Fundamentación energética del cultivo de Cucumis
sativus L. (pepino) bajo condiciones
protegidas (Original)
Energetic basis for the cultivation of Cucumis sativus L. (cucumber) under protected conditions (Original)
Maikel Estrada Góngora. Ingeniero Agrícola. Unidad Empresarial de Base Colectivo Agropecuario Cultivos
Protegidos. Yara. Granma. Cuba. maikelestradagongora@gmail.com _archivos/image002.png){kind=small}
Alfonso
Enrique Ortiz Rodríguez. Ingeniero Mecanizador de la Producción Agropecuaria. Doctor
en Ciencias Técnicas Agropecuarias. Profesor Titular. Centro Universitario
Municipal. Yara. Granma. Cuba. aortizr@udg.co.cu
Arnaldo Guerrero
Aliaga. Ingeniero Agrónomo. Máster en Ciencias Agrícolas. Instructor. Centro
Universitario Municipal. Yara. Granma. Cuba. aguerreroa@udg.co.cu
Rolando
Ramírez Benítez. Licenciado en Educación en la Especialidad de Educación Física
Profesor Auxiliar. Máster en Actividad Física en la Comunidad. Centro
Universitario Municipal. Yara. Granma. Cuba. rramirezb@udg.co.cu
César Emilio González
Hernández. Ingeniero Agrónomo. Instructor. Centro Universitario Municipal.
Yara. Granma. Cuba. cgonzalezh@udg.co.cu
Recibido:
01-06-2024/Aceptado: 11-10-2024
La investigación se realizó en
la Unidad Empresarial de Base Colectivo Agropecuario Cultivos Protegidos, perteneciente
a la Empresa Agropecuaria Paquito Rosales Benítez, radicada en Veguitas,
municipio Yara, provincia Granma. El objetivo del estudio consistió en realizar
una fundamentación energética del cultivo de pepino (Cucumis sativus L.) en Fluvisol, durante el periodo 2023 en la
unidad antes mencionada. Las
variables determinadas fueron: energía de uso directo e indirecto,
de entrada (input), de salida (output) por unidad de superficie, coeficiente de relación
energética (ratio) y de eficiencia de energía neta
del cultivo, así como las emisiones de dióxido de carbono
a la atmósfera. Como principales resultados se obtuvieron que la energía de uso directo asumió una cuantía de 3 338,4 MJ ha-1, con el 83,9 % asociado a la utilización de la fuerza
humana, lo que representó el 49,0 % de las
actividades relacionadas con las atenciones culturales, al igual que la fuerza
de uso indirecto tuvo comportamiento de 1
372,5 MJ ha-1. El ratio arrojó un
valor de 7,1 y una eficiencia energética de 6,1, catalogados de excelentes,
reportándose el mismo comportamiento al considerar las emisiones de dióxido de carbono
a la atmósfera. El cultivo alcanzó un volumen de producción de 2,3 t con un
ingreso de 46
000,0 CUP, para una ganancia de 37 682,98
CUP.
Palabras clave: Cucumis sativus
L.; energía de uso directo; energía de uso indirecto; maquinaria agrícola;
eficiencia energética.
Abstract
The
research was carried out in the Collective Agricultural and Livestock
Collective Based Business Unit Protected Crops, belonging to the Paquito
Rosales Benítez Agricultural and Livestock Enterprise, located in Veguitas,
Yara municipality, Granma province. The objective of the study was to carry out
an energetic basis of cucumber (Cucumis
sativus L.) cultivation in Fluvisol, during the period 2023 in the above
mentioned unit. The variables determined were: direct and indirect energy use,
input and output per unit area, energy ratio and net energy efficiency of the
crop, as well as carbon dioxide emissions to the atmosphere. The main results
showed that direct energy use amounted to 3 338,4 MJ ha-1, with 83,9 % associated with the use of human power,
which represented 49,0 % of the activities related to cultural services, while
indirect energy use had a behavior of 1 372,5 MJ ha-1. The ratio showed a value of 7,1 and energy efficiency of 6,1, classified as
excellent, and the same behavior was reported when considering carbon dioxide
emissions to the atmosphere. The crop reached a production volume of 2,3 t with
an income of 46 000,0 CUP, for a profit of 37 682,98 CUP.
Keywords: Cucumis sativus L.; direct use energy; indirect use energy;
agricultural machinery; energy efficiency.
Introducción
Olivet et al. (2019) exponen que: "El nivel de
desarrollo tecnológico alcanzado por la agricultura que se practica en un
determinado lugar está condicionado, en gran medida, por la cantidad de energía
que se consume por unidad de superficie cultivada" (p. 241).
No obstante, a nivel mundial se ha puesto énfasis en lograr
la reducción de emisiones de CO2, las cuales se asocian generalmente
a un menor consumo de estos insumos. Existen dos caminos urgentes para frenar
esta cadena de incremento de emisiones de CO2: producir la energía
mediante fuentes renovables y reducir la demanda energética mediante el uso de
equipos y técnicas que permitan un desarrollo más eficiente.
El consumo energético en los invernaderos es un factor muy
importante a considerar dentro de los costes de producción, de ahí que se
considere prioritaria la optimización energética de estos sistemas. Por otra
parte, optimizando el consumo de energía se facilitará el cumplimiento de las
regulaciones ambientales y energéticas, cada vez más restrictivas, que afectan
al sector, logrando unos invernaderos más amigables con el medio ambiente (…)
(IDAE, 2008, citado por Marrero et al., 2021, p. 58235).
Para Olivet et al. (2019): "Hoy día el cultivo
protegido constituye una tecnología provisora para extender el calendario de
producción de las tradicionales hortalizas, asegurando altos y estables
rendimientos y el suministro fresco al turismo y la población" (p. 240).
Según Casanova et al. (2007) y Maroto (2008) (citados por
Olivet et al., 2019): "El pepino (Cucumis
sativus L.) es uno de los principales cultivos explotado en ambiente
protegido, obteniéndose frutos de excelente calidad comercial, donde por ser un
fruto pequeño es considerado ideal para la conserva y curtidos(…)"(p.240).
Asimismo, se considera que: "Bajo condiciones de invernaderos, la
producción de pepino es de 2 a 9 veces más que en campo abierto, dependiendo
del nivel tecnológico, el manejo y las condiciones climatológicas" (FUMIAF,
2005, citado por López et al., 2011, p.22).
En Cuba se ha implementado el desarrollo, bajo condiciones
protegidas, de cultivos hortícolas como el pepino, por lo que se plantea la
necesidad de evaluar en la producción, además de los costos que genera la
explotación tradicional de la técnica, la eficiencia energética y el efecto
medioambiental por unidad de producción, lo que permitirá obtener criterios que
proporcionen información para producciones más limpias y sostenibles.
Para Olivet et al (2019): "Este cultivo es muy
importante debido al elevado índice de consumo, pues sirve de alimento tanto
fresco como industrializado. Existe una estabilidad de la superficie que ocupa
a nivel mundial esta hortaliza, con un aumento de la producción" (p. 240).
En la UEB de la Empresa Agropecuaria Paquito Rosales
Benítez de Veguitas, dedicada a la producción de este cultivo bajo condiciones
protegidas, se ha ido incorporando el paquete tecnológico relacionado con la
adquisición de tractores de baja potencia que tienen la gama de implementos
necesarios para realizar la labranza, así como se han aplicado productos
fitosanitarios de bajo equivalente energético y fertilizantes biológicos.
Ante el desconocimiento que mostró la Unidad Empresarial de
Base Colectivo Agropecuario Cultivos Protegidos sobre la cantidad de energía
asociada al proceso productivo del cultivo del pepino bajo condiciones
protegidas, este artículo se propone presentar la fundamentación energética del cultivo Cucumis sativus L. en Fluvisol, realizada
en dicha UEB durante el periodo 2023.
Materiales
y métodos
La investigación se desarrolló en la UEB Colectivo Agropecuario Cultivos Protegidos, perteneciente a la Empresa Agropecuaria Paquito Rosales Benítez ubicada en Veguitas, provincia Granma. Esta instalación cuenta con una extensión territorial de dos hectáreas para la siembra de cultivos protegidos que abarcan 15 casas de 540 m2 y 16 de 800 m2. El experimento se realizó en la casa número 26, con un área de 0,054 ha (540 m2) y en Fluvisol, según sugieren Hernández et al. (2019). Se plantó la variedad INIVIT (MINAG, 2023).
Para
la toma de datos relacionados con los indicadores tecnológicos y de explotación
de los conjuntos de máquinas empleados en la labranza, se utilizó la técnica de
fotocronometraje y para el cálculo de los mismos, se tuvo en cuenta la norma
ramal del
Ministerio de la Agricultura XX1 (MINAG, 2005). Además, para el cálculo de los
índices energéticos se usaron los procedimientos propuestos por Bowers (1992).
Las
variables determinadas fueron: energía de uso directo e indirecto,
de entrada (input), de salida (output) por unidad de superficie, coeficiente de relación
energética (ratio) y de Eficiencia de Energía Neta
(NER) del cultivo, así como las emisiones de dióxido de carbono
(CO2) a la atmósfera.
Análisis y
discusión de los resultados
Análisis de la energía de uso directo asociada al cultivo (MJ ha-1)
En la figura 1
se observan los factores relacionados con la energía de uso directo, la
cual asumió un valor total de 3 338,4 MJ ha-1, estando la mayor
cuantía asociada a la fuerza humana empleada, con un valor de 2 799,3 MJ ha-1,
lo que representa el 83,9 % del total.
Figura 1. Energía de uso directo del cultivo (MJ ha-1)
_archivos/image004.png)
Fuente: elaboración propia.
Hay que destacar que este resultado se comporta
similar al obtenido por Ocaña (2019) y Estrada (2022) en estudios realizados
para el cultivo de pepino en la misma instalación, los cuales declaran valores
asociados a la energía humana de 91,7 y 83,1 % , respectivamente.
Al
analizar la tabla 1, se observa que el consumo más elevado de la energía de uso
directo estuvo relacionado con las actividades de atenciones culturales con
valor de 1 692,1 MJ ha-1, lo que
representa el 49,9 % del total. Este resultado
se corrobora con los obtenidos por estudios realizados en el cultivo de pepino por Ocaña
(2019) y Estrada (2022), quienes notificaron cuantías del 54,5 % y del 49,0 %,
respectivamente.
Tabla 1. Energía de
uso directo asociada al cultivo (MJ ha-1)
|
Tipo de energía |
Laboreo |
Plantación |
Atención Cultural |
Cosecha |
Total |
|
Asociada
a la fuerza humana |
380,2 |
526,6 |
1 651,4 |
241,1 |
2 799,3 |
|
Asociada
al combustible |
434,6 |
- |
- |
- |
434,6 |
|
Asociada
a la tracción animal |
63,1 |
- |
- |
- |
63,1 |
|
Asociada
a la electricidad |
0,7 |
- |
40,7 |
- |
41,4 |
|
Total |
878,6 |
526,6 |
1
692,1 |
241,1 |
3
388,4 |
Fuente: elaboración
propia.
Análisis de la
energía de uso indirecto asociada al cultivo (MJ ha-1)
La
energía de uso indirecto,
como se muestra en la figura 2,
asumió un valor de 1 372,5 MJ ha-1, con
la mayor cuantía asociada al uso de la maquinaria,
con 416,9 MJ ha-1, lo que
representó el 30,4 % del total.
Esto corrobora los resultados alcanzados por Estrada
(2022), quien indica un valor de 38,7 % pues en su investigación tuvo en cuenta la
utilización de pocos insumos relacionados con los fertilizantes y productos
químicos de bajos equivalentes energéticos. Señala que el componente nitrógeno fue el que más energía aportó dentro de la fertilización realizada al
ciclo productivo del cultivo.
Figura 2. Energía
de uso indirecto asociada al
cultivo (MJ ha-1)
_archivos/image006.jpg)
Fuente: elaboración
propia.
Tal y como se muestra en la figura
3, el componente nitrógeno fue el que mayor cuantía aportó,
teniendo en cuenta los
fertilizantes aplicados en los que estuvo presente, lo que arrojó un valor de 39,5 MJ ha-1, para el
47,1 % del total, lo que corrobora los resultado obtenidos
por Estrada (2022) para el mismo cultivo bajo las mismas condiciones, quien
notificó un 53,9 %.
Figura 3. Energía
de uso indirecto asociada al
componente nitrógeno (MJ ha-1)_archivos/image008.png)
Fuente:elaboración
propia.
Se coincide, además, con lo planteado
por diferentes autores de prestigio internacional, quienes reconocen que en los
fertilizantes utilizados para las labores agrícolas, principalmente el
nitrógeno libera casi la misma cantidad de carbono que el consumo de
combustible fósiles.
Análisis del
balance energético del cultivo
Como se observa en la tabla 2, en todo el
proceso del cultivo de pepino la relación de entrada y salida de energía
favoreció a la energía contenida (output energy),
con valor de 33,8 GJ ha-1, en relación con
la consumida en el producto obtenido (input
energy), la cual obtuvo un valor de 0,1 GJt-1,
lo que aportó un ratio de 7,1 y una eficiencia energética de 6,1.
Tabla 2. Balance energético del cultivo de pepino
|
Indicadores |
UM |
Total |
|
Energía
total consumida o entrada (input)
por unidad de superficie |
GJ ha-1 |
4,7 |
|
Energía
consumida o entrada (input) por
rendimiento agrícola |
GJ t-1 |
0,1 |
|
Energía
contenida o de salida (output) |
GJ ha-1 |
33,8 |
|
Relación
energética (ratio) |
- |
7,1 |
|
Eficiencia
Energética Neta (NER) |
- |
6,1 |
Fuente:
elaboración propia.
Los resultados corroboran los obtenidos por Estrada (2022),
quien notificó los valores de estos indicadores en 7,2 y 6,2 y fueron
catalogados de excelentes. Estos resultados se muestran muy superiores a los
logrados por Ocaña (2019) para este cultivo en la misma unidad empresarial, quien reportó valores de relación energética (ratio) y eficiencia (NER)
de 2,6 y 1,6, respectivamente.
Análisis
de las emisiones de dióxido de carbono (Eco2) a la atmósfera
En la tabla 3 se
reflejan los valores de CO2 emitidos a la atmósfera, los cuales se
encuentran relacionados con las diferencias de cuantía de energía aportadas al
sistema por los fertilizantes y los productos químicos. Estos resultados son análogos a los
obtenidos en unidades de energía, ya que estas se transforman en las anteriores
al multiplicarlas por una constante, 73,95 kg Eco2.
Tabla 3. Emisiones de
dióxido de carbono (Eco2) a
la atmósfera
|
Indicadores de emisiones de CO2 |
Valores
obtenidos |
|
Relación
de salida y entrada de dióxido de carbono (Eco2) |
7,1 |
|
Sostenibilidad
de emisiones de dióxido de carbono (NER CO2) |
6,1 |
Fuente:
elaboración propia.
La casa de cultivo donde se realizó la investigación aportó un volumen de producción de 2,3 t, para un rendimiento agrícola del cultivo de 42,3 t ha-1, siendo este superior a los rendimientos medios alcanzados a nivel mundial (30 a 35 t ha-1). Teniendo en cuenta que el precio del kilogramo cosechado fue de 20,0 CUP, la casa logró un ingreso de 46 000,0 CUP. Por otra parte, el total de gastos incurridos (Anexo 1) en todo el proceso ascendió a 8 317,02 CUP, por lo que la ganancia obtenida fue de 37 682,98 CUP.
Conclusiones
1.
La energía de uso directo asumió un
valor de 3 338,4 MJ ha-1, con el 83,9 % asociado a la utilización de la fuerza
humana, lo que representa el 49,0 % de las
actividades relacionadas con las atenciones culturales.
2.
La energía
de uso indirecto tuvo un comportamiento de 1 372,5 MJ ha-1, asociada la mayor cuantía a la maquinaria, con valor de 416,9 MJ ha-1, lo que representó el 30,4 % del total.
3.
El componente nitrógeno fue el que más
energía aportó dentro de los fertilizantes aplicados, con una cuantía de 39,5
MJ ha-1, lo que representa el 47,2 del total.
4.
La
relación de entrada y salida de energía (ratio) arrojó un valor de 7,1 y una
eficiencia energética (NER) de 6,1, catalogadas ambas de excelentes. El
mismo comportamiento se obtuvo al considerar las emisiones de dióxido de
carbono (Eco2)
a la atmósfera.
5.
El cultivo alcanzó un volumen de
producción de 2,3 t, con un ingreso de 46
000,0 CUP, para una ganancia de 37 682,98 CUP.
Referencias bibliográficas
Bowers, W. (1992). Agricultural Field
Equipment. In: Fluck, R.C. (Ed.). (2012). Energy
in Farm Production. Elsevier.
https://shop.elsevier.com/books/energy-in-farm-production/fluck/978-0-444-88681-1
Estrada, M. (2022). Balance energético del cultivo de
pepino (Cucumis sativus L.), bajo condiciones protegidas en el periodo 2022.
[Tesis de grado, Universidad de Granma]
Hernández,
A., Pérez, J. M., Bosch, D. & Castro, N. (2019). La clasificación de suelos
de Cuba: énfasis en la versión de 2015. Cultivos
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http://scielo.sld.cu/pdf/ctr/v40n1/1819-4087-ctr-40-01-e15.pdf
López, J., Rodríguez, J. C., Huez,
M. A., Garza, S., Jiménez, J. & Leyva, E. I. (2011). Producción y calidad
de pepino (Cucumis sativus L.) bajo
condiciones de invernadero usando dos sistemas de poda. IDESIA, 29 (2). https://www.scielo.cl/pdf/idesia/v29n2/art03.pdf
Marrero,
S., Guzmán, D., González, I., León, M. A. & León, M. A. (2021). Eficiencia
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https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BRJD/article/download/31286/pdf/79997
Ministerio
de la Agricultura. (MINAG). (2023). Balance
de Trabajo de la Delegación Provincial de la Agricultura. Bayamo. Granma.
Ocaña, Y. E. (2019). Balance energético del cultivo de pepino
(Cucumis sativus L.) en la UEB Cultivos Protegidos y Semiprotegidos de
Veguitas. [Tesis de grado, Universidad de Granma].
Olivet,
E. F., Ortiz, A. E. & Ocaña, Y. E. (2019). Balance energético del cultivo
de pepino (Cucumis sativus L.), bajo
condiciones protegidas. Revista Granmense
de Desarrollo Local, REDEL, 3(4).
https://revistas.udg.co.cu/index.php/redel/article/view/1140/2028
Anexo 1. Total de
gastos incurridos
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Fuente:
elaboración propia.