; ALVES, B. J. R.; BODDEY, R. M.; MARCHÃO, R. L.; VILELA, L. Balanço energético da produção de grãos, carne e biocombustíveis em sistemas especializados e mistos. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 48, n. 10, p. 1323-1331, 2013. DOI: 10.1590/S0100-204X2013001000003

SANTOS, H. P.; FONTANELI, R. S.; SPERA, S. T.; DREON, G. Conversão e balanço energético de sistemas de produção com integração lavoura-pecuária, sob plantio direto. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, Recife, v. 8, n. 1, p. 1-7, 2013. DOI: 10.5039/agraria.v8i1a1392

SOARES, L. H. B.; ALVES, B. J. R.; BODDEY, R. M.; URQUIAGA, S. Mitigação das emissões de gases efeito estufa pelo uso de etanol da cana-de-açúcar produzido no Brasil. Seropédica: EMBRAPA Agrobiologia, 2009. 14 p. (Circular técnica, 27).

SOUZA, J. L. Balanço energético em cultivos orgânicos de hortaliças. 2006. Tese (Doutorado em Fitotecnia) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG.

SOUZA J. L.; CASALI, V. W. D.; SANTOS, R. H. S.; CECON, P. R. Balanço e análise da sustentabilidade energética na produção orgânica de hortaliças. Horticultura Brasileira, Brasília, v. 26, n. 4, p. 433-440, 2008. DOI: 10.1590/S0102-05362008000400003




DOI: http://dx.doi.org/10.5433/1679-0359.2019v40n6Supl3p3461

Semina: Ciênc. Agrár.
Londrina - PR
E-ISSN 1679-0359
DOI: 10.5433/1679-0359
E-mail: semina.agrarias@uel.br
Este obra está licenciado com uma Licença Creative Commons Atribuição-NãoComercial 4.0 Internacional