Huella ambiental del cultivo de la fresa

La fresa (Fragaria x ananassa Duch.) es una fruta cultivada mundialmente. España es el sexto país productor de fresas en el mundo (366.161 toneladas en 2016) y uno de los principales países productores de fresa en Europa, después de Alemania, Italia y Reino Unido (FAOSTAT, 2017). Andalucía es la región en España más importante en producción de fresa. La mayor concentración de producción de fresa en Europa está localizada en Huelva y representa un 94% de superficie de fresa y un 97% de producción de fresa en España (MAPAMA, 2017a). La fresa se produce en diferentes sistemas de cultivo: invernadero, túnel plástico y al aire libre. En Andalucía, la mayor concentración de fresa se produce bajo túnel (99% del área total) (MAPAMA, 2017a). La fresa en Huelva se produce bajo dos tipos de estructura: macrotúnel (82%) y microtúnel (18%) (MAPAMA, 2017a). El 96% de la fresa se produce en suelo mientras que el 4% aproximadamente, se cultiva empleando un sistema hidropónico. La producción de fresa al aire libre en Andalucía se concentra en áreas de interior y ocupa un porcentaje muy bajo (0,8%) (MAPAMA, 2017a). Un 76% de la fresa cultivada en Andalucía sigue un manejo integrado de las técnicas agrícolas (MAPAMA, 2017b), mientras que la producción convencional de fresa ocupa un 22% y las explotaciones ecológicas de fresa, solo un 2% (MAPAMA, 2017a). Los impactos medioambientales del cultivo de fresa pueden variar dependiendo de las diferentes prácticas y técnicas empleadas. Por esta razón, es importante evaluar los impactos ambientales del manejo del cultivo de fresa con un profundo análisis de las diferentes prácticas agrícolas empleadas.

El objetivo de este estudio fue calcular y evaluar los impactos ambientales de los sistemas de cultivo de la producción de fresa a nivel nacional y así proponer a los productores una gestión más eficiente y respetuosa con el medio ambiente, sugiriendo también posibles estrategias de mitigación de la huella ambiental.

El estudio se centró en la comparación de ocho sistemas representativos de la situación actual de la producción de fresa en Andalucía (tabla 1). Se seleccionaron cinco sistemas bajo macrotúnel (fotos 1-2), dos sistemas en microtúnel (fotos 3-4) y un sistema al aire libre (foto 5). Dentro de estos sistemas se tuvieron en cuenta, el tipo de manejo de pesticidas y fertilizantes (convencional, integrado o ecológico) y el tipo de suelo (substrato o suelo).

Los datos de cada uno de los sistemas de producción de fresa evaluados se recogieron de diferentes fuentes bibliográficas y datos experimentales. Para los sistemas macro y microtúnel, los datos utilizados son los representativos de las prácticas agrícolas realizadas en fincas comerciales y mediciones en campo en la provincia de Huelva. Para el sistema al aire libre, se completaron los datos de parcelas comerciales locales y representativas ubicadas en una zona interior de la provincia de Granada, al sur de España. Los datos para la mayoría de las prácticas agrícolas aplicadas en los sistemas de producción estudiados fueron recogidos de diferentes fuentes (productores, asesores locales y bibliografía).

La metodología empleada para el cálculo de la huella ambiental derivada de la producción de fresa fue el Análisis de Ciclo de Vida (ACV). Se trata de una herramienta muy útil para evaluar la sostenibilidad de un proceso agrícola al permitir la identificación de las cargas ambientales asociadas a las actividades de campo relacionadas con la producción de un cultivo.

El alcance de este estudio se limitó a la producción de fresa, considerando todos los flujos de entrada y salida de materiales y energía hasta que la fresa es cosechada. La unidad funcional fue definida como 1 tonelada de peso fresco comercial de fresa. Las principales características de los diferentes sistemas de cultivo de fresa evaluados se muestran en la tabla 2. Las prácticas agrícolas empleadas en cada sistema de producción se agruparon en diferentes fases para facilitar el estudio e interpretación de los resultados. Estas fases fueron: estructura, equipo auxiliar, fertilizantes, pesticidas y manejo del cultivo.

Estructura: En esta fase se han incluido, la fabricación y transporte de materiales utilizados en la estructura del macro y microtúnel (hierro y polietileno), la maquinaria empleada en la distribución e instalación de los elementos que componen la estructura del macro y microtúnel y el transporte y gestión de los residuos generados hasta centros de reciclaje.

Equipo auxiliar: Los ocho sistemas evaluados en este estudio estaban provistos de un sistema de fertirriego, utilizando fertilizantes solubles en agua inyectados a través de líneas de goteo en el sistema de riego, sin recirculación del agua de drenaje. Todos los materiales utilizados en la fabricación de los elementos necesarios para el sistema de riego (acero y polietileno), se incluyeron en esta fase, así como la maquinaria agrícola necesaria para la instalación del sistema de fertirriego y el transporte y gestión de los residuos generados hasta centros de reciclaje. El agua aplicada y la energía consumida en la etapa de pre-alomado, establecimiento de la planta y en el fertirriego, también se tuvieron en cuenta en esta fase.

Fertilizantes: Para la evaluación ambiental se incluyeron la aplicación y distribución de fertilizantes, así como las cantidades totales de nitrógeno y sus emisiones al aire y al agua, y cantidades de fósforo, potasio y algunos microelementos. En los sistemas ecológicos se distribuyó compost en el suelo. Se calcularon las cantidades totales de nitrógeno (N), fósforo (P₂O₅) y potasio (K₂O) añadidas en todos los sistemas, así como las emisiones de amoniaco (NH₃) y monóxido de dinitrógeno (N₂O) al aire y lixiviación de nitratos (NO₃) al agua. Las dosis de N, P2O5 and K2O fueron aplicadas siguiendo el manejo de fertilización convencional, integrado y ecológico (CE, 2007; BOJA, 2013; IFAPA, 2013). El cálculo de las emisiones de N se llevó a cabo de acuerdo con las metodologías propuestas por Audsley y col. (2000), IPCC (2006) y EEA (2013).

Pesticidas: Los pesticidas incluidos en cada sistema de cultivo (insecticidas, fungicidas, acaricidas y herbicidas) fueron aquellos permitidos dentro de un manejo integrado, convencional o ecológico (CE, 2007; BOJA, 2013; IFAPA, 2013; MAPAMA, 2016; RAIF, 2017). La fabricación de pesticidas y la maquinaria empleada para su aplicación, así como las emisiones al aire de cada pesticida han sido incluidos en esta fase. Dichas emisiones fueron calculadas mediante la metodología descrita en EEA (2013).

Manejo del cultivo: Esta fase incluyó el uso de maquinaria agrícola para el trabajo de campo, la retirada de la estructura del macro y microtúnel, del acolchado de plástico y de las tuberías de riego por goteo y el enterramiento de los residuos de cultivo (tractor, subsolador, grada de discos). En esta etapa se incluyó también el diésel utilizado en los vehículos agrícolas y herramientas de cultivo.

Los impactos ambientales que se han considerado para la evaluación de la huella ambiental del cultivo de fresa fueron la huella de carbono (HC), acidificación (AA), eutrofización (EU) y ecotoxicidad (EC). Estos impactos se han elegido por su importancia en los procesos agrícolas y sobre todo porque son considerados impactos ambientales críticos en la producción de fresa en el área cercana al Parque Nacional de Doñana. Para calcular y evaluar cada uno de los impactos medioambientales, se utilizó el software simaPro 8.4.0.0 (Pré Consultants, 2017).

La figura 1 muestra la contribución de los impactos ambientales en cada una de las fases que intervienen en el proceso de producción de fresa para cada uno de los sistemas evaluados. Fertilizantes, pesticidas y equipo auxiliar fueron las fases con mayor porcentaje de impacto para la mayoría de los sistemas considerados. Estructura y manejo del cultivo mostraron, en general, menores impactos ambientales.

Los fertilizantes fue la fase que más importancia adquirió en la mayoría de los impactos ambientes y los sistemas de cultivo estudiados. Específicamente, los impactos huella de carbono y acidificación adquirieron la mayor importancia en esta fase y en todos los sistemas evaluados, debido a las emisiones al aire de monóxido de dinitrógeno y de amoníaco causados por la fabricación y aplicación de fertilizantes, principalmente nitrogenados. La huella de carbono adquirió valores máximos de 78% y 83% en los sistemas MASsI y MASsC, respectivamente. La acidificación mostró la mayor importancia en ALC (75%). El uso de fertilizantes sintéticos y orgánicos suele ser la principal causa del impacto de la acidificación en la producción de fresa (Lillywhite y col., 2007; Khoshenvisan y col., 2013; He y col., 2016).

Los pesticidas mostraron los valores más altos en los impactos de eutrofización y ecotoxicidad en la mayoría de los sistemas (figura 1). Estos impactos fueron causados por la gestión del control de plagas y las emisiones durante su fabricación. Las mayores contribuciones en la eutrofización se obtuvieron en los sistemas de cultivo bajo túnel. En cambio, el sistema al aire libre presentó el valor más alto en la ecotoxicidad (60%), que podría ser una consecuencia de las dosis de plaguicidas utilizadas y la baja productividad del cultivo. Los resultados nos indican que los pesticidas aplicados en todos los sistemas de cultivo, deben ser reducidos para poder avanzar hacia una producción más sana y respetuosa con el medio ambiente.

La energía consumida por el sistema de riego y la fabricación y procesado de los elementos necesarios para la instalación del sistema de riego y el sistema hidropónico fueron los principales causantes del impacto en la ecotoxicidad en la fase equipo auxiliar (figura 1). El consumo de electricidad debería reducirse y sus impactos podrían disminuir si se utilizara una mayor cantidad de energías renovables. Por otro lado, los materiales de acero y plástico utilizados para la instalación tanto del riego como del sistema hidropónico, fueron también responsables de la gran contribución en la ecotoxicidad. Por lo tanto, el uso de acero reciclado y materiales plásticos con una vida útil más larga también podría mejorar el impacto ambiental ecotoxicidad.

Nuestros resultados demuestran que el manejo integrado de la fresa es más respetuoso con el medio ambiente que el manejo convencional (tabla 3) y la productividad fue muy similar. La producción ecológica mostró bajos impactos ambientales comparada con los sistemas integrados y convencionales bajo macrotúnel con suelo y bajo microtúnel, pero su productividad fue la más baja en comparación con el resto de sistemas protegidos.

Por otra parte, el cultivo de fresa bajo macrotúnel con suelo (MAS) presentó cargas ambientales ligeramente más altas para todos los impactos ambientales que el cultivo bajo microtúnel (MI) (tabla 3), causados en parte por las grandes cantidades de materiales empleados en la estructura del macrotúnel, el mayor rendimiento (h/ha) de la maquinaria agrícola utilizada en las etapas de estructura y manejo del cultivo, y la alta cantidad de diésel consumida en los sistemas MAS comparados con los sistemas MIS. Sin embargo, los sistemas MAS son los más predominantes, con mayor ocupación superficial en Andalucía y España (MAPAMA, 2017a).

Conclusiones

Los fertilizantes fue la fase que más importancia adquirió en la mayoría de los impactos ambientales y los sistemas de cultivo estudiados, seguidos por los pesticidas y el equipo auxiliar. Por lo tanto, con el fin de mejorar la huella medioambiental de la fresa, se debería llevar a cabo una reducción y ajuste de los fertilizantes y manejo de pesticidas, un uso de materiales reciclados y/o con una mayor vida útil y un uso de energías renovables. La acidificación, la eutrofización y la ecotoxicidad fueron los impactos con mayores cargas ambientales en todos los sistemas de producción de fresa. Los sistemas más innovadores (MASs) y los sistemas con manejo integrado ofrecieron los mejores resultados medioambientales. Desde un punto de vista medioambiental y productivo, MASsI fue el mejor sistema de producción de fresa.

Agradecimientos

Esta investigación ha sido financiada con el proyecto sectorial de investigación IE.AVA.AVA201601.10 y co-financiada por fondos FEDER. Agradecemos a Luis Miranda Enamorado y a técnicos de las empresas ADESVA, Flor de Doñana Biorgánica y Benítez-Padilla S.L., por su colaboración para realizar el inventario de ciclo de vida.

Referencias bibliográficas

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