Economic viability of a crop-livestock integration system / Viabilidade econômica de um sistema de integração lavoura-pecuária

ABSTRACT: Crop monoculture and single conventional cattle raising were designed for a rapid increase in productivity and food supply. However, some of these production systems have shown signs of saturation and negative environmental impacts. Crop-livestock integration systems have been developed as an alternative that delivers increased productivity and greater environmental sustainability. This article presents an evaluation of the economic viability and the financial risk associated with an investment in crop-livestock integration with a focus on the production of beef cattle in São Carlos, SP, Brazil. Results showed that the investment is economically viable and has an Internal Rate of Return higher than that of a conventional system. Monte Carlo simulations showed that the integrated system presents lower market risks when compared to the conventional system.

RESUMO: A produção agrícola em monocultivo e a pecuária convencional não integrada com culturas foram desenhadas para um aumento rápido da produtividade e da oferta de alimentos. Entretanto, alguns destes sistemas de produção têm mostrado sinais de saturação e impactos ambientais negativos. Sistemas de integração lavoura-pecuária têm sido desenvolvidos como uma alternativa que oferece aumento de produtividade e maior sustentabilidade ambiental. O presente trabalho tem por objetivo estimar a viabilidade econômica e o risco financeiro associado a um projeto de investimento em integração lavoura-pecuária com foco para a produção de animais de corte em São Carlos, SP. Os resultados mostraram que o investimento é economicamente viável e apresenta Taxa Interna de Retorno superior à de um sistema convencional. Por meio da simulação de Monte Carlo constatou-se o sistema integrado apresenta menores riscos de mercado quando comparado com o sistema convencional.

Economic analysis of the risk of replacing corn grains (Zea mays) with pearl millet grains (Pennisetum glaucum) in the diet of feedlot cattle / Análise econômica do risco da substituição de grãos de milho (Zea mays) por grãos de milheto (Pennisetum glaucum) na dieta de bovinos confinados

ABSTRACT: The goal of the present study was to assess the economic viability relating to the risk of replacing corn with pearl millet in diets with 80% concentration for feedlot cattle confined for 89 days. Replacement levels were: 0, 33, 66, and 100%. The risk was estimated using Monte Carlo simulation, Spearman's rank correlation test between input variables, stochastic dominance, and analysis of sensitivity. The expected average values ± standard deviation for net present value (R$/animal) were ± 71.74 ± 283.32, 91.23 ± 285.18, 196.05 ± 273.79, and 223.80 ± 267.96 for diets containing 0, 33, 66, and 100% of pearl millet, respectively. The probability of ≥0 net present value was 63.4, 66.1, 78.4, and 82.4%, respectively. The net present values were statistically different (P<0.05), and the higher levels dominated the lower values. The items that most influenced the net present values were, in descending order, prices of unfinished and finished cattle, initial and final weights, prices of concentrate and forage, concentrate and forage consumption. Based on the results of the simulation, diet of 100% pearl millet exhibited the best economic viability.

RESUMO: O objetivo do estudo foi avaliar a viabilidade econômica relacionada ao risco da substituição de milho por milheto em dietas com 80% de concentrado no confinamento de bovinos por 89 dias. Os níveis de substituição foram: 0, 33, 66 e 100%. O risco foi estimado usando simulação de Monte Carlo, correlação de Spearman entre as variáveis ​​de entrada, dominância estocástica e análise de sensibilidade. Os valores médios esperados ± desvio padrão para o valor presente líquido (R$/animal) foram de ± 71,74 ± 283,32, 91,23 ± 285,18, 196,05 ± 273,79 e 223,80 ± 267,96 para dietas contendo 0, 33, 66 e 100% de milheto, respectivamente. A probabilidade de valor presente líquido ≥0 foi de 63,4, 66,1, 78,4 e 82,4%, respectivamente. Os valores presentes líquidos foram estatisticamente diferentes (p<0,05), e os níveis mais elevados dominaram os valores mais baixos. Os itens que mais influenciaram os valores presentes líquidos foram, em ordem decrescente, os preços de bovinos não terminados e acabados, pesos inicial e final, preços de concentrado e forragem, consumo de concentrado e forragem. Com base nos resultados da simulação, a dieta de 100% de milheto mostrou a melhor viabilidade econômica.

Análise conjunta de indicadores na viabilidade econômica do confinamento de novilhos recebendo dietas com diferentes níveis de concentrado / Joint analysis of economic viability indicators of feedlot steers fed diets with different concentrate levels

O objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade econômica, por meio da análise conjunta de indicadores financeiros expressos por animal, da terminação em confinamento de novilhos Aberdeen Angus recebendo dietas com diferentes níveis de concentrado (NC): 25, 40, 55 ou 70% (base na matéria seca). Foram consideradas cotações históricas consecutivas dos anos de 2003 a 2014. A análise univariada caracterizou-se por delineamento inteiramente ao acaso, com quatro tratamentos e quatro repetições, procedendo-se à análise de regressão. A análise multivariada consistiu de agrupamento (cluster). Pela análise univariada, houve similaridade para os indicadores financeiros, com médias para margem bruta de R$ 173,21; margem líquida de R$ 163,73; lucro de R$ 110,61; valor presente líquido de R$ 93,31; índice benefício: custo de 1,048; retorno adicional sobre o investimento de 1,17% a.m.; taxa interna de retorno de 2,04% a.m. e payback descontado de 1,36 mês. Pela análise de cluster, o NC de 55% apresentou maior discrepância em relação aos demais níveis, enquanto 40 e 70% foram os mais próximos. A análise conjunta dos indicadores financeiros indicou viabilidade do confinamento de novilhos, independentemente do nível de concentrado.

The objective of this study was to evaluate the economic viability, through the joint analysis of financial indicators expressed by animal, of the Aberdeen Angus steers feedlot finished fed diets with different levels of concentrate (CL): 25, 40, 55 or 70% (on dry matter basis). Consecutive historical quotes of years 2003 to 2014 were considered. Univariate analysis was characterized by a completely randomized design with four treatments and four replications, proceeding regression analysis. Multivariate analysis consisted of grouping (cluster). The univariate analysis showed similarity to the financial indicators with averages to gross margin of R$ 173.21; net margin of R$ 163.73; income of R$ 110.61; net present value of R$ 93.31; benefit: cost ratio of 1.048; additional return on investment of 1.17% per month; internal rate of return of 2.04% per month and discounted payback of 1.36 months. By cluster analysis, 55% CL presented greater discrepancy in relation to other levels, while 40 and 70% were the nearest. The analysis of the financial indicators indicated feasibility of feedlot steers, regardless of the concentrate level.

Análise conjunta de indicadores na viabilidade econômica do confinamento de novilhos recebendo dietas com diferentes níveis de concentrado / Joint analysis of economic viability indicators of feedlot steers fed diets with different concentrate levels

O objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade econômica, por meio da análise conjunta de indicadores financeiros expressos por animal, da terminação em confinamento de novilhos Aberdeen Angus recebendo dietas com diferentes níveis de concentrado (NC): 25, 40, 55 ou 70% (base na matéria seca). Foram consideradas cotações históricas consecutivas dos anos de 2003 a 2014. A análise univariada caracterizou-se por delineamento inteiramente ao acaso, com quatro tratamentos e quatro repetições, procedendo-se à análise de regressão. A análise multivariada consistiu de agrupamento (cluster). Pela análise univariada, houve similaridade para os indicadores financeiros, com médias para margem bruta de R$ 173,21; margem líquida de R$ 163,73; lucro de R$ 110,61; valor presente líquido de R$ 93,31; índice benefício: custo de 1,048; retorno adicional sobre o investimento de 1,17% a.m.; taxa interna de retorno de 2,04% a.m. e payback descontado de 1,36 mês. Pela análise de cluster, o NC de 55% apresentou maior discrepância em relação aos demais níveis, enquanto 40 e 70% foram os mais próximos. A análise conjunta dos indicadores financeiros indicou viabilidade do confinamento de novilhos, independentemente do nível de concentrado.(AU)

The objective of this study was to evaluate the economic viability, through the joint analysis of financial indicators expressed by animal, of the Aberdeen Angus steers feedlot finished fed diets with different levels of concentrate (CL): 25, 40, 55 or 70% (on dry matter basis). Consecutive historical quotes of years 2003 to 2014 were considered. Univariate analysis was characterized by a completely randomized design with four treatments and four replications, proceeding regression analysis. Multivariate analysis consisted of grouping (cluster). The univariate analysis showed similarity to the financial indicators with averages to gross margin of R$ 173.21; net margin of R$ 163.73; income of R$ 110.61; net present value of R$ 93.31; benefit: cost ratio of 1.048; additional return on investment of 1.17% per month; internal rate of return of 2.04% per month and discounted payback of 1.36 months. By cluster analysis, 55% CL presented greater discrepancy in relation to other levels, while 40 and 70% were the nearest. The analysis of the financial indicators indicated feasibility of feedlot steers, regardless of the concentrate level.(AU)

Risk analysis of the economic viability of feedlot aberdeen angus steers fed with different proportions of concentrate / Análise de risco da viabilidade econômica do confinamento de novilhos aberdeen angus alimentados com diferentes proporções de concentrado

The economic viability of feedlot Aberdeen Angus steers fed with diets composed of different concentrate levels (CL) in dry matter (25, 40, 55 or 70%) was estimated using Monte Carlo simulation combined with Spearman rank correlation, considering nine random input variables, as well as stochastic dominance (DOM) and sensitivity (SENS) analyses. For the financial indicator simulation, net present value (NPV), cash flow with indicators of performance, and the probability distribution of all cost and income items (from 2003 to 2014) were used. Latin hypercube sampling and a Mersenne Twister random number generator was employed for the simulation, which included 2000 interactions. The expected mean values ± standard deviation for NPV (USD/animal) were 44.94 ± 68.01, 44.50 ± 69.25, 15.39 ± 69.22 and 54.20 ± 71.58 for the diets containing 25, 40, 55 and 70% CL, respectively. The probability of NPV 0 was 76.8, 76.0, 57.9 and 78.1%, respectively, from the smallest to largest CL. The DOM analysis showed that 25 and 40% CL have similar probability curves, the 70% level dominated the remaining and all CL dominated 55%. According to SENS analysis, the items that most influenced the NPV were, in decreasing order, finished and feeder cattle price, initial and final weights, concentrate and roughage price, concentrate intake, minimum rate of attractiveness and roughage intake. Based on the simulation results, the 70% CL showed a higher NPV and greater likelihood of economic viability. The probabilistic simulation technique is an interesting tool for decision-making in investment projects with beef cattle feedlot, therefore, further studies in this line of research is recommended.

Estimou-se o risco da viabilidade econômica do confinamento de novilhos Aberdeen Angus alimentados com dietas com diferentes níveis de concentrado (NC) na matéria seca (25, 40, 55 ou 70%), utilizando simulação de Monte Carlo associado com o uso de correlação de Spearman entre nove variáveis aleatórias de entrada, dominância estocástica (DOM) e análise de sensibilidade (SENS). Para a simulação do indicador financeiro Valor Presente Líquido (VPL), foi utilizado fluxo de caixa com indicadores de desempenho e distribuição de probabilidade de todos os itens de custos e receitas (anos de 2003 a 2014). Amostragem de Hipercubo Latino e gerador de números aleatórios Mersenne Twister foram utilizados para a simulação com 2.000 interações. Os valores médios esperados para VPL ± desvio padrão (USD/animal) foram de: 44,94 ± 68,01; 44,50 ± 69,25; 15,39 ± 69,22 e 54,20 ± 71,58, respectivamente, para 25, 40, 55 e 70% NC. As probabilidades do VPL 0 foram 76,8%; 76,0%; 57,9% e 78,1%, respectivamente, do menor para maior NC. A análise de DOM demonstrou que 25 e 40% de concentrado apresentam curvas de probabilidade similares; 70% dominou os demais e 55% foi dominado por todos os NC. De acordo com a SENS, os itens que mais influenciaram no VPL foram, em ordem decrescente, os preços do boi gordo e magro, os pesos final e inicial, preços do concentrado e do volumoso, consumo de concentrado, taxa mínima de atratividade e consumo de volumoso. Com base nos resultados de simulação, o NC de 70% apresentou maior VPL e maior probabilidade de viabilidade econômica. A técnica de simulação probabilística demonstrou ser interessante ferramenta para tomada de decisões em projetos de investimento com confinamento de bovinos de corte, sugerindo a expansão de estudos nesta linha de pesquisa.

Stochastic simulation of the economic viability of feedlot steers fed with different proportions of concentrate / Simulação estocástica da viabilidade econômica do confinamento de novilhos alimentados com diferentes proporções de concentrado

The economic viability of feedlot zebu bulls, slaughtered at 450 kg after 90 days of feeding with diets consisting of different proportions of concentrate in dry matter (40, 60 or 80%), was estimated using Monte Carlo simulations, with or without the inclusion of Spearman rank correlations among random input variables, stochastic dominance (DOM) and sensitivity analysis (SENS). The roughage used was chopped sugar cane. Cash flow with indicators of performance, and probability distributions of all items of cost and revenue (from 2003 to 2014), were used to stimulate net present value (NPV), the financial indicator. Latin hypercube sampling and a Mersenne Twister random number generator were employed for the simulation with 2000 interactions. The risk was found to be more accurately estimated when correlations between random input variables were included (probability of NPV 0 ± standard deviation was 35 ± 166.05% and 31 ± 139.75% for the simulation without and with correlation, respectively). Considering this result, DOM and SENS were only carried out including these correlations. The expected value for NPV was similar between the different levels of concentrate (average USD -62/animal and NPV 0 of 33%) according to DOM analysis of simulations including correlations. From the SENS analysis, the final weight, finished cattle price, feeder cattle price and initial weight were the items with the greatest influence on NPV, regardless of the level of concentrate used, followed by intake and the cost-related items of diet and minimum rate of attractiveness. Based on the results obtained by simulation, the direct benefit of feedlot could be classified as high risk, suggesting the increased use of Monte Carlo simulation for decision-making.

Estimou-se o risco da viabilidade econômica do confinamento de bovinos zebuínos abatidos com 450 kg após 90 dias de alimentação, com dietas com diferentes proporções de concentrado na matéria seca (40, 60 ou 80%), utilizando simulação de Monte Carlo associado ou não com o uso de correlação de Spearman entre as variáveis aleatórias de entrada, dominância estocástica (DOM) e análise de sensibilidade (SENS). O volumoso utilizado foi cana-deaçúcar picada. Para a simulação do indicador financeiro Valor Presente Líquido (VPL), foi utilizado fluxo de caixa com indicadores de desempenho e distribuição de probabilidade de todos os itens de custos e receitas (anos de 2003 a 2014). Amostragem de Hipercubo Latino e gerador de números aleatórios Mersenne Twister foram utilizados para a simulação com 2.000 interações. O risco foi estimado com maior precisão incluindo correlações entre variáveis aleatórias de entrada (probabilidades de VPL 0 ± desvio padrão foram 35 ± 166,05% and 31 ± 139,75% para a simulação com e sem correlação, respectivamente). A partir deste resultado, DOM e SENS foram realizadas apenas com correlação entre variáveis aleatórias de entrada. O valor esperado para VPL foi semelhante entre os diferentes níveis de concentrado (média de USD -62 / animal e VPL 0 de 33%), de acordo com a análise de DOM das simulações com correlação. Na SENS, independentemente do nível de concentrado usado, o peso final, os preços do boi gordo e magro e peso inicial foram os itens mais importantes a influenciar o VPL, seguido de consumo da dieta, preços da dieta e taxa mínima de atratividade. Com base nos resultados de simulação, poderia ser classificado o benefício direto de confinamento como de alto risco, sugerindo a expansão dos estudos com uso da técnica de simulação de Monte Carlo na tomada de decisões.

Deterministic economic analysis of feedlot Red Angus young steers: slaughter weights and bonus / Análise econômica determinística do confinamento de novilhos Red Angus superjovens: pesos de abate e bonificações

The joint analysis of indicators of the investment project is very relevant in making decisions, resulting in more consistent information regarding risk assessment and its confrontation with the possibility of return. This research aimed to evaluate the economic feasibility of Red Angus young steers finished in feedlot, slaughtered at 340, 373, 396 or 430kg with use of various financial indicators, marketed with or without bonus. The purchase of feeder cattle and feeding were variable costs with a higher share in the total cost. In the analysis with bonus, the regression analysis to gross margin, net margin, net present value, benefit:cost index and additional return on investment showed quadratic behavior, with the point of maximum at 406kg (R$ 185.17), 406kg (R$ 161.76) , 393kg (R$ 128.29), 392kg (1.12), 392kg (11.98%), respectively. In the analysis without bonus, gross margin and net margin showed a quadratic response (346kg, with R$ 110.31 and R$ 86.90, respectively), while for the other indicators, there was a linear reduction as an increase in slaughter weight.

A análise conjunta de indicadores do projeto de investimento é muito relevante na tomada de decisões, resultando em informações mais consistentes da avaliação do risco e seu confronto com a possibilidade de retorno. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade econômica da terminação de novilhos Red Angus superjovens em confinamento, abatidos com 340, 373, 396 ou 430kg, com uso de diversos indicadores financeiros, comercializados com ou sem bonificação. A compra dos bois magros e a dieta foram os custos variáveis ​​com maior participação no custo total. Na análise com bonificação, a análise de regressão para margem bruta, margem líquida, valor presente líquido, índice benefício:custo e retorno adicional sobre o investimento demonstrou comportamento quadrático, com ponto de máxima aos 406kg (R$ 185,17), 406kg (R$ 161,76), 393kg (R$ 128,29), 392kg (1,12), 392kg (11,98%), respectivamente. Na análise sem bonificação, margem bruta e margem líquida apresentaram comportamento quadrático (346kg, sendo de R$ 110,31 e R$ 86,90, respectivamente), enquanto que, para os demais indicadores, houve redução linear, conforme aumento no peso de abate.