14.4: Agricultura Sustentable
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La agricultura sustentable es un método de cultivo que no agota los recursos naturales ni degrada el medio ambiente y, por lo tanto, puede continuar indefinidamente. Las granjas sustentables a menudo dependen de componentes de ecosistemas locales. Por ejemplo, podrían promover condiciones para la descomposición natural de los desechos o emplear enemigos naturales para controlar plagas a través de la depredación o la competencia. Más específicamente, las “facturas agrícolas” de 1977 y 1990 describen a la agricultura sustentable como “un sistema integrado de prácticas de producción vegetal y animal que tiene una aplicación específica de sitio que, a largo plazo:
- satisfacer las necesidades humanas de alimentos y fibra;
- mejorar la calidad ambiental y la base de recursos naturales de la que depende la economía agrícola;
- hacer el uso más eficiente de los recursos no renovables y de los recursos agrícolas e integrar, en su caso, los ciclos y controles biológicos naturales;
- sostener la viabilidad económica de las operaciones agrícolas;
- mejorar la calidad de vida de los agricultores y de la sociedad en su conjunto”.
Promover la biodiversidad es clave para la agricultura sustentable, y la alta biodiversidad da como resultado servicios ecosistémicos intactos como el ciclo de nutrientes y la regulación de las poblaciones Esto concuerda con el objetivo de la agricultura sustentable: imitar los procesos que se encuentran en los ecosistemas naturales. A diferencia de los monocultivos de la agricultura industrial, el policultivo es una práctica común en la agricultura sustentable. Esto ayuda a regular las plagas y mantener la fertilidad del suelo (ver más abajo). Los bancos de semillas, lugares en los que se almacenan muchos tipos diferentes de semillas, son clave para conservar la diversidad genética de los cultivos. Estos sitios de almacenamiento son lo suficientemente fríos como para mantener las semillas congeladas de forma natural (figura\(\PageIndex{a}\)).
Manejo Integrado de Plagas
El Manejo Integrado de Plagas (IPM) se refiere a una combinación de prácticas de control de plagas impulsadas por los agricultores y basadas en el medio ambiente que buscan reducir la dependencia de pesticidas químicos sintéticos. Utiliza varios métodos simultáneamente para controlar las poblaciones de plagas. Los pasos del manejo integrado de plagas son (1) identificar plagas verdaderas, (2) establecer umbrales y monitorear (figura\(\PageIndex{b}\)), y (3) desarrollar un plan de acción. Como muchos insectos, microbios y otros organismos que se encuentran en una zona agrícola tienen un efecto neutro o beneficioso, no es necesario eliminarlos. Las verdaderas plagas son aquellas que están causando daños económicos, y se manejan (se mantienen por debajo de niveles económicamente dañinos) en lugar de erradicarse.
Un Plan de Acción IPM se basa en cuatro tipos de control: cultural, mecánico, biológico y químico. Estos métodos se enumeran en orden de menor a mayor impacto ambiental y, por lo tanto, se aplican en este orden. Por ejemplo, primero se intenta el control cultural. Si eso no es efectivo, se agrega control mecánico al plan, y así sucesivamente. El control químico se utiliza como último recurso y se desenfatiza en un plan IPM. Cuando se deben usar pesticidas, se seleccionan y aplican de manera que se minimizan los efectos adversos sobre los organismos benéficos, los seres humanos y el medio ambiente. Se entiende comúnmente que aplicar un enfoque IPM no significa necesariamente eliminar el uso de pesticidas, aunque esto suele ser el caso porque los pesticidas a menudo se usan en exceso por una variedad de razones.
Una alternativa a la pulverización: el control del gusano de bollworm en Shandong
Los agricultores de Shandong (China) han estado utilizando métodos innovadores para controlar la infestación de gusanos de bollworm en el algodón cuando este insecto se volvió resistente a la mayoría de los pesticidas. Entre las medidas de control implementadas se encuentran:
- El uso de cultivares resistentes a plagas e interplantación de algodón con trigo o maíz.
- Uso de lámparas y ramitas de álamo para atrapar y matar adultos para disminuir el número de adultos.
- Si se usaban pesticidas, se aplicaban sobre partes del tallo de la planta de algodón en lugar de rociar todo el campo (para proteger a los enemigos naturales del gusano de la bola).
Estas y algunas herramientas adicionales de control biológico han sido efectivas para controlar las poblaciones de insectos y la resistencia de insectos, proteger el entorno y reducir costos.
Control Cultural
El control cultural se refiere a minimizar las condiciones que permiten que las plagas prosperen y se propaguen. Los ejemplos incluyen alternar qué cultivos se siembran cada año (rotación de cultivos), plantar múltiples tipos de cultivos cerca uno del otro (cultivos intercalados; figura\(\PageIndex{c}\)), seleccionar variedades resistentes a plagas y plantar portainjerto libre de plagas (partes de plantas subterráneas). La rotación de cultivos evita que las plagas que se especializan en un tipo particular de cultivo continúen año con año debido a que sus plantas hospedadoras solo están disponibles en ciertos años. De igual manera, el cultivo intercalado limita espacialmente la propagación de plagas. El cultivo en tiras es un tipo de cultivo intercalado que implica cultivar diferentes tipos de cultivos en hileras alternas. Las plagas pueden infestar una (o varias) hileras de sus especies hospedadoras, pero tendrían que pasar más allá de múltiples filas de no hospedadores para acceder a plantas hospedadoras adicionales. Adicionalmente, el control cultural puede implicar optimizar el riego y la aplicación de fertilizantes para promover la defensa vegetal y limitar la propagación de enfermedades. Los métodos de control cultural pueden ser muy efectivos y rentables y presentar poco o ningún riesgo para las personas o el medio ambiente.
Control Mecánico
El control mecánico se refiere a eliminar físicamente las plagas o excluirlas con barreras (figura\(\PageIndex{d}\)). Los controles mecánicos que eliminan las plagas incluyen trampas pegajosas para insectos, trampas para lunares y eliminación de malezas a mano. Las redes para excluir aves, cercas de ciervos y telas para malezas, barreras de plástico para malezas (figura\(\PageIndex{c}\)) o mantillo son ejemplos adicionales de control mecánico.
Control Biológico
El control biológico es el uso de organismos para reducir las poblaciones de plagas (ver también Especies invasoras). Una estrategia de control biológico consiste en liberar enemigos naturales, como depredadores, parásitos o parasitoides de los organismos de plagas (los parasitoides son similares a los parásitos, pero constantemente matan a sus huéspedes). Los jardineros caseros también pueden confiar en enemigos naturales comprando mantis, mariquitas (escarabajos mariquitas) o crisopas para su liberación (figura\(\PageIndex{e}\)). Los ejemplos exitosos incluyen escarabajos mariquitas para deprimir poblaciones de pulgones, avispas parasitoides para controlar las moscas blancas y hongos, como Trichoderma, para suprimir enfermedades de las plantas causadas por hongos.
Si no se usa con cuidado, el control químico puede tener consecuencias negativas no deseadas para el control biológico. En 1887, la escala de cojín algodonoso (originaria de Australia) devastó los cítricos de California. Un entomólogo estadunidense fue a Australia a buscar un enemigo natural y regresó con el escarabajo vedalia, una especie de escarabajo mariquita. Liberado en California, el escarabajo rápidamente puso bajo control la báscula, al menos hasta 1946. En ese año, la plaga hizo una remontada dramática. Esto coincidió con el primer uso del pesticida ahora prohibido diclorodifeniltricloroetano (DDT) en los bosques. No sólo el DDT mató a los insectos plaga objetivo, sino que también mató al escarabajo vedalia. Solo alterando los procedimientos de pulverización y reintroduciendo el escarabajo se volvió a controlar el insecto escamoso.
Otra estrategia para el control biológico consiste en liberar machos estériles, que compiten con machos fértiles por compañeros, disminuyendo finalmente el tamaño de la población de plagas. Esta técnica se aplicó primero contra la mosca del gusano, una plaga grave del ganado (figura\(\PageIndex{f}\)). Las moscas hembra ponen sus huevos en llagas u otras heridas abiertas en los animales. Después de la eclosión, las larvas se comen los tejidos de su huésped. A medida que lo hacen, exponen un área aún mayor a la puesta de huevos, a menudo matando finalmente al anfitrión.
Antes de su erradicación en el sureste de Estados Unidos, la lombriz causaba enormes pérdidas anuales de ganado. La técnica masculina estéril consiste en liberar moscas criadas en fábrica y esterilizadas a la población natural. La esterilización se realiza exponiendo las moscas de fábrica a la radiación gamma suficiente para hacerlas estériles pero no lo suficiente para reducir su vigor general.
A partir de principios de 1958, cada semana se liberaron hasta 50 millones de moscas esterilizadas de aviones que sobrevolaban Florida y partes de los estados colindantes. Cada vez que una hembra fértil de la población natural se apareaba con un macho estéril, la hembra ponía huevos estériles. Dado que las hembras se aparean sólo una vez, su carrera reproductiva llegó a su fin. A principios de 1959, la plaga fue totalmente eliminada al este del río Mississippi. El problema en los estados del suroeste era más desafiante porque la mosca pasa el invierno en México y podría cruzar la frontera con cada nueva temporada. Aun así, al ampliar el programa para incluir también a México, la mosca del gusano gusano finalmente fue eliminada de México en 1991.
La técnica masculina estéril también controló con éxito la mosca mediterránea de la fruta (“medfly”), una mosca destructiva de cítricos, melocotones, peras y manzanas en California.
Control Químico
El control químico se refiere al uso de pesticidas. Si se necesita un control químico, el IPM favorece los productos químicos altamente dirigidos, como las feromonas, para interrumpir el apareamiento de las plagas. Las feromonas son señales químicas liberadas por los animales para comunicarse con otros miembros de su especie. Los humanos y muchas especies de insectos liberan feromonas que funcionan para atraer a los compañeros. La liberación de las feremonas de las plagas de insectos puede confundir a los machos que buscan pareja y, en última instancia, impedir que se reproduzcan (figura\(\PageIndex{g}\)). Esta “confusión masculina” ha sido exitosa contra el gusano bollworm rosado que infesta el algodón y redujo la necesidad de insecticidas químicos convencionales en un 90%. Las feromonas también han tenido éxito contra plagas que atacan tomates, uvas y melocotones. Si los productos químicos dirigidos no son efectivos, el IPM puede emplear pesticidas convencionales, idealmente solo aplicándolos a las manchas que se necesitan y a la concentración efectiva más baja. La fumigación por difusión de plaguicidas no específicos es un último recurso.
Prácticas sustentables para mantener la fertilidad del suelo
Una variedad de prácticas sustentables pueden mantener la calidad del suelo. Muchas de estas estrategias tienen beneficios adicionales como regular plagas, limitar el cambio climático y prevenir la contaminación del agua. Estos métodos enriquecen el suelo con nutrientes, aseguran una capacidad adecuada de retención de agua (capacidad del suelo para retener agua) y limitan los procesos de degradación del suelo como la erosión y la compactación.
Rotación de Cultivos
Como se mencionó anteriormente, las rotaciones de cultivos son secuencias planificadas de diferentes cultivos a lo largo del tiempo en un mismo campo (figura\(\PageIndex{h}\)). La rotación de los cultivos brinda beneficios de productividad al mejorar los niveles de nutrientes del suelo y romper los ciclos de plagas Los agricultores también pueden optar por rotar los cultivos para reducir su riesgo de producción a través de la diversificación o para manejar recursos escasos, como la mano de obra, durante la siembra y cosecha. Esta estrategia reduce los costos de pesticidas al romper naturalmente el ciclo de malezas, insectos y enfermedades. Además, el pasto y las legumbres en rotación protegen la calidad del agua al evitar que el exceso de nutrientes o químicos ingresen a los suministros de agua.
Intercultivo
El cultivo intercalado significa cultivar dos o más cultivos muy cerca uno del otro durante parte o la totalidad de sus ciclos de vida para promover el mejoramiento del suelo, la biodiversidad y el manejo de plagas. La incorporación de principios de cultivo intercalado en una operación agrícola aumenta la diversidad e interacción entre plantas, artrópodos, mamíferos, aves y microorganismos, lo que resulta en un ecosistema de cultivo más estable y un uso más eficiente del espacio, el agua, la luz solar y los nutrientes (figura\(\PageIndex{i}\)). Este tipo de manejo colaborativo de cultivos imita la naturaleza y está sujeto a menos brotes de plagas, mejor ciclo de nutrientes y absorción de nutrientes de cultivos, y aumento de la infiltración de agua y retención de humedad. La calidad del suelo, la calidad del agua y el hábitat de vida silvestre se benefician
Un ejemplo común de cultivo en tiras (un tipo de cultivo intercalado; ver arriba) implica alternar un cultivo en hileras como el maíz con un cultivo que cubre el suelo como la alfalfa. El cultivo que cubre el suelo ayuda a reducir la escorrentía de agua y atrapa el suelo erosionado del cultivo en hilera. Si este cultivo de cobertura del suelo es un miembro de la familia de las leguminosas como la alfalfa o la soja y está asociado con bacterias fijadoras de nitrógeno, entonces alternar las tiras de una siembra a la siguiente también puede ayudar a mantener la fertilidad de la capa superior del suelo.
Cultivos de Cobertura
Los cultivos de cobertura son aquellos que se plantan fuera de temporada para evitar dejar el suelo desnudo. Pueden prevenir la erosión del suelo y el viento, mejorar las propiedades físicas y biológicas del suelo, suministrar nutrientes, suprimir malezas, mejorar la disponibilidad de agua del suelo y romper los ciclos de plagas junto con otros beneficios. Los cultivos de cobertura suelen ser miembros de la familia de las leguminosas y ayudan a enriquecer el suelo con nitrógeno utilizable. Se puede plantar una sola especie o mezcla de especies de cultivos de cobertura (figura\(\PageIndex{j}\)).
Agroforestería
La agroforestería es el proceso de siembra de hileras de árboles intercalados con un cultivo comercial (figura\(\PageIndex{k-l}\)). Además de ayudar a prevenir la erosión del suelo por el viento y el agua, los árboles proporcionan sombra que ayuda a promover la retención de humedad del suelo. La hojarasca de los árboles en descomposición también proporciona algunos nutrientes para los cultivos interplantados. Los propios árboles pueden proporcionar un cultivo comercial. Por ejemplo, los árboles frutales o de nueces pueden ser plantados con un cultivo de grano. Puede obtener más información sobre agroforestería utilizando este sitio interactivo del Departamento de Agricultura y Servicio Forestal de los Estados Unidos.
Cultivo de Contorno y Terraza
El cultivo de contornos implica arar y plantar hileras de cultivos a lo largo de los contornos naturales de la tierra suavemente inclinada (figura\(\PageIndex{l}\)). Las líneas de hileras de cultivos perpendiculares a la pendiente ayudan a ralentizar la escorrentía del agua, inhiben la formación de canales de agua y limitan la erosión del suelo (y la consiguiente pérdida de nutrientes). Las terrazas son una técnica común utilizada para controlar la erosión hídrica en cerros y montañas de pendiente más pronunciada (figura\(\PageIndex{l}\)). Amplias terrazas niveladas se construyen a lo largo de los contornos de las laderas, y éstas actúan como presas atrapando agua para los cultivos, reduciendo la escorrentía y limitando la erosión.
Labranza mínima y agricultura con labranza cero
En las prácticas agrícolas modernas, se utiliza maquinaria pesada para preparar el semillero para la siembra, para controlar las malezas y para cosechar el cultivo. El uso de equipos pesados tiene muchas ventajas en el ahorro de tiempo y mano de obra, pero puede provocar la compactación del suelo y la alteración de los organismos naturales del suelo. El problema con la compactación del suelo es que el aumento de la densidad del suelo limita la profundidad de penetración de las raíces y puede inhibir el crecimiento adecuado Otro aspecto de la labranza del suelo (mezcla del suelo) es que puede conducir a una descomposición más rápida de la materia orgánica debido a una mayor aireación del suelo. En grandes áreas de tierras de cultivo, esto tiene la consecuencia involuntaria de liberar más carbono y óxidos nitrosos (gases de efecto invernadero) a la atmósfera, contribuyendo así al cambio climático.
Una de las formas más fáciles de prevenir estos problemas es minimizar la cantidad de labranza, o volteo del suelo. En labranza mínima (labranza de conservación) o agricultura con labranza cero, la tierra se perturba lo menos posible al dejar residuos de cultivo en los campos (figura\(\PageIndex{m}\)). Las sembradoras especiales inyectan nuevas semillas y fertilizantes en el suelo no arado. La labranza de los campos ayuda a romper terrones previamente compactados, por lo que las mejores prácticas pueden variar en sitios con diferentes texturas y composición del suelo. Con una planificación adecuada, la labranza mínima y la agricultura con labranza cero pueden limitar simultáneamente la erosión y compactación del suelo, proteger los organismos del suelo, reducir costos (si se realiza correctamente) y promover la infiltración de agua. Además, el carbono puede efectivamente ser secuestrado en el suelo con estos métodos, mitigando así el cambio climático. La agricultura mínima o con labranza cero ha demostrado ser un gran éxito en América Latina y se está utilizando en el sur de Asia y África. Sin embargo, un inconveniente de este método es que los residuos del cultivo pueden servir como un buen hábitat para plagas de insectos y enfermedades de las plantas.
Cortavientos
Crear cortavientos plantando árboles altos a lo largo del perímetro de los campos agrícolas puede ayudar a controlar los efectos de la erosión eólica del suelo (figura\(\PageIndex{n}\)). Los cortavientos reducen la velocidad del viento a nivel del suelo, un factor importante en la erosión eólica. También ayudan a atrapar la nieve en los meses de invierno, dejando el suelo menos expuesto. Como beneficio secundario, los cortavientos también proporcionan un hábitat para aves y animales. Un inconveniente es que los cortavientos pueden ser costosos para los agricultores porque reducen la cantidad de tierras de cultivo disponibles.
Agricultura Orgánica
La agricultura orgánica a menudo se incorpora a la agricultura sustentable (figura\(\PageIndex{o}\)). Para ser certificadas como orgánicas, las granjas deben evitar el uso de pesticidas sintéticos, fertilizantes sintéticos y organismos genéticamente modificados (figura\(\PageIndex{p}\)). La carne orgánica, las aves de corral, los huevos y los productos lácteos provienen de animales que no reciben antibióticos ni hormonas de crecimiento. En cambio, las plagas pueden ser controladas por enemigos naturales o sustancias producidas naturalmente como el aceite de neem o la tierra de diatomeas. Algunas alternativas orgánicas a los pesticidas sintéticos tienen un impacto ambiental relativamente bajo (como el espray de sal), pero hay muchos compuestos producidos naturalmente que aún son tóxicos para las personas o causan daños ecológicos cuando se usan ampliamente. Curiosamente, la aplicación externa de la toxina Bt está aprobada para la agricultura orgánica, pero el uso de cultivos Bt genéticamente modificados no lo es. Esto último da como resultado menores concentraciones de toxina Bt en el ambiente debido a que es producida localmente directamente por las propias plantas. En resumen, aunque muchas prácticas de agricultura orgánica benefician al medio ambiente y cumplen con los objetivos de sustentabilidad, algunas granjas orgánicas no son sustentables y algunas granjas sustentables no son orgánicas.
Opciones del consumidor que apoyan la agricultura sustentable
Aunque no seas agricultor o legislador, tienes el poder de promover la agricultura sustentable como consumidor. Como se discutió en Cadenas Alimentarias y Redes Alimentarias, generalmente requiere más tierra y más energía para producir carne en comparación con los alimentos de origen vegetal debido a la ineficiente transferencia de energía de un nivel trófico al siguiente. Por esta razón, las dietas a base de plantas tienden a ser más sustentables, pero esto depende de los tipos de alimentos consumidos y de cómo se produjeron.
La comida local no solo es más fresca, sino que requiere menos millas de comida (cifra\(\PageIndex{q}\)). De alguna manera, los alimentos orgánicos provocan menos degradación ambiental, pero tenga en cuenta que orgánico no necesariamente significa sustentable (ver arriba). Debido a que limita la maquinaria, los pesticidas sintéticos y los fertilizantes sintéticos, tiene una menor huella de carbono (lo que significa que minimiza la contribución al cambio climático). El Clean 15 es una lista de productos que son bajos en residuos de pesticidas. Si no puedes pagar todos los alimentos orgánicos, estos son los mejores artículos para comprar no orgánicos. Los ejemplos incluyen aguacates, maíz dulce y piña. La Docena Sucia enumera productos que tienen más residuos de pesticidas. Si solo puedes pagar algunos artículos orgánicos, estos son los mejores para comprar orgánicos. Los ejemplos incluyen fresas, espinacas y nectarinas. Por último, algunos alimentos, como la carne de res, tienen mayor huella de carbono y huella hídrica que otros.
El futuro del concepto de agricultura sustentable
Muchos en la comunidad agrícola han adoptado el sentido de urgencia y dirección señalados por el concepto de agricultura sustentable (figura\(\PageIndex{r}\)). La sustentabilidad se ha convertido en un componente integral de muchos esfuerzos gubernamentales, comerciales y de investigación agrícola sin fines de lucro, y está comenzando a tejerse en la política agrícola. Cada vez más agricultores y ganaderos se han embarcado en sus propios caminos hacia la sustentabilidad, incorporando enfoques integrados e innovadores en sus propias empresas.
Atribuciones
Modificado por Melissa Ha de las siguientes fuentes:
- Agricultura Sustentable desde Biología Ambiental por Matthew R. Fisher (licenciado bajo CC-BY)
- Suelos de AP Environmental Science por University of California College Prep, Universidad de California (licenciado bajo CC-BY). Descárgala gratis en CNX.
- Definiciones de sustentabilidad. USDA. Accedido 01-05-2021. (dominio público)
- Control Biológico de la Biología por John W. Kimball (licenciado bajo CC-BY)
- Principios de Manejo Integrado de Plagas (IPM). EPA. Accedido 01-05-2021 (dominio público)
- Cultivos de Cobertura y Salud del Suelo. Servicio de Conservación de Recursos Naturales, USDA. Accedido 06-01-2021. (dominio público)