Capítulo 5
Diseñando agroecosistemas sustentables
La búsqueda de sistemas agrícolas
autosuficientes y diversificados de baja utilización de insumos y que utilicen
eficientemente la energía, es ahora una gran preocupación para algunos
investigadores, agricultores y políticos en todo el mundo. Una estrategia clave
en la agricultura sustentable es la de restaurar la diversidad del paisaje
agrícola (Altieri 1987). La diversidad puede aumentarse en el tiempo mediante
el uso de rotaciones de cultivos o cultivos secuenciales y en el espacio, a
través del uso de cultivos de cobertura, cultivos intercalados, agroforestería
y los sistemas mixtos de producción de cultivo y ganado. La diversificación de
la vegetación no sólo da como resultado una regulación de las plagas mediante
la restauración del control natural, sino que también permite el reciclaje
óptimo de nutrientes, una mayor conservación del suelo, de la energía y una
menor dependencia de insumos externos.
La agricultura sustentable
generalmente se refiere a un modo de agricultura que intenta proporcionar rendimientos
sostenidos a largo plazo, mediante el uso de tecnologías ecológicas de manejo.
Esto requiere que el sistema agrícola sea considerado como un ecosistema (de
aquí el término agroecosistema) debido a que la agricultura y la investigación
no están orientados a la búsqueda de altos rendimientos de un producto en
particular, sino más bien a la optimización del sistema como un todo. Se
requiere además ver más allá de la producción económica y considerar la
cuestión vital de la sustentabilidad y estabilidad ecológica.
Eligiendo un sistema agrícola
El primer paso para diseñar un sistema
agrícola es el de conceptualizarlo. Cualquier concepto de un sistema agrícola
debe incluir por lo menos lo siguiente (Spedding 1975):
Propósito: Por qué el sistema debe ser
establecido.
Delimitación: Dónde empieza y termina el
sistema.
Contexto: El ambiente externo en el que
funciona el sistema.
Componentes: Los principales
constituyentes que forman el sistema.
Interacciones: Las relaciones entre los
componentes.
Insumos: recursos externos usados para el
funcionamiento del sistema.
Recursos: Componentes que están dentro del
sistema y que son usados en su funcionamiento.
Productos finales: Los principales
productos deseados.
Subproductos: Productos útiles pero
incidentales.
Cuando se idealizan los agroecosistemas,
resulta importante considerar las siguientes ideas claves:
1. Los agroecosistemas son una acumulación
de componentes abióticos y bióticos que pueden combinarse para formar una
unidad de funcionamiento ecológico.
2. Los agroecosistemas pueden establecerse
de manera tal que sean capaces de autorregularse dentro de límites definidos.
3. Los agroecosistemas varían de acuerdo a
la naturaleza de sus componentes, a su ensamblaje en el tiempo, el espacio y a
nivel de intervención humana.
4. Ningún agroecosistema es una unidad
completamente independiente, además biológicamente rara vez tienen límites bien
definidos.
5. Los agroecosistemas pueden ser de
cualquier escala biogeográfica.
El próximo paso es el comparar las necesidades
del sistema conceptualizado, tan cercanamente como sea posible con los recursos
disponibles, condiciones y restricciones locales (Spedding 1975). Las
consideraciones que determinan la viabilidad, ganancia, practicabilidad y
preferencias, se resumen en la
Tabla 5.1.
Claramente, los ambientes difieren
en sus recursos y restricciones y en el grado en que éstos pueden modificarse.
Las necesidades de recursos pueden también modificarse en cierto modo, pero
toda modificación involucra algún costo. En general, los sistemas basados en
cultivos anuales de materiales fibrosos requieren menos inversión y
modificación ambiental que los sistemas de cultivos especializados de frutas y
hortalizas (Tabla 5.2).
Elementos de sustentabilidad
Los dogmas básicos de un agroecosistema
sustentable son la conservación de los recursos renovables, la adaptación del
cultivo al ambiente y el mantenimiento de un nivel alto, aunque sustentable, de
productividad. Para poner énfasis en la sustentabilidad ecológica a largo
plazo, más que en la productividad a corto plazo, el sistema debe:
• Reducir el uso de energía y recursos.
• Emplear métodos de producción que
restablezcan los mecanismos homeostáticos conducentes a la estabilidad de la
comunidad, optimizar las tasas de intercambio, el reciclaje de materia y
nutrientes, utilizar al máximo la capacidad multiuso del sistema y asegurar un
flujo eficiente de energía.
• Fomentar la producción local de ítemes
alimenticios, adaptados al establecimiento socioeconómico y natural.
• Reducir los costos y aumentar la
eficiencia y la viabilidad económica de los pequeños y medianos agricultores,
fomentando así un sistema agrícola potencialmente resilente y diverso. De esta
manera, un punto clave en el diseño de agroecosistemas sustentables es el comprender
que hay dos funciones en el ecosistema que deben ser realizadas en los campos
agrícolas: la biodiversidad de los microorganismos, plantas y animales, y el
reciclaje de nutrientes y de materia orgánica.
Como se demuestra en la Figura 5.1 desde el punto
de vista del manejo, los componentes básicos de un agroecosistema sustentable
que realizarán estas funciones incluyen:
1. Cubierta vegetal como una medida eficaz
de conservación del agua y del suelo mediante el uso de prácticas de cero
labranza, uso de mulch, cultivos de cobertura, etc.
2. Suministro continuo de materia orgánica
mediante la adición regular de compuestos orgánicos (abono, compost) y la
promoción de la actividad biótica del suelo.
3. Mecanismos de reciclaje de nutrientes
por medio del uso de rotaciones de cultivos, sistemas mixtos cultivo/ganado,
agroforestería y cultivos intercalados basados en leguminosas, etc.
4. Regulación de plagas asegurada mediante
un aumento de la actividad biológica de los agentes de control, logrado por el
manejo de la biodiversidad e introduciendo y/o conservando los enemigos
naturales.
Los conceptos básicos de un sistema
agrícola autosuficiente, de bajos insumos, diversificado y eficaz, deben
sintetizarse en sistemas alternativos prácticos que se ajusten a las
necesidades específicas de las comunidades agrícolas en distintas regiones
agroecológicas del mundo. Una importante estrategia en la agricultura
sustentable es la de regular la diversidad agrícola en tiempo y espacio
mediante rotaciones de cultivos, cultivos de cobertura, como se ve en la Figura 5.2, las distintas
opciones para diversificar los sistemas de cultivos están disponibles
dependiendo de si los sistemas actuales de monocultivos a modificarse se basan
en cultivos anuales o perennes. La diversificación puede también tomar lugar
fuera del predio, por ejemplo, en los linderos de los cultivos en el predio,
utilizando barreras cortavientos, cinturones de protección y cercos vivos, lo
que puede mejorar el hábitat para la fauna silvestre y los insectos benéficos,
proporcionar fuentes de madera, materia orgánica, recursos para abejas
polinizadoras y, además, modificar la velocidad del viento y el microclima
(Altieri y Letourneau 1982).
Existen muchas estrategias alternativas de
diversificación que muestran efectos benéficos en la fertilidad del suelo, la
protección y los rendimientos de los cultivos.
Si se utiliza una o más de estas
tecnologías alternativas, las posibilidades de mejorar y complementar
interacciones entre los componentes de los agroecosistemas (ver Figura 5.3),
dando como resultado uno o más de los siguientes efectos:
1. Cubierta vegetal continua para la
protección del suelo.
2. Producción constante de alimentos,
asegurando una dieta variada y diversos productos comercializables.
3. Cierre de ciclos de nutrientes y uso
eficaz de los recursos locales.
4. Conservación del suelo y del agua
mediante el uso de mulch y de protección contra el viento.
5. Control biológico de plagas mejorado
mediante la diversificación.
6. Aumento de la capacidad multiuso del
paisaje.
7. Producción sostenida de cultivos, sin
usar insumos químicos degradantes del medio ambiente.
Para lograr la sustentabilidad es
necesario comprender en detalle los cuatro sistemas de la agricultura (Raeburn
1984):
1. Biológico: plantas y animales y los
efectos de los factores físicos y químicos (clima, suelo) y de las actividades
de manejo (riego, fertilización, labranza) sobre la actividad vegetal y animal.
2. Trabajo: las tareas físicas de la
agricultura y de qué manera pueden lograrse al combinar mano de obra,
experiencia, maquinaria y energía.
3. Economía agrícola: los costos de
producción y los precios de los cultivos cada día más altos, las cantidades
producidas y utilizadas, los riesgos y todos los otros determinantes del
ingreso agrícola.
4. Socioeconómico: mercados para productos
agrícolas, derechos de uso de la tierra y mano de obra, maquinaria,
combustible, insumos, crédito, impuestos, investigación, asistencia técnica,
etc.
El estudio de estos subsistemas se facilita
con el enfoque agroecológico que proporciona un marco conceptual para estudiar
las interacciones dentro y entre los subsistemas. Tales interacciones pueden
estudiarse a cualquier nivel. Una ventaja del marco de trabajo es que los seres
humanos pueden estudiarse como componentes integrales de los agroecosistemas.
Modelos para el diseño del agroecosistema
Los límites fisiológicos de los cultivos,
la capacidad sustentadora del hábitat y los costos externos para mejorar la
producción, ponen un techo al potencial productivo.
Este punto es el «equilibrio del manejo»
(Lewis 1959) en el que el ecosistema, en equilibrio dinámico con factores
ambientales y de manejo, produce un rendimiento sostenido. Las características
de este equilibrio variarán con los distintos cultivos, las zonas geográficas y
los objetivos del manejo, de manera que serán altamente específicas del sitio.
Sin embargo, las pautas generales para diseñar sistemas de producción
equilibrados y bien adaptados pueden tomarse del estudio de las características
estructurales y funcionales del ecosistema natural o seminatural que
permanezcan en la zona donde se practica la agricultura. Se pueden explorar
cuatro fuentes principales de información «natural»:
Producción primaria. Cada zona se caracteriza por un tipo de
vegetación con una capacidad específica de producción, dependiendo de los
factores climáticos y edáficos.
Una zona natural de pastizales (con
un valor de productividad de 6.600 gr/m2) no es capaz
de soportar un bosque de 26.000 gr/m2, a menos que
se adicionen los subsidios al sistema. De esta manera, si un pastizal natural
necesita transformarse en un sistema agrícola, debería reemplazarse con
cereales más que con huertos.
Capacidad de uso de la tierra. Los suelos han sido clasificados en ocho
clases según su capacidad de uso de la tierra, dependiendo de factores
físicoquímicos, como pendiente o disponibilidad de agua (Vink 1975). De acuerdo
a esta clasificación, los suelos de las clases I y II son muy fértiles, tienen
buena permeabilidad y textura, son profundos y resistentes a la erosión; en
resumen, son apropiados para muchos tipos de cultivos. Sin embargo, cuando
árboles y arbustos son reemplazados por trigo en suelos de laderas (i.e., suelo
de clase VI), las cosechas disminuyen progresivamente y el suelo se vuelve
peligrosamente erosionado (Gasto y Gasto 1970). Es por esto que al determinar
la adaptabilidad de una extensión de tierra para un uso agrícola dado, resulta
importante considerar cualidades como: disponibilidad de agua, nutrientes y
oxígeno; profundidad y textura del suelo; salinización y/o alcalinización;
posibilidades para la mecanización; y resistencia a la erosión (Vink 1975). La Figura 5.4 muestra la
relación entre los tipos de uso de la tierra (clasificado por el USDA) y la
intensidad con la que cada tipo puede usarse en forma segura.
Patrones vegetacionales: La vegetación de un ecosistema natural
puede usarse como un modelo arquitectónico y botánico para diseñar y
estructurar el agroecosistema que lo reemplazase. El estudio de la
productividad, la composición de las especies, la eficacia en el uso de los
recursos, la resistencia a las plagas y la distribución de la zona de hojas en
comunidades vegetales naturales es importante para construir agroecosistemas
que imiten la estructura y función de los ecosistemas naturales (Ewell 1986).
En las tierras bajas húmedas tropicales, Ewell afirma que construir
agroecosistemas de tipo forestal que imiten la sucesión vegetacional es el
único medio para establecer una agricultura sustentable. Dichos agroecosistemas
debieran mostrar pocas necesidades de fertilizante, uso eficaz de los
nutrientes disponibles y gran resistencia contra plagas.
Este método análogo de sucesión requiere
una descripción detallada de un ecosistema natural en un ambiente específico y
la caracterización botánica de todos los cultivos componentes potenciales.
Cuando esta información está disponible, el primer paso es encontrar las
plantas para cultivo que sean similares estructural y funcionalmente a las plantas
del ecosistema natural. La disposición espacial y cronológica de las plantas en
el ecosistema natural se utilizan luego para diseñar un sistema análogo de
cultivos (Hart 1978). En Costa Rica, Ewell et al. (1984) condujo reemplazos
espaciales y temporales de especies silvestres por cultivares, botánica,
estructural y ecológicamente similares. De este modo, los miembros de la
sucesión del sistema natural como Heliconia spp., enredaderas
cucurbitáceas, Ipomoea spp., enredaderas de leguminosas, arbustos, pastos
y árboles pequeños, se reemplazaron con plátano, variedades de zapallo y ñame.
Durante años, dos o tres cultivos de árboles de rápido crecimiento (castañas de
cajú, durazno, palma, palo de rosa) pueden formar un estrato adicional,
manteniendo así la cubierta continua de cultivos, evitando la degradación del
suelo y la lixiviación de nutrientes y proporcionando productos cosechables a
lo largo de todo el año (Uhl y Murphy 1981).
Gasto (1980) diseñó un sistema de
conversión similar en el matorral mediterráneo de Chile central. La vegetación
de matorral consiste en arbustos (especialmente Acacia caven) y un
subestrato de pastos mezclados. Las exitosas pasturas de ovejas se
desarrollaron donde se reemplazó la capa de arbusto natural con Atriplex spp.,
considerado una fuente de alimento para los animales. De esta manera, la
composición de especies fue alterada, pero quedó intacto el perfil estructural.
La imitación agrícola de ecosistemas
naturales se puede diseñar, y basándose en este concepto Soule y Pioer (1992)
proponen el llano de las grandes planicies como modelo natural adecuado para un
agricultura de producción de pastos. De manera contraria a los monocultivos de
los cultivos anuales como maíz, trigo, sorgo y soya, que ya ocupan la mayoría
de los suelos de los llanos, un agroecosistema modelado basándose en la llanura
sería dominado por mezclas perennes, leguminosas y compuestas como cultivos de
semillas cuya composición de especies variarán dependiendo del tipo de suelo y
clima. Los policultivos de plantas de semillas herbáceas perennes, basados en
el modelo de las comunidades de las llanuras, pueden componerse de plantas que
se diferencien en el uso estacional de nutrientes, por lo cual, pueden jugar
roles complementarios en el campo. Para tal agricultura perenne, se consideran
candidatos adecuados los pastos C3, ballico o
leymus (Leymus racemosus) y wheatgrass (Agropyron intermedium),
los C4 gamagrass orientales (Tripsacum
dactyloides), (bundleflower) leguminosas de Illinois (Desmanthus
illinoensis) y el girasol Maximiliano (Helianthus maximilianii), una
compuesta.
Potencialmente, este tipo de
agricultura podría utilizar muchas de las características sustentables de la
llanura. El componente leguminosa podría ayudar a mantener una provisión de fertilidad
interna. La variedad de las adaptaciones climáticas y la variación estacional
del crecimiento y la reproducción, podrían conducir a la elasticidad y fomentar
el uso eficiente de los recursos disponibles. La diversidad de cultivos,
incluyendo algunas especies nativas, podría permitir el desarrollo de algunos
controles y equilibrios naturales de herbívoros, enfermedades y malezas.
Algunas de las mayores implicancias
de una agricultura de granos basada en cultivos perennes son la conservación de
los recursos naturales, la reforma del actual sistema económico hacia uno con
bases más ecológicas (es decir, la naturaleza como modelo de la economía), y
una sociedad que emplee la naturaleza en términos ecológicos.
Un sistema económico con bases
ecológicas consideraría la disponibilidad de capital ecológico, y enfatizaría
un sistema continuo de ciclaje de los recursos, la eficiencia de la
transferencia energética, y la dependencia en la energía biológica o solar
disponible.
Se podría hacer una lista con los
beneficios potenciales de los policultivos perennes que resultarían de la
combinación de estas características sustentables potenciales con amplias
implicancias para la sociedad y el medio ambiente: (1) reducción o eliminación
de la erosión del suelo; (2) uso eficiente de las tierras y de los nutrientes
del suelo; (3) aumento de la eficiencia del uso del agua; (4) reducción de la
dependencia en los fertilizantes nitrogenados producidos industrialmente; (5)
disminución de plagas y epidemias; (6) manejo eficiente de las malezas sin
sustancias químicas; (7) reducción de la energía utilizada en labranza; (8)
reducción de la contaminación química de suelo y agua; y (9) seguros contra
pérdidas de cultivos completos.
Conocimiento de las prácticas agrícolas locales
En la mayoría de las zonas rurales, los
agricultores han estado cultivando durante decenios. Algunos han tenido éxito
en el desarrollo de sistemas de cultivos que se adaptan a las condiciones
locales y otros no (Capítulo 6). A pesar del avance vertiginoso de la
modernización y los cambios económicos, sólo sobreviven unos pocos sistemas de
manejo agrícola tradicionales. Estos sistemas presentan importantes elementos
de sustentabilidad; es decir, están bien adaptados a su medio ambiente,
dependen de recursos locales, se desarrollan a pequeña escala en forma
descentralizada y conservan los recursos naturales. A nivel del campo, los
policultivos tradicionales a menudo igualan a las comunidades de plantas
naturales pues contienen:
• Diversidad genética en las especies de
plantas.
• Relaciones tróficas complejas entre
cultivos, malezas, insectos y agentes patógenos.
• Ciclos de nutrientes relativamente
cerrados, con variadas necesidades nutricionales por parte de los cultivos,
satisfechas mediante el uso de rotaciones, barbecho o abono.
• Cubierta vegetal del suelo todo el año.
• Uso eficiente del agua, suelo y luz
solar.
• Bajos riesgos de pérdida de cultivos,
debido a la diversidad.
• Alto nivel de la estabilidad productiva,
debido a la compensación de los diversos componentes, cuando uno falla.
De esta manera, aunque los pequeños
agricultores de las zonas tropicales con poco capital o apoyo institucional han
sido confinados a suelos agrícolas marginales y de baja calidad, sus sistemas
entregan una valiosa información para el desarrollo de sistemas de rendimiento
sostenido.
Elección de un sistema de cultivo
Los sistemas de producción de cultivos
incluyen tanto los cultivos como las prácticas asociadas de producción y las
técnicas que estimulen su crecimiento. Los sistemas de cultivo pueden consistir
de un monocultivo continuado, o secuencias formales de cultivos que se repiten
en un patrón ordenado para formar una rotación. También pueden incluir
disposiciones flexibles en tiempo y espacio de uno o más cultivos (cultivo
intercalado, cultivo de relevo) y sucesiones intensivas de cultivos dentro del
año o incluso dentro de las temporadas. Los sistemas de cultivos varían
ampliamente por las diferencias en el suelo, el clima, la economía local y los
sistemas sociales.
El crecimiento y el rendimiento del
cultivo están sometidos a las condiciones ambientales (topografía,
precipitaciones, textura y fertilidad del suelo) y a las condiciones de manejo
(tiempo de plantación, deshierbe, etc.). Antes de diseñar nuevos sistemas de
cultivos para una zona que ya se ha cultivado, se deben caracterizar los
sistemas existentes en términos de la temperatura y las precipitaciones (Beets
1982).
Un simple diagrama climático con los
meses en el eje de las X, la temperatura promedio (grados Celcius) al lado
izquierdo del eje de las Y y la precipitación promedio al lado derecho,
manteniendo la relación de un grado Celsius a 2 mm. de precipitación, es un
buen comienzo. Esta relación se aproxima vagamente a la evaporación; cuando la curva
de precipitaciones está más baja que la de la temperatura, denota un período de
sequía. Es así como un análisis de este diagrama (Figura 5.5) en el estado de
México refleja cuatro períodos agronómicos muy importantes:
1. Bajo riesgo de heladas a fines de la
primavera.
2. Comienzo de las lluvias.
3. Período de crecimiento promedio.
4. Primeras heladas otoñales.
En el desarrollo de un sistema de cultivo
están involucradas varias consideraciones agrícolas (Thorn y Thorn 1979). Los
sistemas de cultivo deben idearse para brindar altas capacidades fotosintéticas
todo el año. En cultivos intercalados o mezclados, la altura de las plantas, la
forma y ángulo de las hojas, la tasa de crecimiento y el período de tiempo
necesario para alcanzar la madurez, constituyen características importantes que
determinan la eficiencia fotosintética. Existen muchas formas de combinar las
plantas de un cultivo para maximizar la radiación solar, como combinar especies
de diferente fenología que alcancen una máxima fotosíntesis con diferentes
grados de radiación, o que tengan raíces que exploren diversas partes del
suelo.
El objetivo principal debería ser
maximizar la producción anual de cultivos o las ganancias económicas netas por
cada unidad de tierra. Así, dos cultivos de corta temporada pueden proporcionar
rendimientos totales superiores a un cultivo de larga temporada. Decisiones
respecto a las intensidades de cultivos deben basarse en la mejor evidencia
disponible para cada combinación de condiciones. Con el fin de promover
rendimientos, y ganancias altas y sostenidas, se deben diseñar sistemas de
cultivos que mantengan la materia orgánica del suelo y la capa labrada; que
reduzcan la aparición de malezas, insectos y enfermedades, que ayuden a
mantener el equilibrio de los nutrientes de las plantas; que conserven el agua,
y que reduzcan al máximo la erosión del suelo.
Las raíces deben formar una red activa y
extensa en todo el suelo para utilizar eficientemente el agua y los nutrientes.
Las buenas combinaciones de cultivos tienen sistemas de raíces compatibles que
permeabilizan el suelo hasta unos 25 ó 30 cms. De profundidad, con algunas
raíces que bajan a mayor profundidad.
Características y patrones de los cultivos
Al seleccionar y determinar prácticas
agrícolas apropiadas en la selección de cultivos, las características
biológicas y agronómicas son muy importantes. Se pueden agrupar como sigue
(Thorn y Thorn 1979):
Período de crecimiento. La cantidad de días necesarios entre la fecha de plantación,
emergencia y madurez es importante, con el fin de determinar la zona climática
adecuada para un cultivo específico y la adaptación de un cultivar en
particular a un sistema de cultivo múltiple.
Fotoperiodicidad. Para muchas plantas es crucial la duración
de la noche (oscuridad) en vez de la duración de la luz diurna para iniciar la
floración, la maduración o la latencia. Las plantas de día corto necesitan una
oscuridad diaria prolongada para inducir la floración, y las plantas de día
largo la inician cuando las noches son relativamente cortas. Algunas plantas
son de día neutral y se desarrollan sin que influya la duración del día. En
algunas plantas, los cambios en la duración del día pueden resultar importantes
para inducir cambios en su desarrollo. El aumento en la duración del día puede
ayudar para el inicio de la floración, mientras que en el otoño, el comienzo de
días más cortos puede promover la aparición de los frutos, la maduración o la
latencia.
Hábitos de crecimiento. Los hábitos de crecimiento de las plantas de cultivo son
importantes para determinar las prácticas de producción y manejo. Generalmente
se prefieren las variedades enanas en vez de sus contrapartes más altas, debido
a su hábito de crecimiento vertical, a su mayor facilidad para ser cosechadas
con máquinas, a la menor probabilidad de alojamiento de plagas o enfermedades,
a la temprana aparición de sus frutos y a su alto índice de cosechas. Las
variedades arbustivas son más preferidas que las enredaderas, puesto que tienen
muchas ramas que producen frutos uniformemente.
Sistemas radiculares. En las plantas de cultivos son comunes dos
tipos de sistemas radiculares: las raíces monorrizas o ramificadas y las raíces
malorrizas o profundas.
Las raíces monorrizas penetran en el suelo
haciéndolo permeable y manteniendo sus partículas unidas. Por ejemplo, los
pastos estimulan una buena estructura del suelo y ayudan a protegerlo contra la
erosión. Los cultivos con raíces malorrizas son aquellos cuyas raíces se
cosechan generalmente como alimentos o forraje, como las remolachas, las
remolachas forrajeras, zanahorias y nabos. Las plantas de raíces malorrizas
tienden a ser de raíces profundas, como la alfalfa y los árboles. Estas plantas
aumentan al máximo el flujo ascendente de nutrientes solubles y otros menos
solubles. En la mayoría de las plantas del cultivo, el mayor volumen de raíces
se encuentra en la zona de los 30 cms. del suelo. Sin embargo, la profundidad
del enraizamiento se ve afectada por la humedad del suelo, la textura, la
compactación, ventilación y el abastecimiento de los nutrientes disponibles
para las plantas.
El diseño de un agroecosistema sustentable
Diversificación de un campo de cebollas en Michigan
Pocos científicos han sido capaces de
reunir la suficiente información sobre ciertas formas de control cultural y
biológico que se pueden aplicar a las plagas específicas de los cultivos, con
el objeto de formular una serie de propuestas de manejo ambiental para mejorar
el control de plagas de insectos que afectan a determinados cultivos.
El trabajo de Groden (1982) en Michigan
constituye una excepción, en éste se diseñó un agroecosistema de cebollas
funcionalmente diverso para optimizar la mortalidad de la principal plaga de la
cebolla (gusano de la cebolla Delia antiqua). Este diseño surgió a
partir de los modelos cuantitativos que describían las relaciones entre los
componentes del sistema. A partir de la comprensión de estas interacciones
cuantitativas se pueden formular diseños que incorporen enfermedades, malezas,
insectos, etc., en la medida que las relaciones que se usan en la construcción
de estos modelos «sin cuerpo» sean estructuralmente independientes, o que si se
incorporan aspectos de estructura sean como variables.
El diseño alternativo del
agroecosistema de cebollas que se muestra en la Figura 5.6, acentúa la
diversidad planificada o funcional. La pastura para las vacas y los linderos de
malezas entregan refugio y alimento alternativo para el parásito del gusano de
la cebolla, A. pallipes (Groden 1982). Los pastos proporcionan también
una rica fuente para las lombrices, y con ello potencian al máximo la densidad
de las poblaciones de la mosca tigre, depredador de la mosca de la cebolla. Las
franjas largas y angostas de cebollas reduce al mínimo la distancia desde
cualquier punto del campo de cebollas a los bordes con malezas y a los pastos
de los vacunos. Esto resulta importante puesto que la cantidad del parásito A.
pallipes disminuye exponencialmente desde los linderos con malezas y
pasturas hasta la zona con cebollas (Groden 1982). Esto también es efectivo en
las moscas de las cebollas infectadas con la enfermedad provocada por el hongo Entomophthora
muscae. Los linderos del campo con maleza no se siegan para darles a las
moscas enfermas sitios de apego.
Los linderos angostos con malezas aumentan
al máximo la probabilidad de que las esporas de E. muscae afecten a las
moscas sanas al mediodía, cuando se juntan para descansar en los lugares de
apego para las moscas sanas. Mediante la siega de algunos linderos de malezas
se puede incrementar este efecto de congregamiento. Un cultivo de rábano junto
a las cebollas brinda un refugio alternativo y por lo tanto un continuo
abastecimiento para el escarabajo rove, A. bilineata. A fin de entregar
una larga temporada de recursos alimenticios, se debería usar una cierta
cantidad de cultivo, el gusano del repollo o distintas fechas de siembro de
cebollas (Groden 1982).
Groden demostró también que una siembro
nueva servirá como un cultivo distractor muy atractivo para la población de
gusanos, lo que dará como resultado una alta concentración de los insectos en
el cultivo más antigua. Puesto que el cultivo más antiguo permaneció intacto,
el cultivo más nueva podría ubicarse cerca de los rábanos de manera que el
grupo de huéspedes se concentre para A. bilineata, haciendo con esto que
la búsqueda de presas se haga más eficiente.
Para controlar el problema de
aparición de moscas después de la cosecha de cebollas, se convierte en un
objetivo principal el manejo de los residuos de las cebollas.
Una opción de manejo diversificado
incluye la siembra de un cultivo de cobertura otoñal de avena o centeno
inmediatamente después de la cosecha, de manera que en una semana, el cultivo
de cobertura esconde el residuo de las cebollas, dificultando su ubicación a las
moscas. Otra modificación es dejar sin cosechar una pequeña sección de las
hileras de cebollas, y luego, mientras se siembra el cultivo de cobertura,
cortar la punta de dichas cebollas y dejarlas en el suelo. Estas puntas
resultan bastante atractivas para las moscas (más atractivas que los residuos),
sin que las larvas de las moscas puedan sobrevivir en ellas puesto que se secan
antes que termine el desarrollo del insecto. De esta forma, estas puntas de las
cebollas sirven para evitar que las moscas pongan sus huevos en los residuos
hasta que aparece el cultivo de cobertura reduciendo drásticamente la eficiente
búsqueda de las hembras. Además de esto, la rotación de cultivos reduce
significativamente la cantidad de moscas que colonizan los campos con cebollas
durante la primavera (Mortinson et al. 1988).
Pautas
ecológicas para el manejo del agroecosistema
De acuerdo con Reijintjes et al.
(1992), existen cinco principios ecológicos fundamentales para el diseño y el
manejo de agroecosistemas sustentables:
1. Asegurar condiciones de suelo
favorables para el crecimiento de las plantas, especialmente al manejar la
materia orgánica y al mejorar la vida del suelo.
2. Optimizar y equilibrar la
disponibilidad y el flujo de nutrientes, especialmente mediante la fijación de
nitrógeno, el bombeo de nutrientes, el reciclaje y el uso complementario de
fertilizantes externos.
3. Reducir al mínimo las pérdidas debido a
los flujos de radiación solar, aire y agua, por medio de un manejo de
micro-climas, manejo de aguas y control de la erosión.
4. Reducir al mínimo las pérdidas debido a
las plagas y a las enfermedades causadas a las plantas y animales, por medio de
la prevención y tratamiento seguros.
5. Explotar la complementariedad y el
sinergismo en el uso de recursos genéticos, lo que incluye su combinación en
sistemas agrícolas integrados con un alto grado de diversidad funcional.
Estos principios pueden aplicarse
mediante diversas técnicas y estrategias. Cada uno de ellos tendrá diferentes
efectos sobre la productividad, seguridad, continuidad e identidad dentro del
sistema agrícola, dependiendo de las limitaciones y oportunidades locales
(sobre todo, las restricciones en los recursos) y en la mayoría de los casos,
sobre los mercados.
El grado en que los agroecosistemas
aumenten su sustentabilidad ecológica, especialmente en un ambiente de suelo
frágil, dependerá ampliamente de los seis elementos biológicos que siguen a
continuación (NCR 1993):
1. El grado en el que los nutrientes se
reciclan: la productividad dentro de un sistema está directamente relacionada
con la magnitud de flujo y movilización de nutrientes. La sustentabilidad está
relacionada directamente con la magnitud del uso de los nutrientes y con la
reducción de sus pérdidas.
2. Hasta que punto está físicamente
protegida la superficie del suelo: se debe reducir al mínimo la pérdida de
suelo por el transporte de agua o la erosión eólica. Se debería proteger de la
oxidación u otro deterioro químico, por medio de una cubierta protectora de
plantas. El deterioro físico, la compactación y la pérdida de la estructura por
las precipitaciones, pueden ser igualmente desastrosos al reducir el potencial
productivo. El cultivo continuado o la cubierta de residuos del cultivo
provenientes de sistemas manejados apropiadamente, es crucial para mantener el
potencial productivo.
3. La eficiencia y el grado de utilización
de la luz solar, el suelo y los recursos de agua: los sistemas agrícolas
seleccionados deben ser manejados para un uso óptimo, incluyendo el cultivo de
cobertura continuo, el potencial genético animal y de los cultivos, el daño
mínimo por las plagas y el óptimo abastecimiento de nutrientes.
4. Una pequeña porción de nutrientes
cosechados en relación a la biomasa total (remoción de lo cosechado): cuando
los suelos están erosionados, tienen un estado nutriente pobre o son frágiles
química y físicamente, la mantención de sistemas de alta biomasa es crítica.
5. Mantención de una biomasa residual alta
en forma de madera, material herbáceo u otros materiales orgánicos del suelo:
es de vital importancia, con el fin de sostener la biomasa en el suelo y
asegurar la productividad de animales y cultivos, una fuente de carbono que
aporte energía y facilite la retención de nutrientes.
6. Estructura y preservación de la
biodiversidad: la eficacia del reciclaje de nutrientes y la estabilidad de
plagas y enfermedades en el sistema, dependen de la cantidad y tipo de
biodiversidad, como también de su organización espacial y temporal y
(diversidad estructural). Los sistemas tradicionales, especialmente aquellos en
ambientes de producción marginal, poseen a menudo una estabilidad y elasticidad
significativa, como resultado de la diversidad estructural.
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