Energy balance and efficiency in crop rotation systems / Balanço e eficiência energética em sistemas de rotação de culturas

ABSTRACT

The production system model that has been adopted in most Brazilian regions, the soybean/second corn crop succession, has led to problems in water and soil conservation and favorable conditions for diseases, pests, and weeds in the agricultural system and, consequently, increasing its energy use. Crop rotation is an alternative to this production model, directly interfering with the problematic aspects of the crop succession system and, consequently, its energy balance. Therefore, this study aimed to identify the crop rotation system with the best energy balance and efficiency. The data on the quantity of inputs (seeds, fertilizers, pesticides, and fuel), labor, and grain yield used in the study were collected from a crop rotation experiment conducted at the experimental station of the Rural Development Institute of Paraná - IAPAR-EMATER, Londrina, PR, Brazil, from 2014 to 2020. The experimental design consisted of randomized blocks, with six treatments and four replications. The treatments consisted of T1 (second corn crop/soybean), T2 (white oat/ soybean, triticale/corn, and wheat/soybean), T3 (rye + black oat/soybean, black oat + fodder radish/corn, and congo grass/soybean), T4 (canola/corn, crambe/corn; canola/soybean); T5 (buckwheat-fodder radish/ corn, bean/soybean, and buckwheat-white oat/ soybean), and T6 (wheat/corn, canola/corn + congo grass, and bean/soybean). The different crop rotations and the traditional second corn crop/soybean system provided positive energy balance and efficiency, that is, they produced more energy than they consumed. The canola/corn, crambe/corn, and canola/soybean rotation systems had the highest energy balance and efficiency, with values of 866,442.27 MJ ha−1 and 10.27, respectively, mainly due to corn cultivation in the summer, which resulted in a higher energy return than the other grain-producing crops.(AU)

RESUMO

O modelo de sistema de produção que vem sendo adotado na maioria das regiões brasileiras, a sucessão de soja/milho segunda safra, é um sistema que vem acarretando problemas na conservação da água e dos solos, e também levando a condições favoráveis para doenças, pragas e plantas daninhas no sistema agrícola e consequentemente elevando o uso de energia no sistema. A alternativa para esse modelo de produção é a rotação de cultura, no qual, pode interferir diretamente nos pontos problemáticos do sistema de sucessão de culturas e consequentemente no balanço de energia dos sistemas. Portanto, o objetivo do presente estudo é identificar o sistema de rotação de culturas, com melhor balanço e eficiência energética. Os dados de quantidade de insumos (sementes, adubos, defensivos e combustível), mão de obra homem e rendimento de grãos utilizados no estudo, foram coletados de um experimento de rotação de culturas conduzido na estação experimental do Instituto de Desenvolvimento Rural do Paraná ­ IAPAR-EMATER, Londrina-PR, durante os anos de 2014 a 2020. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com seis tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos do experimento são T1 (milho segunda safra/soja); T2 (aveia branca/soja; triticale/milho; trigo/soja); T3 (centeio + aveia preta/soja; aveia preta + nabo forrageiro/milho; braquiária/soja); T4 (canola/milho; crambe/milho; canola/soja); T5 (trigo mourisco - nabo forrageiro/milho; feijão/soja; trigo mourisco - aveia branca/soja) e T6 (trigo/milho; canola/milho + braquiária; feijão/soja). As diferentes rotações, bem como o sistema tradicional milho segunda safra/ soja, proporcionaram balanço e eficiência energética positiva, ou seja, produziram mais energia do que consumiram. O sistema de rotação com canola/milho; crambe/milho; canola/soja apresentou o maior balanço e maior eficiência energética, com 866.442,27 MJ ha-1 e 10,27, respectivamente, em decorrência principalmente do cultivo do milho no verão, que resultou maior retorno energético em relação às demais culturas produtoras de grãos.(AU)