Energy efficiency in maize crops in different regions of Brazil / Eficiência energética na cultura do milho cultivado em diferentes regiões brasileiras

Assessment of energy efficiency (EE) enables the evaluation of the sustainability of agrosystems, as well as decision-making regarding reduction in production costs and environmental pollution and even to increase production in a sustainable way. In this context, the objective of this study was to assess energy efficiency in maize in different regions of Brazil. For this purpose, 32 areas of maize crop distributed across the major producing states and regions were assessed. Energy inputs and outputs of agricultural operations and/ or agricultural inputs were calculated by multiplying the amount used by their calorific value or energy coefficient at each stage of production. Energy efficiency was calculated as the ratio between the total output energy and the total input energy during the production process. For every megajoule (MJ) of energy consumed in the production of second-crop maize and first-crop maize seasons, 9.9 and 8.7 MJ respectively of renewable energy were produced in the form of grain. In both maize cropping seasons, most of the energy use was attributed to fertilizers, herbicides and fuel. To be representative the evaluation of energy efficiency of the maize crop should be performed in different Brazilian cultivation regions, as it will represent different edaphoclimatic and management conditions spread over the national territory within an agricultural year(AU)

A avaliação da eficiência energética (EE) pode evidenciar a sustentabilidade dos agrossistemas e a tomada de decisões relativas à redução dos custos de produção, poluição do ambiente e até mesmo aumento de produção de forma sustentável. Diante deste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência energética na cultura do milho em diferentes regiões brasileiras. Para isso, foram avaliadas 32 áreas de milho distribuídas pelos principais estados das regiões produtoras desta cultura. As entradas e saídas de energia das operações agrícolas e/ou insumos utilizados foram calculadas pela multiplicação da quantidade utilizada pelo seu poder calorífico ou coeficiente energético em cada etapa de produção. A eficiência energética foi obtida pela razão entre a quantidade de energia total de saída e o consumo total de energia durante o processo produtivo. Para cada 1,0 MJ de energia consumida na produção de milho safrinha e safra, produziu-se respectivamente 9,9 e 8,7 MJ de energia renovável, na forma de grãos desta cultura. Os principais gastos energéticos foram com fertilizantes, herbicidas e combustível. A avaliação da eficiência energética na cultura do milho para ser bem representativa deve ser realizada em diferentes regiões brasileiras de cultivo, pois assim representará diferentes condições edafoclimáticas e de manejo espalhadas pelo território nacional dentro de um ano agrícola.(AU)

Energy use efficiency in soybean crops in different regions of Brazil / Eficiência energética na cultura da soja cultivada em diferentes regiões brasileiras

The soybean crop in Brazil has been growing in area and productivity in recent years and the analysis of its energy efficiency is very important to guarantee the sustainability of the production system. Assessment of energy efficiency (EE) enables the evaluation of the sustainability of agrosystems, as well as decision-making regarding the reduction in production costs and negative environmental impacts. In this context, the objective of this study was to assess energy efficiency of soybean in different regions of Brazil. For this purpose, 29 areas of soybean across the major producing states were assessed. Energy inputs and outputs of agricultural operations and/or agricultural inputs were calculated by multiplying the amount used by their calorific value or energy coefficient at each stage of production. Energy efficiency was calculated as the ratio between the total output energy and the total input energy during the production process. For every MJ of energy consumed in the production of soybean crop, 6.1; 6.7; 7.1 and 7.2 MJ of energy were produced in the form of grain, respectively in the areas assessed in the Midwest, northeast, southeast and south regions of Brazil. Generally, the main energy expenditure on soybean cultivation in different regions of Brazil was with fertilizers, seeds and herbicides. The adverse weather conditions of the year / harvest evaluated in the south-central region of Brazil resulted in low soybean yields and consequently resulted in lower energy efficiency in these regions. The evaluation of energy efficiency in soybean crops to be representative must be carried out in different regions and edaphoclimatic conditions.

A cultura da soja no Brasil vem crescendo em área e produtividade nos últimos anos e, com isso, a análise de sua eficiência energética é muito importante para garantir a sustentabilidade do sistema produtivo. A avaliação da eficiência energética (EE) pode evidenciar a sustentabilidade dos agrossistemas e a tomada de decisões relativas à redução dos custos de produção e poluição do ambiente. Diante deste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência energética na cultura da soja em diferentes regiões brasileiras. Para isso, foram avaliadas 29 áreas de soja distribuídas pelos principais estados produtores desta cultura. As entradas e saídas de energia das operações agrícolas e/ou insumos utilizados foram calculadas pela multiplicação da quantidade utilizada pelo seu poder calorífico ou coeficiente energético em cada etapa de produção. A eficiência energética foi obtida pela razão entre a quantidade de energia total de saída e o consumo total de energia durante o processo produtivo. Para cada MJ de energia consumida na produção da soja, 6,1; 6,7; 7,1 e 7,2 MJ de energia foram produzidos na forma de grãos de soja, respectivamente nas áreas avaliadas nas regiões Centro-Oeste, Nordeste, Sudeste e Sul do Brasil. Em uma média geral, os principais gastos energéticos no cultivo de soja em diferentes regiões do Brasil foram com fertilizantes, sementes e herbicidas. As condições climáticas adversas do ano/safra avaliado na região centro-sul do Brasil resultaram em baixas produtividades de soja e, consequentemente, interferiram na menor eficiência energética nessas regiões. A avaliação da eficiência energética na lavoura de soja para ser bem representativa deve ser realizada em diferentes regiões e condições edafoclimáticas.

Energy efficiency and emissions of CO2, CH4, and N2O in organic and conventional rice production / Eficiência energética e emissões de CO2, CH4 e N2O em arroz sob cultivo orgânico e convencional

Rice is the second-most produced cereal worldwide and actively contributes to greenhouse gas (GHG) emissions, particularly methane, especially under deepwater production. Assessments of energy efficiency (EE) and GHG emissions can indicate the sustainability level of agrosystems and support decisions related to the reduction of production costs and environmental pollution. This study aimed to assess both EE and GHG emissions in organic and conventional rice production in the Southern region of Brazil. For this study, eight rice fields were evaluated. Energy inputs and outputs were calculated by multiplying the production input amounts by their respective calorific values or energy coefficients at each stage of production. EE was determined using the ratio between the total energy output and the total energy consumed during the production process. GHG emissions were estimated using the principles of the lifecycle assessment methodology in addition to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) recommendations. Each 1.0 MJ consumed during the production of organic and conventional rice produced renewable energy averages of 10.5 MJ and 7.90 MJ, respectively, as grains. The primary energy expenses for organic rice were represented by seeds, fuel, tractors, and agricultural machinery and implements, and those for conventional rice were seeds, fuel, and fertilizers. Each kilogram of organic and conventional rice produced accounted for the emission of 0.21 and 0.32 kg of CO2eq, respectively, during the production cycles and delivery to the warehouse, with seeds, fuel, and fertilizers being the main sources of CO2eq emissions to the atmosphere.

O arroz é o segundo cereal mais cultivado no mundo e contribui ativamente nas emissões de GEE, principalmente em áreas produzidas sob inundação, com destaque para a produção de gás metano. A eficiência energética (EE) e as emissões de gases de efeito estufa (GEE) podem indicar o nível de sustentabilidade dos agrossistemas e a tomada de decisões relativas à redução dos custos de produção e poluição do ambiente. O objetivo deste trabalho foi avaliar a EE e emissões de GEE nas culturas do arroz sob cultivo orgânico e convencional na região sul do Brasil. Para isso, foram avaliadas oito áreas de arroz. As entradas e saídas de energia foram calculadas pela multiplicação da quantidade de produtos utilizados para a produção de arroz pelos seus respectivos poderes caloríficos ou coeficientes energéticos em cada etapa de produção. A EE foi obtida pela razão entre a quantidade de energia total de saída e o consumo total de energia durante o processo produtivo. Para estimar a emissão de GEE, foram aplicados princípios da metodologia de avaliação do ciclo de vida e recomendações do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). Para cada 1,0 MJ de energia consumida na produção orgânica de arroz sob os sistemas orgânico e convencional, se produziram respectivamente em média, 10,5 MJ e 7,90 MJ de energia renovável, na forma de grãos. Os principais gastos energéticos no arroz orgânico foram com sementes, combustível, tratores, máquinas e implementos agrícolas e para o arroz convencional foram sementes, combustível e fertilizantes. Para cada 1 kg de grãos dos sistemas orgânicos e convencional são emitidos respectivamente 0,21 e 0,32 kg de CO2eq durante seus ciclos de produção e entrega no armazém, sendo as sementes, combustíveis e fertilizantes as principais fontes de emissão de CO2eq à atmosfera.

Energy efficiency and emissions of CO2, CH4, and N2O in organic and conventional rice production / Eficiência energética e emissões de CO2, CH4 e N2O em arroz sob cultivo orgânico e convencional

Rice is the second-most produced cereal worldwide and actively contributes to greenhouse gas (GHG) emissions, particularly methane, especially under deepwater production. Assessments of energy efficiency (EE) and GHG emissions can indicate the sustainability level of agrosystems and support decisions related to the reduction of production costs and environmental pollution. This study aimed to assess both EE and GHG emissions in organic and conventional rice production in the Southern region of Brazil. For this study, eight rice fields were evaluated. Energy inputs and outputs were calculated by multiplying the production input amounts by their respective calorific values or energy coefficients at each stage of production. EE was determined using the ratio between the total energy output and the total energy consumed during the production process. GHG emissions were estimated using the principles of the lifecycle assessment methodology in addition to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) recommendations. Each 1.0 MJ consumed during the production of organic and conventional rice produced renewable energy averages of 10.5 MJ and 7.90 MJ, respectively, as grains. The primary energy expenses for organic rice were represented by seeds, fuel, tractors, and agricultural machinery and implements, and those for conventional rice were seeds, fuel, and fertilizers. Each kilogram of organic and conventional rice produced accounted for the emission of 0.21 and 0.32 kg of CO2eq, respectively, during the production cycles and delivery to the warehouse, with seeds, fuel, and fertilizers being the main sources of CO2eq emissions to the atmosphere.(AU)

O arroz é o segundo cereal mais cultivado no mundo e contribui ativamente nas emissões de GEE, principalmente em áreas produzidas sob inundação, com destaque para a produção de gás metano. A eficiência energética (EE) e as emissões de gases de efeito estufa (GEE) podem indicar o nível de sustentabilidade dos agrossistemas e a tomada de decisões relativas à redução dos custos de produção e poluição do ambiente. O objetivo deste trabalho foi avaliar a EE e emissões de GEE nas culturas do arroz sob cultivo orgânico e convencional na região sul do Brasil. Para isso, foram avaliadas oito áreas de arroz. As entradas e saídas de energia foram calculadas pela multiplicação da quantidade de produtos utilizados para a produção de arroz pelos seus respectivos poderes caloríficos ou coeficientes energéticos em cada etapa de produção. A EE foi obtida pela razão entre a quantidade de energia total de saída e o consumo total de energia durante o processo produtivo. Para estimar a emissão de GEE, foram aplicados princípios da metodologia de avaliação do ciclo de vida e recomendações do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). Para cada 1,0 MJ de energia consumida na produção orgânica de arroz sob os sistemas orgânico e convencional, se produziram respectivamente em média, 10,5 MJ e 7,90 MJ de energia renovável, na forma de grãos. Os principais gastos energéticos no arroz orgânico foram com sementes, combustível, tratores, máquinas e implementos agrícolas e para o arroz convencional foram sementes, combustível e fertilizantes. Para cada 1 kg de grãos dos sistemas orgânicos e convencional são emitidos respectivamente 0,21 e 0,32 kg de CO2eq durante seus ciclos de produção e entrega no armazém, sendo as sementes, combustíveis e fertilizantes as principais fontes de emissão de CO2eq à atmosfera.(AU)

Energy use efficiency in soybean crops in different regions of Brazil / Eficiência energética na cultura da soja cultivada em diferentes regiões brasileiras

The soybean crop in Brazil has been growing in area and productivity in recent years and the analysis of its energy efficiency is very important to guarantee the sustainability of the production system. Assessment of energy efficiency (EE) enables the evaluation of the sustainability of agrosystems, as well as decision-making regarding the reduction in production costs and negative environmental impacts. In this context, the objective of this study was to assess energy efficiency of soybean in different regions of Brazil. For this purpose, 29 areas of soybean across the major producing states were assessed. Energy inputs and outputs of agricultural operations and/or agricultural inputs were calculated by multiplying the amount used by their calorific value or energy coefficient at each stage of production. Energy efficiency was calculated as the ratio between the total output energy and the total input energy during the production process. For every MJ of energy consumed in the production of soybean crop, 6.1; 6.7; 7.1 and 7.2 MJ of energy were produced in the form of grain, respectively in the areas assessed in the Midwest, northeast, southeast and south regions of Brazil. Generally, the main energy expenditure on soybean cultivation in different regions of Brazil was with fertilizers, seeds and herbicides. The adverse weather conditions of the year / harvest evaluated in the south-central region of Brazil resulted in low soybean yields and consequently resulted in lower energy efficiency in these regions. The evaluation of energy efficiency in soybean crops to be representative must be carried out in different regions and edaphoclimatic conditions.(AU)

A cultura da soja no Brasil vem crescendo em área e produtividade nos últimos anos e, com isso, a análise de sua eficiência energética é muito importante para garantir a sustentabilidade do sistema produtivo. A avaliação da eficiência energética (EE) pode evidenciar a sustentabilidade dos agrossistemas e a tomada de decisões relativas à redução dos custos de produção e poluição do ambiente. Diante deste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência energética na cultura da soja em diferentes regiões brasileiras. Para isso, foram avaliadas 29 áreas de soja distribuídas pelos principais estados produtores desta cultura. As entradas e saídas de energia das operações agrícolas e/ou insumos utilizados foram calculadas pela multiplicação da quantidade utilizada pelo seu poder calorífico ou coeficiente energético em cada etapa de produção. A eficiência energética foi obtida pela razão entre a quantidade de energia total de saída e o consumo total de energia durante o processo produtivo. Para cada MJ de energia consumida na produção da soja, 6,1; 6,7; 7,1 e 7,2 MJ de energia foram produzidos na forma de grãos de soja, respectivamente nas áreas avaliadas nas regiões Centro-Oeste, Nordeste, Sudeste e Sul do Brasil. Em uma média geral, os principais gastos energéticos no cultivo de soja em diferentes regiões do Brasil foram com fertilizantes, sementes e herbicidas. As condições climáticas adversas do ano/safra avaliado na região centro-sul do Brasil resultaram em baixas produtividades de soja e, consequentemente, interferiram na menor eficiência energética nessas regiões. A avaliação da eficiência energética na lavoura de soja para ser bem representativa deve ser realizada em diferentes regiões e condições edafoclimáticas.(AU)