Contribuyendo a la búsqueda de una agricultura sostenible, especialmente el cultivo de la caña de azúcar, los investigadores brasileños han demostrado que los cuerpos de agua como los estanques e incluso los charcos pueden mantener los servicios del ecosistema, siempre que haya animales tolerantes en las cercanías para reemplazar a los más sensibles a las prácticas agrícolas.
por Luciana Constantino, FAPESP
En un estudio innovador que involucró la manipulación de grandes áreas de tierras de cultivo, el grupo probó los efectos de intensificar el uso de la tierra mediante la conversión de pastos extensivos en pastos intensivos y plantaciones de caña de azúcar en el sureste de Brasil. Las parcelas experimentales contenían mesocosmos de 4.000 litros que simulaban estanques y charcos que se encuentran comúnmente en paisajes productivos. Los mesocosmos son entornos cerrados que permiten observar una pequeña parte de un entorno natural en condiciones controladas.
A pesar de la aplicación de insecticidas y vinaza a la caña de azúcar, la biomasa en el hábitat se mantuvo estable en los tres escenarios. Esto solo fue posible porque, después de la aplicación de los productos, la colonización por depredadores tolerantes de rango medio, como escarabajos e insectos, compensó la extinción local de un depredador superior sensible (una libélula). Como resultado, la estabilidad de la comunidad tendió a aumentar con la asincronía de la biomasa y la riqueza de especies, evidenciando un efecto de “cartera” de la biodiversidad, con el advenimiento de nuevas especies compensando la desaparición de otras.
“Demostramos experimentalmente que el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos en ambientes agrícolas se puede mantener a pesar de las prácticas dañinas, siempre que haya especies tolerantes que provengan de fuera de la plantación para reemplazar a las especies más sensibles. El indicador que usamos para el funcionamiento del ecosistema fue la producción de biomasa animal en términos de la cantidad de gramos observados a lo largo del tiempo. Descubrimos que se mantuvo constante incluso en los campos de caña”.
“Esto es muy interesante desde el punto de vista de la discusión sobre la importancia de la biodiversidad en el mantenimiento de los servicios ecosistémicos locales , entre otras funciones”, dijo el biólogo Luis César Schiesari, profesor de gestión ambiental de la Universidad de São Paulo (USP) en Brasil. y primer autor de un artículo sobre el estudio publicado en el Journal of Applied Ecology .
Sostenibilidad
Investigaciones anteriores mostraron que este suministro de especies no está disponible en tierras de cultivo reales, donde la biodiversidad de los ecosistemas acuáticos está comparativamente empobrecida. Por lo tanto, los autores recomiendan que las prácticas de manejo de cultivos incluyan la protección de pantanos, marismas y estanques en el borde de las tierras de cultivo para que sirvan como cuerpos de agua para la colonización de especies y proveedores de biodiversidad.
“Estos organismos son beneficiosos para los cultivos. Se retroalimentan en el ecosistema y también se aprovechan de las plagas de los cultivos. Los insectos y los anfibios ponen huevos en charcos temporales. Las larvas que nacen de los huevos se alimentan del medio ambiente acuático y luego se metamorfosean en adultos terrestres. El los adultos pueden morir en el ambiente terrestre, ‘exportando’ la materia que se acumula en el charco, incluidos el nitrógeno, el fósforo y el potasio, de vuelta a la plantación. Estas funciones ecosistémicas satisfacen las premisas de la agricultura sostenible de precisión”, dijo Schiesari a Agência FAPESP.
La mitigación de los impactos ambientales en las cadenas de suministro y la gestión de los efectos del cambio climático para promover el desarrollo sostenible ocupan un lugar destacado en la agenda mundial. En este contexto, la producción agrícola y la transición energética hacia combustibles limpios y renovables son foco de atención mundial.
Como el principal productor mundial de caña de azúcar y uno de los líderes en etanol, Brasil ha discutido durante algunos años la sostenibilidad de esta cadena de suministro y el costo socioeconómico del uso de la tierra en el sector. La producción de caña de azúcar aumentará un 4,4% en el año de cosecha 2023-24 en comparación con el año anterior, alcanzando los 637,1 millones de toneladas métricas, según la CONAB, la agencia de suministro de alimentos del gobierno federal.
“En mi línea de investigación, trato de comprender cómo los cambios en el medio ambiente debido a la actividad humana afectan la biodiversidad”, dijo Schiesari. “Específicamente en los últimos 15 años, me he enfocado en entender las consecuencias de la conversión de hábitats nativos como bosques y sabanas a pastos, y la intensificación de los pastos en áreas de soja, caña de azúcar y otros tipos de agricultura de monocultivo. Este proceso de conversión e intensificación ambiental implica cambios estructurales, físicos y químicos”.
Los pastos son el principal uso de la tierra en todo Brasil, con 152 millones de hectáreas y presentes en seis biomas, según un informe de MapBiomas, una red colaborativa formada por ONG, universidades y nuevas empresas tecnológicas dedicadas a mapear la cobertura y el uso de la tierra en Brasil. Eso equivale prácticamente a la superficie del estado de Amazonas, que es de 156 millones de hectáreas.
Etapas
El área de estudio formaba parte de una finca experimental perteneciente a la Agencia de Tecnología de Agronegocios de São Paulo (APTA) en Brotas. Se dividió en 15 parcelas de 50m por 50m. Cinco eran pastos extensivos sin preparación previa del suelo ni labranza, y con pastos que crecían naturalmente de acuerdo con la fertilidad de la zona. Otros cinco se convirtieron a pastos intensivos con nivelación del suelo con tractores, encalado para elevar el pH del suelo, fertilización y siembra de pasto forrajero Brachiaria, ampliamente utilizado para pastos intensivos y extensivos en Brasil.
La caña de azúcar se cultivó en las otras cinco parcelas, utilizando tecnología, insumos y prácticas de manejo similares a las utilizadas por los productores en Brasil. Los esquejes fueron adecuados al suelo y al clima. Se aplicaron fertilizantes e insecticidas, así como vinaza, residuo final de la fermentación del jugo de caña de azúcar para obtener etanol. La vinaza promueve el crecimiento de bacterias y el consumo de oxígeno cuando se descarga en los ecosistemas acuáticos.
Los investigadores instalaron 18 mesocosmos acuáticos, cada uno con 4.000 litros de agua en estanques y charcos. Rastrearon los parámetros fisicoquímicos, los nutrientes, los pesticidas, el fitoplancton y la biodiversidad colonizadora espontánea de los mesocosmos.
“Nuestra investigación se realizó en una sola temporada con charcos temporales, un ecosistema modelo intrínsecamente transitorio. Los estudios futuros deberían probar las consecuencias a largo plazo del uso de la tierra, explorando los efectos del contexto del paisaje y, por lo tanto, del aislamiento espacial y la dispersión limitada, en la capacidad de las comunidades de estanques para mantener estable la producción de biomasa a pesar de las peligrosas prácticas de manejo”, dijo Schiesari.
Más información: L. Schiesari et al, La reorganización comunitaria estabiliza los ecosistemas de agua dulce en campos agrícolas gestionados intensivamente, Journal of Applied Ecology (2023). DOI: 10.1111/1365-2664.14423
