Intensificación agropecuaria evaluada por indicadores de sustentabilidad ambiental

Agricultural intensification evaluated by environmental sustainability indicators

Gil, S.B.*¹, M.A. Herrero¹, M.C. Flores¹, M.L. Pachoud² y M.M. Hellmers²

¹Departamento de Producción Animal. Facultad de Ciencias Veterinarias. Universidad de Buenos Aires. Av. Chorroarín 280 (1427). Ciudad de Buenos Aires. Argentina. *correspondencia: sgil@fvet.uba.ar
²Facultad de Ingeniería y Ciencias Económico Sociales. Universidad Nacional de San Luis. 25 de Mayo 384. Villa Mercedes. San Luis. Argentina.

Este trabajo se realizó con el financiamiento de los Proyectos V050 y V015 Programa UBACyT (Universidad de Buenos Aires) y PROIPRO 50303 (FICES - Universidad Nacional de San Luis).

RESUMEN

Se compararon 19 establecimientos agropecuarios, (superficie total 3654 hectáreas), mediante indicadores de sustentabilidad agro-ambiental, para evaluar cómo el proceso de adopción de tecnologías de producción influye en un agro-ecosistema con incipiente intensificación en el uso de la tierra, en la zona semiárida central de Argentina. Se identificaron prioridades de capacitación y extensión para productores según escala de producción. Originariamente el área correspondía a pastizales y bosques de caldén (Prosopis caldenia) con ganadería vacuna. Se aplicaron como variables: uso de la tierra por cultivos anuales (CA), y como indicadores: consumo de energía fósil (EF) y eficiencia de su utilización (EEF), balances de nitrógeno (BN) y fósforo (BP), riesgo de contaminación por plaguicidas (RPL), riesgo de erosión (RE), cambio de stock carbono en suelo (CSC) y balance de gases efecto invernadero (GEI), evaluándolos según escala de gravedad. Los predios fueron analizados individualmente y agrupados según tamaño (< 80 ha y >81 ha). Se observaron diferencias significativas (p<0,05), entre los grupos de predios chicos y grandes para los indicadores EF, BN, RPL, RE y GEI. Individualmente destacan altos valores de EEF en predios chicos (>2 Mj EF utilizado/Mj EF producto) y valores negativos de BP en el 68% de los predios (hasta -14,4 kg P/ha/año), relacionándolo a la incorporación de soja sin restitución por fertilizantes. Los BN no señalan riesgo de contaminación (entre -4,7 a 41,7 kg N/ha/año). El CSC presentó valores problemáticos en campos chicos, por la utilización de labranzas convencionales para cultivos forrajeros. El GEI reflejó las mayores emisiones de metano en los predios grandes, debido al sistema pastoril de alimentación. Las actividades de capacitación deberían orientarse según escala. La utilización de indicadores permitió conocer el impacto de prácticas agropecuarias a nivel de predio y de zona, según escala de producción, mostrando que la actual intensificación del sector no ha impactado aún gravemente al medio.

Palabras clave: Eficiencia energética. Carbono. Optimización. Capacitación. Gestión ambiental.

SUMMARY

The aim of the study was to evaluate how technology adoption processes influence agro-ecosystems with incipient land use intensification, in a rural semiarid area of San Luis province, Argentina, using environmental sustainability indicators at farm and regional level. For this purpose a comparison of 19 farms (3654 ha) was carried out. Training and extension priorities for producers were identified during this study. The original vegetation corresponded to grassland and Prosopis caldenia forests with beef cattle production. The environmental sustainability indicators were: Land use -% of annual crops (CA)- (a variable); Fossil energy use (EF); fossil energy use efficiency (EEF); nitrogen balance (BN); phosphorus balance(BP); pesticide contamination risk (RPL); soil erosion risk (RE); changes in soil carbon stock (CSC) and greenhouse gases balance (GEI), evaluated according to severity scale. Farms were analyzed individually and grouped by size (<80 ha and >81 ha). Statistically significant differences (p<0.05) were observed between small and big farms for indicators EF, BN, RPL, RE and GEI. High values of EEF are important in small farms (>2 Mj EF used/Mj EF product), and negative values of BP in the 68% of the farms (up to -14.4 kgP/ha/year). Both can be related to soybean introduction without extensive fertilizers use. Nitrogen balance do not indicate contamination risk (between -4.7 and 41.7 kg N/ha/ year). Conventional tillage in forages is the cause of high CSC values in small farms. The methane emissions in big farms, were reflected by the higher values of GEI indicator because of their grazing systems. Training activities should be farm scale oriented . The use of these indicators has made it possible to understand the impact of agricultural practices at farm and at regional level in relation to production scale. These indicators show that today's Villa Mercedes farm area intensification has not had a serious impact on their environment yet.

Key words: Energy efficiency. Carbon. Optimization. Training. Environmental management.

Introducción

La vulnerabilidad del medio ambiente y la irreversibilidad de muchos procesos son hechos que obligan a evaluar tempranamente el impacto real que pueden ocasionar los sistemas de producción agropecuarios. Cobra fundamental importancia el concepto de aprovechamiento racional, uso susten-table y vulnerabilidad, debido a que el uso y manejo que se haga del ecosistema, limitará su aprovechamiento futuro. Un ejemplo son los trabajos de Herrero et al. (2000 y 2006) y Sweeten et al. (1995), que ponen de manifiesto la contaminación de las aguas por los aportes de nitrógeno procedentes de los efluentes derivados de las actividades ganaderas y que condicionan hoy el uso de estas fuentes de agua.

Varios de los impactos en el ecosistema pueden ser monitoreados y medidos a través de indicadores agroecológicos. Se prefieren aquellos basados en los efectos ambientales producidos por las prácticas agropecuarias y que arrojen un valor con unidades de medida (mg/l, kg/ha, etc.) como los indicadores agroecológicos o agroam-bientales de Girardin et al. (2000), que evalúan los efectos de las distintas prácticas agropecuarias sobre los diferentes componentes del agroecosistema. En los últimos años, el INTA-Bolsa de Cereales (2005) y Viglizzo et al. (2006) han trabajado con esta metodología y desarrollado un grupo de indicadores de sustentabilidad agroam-biental para producciones agropecuarias extensivas o semiintensivas que consta de 12 indicadores relacionados con el suelo, agua, aire, biodiversidad y funciones ecológicas críticas (flujo de la energía, ciclos minerales, procesos hidrológicos, etc.).

Los objetivos del trabajo fueron: a) Evaluar a través de indicadores de susten-tabilidad ambiental, cómo el proceso de adopción de tecnologías de producción agropecuarias influye en el agro-ecosistema de un área semiárida con incipiente intensificación en el uso de la tierra, en la provincia de San Luis (Argentina). b) Identificar prioridades de capacitación y extensión para productores de diferente escala de producción, respecto de prácticas agropecuarias que tengan un mayor efecto negativo sobre el ambiente.

Material y métodos

ÁREA DE ESTUDIO

Fue seleccionado un sector de 4035 hectáreas y 32,6 km de perímetro en la zona rural suburbana de la ciudad de Villa Mercedes, (Cuenca del Río Quinto, Departamento de General Pedernera) San Luis, Argentina (figura 1). Originariamente el área correspondía a ganadería de cría bovina sobre pastizales y bosques de caldén (Prosopis caldenia), sin utilización de plaguicidas ni fertilizantes, según Cabrera (1953), visualizándose una incipiente intensificación en el uso agropecuario de la tierra, Viglizzo et al. (1995). El sector elegido presenta una variedad de situaciones agro-productivas representativas para la región, estimándose un % de roturación del suelo de entre un 30 a un 50%, incorporando engorde bovino, producción de leche y escasa agricultura.

Se hallan en el área, 3 establecimientos de producción de leche, 10 de carne vacuna, 1 de agricultura, 1 de agricultura + leche, 2 de agricultura + carne vacuna, 1 de agricultura + leche + carne y 1 que se usaba sólo como vivienda.

Se utilizó información de clima y suelo de la zona recopilada por el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria -INTA- (1998 y 2000). Se recorrió la zona para identificar todos los establecimientos considerando los diferentes tamaños de explotación y tipo de actividad agroganadera, obteniéndose un total de 26 predios catastrales a ser estudiados. De éstos se hallaron 7 abandonados. Se procedió a tomar contacto con los 19 productores restantes en actividad. Cada uno fue encuestado en una entrevista personal.

Se utilizó el diseño de encuestas de Gárgano et al. (1988 y 2001) con el fin de recolectar la máxima información fiable para el período julio 2004- junio 2005, con el fin de caracterizar los sistemas según: uso del suelo, actividades agropecuarias desarrolladas, estructura de los rodeos y sus parámetros productivos, recursos forrajeros, cultivos de cosecha y rendimientos e insumos utilizados para las distintas actividades agroganaderas. La información obtenida permitió realizar los cálculos de los indicadores.

Se seleccionaron los indicadores según metodología de Girardin et al. (2000) utilizados en el AGROECOINDEX-INTA^®, publicado por el INTA - Bolsa de Cereales (2006) y Viglizzo et al. (2003, 2006), con una escala de valores construida para cada uno, en función de las situaciones agroambientales estudiadas en 120 establecimientos, para ser usada como base de comparación. Para facilitar su interpretación desarrollaron una escala de 5 rangos de gravedad (sin problema; alerta; gravedad leve; grave y muy grave) que permiten diagnosticar el estado ambiental de cada componente afectado y por ende, del predio en su totalidad. Dicha escala fue utilizada para interpretar los valores de los indicadores.

Se calcularon los indicadores para el ejercicio 2004-2005, para cada establecimiento tomado como una unidad y se ejemplificó un establecimiento tipo de 60 años atrás, según información de Cabrera, 1953, para su comparación.

El uso de la tierra define el propósito por la cual es ocupada. Los diferentes patrones de uso de la tierra se estiman mediante factores de ocupación relativa, geográfica y temporal, debidos a distintas actividades agropecuarias. En este trabajo se utilizará uno de los componentes del uso de la tierra, el % de cultivos anuales (CA), como variable en el proceso de análisis de los indicadores aplicados. Los indicadores que se utilizaron se señalan a continuación:

- Consumo de energía fósil (EF) (Mj/ año): expresa el costo energético total de los distintos insumos y actividades agropecuarias, expresados en megajulios de energía fósil.

- Eficiencia de uso de energía fósil (EEF) (MjEF consumida/Mj producto/año): relación insumo/producto obtenida a partir del cociente entre el consumo de EF y los costos energéticos de los productos generados por las actividades correspondientes.

- Balance de nitrógeno y balance de fósforo (BN y BP) (kg N-P/año): diferencia entre ingresos y egresos cuantificables de cada mineral en el establecimiento estudiado. En el cálculo de los egresos se considera el nutriente exportado a través de los productos: carne, grano y leche. Las vías de ingreso de N y P consideradas son los fertilizantes y alimentos importados desde fuera del predio, agregándose para N las precipitaciones, y fijación biológica por leguminosas.

]]> - Riesgo relativo de contaminación por plaguicidas (RPL): índice relativo que valora el riesgo de contaminación por plaguicidas en forma comparativa.

- Riesgo de erosión hídrica y eólica (RE) (t suelo/año): se encuentra afectado por la cobertura relativa del cultivo, aptitud relativa del suelo, tipo de labranza usada, grado de pendiente, riego, precipitaciones.

- Cambios en el stock de carbono (C) en el suelo (CSC) (t C/año): se encuentra afectado por el uso histórico de la tierra, tipo de labranza y manejo de los rastrojos.

- Balance de gases efecto invernadero (GEI) (t CO₂ equivalente/año): se estima a partir de tres grandes fuentes de emisión: -materia orgánica de los suelos y su tenor de C, -producción de dióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄ ) y óxido nitroso (N₂O), resultantes de actividades forestales, agrícolas y ganaderas, y -producción de CO₂ por consumo de energía fósil. Estas emisiones se valoran en forma conjunta mediante coeficientes según su potencial de calentamiento global, que los convierten en emisión de CO₂ equivalente.

Los resultados de los indicadores de sustentabilidad ambiental se expresaron por hectárea para cada predio y representaron gráficamente en función de la superficie de los establecimientos, con el fin de compararlos en forma individual. También fueron expresados por superficie total de cada predio (valores totales) como figura en Domburg et al. (2000), para mostrar la incidencia ambiental de cada variable en el área considerada. Se realizó un análisis de correlación entre los valores totales de los indicadores de los 19 establecimientos utilizando el coeficiente de correlación de rangos de Spearman (InfoStat, 2007).

Los predios fueron divididos en 2 grupos según el valor de la superficie correspondiente a la mediana (80 hectáreas): 10 predios chicos (5 a 80 ha) y 9 grandes (129 a 680 ha). Se aplicó la prueba de la mediana a los indicadores y a la variable CA para analizar si los valores centrales de los indicadores difieren con la escala de producción. Para describir la contribución de cada indicador por grupo respecto del área total, se realizó la sumatoria de los valores totales de los indicadores de los 10 predios chicos, por un lado, y de los 9 predios grandes por otro, y luego se la expresó en forma relativa al total. A partir de esta información se seleccionaron aquellos aspectos prioritarios para la capacitación, según escala productiva.

Resultados y discusión

Los 19 establecimientos representan el 90,55% (3654 ha) de la superficie total (4035,3 ha) de la zona en estudio y el 9,45% restante (381,3 ha), corresponde a los predios abandonados.

Características edafoclimáticas generales: clima pampeano semiárido, régimen hídrico anual promedio de 588,2 mm, con el 77% del total anual en el semestre cálido, con temperaturas extremas marcadas: verano 22,4^oC, invierno 8,3^oC, siendo la media anual de 15^oC. La fecha media de la primera helada es el 22 de abril (± 20 días) y la última el 19 de octubre (± 20 días) y la velocidad media del viento de 8 km/h. Según Veneciano et al. (2000), la evapotranspiración real es de 1500 mm/año. Los suelos corresponden a dos series: Fraga y Villa Mercedes, clase textural franco-arenosa con una retención de agua estimada de 140 mm en 1 m de suelo. La materia orgánica en la zona es del orden de 1,4% y la pendiente general del 0,5 a 1%, según datos del INTA (2000).

La figura 2 muestra que no existe una asociación entre CA y tamaño de los predios. En las figuras 3 y 4 se realizaron diagramas de dispersión entre los resultados de los indicadores EF, EEF, BN y BP para cada predio, y el tamaño de los establecimientos. Se señaló el valor inferior del rango sin problema y el superior del rango grave, según Viglizzo et al. (2006), dado que los resultados obtenidos se ubicaron entre ellos.

Con respecto a EF y EEF, destaca una gran dispersión en los predios chicos (figura 3) con un promedio y desvío para EF de 5138 ± 5120 Mj EF/ha/año, con valor máximo de 19 412, considerado grave y para EEF de 4,13 ± 6,08 Mj EF/Mj EF producto, con un máximo de 24,2, considerado muy grave, ambos para un predio de 12 ha que roturó el 100% de su superficie con arado de reja.

Estas diferencias con los predios mayores a 180 ha podrían deberse a que en los predios muy chicos, mayormente ganaderos, los gastos energéticos de estructura para el funcionamiento (combustible para la camioneta, electricidad para la vivienda o uso del tractor) quedan poco diluidos, incidiendo, por lo tanto, con mayor preponderancia por unidad de producto (carne y leche) o por unidad de superficie. Es decir, se gastaría lo mismo en combustible para ir al pueblo en vehículo a buscar un medicamento, sean 10 o 50 animales en producción. Esta situación es la que incide en forma proporcional en los resultados del indicador. Cuando se comparan con los valores obtenidos para el predio original de 200 ha, estos resultados son coincidentes (rango sin problema) dado que el consumo de EF fue de 21,62 Mj EF y la EEF fue de 0,05 Mj EF/ Mj EF producto.

Para el resto de los indicadores, expresados por hectárea, los valores obtenidos no representan riesgos actuales de contaminación. El valor del promedio y desvío para RPL fue 2,93±5,69, con un solo predio de 550 hectáreas, con un RPL= 22, considerado alerta, el cual podría coincidir con la siembra de soja con labranza cero o directa y por ende, utilización de pesticidas. Para GEI, el promedio fue 4,8±2,64 t CO₂ eq/ha/año, con un valor máximo de 12, considerado alerta. Para RE, fue 6,82±5,39 t/ha/año de pérdida de suelo, con valores entre 0 y 17, este último considerado alerta; y para CSC el promedio fue -0,06±0,08 t C/ha/año, con dos predios pequeños que se acercaron a los valores del rango considerado grave (-0,2 t C/ha/año). Esto podría deberse a que en la proporción del establecimiento (alrededor del 30% de la superficie) en la cual han incorporado cereales, las labranzas son de tipo convencional (arado de reja y discos), siendo este tipo de labranzas las que tienen mayor incidencia en la pérdida de suelo, comparado con los predios grandes que incorporan la siembra directa, que tiene menor efecto respecto a dicha pérdida. Los valores de los indicadores RPL (0), RE (-0,38 t/ha/año), CSC (0 t C/ha/año) y GEI (0,49 t CO₂ eq/ha/año), para el predio considerado como original, son consistentes con una situación prácticamente no disturbada en un sistema de producción de carne muy extensivo.

Los resultados del análisis de correlación de Spearman se indican en la tabla II. El CA, considerado como la variable de mayor relevancia para evaluar cambios en la intensidad de uso de las tierras, correlaciona solamente con RE y CSC -indicadores en referencia al suelo-, mostrando en ambos que existe pérdida del mismo. El EF, no correlaciona con BN y BP, coincidiendo con la escasa utilización de fertilizantes y de alimentos externos al predio. La EEF correlaciona con RE, esto puede ser debido al uso de labranzas convencionales que utilizan mayor cantidad de energía, sin observarse rendimientos acordes a esta situación.

El BN correlaciona solamente con GEI, pudiéndose explicar por el aporte de óxidos nitrosos (N₂O) provenientes, en su mayoría, de la volatilización del nitrógeno existente en excretas animales y fertilizantes, y de las labranzas de suelos donde ha habido fijación de N por leguminosas (pasturas y cultivo de soja).

Al comparar los 2 grupos según tamaño (mediana del grupo de predios chicos= 28,5 ha y del grupo de predios grandes= 300 ha), se encontraron diferencias significativas para los indicadores EF, BN, RPL, RE y GEI (tabla III). Si bien la totalidad de los predios del grupo chico consumió menos EF que el total del grupo grande, no se encontraron diferencias entre los valores centrales de EEF. Se encuentran diferencias significativas en BN con valores mayores en el grupo grande, por el uso de pasturas con leguminosas, cultivos de soja con fertilización con urea en un caso, y con fosfato di amónico en otro, ambos para cultivos de soja. No existieron diferencias significativas en el BP entre grupos dada la casi nula restitución de dicho nutriente vía fertilizantes.

El RE fue significativamente diferente, con valores mayores en el grupo grande, sin acompañarse de diferencias significativas en la pérdida de carbono del suelo. Por las encuestas se evidenció que los predios con superficie de hasta 80 ha, utilizan todavía labranza convencional en la totalidad de la superficie que roturan, con excepción de un establecimiento que emplea labranza reducida. En los predios de mayor tamaño, se observa la inclusión de labranzas como la siembra directa, que resultan en menores pérdidas de carbono del suelo.

En la tabla IV se muestran las contribuciones de ambos grupos de predios al área total, para cada indicador (en valores absolutos y en porcentajes). La superficie acumulada del grupo de predios chicos (< 80 ha), fue de 375 ha representando un 10,26%, y de los predios grandes (>81 ha) fue de 3279 ha, representando un 89,74%. El CA en el total del área relevada fue de 53,17%. De las 375 ha del grupo de predios chicos, un 46,4% de la superficie (174 ha) fue afectada por roturación anual y en el caso del grupo de predios grandes, un 53,96% (1769 ha), mostrando valores de roturación similares en ambos grupos y confirmando la información presentada en la figura 2.

Aquellos indicadores cuyos valores contribuyeron en proporciones distintas al 10% para el grupo chico y al 90% para el grupo grande, muestran que la incidencia fue distinta según tamaño de predio. Se observa principalmente para la EEF, BP, RPL, CSC y GEI. La importancia radica en identificar si el grupo que más incide negativamente en la sustentabilidad agroambiental es el de predios grandes.

La evaluación recientemente realizada provee información valiosa para discernir y priorizar actividades de capacitación y extensión en aspectos productivos vinculados a la sustentabilidad ambiental, para productores de diferentes escalas de producción. En el caso de los predios grandes sería importante concentrarse en mejorar la reposición del P vía fertilizantes, para no incurrir en una degradación del nutriente en tan grandes extensiones. Así también, en la utilización racional de plaguicidas en los cultivos que han introducido (preferentemente soja). En los de menor tamaño sería importante orientar actividades de capacitación que difundieran técnicas de labranzas que no solo disminuyen el consumo de combustible, y en consecuencia mejore la EEF, sino también disminuyan los valores de pérdida de carbono del suelo.

Conclusiones

La utilización de indicadores de susten-tabilidad ambiental ha permitido conocer el impacto que las prácticas agropecuarias tienen en un agro-ecosistema determinado, no sólo al nivel de predio individual sino también en forma zonal, en función de la escala de producción.

La actual intensificación del sector rural de Villa Mercedes no ha impactado aún gravemente al medio, según valores de los indicadores utilizados. Sin embargo, la intensificación incipiente en el uso de la tierra, asociada principalmente al cultivo de soja, ha desplazado a la ganadería a zonas más marginales y de menor calidad, o ha concentrado el número de animales en superficies más reducidas dentro del predio, con el fin de utilizar la tierra de mejor aptitud para este cultivo. Estos cambios en el uso de la tierra, junto al incremento en el uso de plaguicidas y fertilizantes, podrían derivar la situación actual hacia otra más perturbada.

Agradecimientos

Los autores quieren agradecer a los productores que respondieron las encuestas.

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