Exploración de opciones para el desarrollo sostenible de la

horticultura: Modelo Farm Images

Santiago Dogliotti, Verónica Aguerre, Pablo Chilibroste, Marion Casagrande, Walter Rossing

Uso de modelos bio-económicos a nivel de explotación para explorar el potencial de desarrollo sostenible de sistemas mixtos (hortícola-ganaderos) y el impacto de la disponibilidad de recursos

• Situación problema

• Rol del modelo de simulación en el proceso de investigación y aprendizaje

• Descripción del modelo

• Algunos resultados

Descripción del problema: sostenibilidad de la producción hortícola

Precios

hortalizas

decrecientes

Ingreso

familiar

decreciente

Deterioro

calidad suelo

Incremento uso

insumos, riego,

energía

Incremento de

los costos de

producciónPrecios

insumos y

energía

crecientes

Incremento en

rendimientos ?

Intensificación(incremento área

hortícola por predio y

especialización)

Estudios explorativos y decisiones estratégicas

Conocimiento de

procesos biofísicos

Objetivos de los

actores

Variables externas

Exploración con modelos

“Ventana

de

oportunidades”

Conocer nuestras posibilidades a

futuro

Apoyar la toma de decisiones

estratégicas

Caracterización & diagnóstico

de sistemas prediales:

1998-2001

Discusión de resultados

con actores principales:

2003-2004

Co-innovación de sistemas

de producción familiar

16 predios piloto

2005-2010Estudio explorativo con

modelo bio-económico:

potencial para mejorar en <> tipos

de predios y escenarios

2010-2012

Discusión de resultados con actores:

entrenamiento de extensionistas,

agenda investigación,

recomendaciones de políticas

2011-2013

Estudio explorativo con

modelo bio-económico:

estrategias de desarrollo

2002-2003

Rol del modelo de simulación en el proceso de investigación y aprendizaje

Co-innovación de sistemas

de producción familiar

16 predios piloto

2005-2010

Descripción del modelo

Descripción del Modelo: escala sistemade cultivos

Actividades entre cultivos

•barbecho

•barbecho + abono animal

•abono verde

•cultivo forrajero

Actividades productivas

336,000

Manejo del cultivo

• Mecanización

• Protección vegetal

• Riego

Rotaciones de cultivosROTAT

Soil type 1

Pastura4

Ajo

CebollaDC

CebollaDL

PapaO

BoniatoT

BoniatoT

MaízDulce

MaízDulceT

Morrón

Zapallo

Trigo

Descripción del Modelo: escala sistema de cultivos

Actividades productivas

336,000

Performance económica:

- margen bruto

- requerimientos de capital

Requerimientos de recursos:- mano de obra

- insumos externos

- riego

Impacto en el ambiente:

- erosión de suelo

- materia orgánica del suelo

- N surplus

- Exposición a pesticidas (EEP)

Actividades productivas

Tablas de entradas y salidas

(Base de datos autónoma)

Producción de forraje:- Energía metabolizable- Proteína metabolizable- FDN

Primer estudio explorativo: cuantificación de entradas y salidas

Erosión del sueloRUSLE model (Renard et al., 1997)

Balance de materia orgánica del sueloROTSOM model (based on Kortleven (1963) and Yang and

Janssen (2000).Impacto ambiental de pesticidas

EEP indicators (Wijnands 1997)Producción y calidad de forraje

García (2003) y Díaz Lago et al. (1996), Mieres (2004)y NRC (2000)Requerimientos de energía, proteína y fibra animales

NRC (1984, 2000)Balance de N, P y K, requerimientos fertilizante

Descripción del Modelo: escala predial

Actividades productivas

Input - output tablas

Predio X sistema óptimo

Predio Y sistema óptimo

Predio Z sistema óptimo

Predio W sistema óptimo

Predio V sistema óptimo

Modelo PLM

Objetivos y estrategia del productor

Disponibilidad de recursos

(área, mano de obra, maquinaria, riego, etc.)

Producción Animal

Descripción del Modelo: escala predial

Descripción del Modelo: escala predial

• El Farm IMAGES es un modelo de programación lineal multicriterio que combina variables de decisión continuas y enteras

• El modelo fue escrito, compilado y ejecutado utilizando Xpress Optimization Suite 7 (FICO™)

Descripción del Modelo: escala predial

MCH CL 1 MCH CL2 MCH CC VAQ V1 V2

Categoría de reposición Ternero SobreañoNovillo >

300 kgTernera

Vaca

refugo

Vaca

refugo

Producto vendido

Novillo

gordo

especial

Novillo

gordo

especial

Novillo

gordo

especial

Vaquillona

gorda

especial

Vaca

gorda

especial

Vaca

gorda

especial

Peso de entrada (kg) 160 190 335 150 330 330

Peso de salida (kg) 505 535 515 417 438 432

Ganancia promedio (kg día-1

) 0,676 0,676 0,857 0,636 0,720 0,850

Producción de carne (kg cabeza -1

) 345 345 180 267 108 102

Época de entrada (mes) junio junio mayo julio abril Julio

Época de salida (mes) octubre octubre noviembre agosto agosto octubre

Duración ciclo engorde (meses) 17 17 7 14 5 4

Costo reposición ($ kg-1

) 28,12 26,20 24,58 23,46 20,31 20,22

Precio venta ($ kg-1

) 29,13 29,13 25,68 27,08 27,08 25,23

Nº lotes (máximo) 2 2 1 2 1 1

Uso mano de obra (h año-1

) 390 390 203 284 180 110

Energía Metabolizable requerida (Mcal cabeza-1

año-1

) 9243 9857 4613 6674 3136 2711

Primer estudio explorativo: algunosresultados

Farm 1

0

1

2

3

4

5

6

Current system Proposed system

Are

a (

ha

)

Grass&legume

pastureSquash

Sweet pepper

Sweet maize

Sweet potato

Potato

Onion

Garlic

Farm 6

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Current system Proposed system

Are

a (

ha

)

Grass&legume

pastureSudan grass

Wheat

Squash

Sweet maize

Sweet potato

Potato

Onion

Garlic

Farm no. Current Proposed

1 5 0

2 0 0

3 0 9

4 0 20

5 0 45

6 0 77

7 36 25

Number of beef cattle animals

Segundo estudio explorativo: Efecto del tipo de ganadería

en el ingreso familiar y la producción de carne

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

0

100

200

300

400

500

Pro

ducció

n d

e c

arn

e

(kg tota

les 1

03

añ

o-1

)

Ingre

so

fam

iliar

(10

3$

añ

o-1

)

Actividad ganadera elegible

Producción Carme Predio 1 Producción Carme Predio 2 IF Predio 1 IF Predio 2

17 %

53 %

Segundo estudio explorativo: perspectivas de seguir mejorando

0

100

200

300

400

500

600

0 5 10 15 20 25 30 35

Fam

ily I

nco

me (

$u

yr-

1)

Soil erosion (Mg ha-1 yr-1)

Farm 1 Farm 2 Farm 3

Initial

Actual

Potential

Initial

Initial

Actual

ActualPotential

Potential

Segundo estudio explorativo: perspectivas de seguir mejorando

y = 31.696x - 21.09

y = 5.2632x + 470.31

y = 14.339x + 122.85

0

100

200

300

400

500

600

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Fa

mily i

nc

om

e (

10

3$

u y

r-1)

Soil erosion (Mg ha-1 yr-1)

Farm 1 Farm 2 Farm 3

Segundo estudio explorativo: efectodel tamaño y área regada

0

100

200

300

400

500

600

0 0.5 1 2

Fam

ily I

nco

me (

10

3$u)

Irrigated area (ha)

20 30 40 50 Min INFArea utilizable :

0

10

20

30

40

50

60

70

La

nd

us

e (

%)

Farm size and irrigated area(ha)

Vegetables Grain legumes and cereals Pastures and forage crops

Segundo estudio explorativo: efectodel tamaño y área regada

BibliografíaAguerre, V., Dogliotti, S., Chilibroste, P., Casagrande, M., 2014.

Exploración de alternativas para el desarrollo sostenible de sistemas de producción hortícola-ganaderos familiares en el Sur de Uruguay. Agrociencia (Uruguay) 18 :1, 24 – 40.

Dogliotti, S., Rossing, W.A.H., Van Ittersum, M.K., 2006. Influence of farm resource endowment on possibilities for sustainable development: a case study for vegetable farms in South Uruguay. Journal of Environmental Management 78: 305-315.

Dogliotti, S., Rossing, W.A.H., Van Ittersum, M.K., 2005. Exploring options for sustainable development at farm scale: a case study for vegetable farms in South Uruguay. Agricultural Systems 86, 29-51.

Dogliotti, S., Rossing, W.A.H., Van Ittersum, M.K., 2004. Systematic design and evaluation of crop rotations enhancing soil conservation, soil fertility and farm income: a case study for vegetable farms in South Uruguay. Agricultural Systems 80, 277-302

Dogliotti, S., Rossing, W.A.H., Van Ittersum, M.K., 2003. ROTAT, a tool for systematically generating crop rotations. European Journal of Agronomy 19, 239-250.