La creación de un sistema agrícola sostenible es una de las mayores preocupaciones a las que se enfrenta el mundo actual.
por Alexandra (Sasha) Wright, Biblioteca Pública de Ciencias
El crecimiento de la población humana, las tierras degradadas y el estancamiento de las ganancias de productividad se combinan para producir una emergencia agrícola mundial. El trabajo anterior ha predicho que la productividad de los cultivos deberá duplicarse para alimentar a una población creciente de 7 mil millones. La solución probablemente provendrá de una combinación de fuentes: hábitos dietéticos modificados, avances tecnológicos y un uso más sostenible y eficiente de las tierras actualmente cultivadas.
En los últimos años, los ecologistas se han centrado más intensamente en los métodos de producción agrícola que pueden utilizar la tierra de manera más eficiente y sostenible: a saber, el desarrollo de sistemas de cultivos intercalados económica y ecológicamente eficientes. El cultivo intercalado es la práctica agrícola de cultivar múltiples cultivos en el mismo campo al mismo tiempo. El cultivo intercalado a veces se complementa con el doble cultivo, en el que un agricultor puede alternar el cultivo de diferentes cultivos a lo largo del tiempo. Ambas prácticas pueden mejorar la utilización general de nutrientes y luz del sistema (debido a la complementariedad del nicho) y aumetar el control de plagas para los cultivos (debido a los efectos de dilución de los patógenos específicos de la especie).
Si bien el cultivo intercalado puede ser una práctica de cosecha más intensiva, es una opción importante y viable en regiones de agricultura intensiva donde la mayoría de la agricultura depende de pequeñas granjas familiares o de subsistencia.
La mayor eficiencia y la implementación de sistemas de cultivo intercalado probablemente dependerán de una mayor optimización. Gran parte de la investigación que se está realizando sobre la optimización de estos sistemas proviene de China, donde este estilo de agricultura es común: en la década de 1980, los cultivos intercalados representaban hasta el 50 % de la producción de cultivos de cereales en China, aunque esa cifra se acerca al 20 %. hoy (Huang 2015).
Recientemente, el gobierno chino ha comenzado a alentar la investigación y la implementación de un estándar agrícola “doblemente alto”: enfatizando tanto los altos rendimientos como una mayor eficiencia en el uso de nutrientes. En los últimos años, el trabajo publicado en PLOS One ha destacado la gran diversidad de investigaciones que se están realizando sobre cultivos intercalados en China.
Yitao Zhang y sus colegas (2015) publicaron recientemente un trabajo sobre (1) qué especies se pueden usar de manera más eficiente para cultivos intercalados y (2) las proporciones exactas que producen los resultados más eficientes, tanto en términos de eficiencia económica como de rendimiento. Gran parte del trabajo sobre cultivos intercalados se basa en la capacidad de fijación de nitrógeno de las plantas de la familia de las leguminosas. Mientras que todas las demás especies de plantas necesitan el suministro de nitrógeno del suelo (generalmente en forma de fertilizante aplicado industrialmente), las plantas de la familia de las leguminosas han desarrollado una simbiosis con los rizobios subterráneos que les permiten “fijar” el nitrógeno de la atmósfera rica en nitrógeno. . El cultivo de plantas no leguminosas junto con leguminosas puede reducir la competencia de nitrógeno entre especies y enriquecer las reservas de nitrógeno del suelo.
Zhang et al (2015) examinaron el maíz intercalado con soja o frijoles rojos y encontraron que ambos sistemas de cultivo intercalado proporcionaron un beneficio en términos de (1) ventaja de rendimiento (casi 1,3 veces el rendimiento esperado de los monocultivos), (2) economía y ( 3) potencial de rendimiento futuro del trigo de invierno (debido a una mayor acumulación de nitrógeno en el suelo en los suelos intercalados con leguminosas).
¡De hecho, el cultivo intercalado aumentó el rendimiento del maíz en un 42-92%!
Sin embargo, el futuro del éxito y la eficiencia de los cultivos intercalados probablemente radica en los detalles. Los autores encontraron que la proporción de cultivo intercalado más eficiente alternaba entre cuatro hileras de maíz y seis hileras de soja. Este sistema de cultivo intercalado 4:6 aumentó el beneficio económico de la tierra en un 26 % sobre el monocultivo de maíz, y esto fue después de tener en cuenta los costos de fertilizantes, costos de semillas, uso de maquinaria y mano de obra.
Además, el trabajo de Huang et al. (2015) destaca cómo algunos agricultores están aumentando el sistema de doble cultivo de trigo de invierno y maíz de verano con un cultivo intercalado de sandía. De manera ad hoc, los agricultores del norte de China han estado explorando otros estilos de cultivos comerciales para aumentar sus ingresos anuales. Los autores encontraron que el sistema de cultivo intercalado trigo-maíz/sandía puede disminuir los rendimientos totales de trigo y maíz. Sin embargo, el cultivo comercial de sandía compensa esto con la ganancia de rendimiento adicional de la sandía más el aumento del valor de la cosecha de sandía.
Por lo tanto, el beneficio económico bruto para el pequeño agricultor puede aumentar el ingreso agrícola anual promedio de USD 2534 a USD 3883, un aumento del 54 %.
Wang et al. (2014) exploró cómo los cultivos intercalados de maíz y habas, maíz y soja, maíz y garbanzos y maíz y nabo afectan el rendimiento y la adquisición de nutrientes de los campos agrícolas en el noroeste de China. Los autores encontraron que el cultivo intercalado aumentó los rendimientos en casi todos los casos sobre sus contrapartes de monocultivo. Además, los sistemas de cultivos intercalados eliminaron el nitrógeno de los suelos de manera más eficiente, lo que indica una mayor eficiencia en el uso de los recursos en los sistemas de cultivos intercalados. La eficiencia en el uso del nitrógeno es particularmente importante en el norte de China, donde la degradación ambiental debido a la escorrentía de fertilizantes ha causado la acidificación de las tierras de cultivo y la eutrofización de las aguas superficiales en el pasado.
Sol et al. (2014) exploraron los enfoques más eficientes para intercalar maíz y alfalfa para forraje. La base ecológica para el éxito de los cultivos intercalados se basa en cierta medida en las estrategias complementarias que emplean las diferentes especies de plantas para utilizar los recursos. Es probable que una sola especie use los recursos de una manera muy específica: cuando se cultiva en monocultivo, esa especie puede agotar su propia base de recursos de manera muy rápida y completa. Como tal, los autores exploraron diferentes arreglos para cultivar maíz en monocultivo (alternando hileras anchas y angostas con hileras espaciadas uniformemente), así como intercalando estas hileras anchas y estrechas con hileras de alfalfa. Los autores encontraron que el patrón alternativo para cultivar maíz en monocultivo aumentó los rendimientos del monocultivo de maíz, probablemente debido a una mayor intercepción de luz y capacidad fotosintética. Sin embargo,
Aún más impresionante, el sistema de cultivo intercalado de alfalfa incrementó los beneficios económicos hasta en USD 776 por hectárea por año.
Estos beneficios de cultivos intercalados provinieron de una combinación de mecanismos, incluidos los efectos facilitadores de la vía de fijación de nitrógeno de la alfalfa, así como la captura de recursos complementarios a lo largo del tiempo. La alfalfa crece antes en la temporada que el maíz, el maíz supera a la alfalfa a mediados del verano y la alfalfa también dura más que el maíz en el otoño. Las dos especies tienen nichos temporales complementarios.
La implementación generalizada de sistemas de cultivo intercalado dependerá de nuestra capacidad para aumentar la eficiencia económica y ecológica de estas prácticas agrícolas en una diversidad de países y biomas diferentes. El trabajo realizado por un gran número de científicos en China puede allanar el camino para una mayor adopción y viabilidad económica de estas opciones en el futuro. Si bien la solución a los problemas globales relacionados con la seguridad alimentaria y la agricultura sin duda tendrá múltiples facetas, el aumento de la eficiencia de las tierras debe ser una parte de esta solución. Es emocionante ver que se realizan investigaciones tan importantes en la intersección de la ecología clásica y la ciencia agrícola.
