UNIDAD III CLASE 6 EL FLUJO DE LA ENERGÍA Y LOS SISTEMAS AGROPECUARIOS

OBJETIVO GENERAL ANALIZAR EL PROCESO DEL FLUJO DE LA ENERGIA EN AGROECOSISTEMAS

LEY DEL DIEZMO Omnívoros 50/50 absorbe 0,7 U.E. EL SOL U.E. Plantas absorben 140 U.E. Herbívoros absorben 14 U.E. Carnívoros absorben 1,4 U.E transforma captura

Actualmente la energía cosechada es menor a la introducida (insostenible) Energía solar Fotosintetizadores Energía potencial ( biomasa y compuestos químicos ) EL FLUJO DE LA ENERGÍA Y LOS SISTEMAS AGROPECUARIOS

La cantidad de energ í a que llega depende de: ó Ubicación geográfica Hora del d í a ó Estación del año Nubosidad Sombra EL FLUJO DE LA ENERGÍA Y LOS SISTEMAS AGROPECUARIOS

USO Y TRANSFERENCIA DE ENERGÍA: RESPIRACIÓN Y PRODUCCIÓN Herbívoros obtienen la energía de la potencial almacenada de las plantas Parte va a la digestión (disponible para su uso) Parte va a la respiración (actividades y funciones vitales) Almacena y disponible para el crecimiento y formación de tejidos (PRODUCCIÓN SECUNDARIA) Parte va a la formación de excretas (NO ASIMILADA) Estos valores se expresan en superficie y tiempo. EL FLUJO DE LA ENERGÍA Y LOS SISTEMAS AGROPECUARIOS

ENERGÍA Y LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA Energía: Capacidad de realizar un trabajo Trabajo: Fuerza que actúa sobre un cuerpo en cierta distancia Energía que hace trabajo (cinética) Energía en descanso capaz de hacer un trabajo (potencial). Energía que mantienen unidos los componentes moleculares. EL FLUJO DE LA ENERGÍA Y LOS SISTEMAS AGROPECUARIOS

ENTRADAS DE ENERGÍA Y COSECHA ETAPAS PRE INDUSTRIAL Poco ingreso de energía (entradas) y mano de obra Pocas salidas La caza y cultivos donde se requiere amplia extensión 128,1:1 Maíz en México SEMI INDUSTRIAL Mayores ingresos de energía y mano de obra (animales de tiro) Salidas superiores Presta ayuda a la población no agrícola 4,25:1 Maíz en México con promedio de 941 kg.

ENTRADAS DE ENERGÍA Y COSECHA ETAPAS INDUSTRIALES Usa altos insumos de energía fósil y maquinaria Uso de poco a mediana mano de obra Salidas altas 2,47:1; Maíz en E.U. con promedio de kg MIENTRAS MAS ENERGÍA FÓSIL SE USE EN EL AGROECOSISTEMA ES MÁS INEFICIENTE EL MISMO!!!! LA AGRICULTURA NÓMADA ES INEFICIENTE (<1:1)

Lecturas: Capítulo 18 de Gliessman, y 2 y 16 de Powers & McSorley. EL FLUJO DE LA ENERGÍA Y LOS SISTEMAS AGROPECUARIOS

LEY DEL DIEZMO

FACTORES FUNDAMENTALES DE PRODUCCIÓN EN LA AGRICULTURA ENERGÍA TIERRA TRABAJO

FACTORES FUNDAMENTALES DE PRODUCCIÓN EN LA AGRICULTURA ENERGÍA

FACTORES FUNDAMENTALES DE PRODUCCIÓN EN LA AGRICULTURA FACTORES QUE HASTA CIERTO PUNTO SE SUSTITUYEN UNOS A OTROS: Uso de energía fósil Mano de obra Uso intensivo de energía (Subsidios) Fertilizantes Fertilizantes Riego y Riego y Mecanización Mecanización Requiere < tierra

UNIDADES DE ENERGÍA

Eficiencia para 4 tipos de sistemas

INSUMOS DE ENERGÍA CULTURA Y EGRESOS POR COSECHA Agricultura trashumante 5 a 40 calorías de egreso (comida)/ 1 caloría (energía cultural) Producir sistemas pastoriles 3:1 y 10:1 energía invertida Producir arroz 38:1 invertida en energía cultura Producir 1 – 3 calorías Maiz, trigo y arroz/ energía cultural invertida Producir 1 caloría frutas/1caloria. Producir 1 caloría de proteína (leche, carne de cerdo o de res)/ 30 y 80 calorías de energía. Producir 1caloria proteína vegetal/ 3 calorías de energía cultural. La producción de alimentos pueden ser más eficientes al reducir insumos de energía cultural industrial, incrementando la cultural biológica.

EFICIENCIA EN VARIOS AGROECOSISTEMAS

CONSUMOS ENERGÉTICOS PARA MAÍZ RELACION PRODUCTO:INSUMO

ENERGÍA BIOLÓGICO-CULTURAL

EFICIENCIA SISTEMA MAÍZ TRANSHUMANTE

EFICIENCIA SISTEMA MAÍZ TRACCIÓN ANIMAL

EFICIENCIA SISTEMA MAÍZ INDUSTRIAL (USA)

COSTOS DE INSUMOS INDUSTRIALES

PRODUCCIÓN DE “BIOCOMBUSTIBLES” Energía producida/energía fósil utilizada Para maíz = (en condiciones más eficientes) Caña = 8 En agroecosistemas mecanizados permite alto rendimiento pero reduce la eficiencia de energía.

Producción intensiva de etanol en Estados Unidos tendrá consecuencias devastadoras para la seguridad alimentaria del mundo Revista Foreign Affaire. Causará un alza en los precios del maíz. “La demanda causará ondas de choque en el sistema alimentario mundial" Ford Runge y Benjamin Senauer Universidad de Minnesota

"Al subir cotizaciones de maíz por el uso etanol como biocarburante puede amenazar la alimentación de millones de personas que viven con menos de dos dólares por día"

Tanque 4x4 (94,5 litros de etanol puro) kg de maíz- alimentar 1 hombre/año Runge y Senauer Universidad de Minnesota ¿Cuanta agua se requeriría para producirlos? 600 * 204= !! > L Solo 2,5% del agua del mundo es dulce (apta para riego y consumo humano) y la tendencia es a disminuir

FERTILIZANTES: Como un componente de la energía industrial PROVIENEN DEL PETROLEO Y GAS NATURAL EL CONSUMO SE HA INCREMENTADO EN MILLONES DE TONELADAS EL CONSUMO EN ASIA HA AUMENTADO >50% DE FERTILIZANTES APLICADOS EN PED ES EN PRODUCTOS PARA LA EXPORTACION (BANANAS, AZÚCAR)

Relación: uso de fertilizante nitrogenado producción de semillas de leguminosas en USA

Fijación de Nitrógeno Reducción del N 2 2NH 4 (amonio) Proceso Haber-Bosh: 450 ºC y 250 atm N del aire + H del agua de mar a temperatura y presión elevadas para formar amoníaco.

Organismos: A) Vida libre A1) Autótrofos: Azospirillum, Rhodospirillum, algas verde- azules (anabaena) A2) Heterótrofos: Aeróbico Azotobacter, Clostridium Azospirillum Azotobacter Fijación de Nitrógeno

B) Simbiontes: Rhizobium sp – leguminosas Rhizobium: Bacteria tipo bacilo

CONSUMO ENERGÉTICO EN CEREALES LA INTENSIDAD ENERGÉTICA

RENDIMIENTO POR SUPERFICIE (Ha)

EN PAÍSES EN DESARROLLO IMPLICACIONES ENERGETICAS AL ADOPTAR UN PATRÓN DE PRODUCCIÓN AGRÍCOLA SIMILAR AL DE LOS PAÍSES INDUSTRIALIZADOS!!! SERIA CONVENIENTE LA BÚSQUEDA DE UN PATRÓN TECNOLÓGICO PROPIO ?

INTENSIFICACIÓN ENERGÉTICA DE LA AGRICULTURA SE DEBE: 1.PATRÓN TECNOLÓGICO DOMINANTE 2. PATRONES DE CONSUMO ( DEMANDAS POR CIERTOS PRODUCTOS Y VARIEDADES ) PROTEÍNA ANIMAL SOBRE PROTEÍNA VEGETAL PREFERENCIAS DE CIERTA PROTEÍNA ANIMAL EN RELACIÓN CON OTRA.

AUMENTO DEL CONSUMO DE PROTEÍNA EN LOS PD CONSUMO DE PROTEÍNA ANIMAL/CONSUMO DE PROTEÍNA VEGETAL CAMBIO EN AMÉRICA LATINA. EL CONSUMO DE PROTEÍNA ANIMAL AUMENTÓ: AUMENTANDO CONSUMO TOTAL, COMPENSA DISMINUCIÓN DEL CONSUMO DE PROTEÍNA VEGETAL (4%) EUROPA NO SE ABASTECE, DEBE HACERLO CON IMPORTACIONES. INTENSIFICACIÓN ENERGÉTICA DE LA AGRICULTURA

A COMIENZOS DE LOS 70´S Y SUBSIGUIENTES DECADAS: JAPÓN, EL REINO UNIDO Y ALEMANIA ABSORBÍAN 41% (IMPORTACIONES CEREALES) SE PRESENTA UNA PRESIÓN MUNDIAL PARA CONVERTIR SISTEMAS DE PRODUCCIÓN DE PROTEÍNA VEGETAL EN SISTEMAS DE PRODUCCIÓN DE PROTEÍNA ANIMAL, CON LOS CONSIGUIENTES AUMENTOS DE INTENSIFICACIÓN ENERGÉTICA.

EL CONSUMO DE ALIMENTOS/PERSONA CARNE JAPÓN: AUMENTÓ 50% FRANCIA: : KG/AÑO 1980: 110 KG/AÑO HUEVOS: 1960 – 1980: 10,5 – 13,1 KG/AÑO QUESO: 1960 – 1980: 8,8 – 18,8 KG/AÑO

IMPLICACIONES AMBIENTALES PRESIÓN EXTRA SOBRE EL SISTEMA PRODUCTIVO PRESIÓN EXTRA SOBRE LA TIERRA (SUELOS Y ENERGÍA)

IMPLICACIONES AMBIENTALES (VEGETAL) 1 CAL FOSIL CAL MAIZ 2 CAL FOSIL CAL FRUTAS 5 CAL FOSIL CAL VERDURAS

IMPLICACIONES ENERGÉTICAS (animal) Producir proteína animal (la mas ineficiente) 10 – 90 Kcal fosil Kcal proteina animal 25 Kcal Kcal proteína carne vacuna 20 veces mas proteína Soya --- Carne cerdo

EFICIENCIA DE CONVERSIÓN IMPLICACIONES ENERGÉTICAS

LA PREFERENCIA POR PROTEÍNA ANIMAL GENERA MAYORES REQUERIMIENTOS DE: 1.TIERRA FÉRTIL (CULTIVOS) PARA PASTIZALES 2.INSUMOS ENERGÉTICOS (FERTILIZANTES Y PESTICIDAS, AGUA) 3. INVERSIONES TENDENCIAMAYOR CONSUMO DE PROTEINA ANIMAL

AGRICULTURA BASADA EN LA ARTIFICIALIZACIÓN DE SISTEMAS NATURALES EXIGE INSUMOS ENERGÉTICOS: 1.EN TÉRMINOS DIRECTOS: MAQUINARIA, FERTILIZANTES Y PESTICIDAS 2.EN TÉRMINOS INDIRECTOS: ENERGIA PARA EVITAR: EROSIÓN, ALCALINIZACIÓN, SALINIZACIÓN Y DRENAJE (ANEGAMIENTO) ALTOS REQUERIMIENTOS DE ENERGIA

AGRICULTURA BASADA EN LA ARTIFICIALIZACIÓN DE SISTEMAS NATURALES ESTE SISTEMA TECNOLÓGICO PARA LA PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS, REQUIERE INSUMOS ENERGÉTICOS TODAVÍA MAYORES EN LAS FASES SUCESIVAS DE COMERCIALIZACIÓN Y CONSUMO

DISCUSIÓN DE LECTURAS ASIGNADAS: AGROECOLOGÍA (GLIESSMAN) Y ANÁLISIS ENERGÉTICO DE PIMENTEL RECORDATORIO I PARCIAL DE TEORÍA