Energy flows in forage production systems

No cenário mundial atual, em que é observado o aumento da população, da demanda por alimentos e da utilização de energia, também é observada a busca por fontes de energia alternativas às fósseis, diminuindo a dependência e risco econômico e ambiental oriundo de seu uso exclusivo. A análise de fluxos de energia possibilita uma avaliação da sustentabilidade de sistemas de produção agrícola, que visa o uso eficiente de insumos em termos energéticos. Essas análises também permitem identificar culturas como fonte de bioenergia, além de poderem ser utilizadas como complemento às análises econômicas, na busca por sistemas de produção mais eficientes. Esse estudo teve como objetivo apresentar uma análise do uso de insumos e energia, bem como a sua eficiência, em sistemas de produção de plantas forrageiras, tradicionalmente utilizadas para alimentação animal, na região dos Campos Gerais, Paraná. Foram determinados o fluxo de materiais (FM), demanda (EE) e disponibilização de energia (ES), balanço energético (BE), lucratividade energética (EROI) e energia incorporada (EI) da biomassa foram aplicados nesses sistemas. O FM determinou o consumo de insumos por área, e serviu de base para o cálculo da EE dos sistemas. Com características das culturas, calculou-se a ES, e com base nesses parâmetros, calculou-se os indicadores BE, EROI e EI. Com base nos resultados, concluiu-se que as culturas que se apresentaram mais eficientes do ponto de vista energético foram as gramíneas perenes, cultivares de P. maximum e Tifton 85, e as gramíneas anuais, milho e sorgo, pois apresentaram os melhores valores de indicadores da eficiência energética (ES, BE, EROI e EI), o que justificaria uma posterior investigação detalhada no uso energético dessas culturas. As culturas da aveia, azevém, cevada e milheto apresentaram os valores menos favoráveis no enfoque energético, portanto não adequadas à finalidade energética em relação às demais culturas estudadas. A operação que apresentou maior demanda de energia foi a distribuição de fertilizantes, devido aos insumos aplicados (mais que 47% da demanda total de todas as operações realizadas nas culturas). Os insumos que apresentaram maiores demandas de energia (mais de 57% do total) nos sistemas foram os fertilizantes, seguidos do diesel. Destacou-se o uso do fertilizante nitrogenado que representou mais de 50% da demanda total de energia em todos os sistemas de produção. O EROI para as cultivares de P. maximum, Tifton 85, milho, sorgo, milheto, azevém, cevada e aveia, foram: 14,2; 13,7; 10,1; 8,9; 7,2; 5,0; 4,6 e 3,8, respectivamente.In the current world scenario, in which is observed the increase in population, demand for food and energy use, it is also observed the search for alternative energy sources to fossil fuels, decreasing dependence and environmental and economic risk arising from your use. Energy flows analysis enables an assessment of the sustainability of agricultural production systems, aiming the efficient use of inputs in energy terms. These analysis can also identify crops as a bioenergy source, and can be used as a complement to economic analysis, in the search for more efficient production systems. This study aimed to present an analysis of the use of inputs and energy, as well as its efficiency, in forage production systems, traditionally used for food, in the region of Campos Gerais, Paraná. Material flow (MF), demand (ED) and energy availability (EA), energy balance (EB), energy profitability (EROI) and embodied energy (EE) of biomass were calculated for all the systems. MF determined the inputs use per area, and was basis for the ED determination. With crop characteristics, EA was obtained, and based on these parameters, the indicators EB, EROI and EE were determined. Based on the results, it was concluded that the crops that were more efficient in energy terms were the perennial grasses, P. maximum cultivars and Tifton 85, and the annual grasses, maize and sorghum, since they presented the best values in the used energy indicators (EA, EB, EE and EROI), which would justify a further detailed investigation concerning the energy use of these crops. Oats, rye, barley and millet showed less favorable values, therefore not suitable for energy purposes in relation to other studied crops. The mechanized operation with the highest energy demand was the fertilizer distribution due to applied inputs (more than 47% of the total energy demand of all operations performed in cultures). The inputs that presented higher energy demand (more than 57% of the total) were fertilizers, followed by diesel, in all production systems. The use of nitrogen fertilizer is emphasized, since it represented over 50% of total energy demand in all production systems. The EROI for the cultivars of P. maximum, Tifton 85, maize, sorghum, millet, rye, barley and oats, were 14.2, 13.7, 10.1, 8.9, 7.2, 5.0, 4.6 and 3.8 , respectively