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MODULO 4. AGRICULTURA 

4.1. Introducción

Cuba es un país que desarrolla una fuerte actividad agrícola, la cual para su atención se divide en Agricultura Cañera que responde al Ministerio del Azúcar y Agricultura no Cañera, que es atendida por el Ministerio de la Agricultura

La superficie agrícola del país es superior a 6 millones de hectáreas y en la etapa analizada dispuso de un potencial de unos 6x106 m3 de agua para riego entre la capacidad embalsada (186 presas) y las aguas superficiales y subterráneas no reguladas, lo que permitió tener el 26% de las áreas bajo riego. Entre los cultivos de mayor importancia económica, encontramos el tabaco, los cítricos, la caña y el café con una orientación fundamental hacia la exportación, destinándose el resto principalmente al consumo interno.

En el módulo Agricultura se consideran las emisiones de gases de invernadero procedentes de cinco fuentes:

En el proceso de obtención de los dates necesarios, para la ejecución de los cálculos de emisiones, se consultaron las siguientes fuentes: Debe destacarse que aunque la metodología utilizada en este sector se corresponde con el método simple establecido en las Guías del IPCC (IPCC- OECD- IEA, 1997), las entrevistas con expertos y los estudios e investigaciones consultados, aunque algunos no están totalmente concluidos (datos de uso reducido por estar en experimentación) fueron de gran utilidad para definir algunos de los criterios mas controvertidos al abordar las estimaciones. Los GEI tratados en este módulo fueron: el metano (CH4), él óxido nitroso (N2O), el resto no fue tratado por no practicarse, en el país, las quemas de sabanas y no obtenerse la información necesaria para estimar las emisiones procedentes de las quemas de cañas que aunque en menor cantidad se siguen practicando en algunas zonas del país.

4.2. Ganado Doméstico

En esta sección se tratan las emisiones de metano y óxido nitroso originadas por la fermentación entérica y el manejo del estiércol, aplicando la metodología del nivel I establecida en las Guías, ya que se carece de los factores y coeficientes de emisiones en el país para aplicarlos a los cálculos empleando la metodología compleja.

4.2.1. Emisiones de Metano Debido a la Fermentación Entérica.

La producción del metano debido a la fermentación entérica, consiste en un proceso normal que ocurre en el sistema digestivo de los animales herbívoros. El metano así producido es un producto que se forma mediante la descomposición de los hidratos de carbono por microorganismos existentes en el sistema, y los incorporados con el alimento.

El metano producido por los animales, está en dependencia del tipo de alimentación y la cantidad consumida, de la edad y peso del animal, así como del sistema digestivo, siendo este el elemento más importante. De acuerdo al sistema digestivo, corresponde a los rumiantes la mayor producción de metano. Otros animales como los caballos, asnos y cerdos –seudorumiantes los dos primeros y monogástrico el último–, presentan una menor producción.

Con relación a la alimentación se debe tener presente –al analizar las emisiones– que a mayor cantidad de alimentos y menor calidad de los mismos (que resultan menos digeribles por el animal) se obtiene un aumento en la producción de metano.

Para realizar la presente estimación se adoptaron los siguientes criterios y consideraciones.

a) Se incluyeron las principales categorías de animales, establecidas en las Guías del IPCC.
b) No se distribuyeron los animales según diferentes regiones climáticas, considerándose que los mismos están sometidos a un clima cálido, al no ser ostensibles las diferencias acordes a la clasificación establecidas por el IPCC.
c) Por no contarse con la información necesaria y suficiente que refleje las diferencias de peso, tamaño, ganancia másica por día, producción de leche diaria por tipo y raza, hábitos alimentarios, edad y otros parámetros, se decidió hacer uso de una media ponderada aplicando los factores apropiados a un conjunto de muestras tomadas de aquellas poblaciones que se encontraban mejor caracterizadas. Estos cálculos aunque se consideran representativos para una primera aproximación, introducen cierto grado de incertidumbre en los resultados que se presentan
d) Los cálculos fueron desarrollados por el método simple. (nivel 1)
e) Los mulos y los asnos fueron tratados de conjunto.

En la Tabla 4.1 se presentan los resultados del cálculo de las emisiones de metano por la fermentación entérica y por tipos de animal doméstico. De acuerdo a los cálculos efectuados, el total de las emisiones en este sector resultó 333,004 Gg.

Tabla 4.1. Emisiones de CH4 por la fermentación entérica y por tipos de animal doméstico (Gg). Cuba, año 1994.

Tipo de animal
doméstico
Emisiones por fermentación entérica
t/año Gg
% que representa
del total
Ganado lechero 
224 989.65
224.989
67.57
Ganado no lechero
90 133.05 
90.133
27.07
Búfalos
NE
NE
NE
Ovejas
5 209.35
5.209
1.56
Cabras
501.05
0.501
0.15
Caballos
10 749.60
10.749
3.23
Mulos y asnos
384.00
0.384
0.11
Cerdos 
1 037.40
1.037
0.31
Aves de corral 
NA
NA
 
Total
333 004.10
333.004
100.00

NE- No estimado; NA- No aplicable

En la Tabla 4.1 puede observarse que las mayores emisiones de metano (CH4) provienen del ganado bovino (94.64 %) y dentro de este, el ganado lechero. También se puede constatar que para Cuba, en la etapa analizada, el segundo gran emisor está constituido por los caballos.

En este cálculo, se introduce un elemento de incertidumbre al no haberse podido computar la población de cerdos del sector privado (no estatal) que representaría emisiones a tomar en consideración dentro de los límites de los valores reportados, esta situación también se producirá para las aves de corral en la siguiente sección (manejo de estiércol). También debe aclararse que para realizar los cálculos no fueron tomados en consideración los animales silvestres cuyo tratamiento no es considerado en el inventario –se abordan solamente las emisiones derivadas de las actividades humanas.

4.2.2. Emisiones de Metano Procedentes de los Sistemas de Manejo del Estiércol

A partir de las excretas de los animales domésticos pueden producirse emisiones de metano, encontrándose que las emisiones potenciales más importantes proceden del ganado vacuno y el porcino. Este metano es producido por la descomposición del estiércol en condiciones fundamentalmente anaerobias y la cantidad del mismo que es emitido a la atmósfera depende de varios factores tales como: la población animal, el promedio diario de sólidos volátiles excretados, la producción potencial de metano del estiércol y del sistema de manejo de ese estiércol, entre otros.

El sistema de manejo deviene en un factor de gran importancia habida cuenta que a través del mismo pueden crearse las condiciones que implican una mayor o menor emisión de este gas sobre la base que propicie o no la descomposición anaerobia. En este sentido puede plantearse que cuando el estiércol está tratado en forma líquida se produce una cantidad significativa de metano, todo lo contrario ocurre cuando el manejo se realiza en forma sólida, ya que la descomposición se produce en forma aeróbica fundamentalmente, y se emite poco o ningún metano.

Criterios y consideraciones previas al cálculo de las emisiones

a) Para los casos del estiércol producido por los cerdos y las aves de corral, se aplica - a los fines de los cálculos- , el manejo líquido de los primeros, habida cuenta de la limpieza de las cochiqueras y la recolección de esta agua en fosas; para las aves se consideró el uso de sus residuos como fertilizante aplicados en áreas cercanas, o tratamiento previo a su reincorporación como alimento. Estos criterios fueron recogidos mediante consulta con expertos, pero al no constituir una práctica totalmente generalizada, introduce, pese a la validez de los resultados como una primera aproximación al inventario, un cierto grado de incertidumbre en los valores reportados.

b) Para seleccionar el factor de emisión se mantuvieron los criterios y consideraciones adoptados en la sección 4.2.1.
Los resultados de los cálculos de las emisiones por el manejo del estiércol se muestran en la Tabla 4.2. Como se aprecia importan un total de 15,55 Gg.

Tabla 4.2. Emisiones de CH4 procedentes de los sistemas de manejo del estiércol (Gg). Cuba. Año 1994.

Tipo de animal
doméstico
Emisiones por manejo de estiércol
t / año Gg
% que representa
del total
Ganado lechero
5 555.30
5.555
35.72
Ganado no lechero
1 839.45
1.839
11.83
Búfalos
NE
NE
NE
Ovejas
218.79
0.219
1.41
Cabras
22.05
0.022
0.14
Caballos
1 301.90
1.302
8.37
Mulos y asnos
45.70
0.046
0.30
Cerdos
6 224.40
6.224
40.02
Aves de corral
343.72
0.343
2.21
Total
15 551.31
15.551
100.00

NE- No estimado por no disponerse de la información necesaria para efectuar los cálculos.

Analizando la tabla 4.2 puede observarse, que las mayores emisiones de metano (CH4) provienen del ganado porcino (40,02%) detectándose que en este caso, a diferencia de la fermentación entérica, (ver tabla 4.1), el ganado vacuno aportó relativamente menos metano, justificándose esto en el sistema líquido utilizado para el ganado porcino en contraposición con el sistema seco usado para el vacuno, ya que el primero favorece la descomposición anaerobia.

Como era de esperar, el segundo gran emisor lo ocupa el ganado vacuno que desplaza a los caballos a un tercer lugar, siendo en este caso determinante al parecer, el número de animales.

Merecen también atención las aves de corral, las que si bien no aportan una cantidad sustancial, sus emisiones, para el período, son superiores al resto de los animales no ubicados en los tres primeros lugares. Estas emisiones se producen por la gran población existente.

En la Tabla 4.3 y la Fig. 4.1 se muestra un resumen de los resultados obtenidos para las emisiones de metano (CH4) producidas por el ganado y las aves de corral mediante la fermentación entérica y el manejo del estiércol. Se obtuvo para este submódulo una emisión total de 348,56 Gg.

Tabla 4.3. Emisiones totales de CH4 procedentes de la fermentación entérica y los sistemas
de manejo del estiércol (Gg). Cuba. Año 1994.

Tipo de Animales
Emisiones por fermentación

Gg

Emisiones por

manejo

Gg

Subtotales

Gg

% del total
Ganado lechero
224.989
5.555
230.544
66.15
Ganado no lechero
90.133
1.839
91.972
26.39
Búfalos
NE
NE
NE
NE
Ovejas
5.209
0.219
5.428
1.56
Cabras
0.501
0.022
0.523
0.15
Caballos
10.749
1.302
12.051
3.46
Mulos y asnos
0.384
0.046
0.430
0.12
Cerdos
1.037
6.224
7.261
2.08
Aves de corral
NA
0.343
0.343
0.09
Totales
333.004
15.551
348.56
100.00
%
95.54
4.46
(100 %)
 
NE- No estimado por no disponerse de la información necesaria para efectuar los cálculos; NA- No aplicable.

Del análisis de la tabla pueden obtenerse las siguientes conclusiones relativas a las emisiones de metano (CH4) en esta sección.

Si se analizan comparativamente las Tablas 4.1, 4.2, y 4.3, puede observarse para los cinco grandes emisores –ganado lechero, ganado no lechero, caballos ovejas y cerdos– que existe una correspondencia entre los valores reflejados en las Tablas 4.1 (emisiones por fermentación entérica) y 4.3 (emisiones totales), pero al comparar cualesquiera de estas tablas con los valores reflejados en la Tabla 4.2 se encuentra que se produce una permutación de lugares y un desplazamiento de las ovejas por las aves, pudiendo estar determinada esta permutación por el número de aves y el sistema de alimentación.


Fig. 4.1. Distribución porcentual de las emisiones de CH4, por tipos de animal, procedentes
de la fermentación entérica y el manejo del estiércol (Gg). Año 1994.

4.2.3. Emisiones de Oxido Nitroso Procedentes de los Sistemas de Manejo del Estiercol

Se producen emisiones procedentes de óxido nitroso procedentes del nitrógeno contenido en el estiercol excretado por los animales. Ahora bien, de acuerdo a la Guías, las emisiones de N2O procedentes del abonado en praderas y pastizales –que es el sistema de manejo considerado en este inventario– se refjena en el rubro de suelos agrícolas que es considerado en un epígrafe posterior.

4.3. Emisiones de Metano Procedentes del Cultivo de Arroz

En Cuba el cultivo de arroz se ha incrementado durante los años posteriores a 1959, conjuntamente con la aplicación de medidas agrotécnicas de mejoramiento. Para el período correspondiente a la preparación de este inventario, las áreas en cultivo ascendieron a 97 258 ha, (64876.8 ha menos que en el inventario correspondiente al año base 1990).

En estudios realizados en Cuba por Kulikov, et al., (1980), se plantea que:

El arroz es una planta hidrófila y por ese motivo se cultiva, por regla general, en terrenos cenagosos drenados y en los que pueda aplicarse regadío. Para la preparación de este inventario las Guías establecen tres formas de cultivo: cultivos en campos continuamente anegados, cultivos en campos intermitentemente anegados, cultivos en tierras altas. En Cuba el cultivo se realiza en campos intermitentemente anegados con una altura promedio de las aguas que no superan los 40 cm.

Durante el tiempo que dura el cultivo de arroz, se produce gas metano, como consecuencia de la descomposición anaerobia por microorganismos del suelo, de la materia orgánica que queda bajo las aguas de anegamiento. El CH4, se produce mediante la reducción de CO2 con hidrógeno, reacción que depende de la cantidad de agentes donadores de hidrógeno y del tipo de suelo.

En el proceso de anegamiento, el agua desplaza al oxígeno atrapado en los suelos, y la ausencia de este favorece que los microorganismos metanogénicos descompongan los materiales orgánicos y produzcan metano.

Las emisiones de este gas varían mucho durante el crecimiento del cultivo, dependiendo del estado tecnológico, de la fotosíntesis, de la respiración, de la temperatura, de la concentración de oxigeno en el medio (potencial Redox ), la disponibilidad en los suelos de nutrientes, sobre todo orgánicos, de las condiciones de insolación, y del tipo de suelo entre los más importantes.

El metano producido se incorpora a la atmósfera por transporte difusivo en los campos de arroz a través de tres vías: por burbujeo en las aguas de anegamiento, por difusión desde la superficie del agua de anegamiento y a través de los tejidos de las plantas durante el crecimiento (parénquima de las plantas), considerándose esta última la vía más importante.

El IPCC ha estimado que las emisiones de metano desde los campos de arroz inundados, representan de un 5 a un 30% de las emisiones totales de dicho gas.

Criterios y consideraciones previas al cálculo de las emisiones

Los resultados de los cálculos de las emisiones se ofrecen en la Fig. 4.2.
 
 

Fig. 4.2. Emisiones de CH4 procedentes del cultivo del arroz de acuerdo
al período de siembra (Gg). Cuba. Año 1994. Total 3,88 Gg.

Los valores representados en la Fig. 4.2 nos muestran que las emisiones de metano son mayores para la siembra de primavera, ya que para temperaturas elevadas dentro del límite de los 40 0C, se produce un aumento de la actividad biológica.

El resultado es compatible en el rango de una primera aproximación y por tanto válido. En primer lugar porque el área de siembra es mayor para la cosecha de primavera y en segundo lugar porque para ambos cálculos fue usado un mismo factor de emisión no obtenido en Cuba. Ahora bien, aunque es posible aceptar el valor reflejado anteriormente, debemos señalar que se introduce un cierto grado de incertidumbre por:

4.4. Emisiones de Gases de Efecto Invernadero Producidos por la Quema Prescrita de Sabanas y Pastizales

En Cuba esta practica está institucionalmente prohibida. En este sentido, solo es posible calcular tales emisiones cuando se producen fuegos accidentales, los que son tratados en otro módulo de este Inventario.

4.5. Quema en el Campo de Residuos Agrícolas

La agricultura en cualesquiera de sus manifestaciones genera una gran cantidad de residuos, siendo una de las formas de su eliminación, la quema de los mismos en el campo.Otra variante la constituyen el uso de tales residuos como alimento para el ganado y otros animales, o su incorporación al suelo como nutrientes orgánicos, para favorecer el crecimiento y desarrollo de las siembras.

En Cuba la quema de residuos al igual que la quema de sabanas y pastizales esta institucionalmente prohibida como práctica común y solo en casos excepcionales es admitida y realizada, además de las que se realicen de forma furtiva. No pudo obtenerse la información relativa a las quemas de residuos - especialmente caña de azúcar- y por este motivo, no se estiman - en este inventario- las emisiones desde esta fuente.

4.6. Emisiones de Gases de Efecto Invernadero Procedentes de los Suelos Agrícolas

Se acepta, que los suelos agrícolas constituyen una fuente importante desde donde se emiten gases nitrogenados entre ellos el GEI N2O. En esta sección se calculan las emisiones directas de N2O procedentes de los suelos agrícolas, las emisiones directas de N2O de los suelos dedicados a la producción animal y las emisiones indirectas de N2O procedentes del nitrógeno utilizado en la agricultura.

Como es conocido, la incorporación de nitrógeno al suelo puede ser el resultado de:

También a partir de los suelos se pueden emitir y capturar otros GEI tales como el CO2 y el CH4.

Las tasas de emisiones de los GEI desde los suelos suelen ser muy variables y están condicionados por un amplio espectro de procesos naturales. La producción de N2O desde los suelos se realiza de forma natural a través de dos procesos biológicos:

También dentro de este contexto el NO2, desempeña a su vez un papel importante en la formación de O3 y como contaminante por sus efectos directos en la acidificación del aire y la lluvia.

El volumen de las emisiones de N2O desde los suelos agrícolas está en dependencia de factores tales como: contenido de humedad del suelo, temperatura, concentraciones de NO3 ó NH4, contenido de C y el pH del suelo.

En las Guías se consideran para el N2O, dos vías de emisiones:

a) Directa, que tiene como fuente los fertilizantes aplicados, la fijación biológica y los residuos de cultivo.

b) Indirectas, que se corresponde con el N que ha sido perdido por otras vías y que retorna a la atmósfera como N2O. Cuenta con fuentes tales como la deposición atmosférica de NH3 y NOx y de la denitrificación de nitratos que habrán sido lixiviados de los suelos.

El total de emisiones de N2O-N en el país (kg N2O-N/año) se calcula así:

En las Guías se reconoce la poca confiabilidad de la metodología propuesta para los cálculos de las emisiones del N2O, ya que se introducen niveles de incertidumbre asociadas con el factor de emisión, debido a cierto número de elementos que controlan los procesos de nitrificación y denitrificación.

En esta sección se presentan los resultados de los cálculos realizados según el siguiente orden:

1) Emisiones del N2O desde los campos agrícolas excluyendo cultivo en histosoles.
2) Emisiones de N2O desde los pastoreos.
3) Emisiones indirectas de N2O debidas a deposiciones atmosféricas de NH3y NOx y al proceso de lixiviación.
4) Resumen comparativo de las emisiones de N2O.

En cada uno de estos apartados se expondrán los criterios y las consideraciones previas a los cálculos.

4.6.1. Emisiones de N2O Procedentes de los Campos de Cultivos (excluyendo el cultivo en histosoles)

Criterios y consideraciones utilizados en los cálculos.




Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 4.4

Tabla 4.4. Emisiones directas de N2O procedentes de los campos agrícolas (Gg). Cuba. Año 1994.

Tipo de aporte de nitrógeno
introducido en él
suelo
Emisión directa
desde el suelo

Gg N2O-N / año

% que representa
del total
Fertilizantes sintéticos
NE
NE
Estiércol animal
1.857819
56.83
N. fijado por cosechas
0.008782
0.27
Residuos de cosechas
1.403040
42.90
Total
3.268937
100.00

NE- No estimado por no disponerse de los datos necesarios para efectuar los cálculos

Aunque los resultados son válidos, en general se presenta cierta incertidumbre por no haber obtenido información sobre el uso de fertilizantes orgánicos y sintéticos, además a esto se suma el uso de coeficientes no propios y la carencia de información nacional para descontar el contenido de agua de los cultivos tratados, lo que implicó el uso de otro coeficiente recomendado por las Guías del IPCC.

4.6.2. Emisiones de N2O Procedentes de los Suelos Dedicados al Pastoreo de Animales

En esta sección se estiman solamente las emisiones procedentes de pastizales y praderas. Las emisiones de N2O correspondientes a otros sistemas de manejo del estiércol se consignan en el rubro dedicado a manejo del estiércol.

Para el cálculo de las emisiones se siguieron los siguientes criterios y consideraciones.

Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 4.5.

Tabla 4.5. Emisiones de N2O procedentes de los suelos dedicados al pastoreo de animales (Gg). Cuba. Año 1994.

Tipo de Animal
Emisiones de N2O

de animales en

pastoreo (Gg)

% del total
Ganado lechero
2.1998988
36.92
Ganado no lechero
2.2893269
38.42
Ovejas
0.3929338
6.60
Otros
1.0758608
18.06
Totales
5.9580203
100.00

La carencia de valores nacionales introduce cierta incertidumbre al utilizar el factor EF3. Otra incertidumbre que se introduce esta dada por la falta de una información más detallada sobre hábitos alimentarios, edades, tamaño, peso del ganado etc.

4.6.3. Estimación de las Emisiones Indirectas de N2O Procedentes de la Deposición Atmosférica de NH3 y NOx y Producto de la Lixiviación

Las emisiones indirectas de N2O tienen lugar después que el nitrógeno es perdido desde el suelo como NOx, NH3 u otras vías como el escurrimiento superficial. El nitrógeno utilizado en la agricultura como fertilizante aumenta las emisiones indirectas de N2O mediante la volatilización y subsecuente deposición desde la atmósfera de NOx y NH3. Se reconoce que además de estas, otras fuentes de aportes atmosféricos de los compuestos del N hacia los suelos agrícolas son también importantes. Sin embargo, en las Guías del IPCC solamente las emisiones de N originadas desde la aplicación de fertilizantes son actualmente consideradas.

Los resultados obtenidos aplicando el método por defecto de las Guías se muestran en la Tabla 4.6.

Tabla 4.6. Emisiones indirectas totales de N2O aplicando el método de cálculo por defecto de las Guías (Gg). Cuba. Año 1994.

Concepto de la emisión
Emisión total indirecta de N2O (Gg N2O / año)
% del total
Emisiones por deposición atmosférica de NH3 y NO2
1.05
20.96
Emisiones por lixiviación
3.96
79.04
Total
5.01
100.00

En la Tabla 4.7 se ofrece un resumen de las emisiones totales procedentes de los suelos agrícolas. En la Fig. 4.3 aparece la distribución porcentual de estas emisiones.

Tabla 4.7. Emisiones totales de N2O procedentes de los suelos agrícolas (Gg). Cuba. Año 1994.

Concepto de la emisión
Emisión de N2
(Gg N2O / año)
% del total
Campos agrícolas
5.14
31.9
Suelos de pastoreo
5.96
37.0
Deposición
1.05
6.52
Lixiviación
3.96
24.58
Total
16.11
100


Fig. 4.3. Distribución porcentual de las emisiones de N2O procedentes de los suelos agrícolas. Cuba. Año 1994.

Los resultados generales obtenidos para el módulo agricultura se muestran en la Tabla 4.8. Como puede observarse, la mayor emisión correspondió al metano.

Tabla 4.8. Emisiones totales de GEI en el módulo agricultura (Gg). Cuba. Año 1994.

GEI
Emisiones ( Gg)
Metano
352.44 
Oxido Nitroso
16.11 
Oxidos de Nitrógeno
NE
Monóxido de Carbono
NE
Total
368.55
NE –No estimado

En la Tabla 4.9 se presenta un análisis comparativo de las emisiones en 1994 en relación con las obtenidas para el año base 1990.

Tabla 4.9. Análisis comparativo de las emisiones en 1994 en relación con las obtenidas para el año base 1990 (Gg).

GEI
1990
1994
Diferencia (94-90)
CH4
374.52
352.44
-22.08
N2O
46.86
16.11
-30.75
NOx
2.26
NE
NE
CO
75.09
NE
NE

NE- No estimado

Las causas de las diferencias obtenidas entre las emisiones para esos dos años son las siguientes:

a) No se consideró en la estimación, el uso de los fertilizantes sintéticos por no estar disponible esta información.
b) No se reportaron valores de caña quemada para 1994 –las quemas de residuos agrícolas en el campo están prohibidas legalmente–, como aconteció en 1990.

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