La agricultura implica un difícil equilibrio entre la producción de alimentos y el impacto ambiental. Por ejemplo, los fertilizantes pueden ayudar a lograr un buen rendimiento de los cultivos, pero su uso excesivo produce emisiones de gases de efecto invernadero y contaminación .
de Chloe MacLaren
Algunos de estos impactos también amenazan la producción agrícola futura. Las emisiones de gases de efecto invernadero, por ejemplo, contribuyen al cambio climático y aumentan la probabilidad de fenómenos meteorológicos extremos .
Entonces, para sostener la agricultura, es necesario minimizar el uso de insumos como fertilizantes y apoyar el crecimiento de los cultivos de otras maneras. Un enfoque consiste en aumentar el funcionamiento ecológico dentro de las granjas. Esto significa mejorar las relaciones entre los diferentes organismos de la granja, incluidos los cultivos, el ganado, los microbios y las plantas y animales silvestres. El uso de estas relaciones para respaldar el rendimiento de los cultivos se denomina ” intensificación ecológica “.
Investigaciones anteriores han demostrado que la intensificación ecológica puede ser efectiva. Pero los estudios solo se han realizado en escalas de tiempo cortas de unos pocos años, mientras que los efectos de las prácticas agrícolas a menudo tardan más en hacerse evidentes. La variación del clima entre años puede oscurecer los efectos a corto plazo, y algunos procesos ecológicos tardan varios años en estabilizarse.
En un estudio reciente , mis colegas y yo exploramos si los estudios a largo plazo también respaldan la intensificación ecológica. Para responder a esto, buscamos 30 experimentos a largo plazo de toda Europa y África. Utilizamos estos experimentos para ver si la intensificación ecológica podría reducir la necesidad de dos insumos: fertilizante nitrogenado y labranza.
Descubrimos que la intensificación ecológica puede reemplazar en parte a los fertilizantes para respaldar el rendimiento de los cultivos, porque tanto la intensificación ecológica como los fertilizantes aumentan los nutrientes del suelo . Entonces, los agricultores podrían usar la intensificación ecológica para reducir el uso de fertilizantes mientras mantienen los mismos rendimientos. Los agricultores que ya usaban fertilizantes bajos o nulos podrían aumentar sus rendimientos.
La intensificación ecológica también podría aumentar los rendimientos, ya sea que los agricultores estuvieran arando o utilizando la agricultura sin labranza . Esto se debió a que la labranza y las prácticas ecológicas que probamos tenían diferentes funciones y contribuyeron al rendimiento de los cultivos de diferentes maneras.
En general, la intensificación ecológica puede ayudar a equilibrar la producción de alimentos y los impactos ambientales al reducir el uso elevado de fertilizantes sin reducir los rendimientos. Y puede complementar los insumos bajos para aumentar los rendimientos en comunidades pobres y remotas donde los insumos son costosos o de difícil acceso.
lo que medimos
Seleccionamos experimentos que habían estado funcionando durante 10 años o más. Hicimos una excepción para incluir dos experimentos de nueve años para aumentar la representación de las prácticas agrícolas de los pequeños agricultores en nuestro conjunto de datos.
Los 30 experimentos en nuestro estudio probaron diferentes prácticas en una amplia gama de climas, tipos de suelo y sistemas agrícolas. Buscamos tendencias comunes en todos los experimentos. En particular, queríamos saber cómo interactuaban las prácticas ecológicas y el uso de insumos. ¿Fue mejor combinar múltiples prácticas e insumos ecológicos, o fueron más efectivos cuando se usaron de forma independiente?
Dentro de nuestro conjunto de datos, había tres clases de prácticas ecológicas y dos tipos de insumos probados con la frecuencia suficiente para incluirlos en nuestro análisis.
Las prácticas ecológicas fueron:
- diversificación de cultivos: rotación de cultivos o siembra de diferentes cultivos cerca uno del otro
- incluyendo cultivos de fertilidad como forrajes o coberturas del suelo en lugar de cultivos alimentarios básicos
- gestión de la materia orgánica , como usar compost o estiércol para fertilizar los cultivos y retener los residuos de los cultivos en el campo para reciclar los nutrientes.
La intensificación ecológica implica reemplazar o aumentar los insumos. Así que comparamos los efectos sobre el rendimiento de los cultivos de aumentar las tres prácticas ecológicas contra los efectos de disminuir dos insumos: fertilizante nitrogenado sintético e intensidad de labranza. El fertilizante proporciona el nitrógeno que los cultivos necesitan para crecer, pero también puede causar contaminación. La labranza intensiva (o arado) elimina las malas hierbas, pero puede aumentar la erosión del suelo.
lo que encontramos
Nuestros resultados mostraron que las prácticas ecológicas generalmente aumentan los rendimientos cuando se agregan a un sistema agrícola. Sin embargo, los beneficios de la diversificación de cultivos, la fertilidad de los cultivos y la adición de materia orgánica fueron típicamente altos cuando el uso de fertilizantes nitrogenados sintéticos fue bajo. A menudo no hubo beneficio cuando el uso de fertilizantes nitrogenados fue alto.
Esto nos mostró que puede usar una práctica ecológica o un fertilizante nitrogenado para aumentar los rendimientos. Pero si usa ambos juntos, el efecto es el mismo que usar cualquiera de los dos.
Deducimos que esto se debe a que las prácticas y el fertilizante tienen la misma función principal: todos aportan nitrógeno al cultivo. La diversificación de cultivos y los cultivos de fertilidad a menudo implican la adición de leguminosas al sistema. Las plantas como los frijoles, los guisantes y los tréboles fijan el nitrógeno atmosférico y lo agregan al suelo. El estiércol y el compost liberan nitrógeno a partir del material vegetal en descomposición o de los desechos del ganado.
A veces, observamos pequeños beneficios adicionales de usar una práctica ecológica junto con un alto contenido de nitrógeno. Por ejemplo, la adición de estiércol y compost aumentó aún más los rendimientos cuando el nitrógeno era alto. Otra investigación ha demostrado que estas adiciones de materia orgánica ayudan a mejorar la estructura del suelo y la actividad microbiana. También pueden contribuir a la retención de agua del suelo y al ciclo de otros nutrientes.
El uso de dos prácticas ecológicas juntas fue generalmente beneficioso, porque cada una proporciona funciones diferentes.
De manera similar, el uso de prácticas ecológicas junto con insumos puede aumentar los rendimientos cuando sus funciones no se superponen. Esto se puede lograr, por ejemplo, mediante el uso de fertilizantes en pequeñas cantidades para complementar los nutrientes proporcionados por las prácticas ecológicas.
También descubrimos que la diversificación con cultivos que no son leguminosas con alto contenido de nitrógeno tuvo un beneficio en el rendimiento . Es probable que se deba a la interrupción de los ciclos de malezas, plagas y enfermedades.
En nuestro estudio, la labranza no interactuó fuertemente con las prácticas ecológicas, lo que sugiere que cada una tenía funciones diferentes. Esto significa que los agricultores pueden adaptar sus prácticas de labranza a su entorno independientemente de sus decisiones sobre el uso de diversificación, cultivos de fertilidad y materia orgánica.
el efecto neto
La intensificación ecológica podría ser una forma de distribuir fertilizantes de manera más equitativa para mejorar la seguridad alimentaria mundial y minimizar los impactos ambientales. Actualmente, las tasas de fertilización promedio en África son una pequeña fracción de las de Europa . Los pequeños propietarios, en particular, usan mucho menos de lo que les corresponde. Demasiados fertilizantes causan impactos ambientales, pero muy pocos fertilizantes dificultan la producción de suficientes alimentos.
Otros estudios han sugerido que si se reduce el uso de fertilizantes donde actualmente es alto (como en las grandes granjas comerciales en los países desarrollados), entonces se podría aumentar el uso de fertilizantes donde actualmente es muy bajo (pequeños agricultores en los países en desarrollo), sin sobrecargar los ecosistemas globales. con contaminación por nitrógeno .
Nuestro estudio muestra cómo la intensificación ecológica podría ayudar a lograr esto.
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lee el artículo original .
