sábado, 17 de septiembre de 2011

VIII. AGROECOLOGÍA. BASES CIENTÍFICAS PARA UNA AGRICULTURA SUSTENTABLE. CAPÍTULO VIII. MIGUEL ALTIERI


Capítulo 8
Agricultura orgánica

La agricultura orgánica es un sistema productivo que propone evitar e incluso excluir totalmente los fertilizantes y pesticidas sintéticos de la producción agrícola. En lo posible, reemplaza las fuentes externas tales como substancias químicas y combustibles adquiridos comercialmente por recursos que se obtienen dentro del mismo predio o en sus alrededores. Dichos recursos internos incluyen la energía solar y eólica, el control biológico de las plagas, el nitrógeno fijado biológicamente y otros nutrientes que se liberan a partir de la materia orgánica o de las reservas del suelo.

Las opciones específicas que fundamentan la agricultura orgánica son la máxima utilización de la rotación de cultivos, rastrojos vegetales, abono animal, leguminosas, abonos verdes, desechos orgánicos externos al predio, cultivo mecanizado, rocas fosfóricas, y aspectos del control biológico de plagas con miras a la mantención de la fertilidad del suelo y su estructura; suministro de nutrientes vegetales y el control de los insectos, malezas y otras plagas. (Tabla 8.1) (USDA 1980).

Como resultado de ello, los sistemas de agricultura orgánica se pueden diferenciar considerablemente uno de otros, puesto que cada uno adapta sus prácticas para satisfacer necesidades ambientales y económicas específicas. Sin embargo, hoy en día se acepta ampliamente que la agricultura orgánica no representa un retorno a los métodos previos a la revolución industrial, sino más bien combina las técnicas agrícolas conservacionistas tradicionales con tecnologías modernas. Los agricultores que aplican este sistema usan equipos modernos, semillas certificadas, prácticas de conservación del suelo y agua y las últimas innovaciones relacionadas con la alimentación y cría de ganado. Los elementos más comunes de los sistemas de cultivo orgánico son los siguientes (Roberts 1992):
1. La acumulación de materia orgánica en el suelo
2. La eliminación de productos químicos potencialmente tóxicos como pesticidas, herbicidas y fertilizantes
3. El uso de leguminosas como principal fuente de nitrógeno
4. La aplicación de fertilizantes naturales
5. El uso de la rotación de cultivos para reducir al mínimo el daño producido por plagas y malezas
6. La incorporación de una diversa gama de cultivos con el fin de alcanzar mayor estabilidad
7. La integración del cultivo arbóreo con la explotación ganadera para lograr un sistema natural equilibrado
8. El almacenamiento de agua con el objeto de utilizar las precipitaciones y evitar así el escurrimiento innecesario.
 
Características de la agricultura orgánica
La diferencia más importante entre la agricultura orgánica y la convencional radica en que los agricultores orgánicos evitan o restringen el uso de fertilizantes y pesticidas químicos en sus prácticas agrícolas, mientras que los agricultores convencionales pueden usarlos extensivamente (Oelhaf 1978). De hecho, los agricultores orgánicos utilizan maquinaria moderna, las variedades de cultivo recomendadas, semilla certificada, manejo perfecto del ganado, las prácticas recomendadas para la conservación del suelo y del agua e innovadores métodos de reciclaje de desechos orgánicos
y manejo de residuos.

Los programas de investigación sobre los sistemas de cultivo orgánico fueron muy limitados hasta comienzos de la década de los ochenta . Estudios pioneros realizados por Oelhaf (1978), Lockeretz et al. (1978, 1981), Pimentel et al. (1983) y USDA (1980) referentes a la agricultura orgánica en Estados Unidos proporcionan la comparación más detallada entre los sistemas agrícolas orgánicos y los convencionales.

Dichos estudios concluyeron que:
1. En los predios orgánicos las cosechas de maíz y soya fueron inferiores a las de los predios convencionales en cerca de un 10% y un 5% respectivamente. En condiciones de crecimiento muy favorables, las producciones convencionales resultaron considerablemente mayores que las orgánicas. Sin embargo, en condiciones más secas, los agricultores orgánicos obtuvieron resultados similares o mejores que sus contrapartes convencionales. Una vez que se estableció la rotación de cultivo (3 ó 4 años), las producciones de los predios orgánicos comenzaron a aumentar, de manera que se acercaron a las de los métodos convencionales.
2. Los predios convencionales consumieron una cantidad de energía considerablemente mayor que los predios orgánicos, debido más que nada al mayor uso de sustancias petroquímicas. Además, desde el punto de vista del consumo energético, los predios orgánicos fueron mucho más eficientes que los convencionales. Los investigadores concluyeron que en los predios orgánicos seleccionados en 1974 y 1975, la tasa de energía de entrada/salida (eficiencia) para la producción de maíz fue de 13 y 20 respectivamente, mientras que en los convencionales fue de 5 y 7 respectivamente.

Entre 1974 y 1978 la energía que consumieron los predios orgánicos para producir una cosecha valorizada en dólares alcanzó sólo cerca de un 40% de las convencionales. Aunque los predios orgánicos obtuvieron rendimientos menores que los convencionales, sus costos operacionales también fueron inferiores de manera que resultaron casi equivalentes desde un punto de vista monetario. Como resultado de lo anterior, los ingresos netos de producción en ambos tipos de predios fueron casi iguales todos los años excepto uno. El uso de nitrógeno fijado biológicamente y desechos orgánicos reciclados por parte de los agricultores orgánicos redujo considerablemente el consumo de energía en la producción agrícola orgánica. Sin embargo, parte de ese ahorro, incrementado por la reducción en el uso de fertilizantes, se puede ver compensado por el mayor uso de combustible y maquinaria en las labores de abono y cultivo. Un estudio comparativo en cuanto al uso de la energía fósil, la mano de obra y los insumos externos para la producción de maíz, trigo, papas y manzanas mediante el uso de tecnologías orgánicas y convencionales dio como resultado que la eficiencia energética en ambos sistemas de producción varió de acuerdo con el sistema de cultivo que se utilizó (Pimentel et al. 1983). Dichos resultados indicaron que la producción de maíz y trigo orgánicos fue entre 29% y 70% más eficiente energéticamente que la producción convencional. Por el contrario, las técnicas orgánicas resultaron entre un 10% y un 70% menos eficientes desde un punto de vista energético que las técnicas convencionales para producir papas y manzanas.

La pérdidas por plagas y enfermedades también aumentaron cuando no se aplicaron pesticidas a los cultivos.
3. Muchos predios orgánicos se encuentran altamente mecanizados y sólo requieren un poco más mano de obra que los predios convencionales. Los requerimientos de mano de obra alcanzaron un promedio de 3,3 horas-hombre por acre en los predios orgánicos y 3,2 horas-hombre por acre en los convencionales. No obstante, de acuerdo con el valor de la cosecha producida, los predios orgánicos requirieron un 11% más de mano de obra, puesto que su producción fue inferior (Lockeretz et al.
1978, 1981). En este estudio, las necesidades de mano de obra de los agricultores orgánicos resultaron similares a las de los agricultores convencionales para el maíz y los granos pequeños, pero mayores para la soya, ya que fue necesario más desyerbe manual. Otros estudios (Oelhaf 1978, Lockeretz et al. 1975) indican que los predios orgánicos generalmente necesitan más mano de obra que los convencionales, aunque de hecho hay excepciones. La cantidad de mano de obra que se requiere para cultivar orgánicamente constituye una limitación crucial para la expansión de algunos predios orgánicos y un importante factor disuasivo para aquellos agricultores convencionales que consideran la posibilidad de adoptar los métodos orgánicos.

De todas maneras, el cultivo orgánico conserva los recursos naturales y protege más el medio ambiente que la agricultura convencional. El aumento de la presión pública en cuanto a la conservación del suelo y agua y la protección del medio ambiente ha generado un aumento del interés mundial por las prácticas de cultivo orgánico. Se han llevado a cabo estudios y evaluaciones más recientes sobre la agricultura orgánica, entre los cuales se cuentan el informe del National Research Council (NRC 1984) sobre Agricultura Alternativa y el texto de Lampkin (1992) sobre Agricultura Orgánica. La principales conclusiones del NRC fueron:
1. Los sistemas agrícolas bien manejados casi siempre utilizan menos fertilizantes, antibióticos y pesticidas químicos sintéticos por unidad de producción en comparación con los predios convencionales. El uso reducido de estos insumos disminuye tanto los costos de producción como la posibilidad de efectos ambientales y salubres adversos de la agricultura, pero sin necesariamente reducir (en algunos casos los aumenta) los rendimientos de los cultivos por acre y la productividad de los sistemas de manejo de ganado.
2. Las prácticas alternativas de cultivos por lo general requieren más información, entrenamiento, tiempo y habilidades de manejo por unidad productiva que la agricultura convencional.
3. Muchas políticas gubernamentales desalientan la adopción de sistemas y prácticas alternativas y penalizan económicamente a aquellos que adoptan rotaciones, aplican ciertos sistemas de conservación del suelo o intentan reducir las aplicaciones de plaguicidas.

Sistemas de cultivo
La mayoría de los sistemas de cultivo orgánico incluyen una rotación basada en las leguminosas utilizadas como abono verde o cultivos de cobertura (Parr et al. 1983).

Las pautas para la planificación de secuencias de cultivos en la rotación se basa en la selección de cultivos balanceados que sean:
• Apropiados para el tipo de suelo local
• Cultivados con éxito en el área
• Cosechados fácilmente con equipo disponible

La selección de la proporción deseada de cultivo invierno: verano y la siembra de leguminosas en suelos con baja concentración de nitrógeno son esenciales para una buena rotación . Luego de las leguminosas o el barbecho, se siembran cultivos ricos en proteína. Se toma en consideración la micorriza de cada cultivo en la secuencia, y en regiones templadas se recomienda no volver a cultivar trigo durante 5 ó 6 años en presencia de nemátodos. La práctica usual consiste en alternar un cultivo tipo abono verde con un cultivo que requiera mucho nitrógeno (maíz, trigo, sorgo).

Por ejemplo, en la zona maicera de Estados Unidos, la rotación típica de un predio orgánico consistiría en 3 años de alfalfa, 1 año de maíz (o trigo), 1 año de soya, 1 año de maíz, 1 año de soya y luego nuevamente alfalfa. Las leguminosas forrajeras proporcionan una fuente de nitrógeno fijado biológicamente para el sistema orgánico.

Luego, el forraje se da como alimento a los animales en lugar de comercializarlo directamente, reduciendo de esta manera al mínimo la salida de nutrientes fuera del predio. La productividad del suelo también es incrementada mediante la reincorporación a la tierra del abono animal junto con los rastrojos del cultivo.

Otro ejemplo lo constituye una rotación típica de siete temporadas compuesta por tres temporadas de alfalfa y su incorporación al suelo, seguida de cuatro temporadas de cultivos cosechables: una de trigo, luego una de soya, otra de trigo y finalmente una de avena. Luego, el ciclo puede comenzar nuevamente. En la primera temporada de cultivo, el trigo al crecer absorberá una parte del nitrógeno producido por la alfalfa; la soya, dado que es una leguminosa, agotará mucho menos el nitrógeno del suelo. Se deja la avena para el final del ciclo, porque requiere menos nutrientes que el trigo.

Prácticas culturales
La mayoría de los agricultores orgánicos utilizan arados de disco o de cincel, que tienden a mezclar el suelo en lugar de invertirlo. Además, practican la labranza superficial (6 a 10 cm de profundidad), que tiende a retener los residuos del cultivo y los abonos en o cerca de la superficie del suelo. Con la labranza superficial, los residuos del cultivo protegen la superficie del suelo, de manera que fomenta la infiltración y el almacenamiento de agua y reduce la erosión del suelo y el escurrimiento de nutrientes. Los agricultores orgánicos que han logrado éxito acentúan la importancia de la labranza y siembra oportuna con miras al manejo de malezas y la mantención de un buen mullimiento del suelo. Algunos agricultores orgánicos recurren a la siembra tardía para controlar las malezas y aumentar la mineralización de la materia orgánica y la liberación de nutrientes vegetales (Parr et al. 1983).

La adición regular al suelo de rastrojos, abono y otros materiales orgánicos es otra característica básica de la agricultura orgánica. La materia orgánica mejora la estructura del suelo, aumenta su capacidad para almacenar agua, intensifica la fertilidad y mejora el mullimiento o condición física del suelo. Mientras mejor sea el mullimiento, más se facilita la labranza y con mayor facilidad emerge la plántula y se entierran las raíces. La infiltración del agua resulta más expedita en los suelos bien mullidos, reduciendo al mínimo el escurrimiento superficial y la erosión del suelo. La materia orgánica también sirve de alimento a las lombrices de tierra y a los microorganismos del suelo (Reganold et al. 1987).

En los predios orgánicos, las malezas e insectos son controlados principalmente con métodos no químicos, pero con diferentes grados de eficacia (USDA 1980). Los agricultores orgánicos de California combinan técnicas de cultivos tales como la cultivación, rotación de cultivos, cultivos inundados, cultivos trampas, el riego y la solarización (mulch con cubierta plástica), con un programa balanceado de manejo de suelo con materia orgánica y uso de agentes biológicos de control para manejar las plagas y enfermedades (Altieri et al. 1983a).

Las malezas son generalmente un problema mayor que los insectos. Los métodos orgánicos de control de malezas incluyen rotaciones de cultivos, labranza, segado, praderas, cultivos competitivos, cultivos intercalados, siembra y trasplante oportuno, espaciamiento intensivo de cultivos y algo de desmalezaje manual. En McLeod y Sweezy (1980) se presenta una descripción de los métodos utilizados por los agricultores orgánicos de California para el control de malezas. En cultivos en hileras, las malezas son controladas por medios mecánicos y/o animales tanto antes como después de la siembra. La mayoría de los agricultores están familiarizados con los ciclos vitales de sus cultivos y el tiempo de su cultivación con el objeto de aumentar al máximo el estrés de la maleza. En el Valle Anderson al norte de California, un agricultor obtuvo cosechas aceptables de maíz dulce, manteniéndolo libre de malezas sólo durante las primeras cuatro semanas posteriores a la emergencia del cultivo. Varios horticultores han descubierto la utilidad del transplantador con inyección hidráulica Hydro-Synchron para establecer una cama libre de malezas (Altieri et al. 1983a).

La siega y/o rastra mecánica son los métodos más comunes utilizados para el control de malezas en huertos y viñedos en condiciones de secano. Algunos agricultores han obtenido resultados estimulantes mediante el uso de segadores articulados.

Otros agricultores siembran alfalfa u otros tipos de cultivos de cobertura a modo de cubierta permanente del huerto, que siegan una o dos veces al año (Altieri et al. 1983a).

En muchos cultivos agrícolas, los agricultores orgánicos han controlado adecuadamente los insectos en muchos cultivos mediante rotaciones selectivas y la liberación de depredadores naturales de insectos. Algunos agricultores han experimentado grandes dificultades para controlar con métodos no químicos a los insectos en los cultivos de hortalizas y frutales. Los agricultores generalmente favorecen las combinaciones de insecticidas orgánicos con métodos biológicos de control de plagas
(USDA 1980). Entre los insectos benéficos que se liberan generalmente se encuentran Crisopas, avispas Trichogramma, ácaros depredadores, coccinélidos, parásitos de la mosca blanca de los invernaderos Encarsia formosa, depredadores de plagas del maíz, parásitos de escamas negras y rojas y parásitos del gusano rosado del maíz y del algodón, que se adquieren en los insectarios locales.

Los insecticidas más usados son los agentes microbiológicos, insecticidas botánicos, aceite, jabones y tierra de infusorios. Los insecticidas microbiológicos tales como Bacillus thuringiensis (BT), Nosema locustae y el virus de la polyedrosis nuclear (NPV) atraen a los agricultores debido a su selectividad. El BT se utiliza contra larvas de lepidópteros que se alimentan de hojas y frutos, por ejemplo, el gusano del tomate, el gusano del repollo, la polilla de la col, las larvas de los esfíngidos, el gusano de la manzana y muchos otros. La enfermedad causada por Nosema se produce en las langostas. El NPV se utiliza contra el gusano del algodón y el gusano del tabaco. En algunos huertos orgánicos de manzanas se ha probado con resultados alentadores el uso del virus granuloso para controlar al gusano de la manzana (Falcon et al. 1968). Los insecticidas botánicos incluyen rotenona, piretrina, irania, sulfato de nicotina, cebadilla, neem, cuasia y ajenjo. Se prefiere su utilización antes que a las sustancias químicas sintéticas, porque son naturales, menos tóxicos y se descomponen relativamente rápido en el medio ambiente.

Muchos agricultores usan aceites minerales para asfixiar los huevos de varios insectos. Los aceites minerales y la rotenona han sido utilizados contra la polilla del manzano. Recientemente se han probado contra este gusano fórmulas a base de jabón, con diversos resultados. La mayoría de los fruticultores usan trampas de feromona para vigilar las poblaciones de plagas de polillas adultas, o contratan expertos en el manejo de plagas para realizar reconocimientos y vigilancia de plagas en el campo.

Los fungicidas se pueden utilizar para prevenir enfermedades. Incluyen el azufre, caldo de bordeles, minerales de extracción como cobre y carbonato de calcio, y otras formulaciones hechas a base de ajo, corregüela y cal hidratada. Los horticultores consideran que la aplicación de un pulverizador foliar a base de emulsión de pescado justo antes de que las hojas caigan ayuda a su descomposición y a prevenir la aparición de sarna de las manzanas y otras enfermedades cuyas esporas invernan en las hojas. La sarna y el mildiú blanco de las cucurbitaceas también se pueden prevenir mediante la aplicación de carbonato de azufre/calcio antes y durante las lluvias de primavera.

La mayoría de los agricultores orgánicos también expresan que una alta proporción de humus en el suelo fomenta la resistencia del cultivo frente a plagas y agentes fitopatógenos de las plantas, puesto que las plantas cultivadas orgánicamente son más sanas que las fertilizadas con productos comerciales, y por lo tanto, son más resistentes a los ataques (Bezdicek y Powers 1984). Se ha llevado a cabo muy poca investigación para comprobar esta teoría, pero Culliney y Pimentel (1986) encontraron que las densidades poblacionales tardías en la temporada, de pulguillas, pulgones alados y larvas en coles fertilizadas con sedimento de aguas servidas fueron significativamente inferiores que en coles fertilizadas químicamente.

Nutrición de las plantas y materia orgánica del suelo
La clave para mantener la fertilidad del suelo en un sistema orgánico radica en el aumento de la eficiencia del flujo de nutrientes de un estado fijo a uno soluble. De esta manera, los agricultores obtienen nitrógeno adecuado y mantienen un alto nivel de materia orgánica del suelo para asegurar la máxima productividad del suelo. La principal fuente de nitrógeno en los sistemas agrícolas orgánicos la constituye el nitrógeno atmosférico fijado por bacterias asociadas con leguminosas. En algunos casos se utilizan fuentes de abono u otros desechos orgánicos provenientes del exterior del predio. Cualquier déficit de nitrógeno es disminuido principalmente mediante el nitrógeno residual del suelo, el reciclaje de abono animal y rastrojos vegetales, y la mineralización de materia orgánica del suelo. Los materiales que tienen poca solubilidad en el agua, como la roca fosfórica o la arenisca verde (glauconita), son las fuentes preferidas de fósforo y potasio respectivamente. Las fuentes de fosfato acidulado se utilizan en ocasiones cuando no existe la roca fosfórica.

Un estudio realizado por el USDA (1980) indica que un gran número de agricultores orgánicos aplican a las hojas de muchos cultivos productos a base de emulsión de pescado y algas marinas con la esperanza de que estos productos proporcionen por vía estomatal elementos esenciales para el crecimiento, protección de las plantas y para incrementar las cosechas.

La mayoría de los agricultores orgánicos consideran que la cantidad de materia orgánica del suelo se encuentra estrechamente relacionada con la productividad del suelo y el control de la erosión. De manera que aplican frecuentemente abono animal y usan abonos verdes y cultivos de cobertura para mantener la materia orgánica del suelo. El estiércol en ocasiones es transformado en compost, dispuesto en hileras al aire libre o en pilas estáticas anaeróbicas. Los agricultores que cultivan manzanas en California por lo general agregan a sus huertos dos toneladas de compost y media tonelada de caliza por acre al año (Altieri et al. 1983a). Mientras que la incorporación al suelo de residuos del cultivo es una práctica común en la mayoría de los predios, algunos agricultores incluso cambian los rastrojos de un lugar a otro del predio para aumentar el nivel de materia orgánica donde haga falta.

Debido a la gran diversidad de técnicas, clima, suelo, prácticas de control, sistemas de cultivo y otros factores, a menudo resulta difícil hacer una comparación entre el ciclo del nitrógeno en sistemas orgánicos y convencionales. Sin embargo, es posible sacar algunas conclusiones generales (Power y Doran 1984):
• Las técnicas agrícolas orgánicas tienden a conservar el nitrógeno en el sistema suelo/planta, lo que da como resultado la formación de nitrógeno orgánico del suelo.
• Los suelos manejados orgánicamente poseen más microorganismos y recientes niveles de nitrógeno potencialmente mineralizable.
• La tasa neta de mineralización de nitrógeno en los suelos orgánicos a menudo es más lenta, lo que frecuentemente da como resultado una leve carencia de nitrógeno en períodos de rápida captación del elemento.
• La presencia de residuos orgánicos ayuda a reducir las pérdidas de nitrógeno del agroecosistema orgánico.
• Los efectos de la agricultura orgánica sobre el ciclo del nitrógeno son más notorios en la superficie del suelo.

Estudios de caso de la agricultura orgánica en California
Producción de arroz orgánico
Los mejores ejemplos de producción de arroz orgánico en California son los predios de los hermanos Lundberg y el de los Harters cerca de Chico. Los Lundberg dedicaron cien acres a la producción de arroz orgánico en los que se practica una rotación de dos años que alterna arroz con veza morada (Vicia benghalensis) y barbecho. La semilla de arroz seca es sembrada directamente en el suelo hasta que se disponga de la humedad necesaria para germinar, momento en el cual se efectúa un «flushing» (regado breve y rápido).

Después de la germinación, y hasta que el arroz alcance una altura de 5 a 10 cm aproximadamente, los Lundberg dejan que el suelo se seque un poco. Cuando el arroz comienza a mostrar una inminente falta de humedad, el campo es regado nuevamente.

Una vez que las plantas de arroz se han estabilizado totalmente (7,5 a 13 cm de alto), los campos se mantienen inundados hasta que se drenan como preparación para la cosecha (3 a 4 semanas antes), de manera que el suelo se seque lo suficiente para soportar la maquinaria cosechadora.

Durante el año de barbecho no se obtiene cosecha alguna. En lugar de ello, la veza morada se siembra el otoño siguiente a la cosecha del arroz y se vuelve a sembrar el otoño siguiente al año del barbecho. Normalmente la veza crece bastante lento durante el otoño y permanece latente durante las frías temperaturas del invierno, pero alrededor de Abril o Mayo generalmente ha formado bastante follaje que constituye un excelente abono verde o mulch. La veza proporciona cerca de 60 a 65 Kg.
De nitrógeno por acre. En la primavera del año de barbecho la veza es segada e incorporada al suelo junto con la paja de arroz ya bastante descompuesta. Luego, el campo es nivelado con láser e inundado y labrado superficialmente de manera alternada, con una herramienta para controlar malezas. En algunos años, dependiendo de la población de malezas, un barbecho puede ser tratado con incluso tres ciclos de inundación y labranza.

En la primavera del año en que corresponde sembrar el arroz, se corta el follaje de las leguminosas, y junto con la paja de arroz en avanzada descomposición, deja una capa protectora sobre el suelo. Luego se utiliza una pesada perforadora de no labranza para sembrar semilla de arroz en dicha capa. La perforadora deja el suelo desnudo sobre las hileras angostas (cerca de 20 cm de distancia) en la que se siembra la semilla de arroz. Las áreas entre las hileras de arroz permanecen cubiertas con el mulch, lo que ayuda a controlar las malezas.

La razón fundamental para estas prácticas de manejo se basa en el control de malezas y plagas y en el mejoramiento de la fertilidad del suelo. Se supone que la capa protectora inhibe la germinación de las semillas de maleza y compensa así la desventaja de la siembra en seco (emergencia tardía de los cultivos de arroz), en comparación con la práctica convencional. La siembra en la capa de mulch seguida de la inundación intermitente en las primeras etapas del crecimiento y desarrollo del arroz, interrumpe también los ciclos vitales de las plagas acuáticas tales como la Cecidomia, el cangrejo o el renacuajo acuático del arroz, que necesitan del riego continuo para sobrevivir.

El pudrimiento del tallo (Sclerotium oryzae), una enfermedad fungosa que afecta al arroz en el norte de California no constituye un problema severo debido a los métodos que se usan para facilitar la descomposición de la paja y su incorporación al suelo. El daño producido por los gorgojos se previene mediante el riego intermitente durante las primeras etapas del crecimiento del arroz, un proceso que retarda la etapa anaeróbica de la irrigación (inundación permanente) hasta después que las plantas de arroz han alcanzado una altura de 15 a 20 cm aproximadamente. En esta etapa el gorgojo no daña el arroz. Las principales malezas como el pasto acuático se manejan mediante prácticas culturales y de rotación.

Este método orgánico de producción arrocera, que aún es experimental y que practican actualmente los Lundberg, tiene la ventaja de interrumpir el ciclo reproductivo de varias malezas y otras plagas y agentes patógenos, y elimina el uso de pesticidas.

Su desventaja es que produce rendimientos (44,0 quintales por acre) y rentabilidades económicas significativamente más bajas, incluso en comparación con predios de todo el estado (73,5 quintales por acre), al ajustar los efectos de la rotación (Academia Nacional de Ciencia 1989).

Los Harter utilizan un sistema similar sólo que se basan en la veza lanuda (Vicia dasycarpa) para la rotación. Sólo producen arroz en 150 a 200 acres anualmente y reservan por dos años los 500 acres restantes de suelo cultivable para la formación de materia orgánica con la siembra de vezas. Aunque sus rendimientos son inferiores a los de los sistemas convencionales, sus ganancias superan las de los agricultores convencionales en US$ 65 por acre aproximadamente, debido al mayor precio que obtienen por el arroz orgánico.

Producción de uva orgánica
Los Pavich tienen dos viñedos orgánicos en California: uno de 467 acres en Délano y otro de 142 acres en el Condado de Kern. Los Pavich aplican anualmente cerca de 2.000 toneladas de estiércol vacuno a todo su predio, proporcionando alrededor de 47 kg de nitrógeno, 43 kg de fósforo (P2O5) y 69 kg de potasio (K2O) por acre. El compost es esparcido por pequeños carros que se mueven entre las hileras de las parras, lo que se traduce en cerca de 2,5 a 3,0 toneladas de uva por acre.

Para los microelementos, los Pavich se basan en una preparación especial, una mezcla producida por enzimas compuesta por materiales de desecho de pescado provenientes de una fábrica de pescado, más kelp (alga marina), mezcla que tiene una composición de 5-1-1 de NPK junto con calcio y micronutrientes. La mezcla es aplicada con un pulverizador foliar por lo menos una vez al año, con aplicaciones extras cuando las viñas se encuentran atacadas por plagas. Para el control de malezas, los Pavich usan métodos de no labranza con Lolium perenne y cultivo protector formado por malezas nativas cortadas periódicamente. También se utiliza el desyerbe manual entre las parras. Además, el cultivo de cobertura mantiene poblaciones de diversos insectos benéficos que se alimentan de las plagas en las viñas.

La principal plaga de sus viñedos es la saltarilla de la uva (Erythroneura elegantula), que a menudo es controlada por el parásito natural Anagrus. Desafortunadamente, este insecto es mucho menos eficaz contra una especie cercana de la saltarilla de la uva, la saltarilla jaspeada (Erythroneura variabilis), que en algunas zonas de California se está convirtiendo en una seria plaga de las uvas frescas. La mano de obra corresponde a cerca del 55% de los costos de producción previos a la cosecha de los Pavic, que alcanza un total de US $2,20 por caja aproximadamente. Cerca de un 3% de sus uvas se venden en locales de alimentos naturistas, recibiendo entre un 12% y un 25% de sobreprecio. Es evidente que su producción orgánica de uvas es financieramente exitosa.

Conversión de la producción comercial de fresas al método orgánico
Al igual que muchos otros cultivos en California, la producción convencional de fresas ha enfrentado una serie de problemas. Una plaga importante, la arañita roja, Tetranychus urticae, ha desarrollado resistencia a la mayoría de los acaricidas registrados.

Al mismo tiempo, están aumentando las restricciones reguladoras que afectan la disponibilidad y frecuencia del uso de controles químicos. Los agricultores siguen dependiendo de la fumigación del suelo y de la aplicación de nutrientes inorgánicos altamente solubles. Los costos de producción continúan en aumento. Sin embargo, algunos productores de fresas han encontrado incentivos económicos y ambientales que los estimulan a convertir sus sistemas de producción de altos insumos en prácticas que dependan menos de los insumos externos. Dichos estímulos incluyen la sobrevalorización de los productos sin residuos por parte de los consumidores, menos restricciones reguladoras sobre los insumos orgánicos, e inferiores costos de producción de los sistemas orgánicos.

El equipo de investigación interdisciplinario de la Universidad de California en el Programa de Agroecología de Santa Cruz, ha desarrollado estudio de evaluación comparativa y simultánea de las variables que afectan el rendimiento en sistemas convencionales y en conversión orgánica (Gliessman et al. 1990).

Ellos iniciaron un estudio comparativo de muchos años sobre el proceso de conversión a prácticas agrícolas de bajos insumos para fresas.

Trabajando con un agricultor fresero a pequeña escala con experiencia en producción convencional, pero que también ha comenzado exitosamente la conversión a la producción orgánica legalmente certificada, en el otoño de 1987 los investigadores establecieron una producción anual de fresas en una parcela de 0,5 acres con un diseño en bloques de dos tratamientos con seis repeticiones : (a) manejo convencional y recomendado por la Extensión Cooperativa de la Universidad de California; (b) manejo sin insumos derivados de productos sintéticos de acuerdo con el Código de Salud y Seguridad de California y las disposiciones obligatorias de Certificación de los Agricultores Orgánicos de California. Los resultados del primer año de experimentación arrojaron las siguientes tendencias:
1. Los niveles de materia orgánica del suelo a una profundidad de 15 cm no fueron significativamente diferentes en ambos sistemas de producción.
2. No se observaron diferencias significativas en el pH del suelo entre los sistemas de producción.
3. Una determinación de la densidad del suelo a 10 cm de profundidad y a principios de la temporada no indicó diferencias significativas entre ambos sistemas.
4. Una prueba a comienzos de la temporada de las tasas de percolación del suelo y la capacidad de almacenamiento de agua no mostró diferencias significativas entre ambos sistemas. No se observaron diferencias importantes en el total de nitrógeno y fósforo disponible del suelo durante la temporada, pero en las muestras tomadas al principio (520 vs 400 p.p.m.) y en la mitad de la temporada (486 vs 381 p.p.m.) en el sistema de conversión, se detectaron niveles de potasio significativamente superiores. No se pudieron detectar grandes diferencias en la capacidad de intercambio de cationes.
5. En el sistema de producción convencional las temperaturas del suelo a profundidad radicular excedieron a la del sistema de conversión en hasta 2º C durante marzo. La cubierta de plástico transparente utilizada por el sistema convencional calentó el suelo con mayor eficacia que el plástico negro empleado en el sistema de conversión.
6. La cosecha de fruta comercializable para el sistema de conversión representó el 61% de la alcanzada en las parcelas manejadas convencionalmente. El desarrollo temprano de las plantas en el sistema de producción convencional dio como resultado mejores cosechas de fruta.
7. Las poblaciones de una plaga principal de la fresa, la arañita roja de dos manchas (Tetranychus urticae), fueron significativamente inferiores en el sistema convencional en relación con el de conversión durante siete semanas. La mayor densidad de población del sistema de conversión nunca superó el límite de daño económico estimado en 20 arañitas por hoja caída para la variedad de Chandler plantada en invierno. En los sistemas convencionales se aplicó tres veces acaricidas (a mediados de Marzo, a principios de Abril y a principios de Mayo) para controlar la arañita roja.

Las poblaciones de ácaros depredadores fitoseidos (Phytoseiulus persimilis), un agente de control biológico que se introdujo, mostró una respuesta dependiente a la densidad a las poblaciones de arañita roja desde fines de Abril y durante Mayo en el sistema de conversión.
8. A principios de la temporada se produjo en las parcelas orgánicas una biomasa de malezas significativamente mayor, principalmente debido a la ausencia de fumigación con bromuro de metilo. Seis semanas después de sembrar, los lechos orgánicos fueron cubiertos con plástico negro, lo que suprimió exitosamente casi todo el crecimiento de maleza.

9. La fumigación del suelo y la aplicación de plaguicidas aumentó los costos de insumos no renovables en los terrenos convencionales, aunque el sistema de producción orgánico requirió más horas de trabajo de un tractor de 25 H.P. para el desmalezaje mecánico. Los costos de mano de obra fueron superiores en el sistema de conversión, especialmente para el tiempo de desmalezado adicional y de limpieza por unidad de cosecha. El precio diferencial para las fresas orgánicas permitió un margen de ganancia positivo (9% inferior al de la producción convencional), a pesar de los niveles más bajos de producción.

Sobre la base de los resultados anteriores, se harán modificaciones de manejo del sistema de conversión, entre ellos, el uso de cubiertas de lechos durante los primeros dos meses posteriores a la siembra, se aumentará la cantidad de enmiendas orgánicas del suelo, y se liberarán ácaros depredadores para el control de la arañita roja. Además, los investigadores trabajan para establecer una estrategia correcta de manejo para el período de barbecho de verano entre las plantaciones anuales de fresas, con el fin de eliminar o manejar las colonias de enfermedades dañinas o de malezas, objetivo que generalmente se alcanza en los sistemas convencionales mediante la fumigación del suelo. Esta estrategia de manejo puede incluir cultivos de cobertura, solarización y correcciones del suelo.

Un resultado importante de estos estudios radica en comprender que el proceso de conversión de un sistema de producción de cultivo convencional basado ampliamente en los insumos sintéticos a base de petróleo, a un sistema orgánico de bajos insumos y legalmente certificable no es meramente un proceso de eliminación de insumos externos sin un reemplazo compensatorio o control alternativo que lo equilibre. Para dirigir la disposición de los flujos naturales necesarios para sustentar las cosechas en un sistema de bajos insumos se requiere un conocimiento ecológico considerable.

Conversión a la agricultura orgánica
El proceso de conversión de un sistema convencional de altos insumos a uno de bajos insumos externos es de carácter transicional, compuesto de cuatro fases (Figura 8.1):
1. Eliminación progresiva de insumos químicos.
2. Racionalización del uso agroquímico mediante el manejo integrado de plagas (M I.P.) y nutrientes.
3. Sustitución de insumos agroquímicos, por otros alternativos de baja energía.
4. Rediseño diversificado de los sistemas agrícolas con un óptimo equilibrio de cultivos/animales que estimula los sinergismos, de manera que el sistema puede subsidiar su propia fertilidad del suelo, regulación natural de plagas y producción de cultivos.

A lo largo de las cuatro fases se guía el manejo para asegurar los siguientes procesos:
1. Aumento de la biodiversidad tanto del suelo como de la superficie.
2. Aumento de la producción de biomasa y el contenido de materia orgánica del suelo.
3. Disminución de los niveles de residuos de pesticidas y pérdida de nutrientes y agua.
4. Establecimiento de relaciones funcionales entre los diversos componentes agrícolas.
5. Optima planificación de secuencias y combinaciones de cultivos y uso eficaz de los recursos disponibles a nivel local.
 
Es importante notar que en cualquier lugar los procesos de conversión toman de uno a cinco años, dependiendo del nivel de artificialidad y/o degradación del sistema original manejado con altos insumos. Además, no todos los intentos de sustitución de insumos son ecológicamente apropiados, puesto que ha quedado bien establecido que algunas prácticas ampliamente incentivadas por los entusiastas de la agricultura orgánica, como el desmalezaje a fuego y la aplicación de insecticidas botánicos de amplio espectro, pueden tener serios efectos colaterales e impacto en el medio ambiente.

A fin de representar la complejidad y las implicancias financieras de este proceso de conversión, Lampkin (1990) analiza distintos modelos donde se han preparado presupuestos hipotéticos para varios predios, comenzando con un sistema convencional trabajando 5 años en este proceso hasta llegar a un final orgánico. Un ejemplo proporcionado, incluye un predio de 140 ha. arables de las cuales 136 ha. Se pueden utilizar y cultivar. La rotación convencional normal consiste de trigo, cebada, calza oleaginosa. Es aquí donde puede surgir uno de los principales problemas respecto a la conversión de predios cultivables, pero en este caso se ha asumido que el agricultor acepta el iniciar una empresa ovejera en tierras bajas. La rotación propuesta para el sistema orgánico consiste de:
Trébol rojo/ballica (2 años)
Trigo de invierno (molino)
Avena y arvejas (alimentos)
Frijoles
Trigo de invierno (alimento)
Cebada de invierno

Durante la conversión la rotación podría entrar en dos instancias: en el primer año una con cebada primaveral, fertilizada y sembrada bajo suelo con cobertura para este período y en año cuatro con frijoles, seguido de trigo de invierno (con el cual se puede obtener una pequeña ganancia económica).

Los resultados están resumidos en la Figura 8.2. Si se incluyen las ganancias por cultivos normalmente, los presupuestos pueden predecir un aumento sustancial en el NFI (Ingreso Neto de Finca), como resultado de la conversión sin considerar la dad de emplear mayor mano de obra para satisfacer las necesidades de la nueva empresa de ganado. El análisis de sensibilidad muestra, sin embargo cuan importantes son los «precios premio». Si no se consideran, resultaría una baja en el NFI al compararlo con la situación convencional inicial. El dinero pagado por el ganado no se ha incluido, pero el análisis de sensibilidad nos indica el impacto potencial, que podría tener sobre los resultados finales. Se requerirá además, considerar la inversión que significa la mantención de las ovejas, la compra de ganado de raza y el manejo y almacenamiento del abono.
 
Agricultura orgánica y fauna silvestre
La tendencia hacia la agricultura orgánica produciría una diversidad de tipos de cultivos y predios más pequeños, lo que beneficiaría a muchas aves tanto de caza como domésticas. Un hábitat agrícola diversificado en Dakota del Sur, con hileras de cercos, malezas y pantanos, mantuvo una población primaveral de 110 faisanes por sección (2,59 km2) en comparación con 21 faisanes por sección en un hábitat más simple en Nebraska, compuesto de trigo y cultivos en hileras. Una cubierta para anidaje provista por trigo de invierno pasto y alfalfa (Medicago sativa), abarcó 37% del área total de tierra y produjo cerca de un 63% de todos los polluelos de faisán en el hábitat más simple de Nebraska. En Dakota del Sur, la cubierta de nidos, compuesta por avena (Avena sativa), pasto, alfalfa, cebada (Hordeum vulgare) y trigo constituyo cerca del 48% del área de tierra y produjo cerca del 54% del total de faisanes (Papendick et al. 1986). El incremento de las poblaciones de fauna silvestre en los agroecosistemas pueden dar como resultado un aumento del control biológico de ciertas plagas, y proporcionar una fuente extra de ingresos y nutrición si los agricultores practican la caza selectiva.

Restricciones a la agricultura orgánica
Aunque la mayoría de los análisis sugieren que la producción de cultivos orgánicos es energéticamente más eficiente que la producción convencional, existen varias restricciones relacionadas con la adopción de tecnologías orgánicas. En primer lugar, la productividad de la mano de obra generalmente alcanza un promedio entre 22% y 95% menor en la producción convencional.

Algunos investigadores pueden haber exagerado los datos sobre la mano de obra al incluir en ellos los requerimientos de mano de obra para el transporte y esparcimiento de abono, pero no hay duda que los insumos de mano de obra son considerablemente mayores para la agricultura  orgánica. Lockeretz et al. (1981) calculó un aumento de 12% por valor de unidad de cultivo producido orgánicamente en comparación con la producción convencional, y Oelhaf (1978) calculó cerca de un 20% más de mano de obra para los cultivos orgánicos.

Pimentel et al. (1983) concluyó que la productividad de la mano de obra fue de un 22% a 53% inferior en la producción de trigo y maíz orgánico. La productividad de la mano de obra para las papas y manzanas cultivadas orgánicamente fue de 61% a 95% menor que para la producción convencional. Todos estos estudios utilizaron diversos métodos para estimar los gastos de mano de obra y por lo tanto, no son del todo comparables. Históricamente, los agricultores norteamericanos han sustituido capital por mano de obra, y esta tendencia continúa hasta hoy (Buttel 1980a).

Otra restricción esta relacionada con la disponibilidad de las cantidades adecuadas de fertilizantes orgánicos tales como el estiércol (USDA 1980). Por ejemplo, sólo cerca de la mitad de los predios en Iowa poseen ganado, que podría ser una fuente de abono. Ello refleja la creciente tendencia de la agricultura norteamericana hacia la especialización (Pimentel et al. 1983).

Un estudio realizado por Blobaum (1983) concluyó que varios obstáculos desalientan a los agricultores convencionales sobre la adopción de métodos orgánicos.

Los agricultores perciben la falta de acceso a información confiable sobre agricultura orgánica como una seria barrera para la conversión. La mayoría se basa principalmente en información proveniente de otros agricultores orgánicos y de fuentes no tradicionales como libros y revistas, representantes de empresas de fertilizantes orgánicos, y talleres o conferencias. Los agricultores orgánicos tienen gran interés en la investigación sobre muchos problemas, entre ellos, la necesidad de mejores prácticas de manejo de malezas. La mayoría de los agricultores adoptarían nuevas prácticas siempre que hubiera más información disponible respaldada por investigaciones serias.

Blobaum (1983) también descubrió que los agricultores orgánicos que usan mercados especiales se encuentran descontentos con problemas tales como pedidos pequeños, largas demoras en los pagos, retornos inadecuados para limpiar y sacar los granos, confusos estándares de certificación, dificultad para contactar compradores y el gasto de mantención de áreas especiales de almacenamiento dentro del predio.

Una cantidad considerable de agricultores orgánicos tienen dificultades relacionadas con el acceso al crédito. Estos problemas, en la medida que existan, parecen comprometer a organismos gubernamentales de crédito agrícola. Los beneficios económicos a largo plazo de la agricultura orgánica pueden no resultar evidentes para un agricultor que debe enfrentar pagos anuales de préstamos para producción. Muchos agricultores convencionales se encuentran bastante endeudados, en parte debido a grandes inversiones en maquinaria especializada y otros equipos, obligándolos a buscar métodos más convenientes. Hasta la fecha, la sociedad no ha otorgado a los agricultores un respaldo financiero ni los ha incentivado a optar por métodos orgánicos que podrían beneficiar al público. En la Tabla 8.2 aparece una lista detallada de restricciones a la adopción de la agricultura orgánica.

 
Implicancias de una conversión a la agricultura orgánica a gran escala en Estados Unidos
Langley et al. (1983) utilizó un modelo para calcular la manera en que una transformación total de la agricultura norteamericana hacia prácticas orgánicas afectaría la producción, los precios de abastecimiento, el uso de la tierra, los ingresos agrícolas y el potencial de exportación. Se realizó un calculo de las cosechas de cultivos y los costos de producción en 150 regiones productoras y siete cultivos para ambos métodos.

Su estudio concluyó en que una transformación total permitiría fácilmente a la nación producir cultivos suficientes para el consumo nacional; sin embargo, también sería necesario reducir las exportaciones de Estados Unidos. El ingreso neto del sector agrícola norteamericano resultaría superior con la agricultura orgánica, debido a los menores gastos de producción y mayores precios de abastecimiento de cultivos, pero dichos precios elevarían el costo del suministro alimentario nacional. El nivel inferior de producción con los métodos agrícolas orgánicos también implica que se reduciría la reserva productiva de la nación, lo que conduciría a algún grado de escasez en años con condiciones de crecimiento relativamente pobres, tanto a nivel nacional como internacional. Si se utiliza el ingreso neto como criterio, éste indica que sólo la parte sur oriental y las praderas sureñas del país sufrirían pérdidas con la agricultura orgánica.

Evaluaciones económicas más recientes sugieren que las ganancias de los predios orgánicos pueden exceder a la de los convencionales. Los ingresos en efectivo por acre para ambos tipos de predios resultaron comparativos durante dos años, pero debido a que los costos de insumos de la agricultura orgánica son inferiores, sus retornos netos son 22,4% mayores. Los costos variables incluyen aquellos relacionados con el combustible, mantenimiento de la maquinaria, semillas, fertilizantes, plaguicidas y mano de obra. Entre los gastos fijos figuran los impuestos sobre los bienes y los intereses por préstamos (Figura 8.3).

Cuba: una transformación a nivel nacional hacia la agricultura orgánica
Desde que se rompieron las relaciones comerciales entre Cuba y el bloque socialista en 1990, las importaciones de plaguicidas se redujeron en más de un 60%; las de fertilizantes, en un 77%; y las de petróleo para la agricultura, en un 50%. De pronto, un sistema agrícola casi tan moderno e industrializado como el de California se vio enfrentado a un enorme desafío: la necesidad de doblar la producción de alimentos, reduciendo a más de la mitad los insumos, y manteniendo al mismo tiempo la producción de cultivos de exportación para no desgastar más la desesperada situación de las divisas del país.

A partir de 1989, el gobierno Cubano ha adoptado la política de promover una nueva ciencia agrícola más acorde con la escasez de recursos y la necesidad de autosuficiencia alimentaria. Las tendencias de las últimas investigaciones en Cuba hacen hincapié en la comprensión y explotación de las poderosas capacidades de los organismos biológicos para realizar muchas de las tareas que hasta ahora han efectuado los productos químicos sintéticos. Los fertilizantes basados o derivados biológicamente y el control biológico de plagas constituyen el alma de esta nueva búsqueda de sistemas sofisticados de manejo biológico del agroecosistema (Rosset y Benjamin 1993).
 
Los objetivos de la política agraria durante este Período Especial, de lograr una agricultura que se sustente con bajos insumos petroquímicos sin reducir las cosechas, ha requerido una mayor reorganización en la estructura de la investigación y la extensión agrícola en Cuba, y el flujo de información. El menor énfasis en las tecnologías que requieren mucho capital y energía necesita nuevas relaciones entre los científicos, agentes de extensión agrícola y agricultores. El papel anterior de los científicos como generadores de paquetes tecnológicos innovadores, y el de los agentes de extensión como conducto de divulgación a los agricultores, está sufriendo un cambio evidente en favor de una sociedad tripartita respecto del desarrollo y la divulgación de los nuevos enfoques agrícolas.

Los científicos Cubanos se encuentran cada vez más confiados en la innovación y experimentación agrícola para desarrollar promisorias prácticas agrícolas orgánicas, como también para adaptar las técnicas desarrolladas en el extranjero. Ellos hacen hincapié en las tecnologías recuperadas o desarrolladas a nivel local, las que científicos y agentes de extensión promueven en una región más amplia; y tecnologías de bajos insumos utilizadas en otros países, que son promovidas para la experimentación e iniciativa local.

Una de las claves del nuevo modelo agrícola Cubano radica en encontrar maneras de reducir el uso de sustancias químicas para el control de las enfermedades de las plantas, plagas de insectos y malezas. El aspecto más interesante de los actuales esfuerzos Cubanos por controlar las plagas es en relación con los Centros para la Producción de Entomófagos y Entomopatógenos (CREE), donde se realiza una producción «artesanal» y descentralizada de agentes biocontroladores. A pesar de la limitación de recursos, el gobierno ha invertido su capital en la construcción y funcionamiento de estos centros. Hacia fines de 1992, se habían construido en Cuba 218 CREE para prestar servicios a agricultores estatales, de cooperativas y privados.

Los centros producen una cantidad de entomopatógenos (Bacillus thuringiensis, Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae y Verticillium lecanii), así como también una o dos especies de Trichogramma, dependiendo de los cultivos que se producen en cada área. Los CREE son mantenidos y manejados por técnicos locales (Tabla 8.3).

Actualmente, los científicos Cubanos también se dedican a varias otras líneas de investigación sobre el desarrollo de alternativas para los insecticidas convencionales, incluyendo el trabajo con nemátodos parasíticos y pesticidas botánicos. Hoy en día se encuentra en estudio un programa para desarrollar métodos confiables y efectivos desde un punto de vista monetario, para producción y aplicación en terreno de varias especies de nemátodos que atacan insectos; sin embargo, la producción masiva aún se encuentra en su etapa primaria. Los científicos también están seleccionando una gran cantidad de plantas con cualidades insecticidas, fungicidas, bactericidas y herbicidas. Parte de dichos esfuerzos incluye la labor de aplicación sobre el cultivo de extractos de dos especies de plantas que poseen conocidas cualidades insecticidas: Neem y Melia. Se han comenzado pequeñas plantaciones de Neem y Melia y están avanzando las investigaciones sobre la formulación y métodos de aplicación.
 

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