Producción de alimentos: función del agua

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7. Producción de alimentos:
función decisiva del agua
Resumen
© FAO, 1996
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1. Introducción
1.1 Es un hecho bien sabido que la tierra y el agua son los dos recursos primarios, no sólo de la agricultura, sino de toda la vida que existe sobre la tierra. Cuando el abastecimiento de agua es suficiente y los suelos son fértiles, la agricultura puede sostener la vida humana civilizada, a condición de que el clima sea favorable. En cambio, la falta del agua necesaria, incluso temporalmente, impide las faenas agrícolas y desencadena la inseguridad alimentaria. En este momento, en que la población del mundo y las necesidades de alimentos están aumentando a un ritmo sin precedentes, es cada vez más difícil incrementar el suministro de agua para los agricultores. La presión cada vez mayor de que son objeto los recursos –vulnerables– de aguas y tierras hace urgente y esencial conseguir una gestión eficaz.
1.2 El agua dulce es un recurso limitado, disponible en muchos lugares, aunque no en todas partes, sensible a las influencias externas y a la degradación ambiental, difícil de ordenar debido a su movilidad y costoso de regular. El crecimiento demográfico y el desarrollo socioeconómico determinan un incremento de la demanda y, al mismo tiempo, los cambios que están acaeciendo a nivel mundial y la geopolítica internacional no hacen sino crear una mayor incertidumbre con respecto al agua. El agua está comenzando a escasear al mismo tiempo que aumentan su utilización para actividades diversas. La necesidad y la motivación para ordenar estos recursos no cesará de aumentar. La escasez de agua amenaza aspectos fundamentales de la seguridad humana: la producción de alimentos, la salud del medio acuático y la estabilidad social y política.
1.3 En el problema de ordenar unos recursos de agua dulce limitados existen aspectos cuantitativos y cualitativos. Los ríos son desviados de sus cursos naturales y los acuíferos sobreexplotados; arroyos, lagos, estuarios y acuíferos se utilizan para absorber los productos residuales de una gestión descuidada y los suministros de agua adecuada que aún subsisten sufren la amenaza de degradación. Todos estos males han de ser remediados. El agotamiento y la degradación no son inevitables, se cuenta con los conocimientos y recursos necesarios para alimentar a la humanidad de forma sostenible. La tarea que se afronta consiste en poner a contribución los conocimientos y la voluntad para mejorar lo que de otra forma puede convertirse en una crisis.
1.4 Si bien es cierto que existen diferentes opciones de política para la gestión de los recursos hídricos, el tema del agua es un tema sensible y la reforma del comportamiento público a este respecto es una tarea difícil que entraña costos políticos y administrativos elevados. Tal vez no será posible alcanzar la perfección y los cambios de política tienen consecuencias a largo plazo y siempre dan lugar a la existencia de ganadores y perdedores. Por ello, aunque los beneficios puedan ser sustanciales, es posible que los cambios no sean aceptables para todas las partes interesadas.
1.5 Hay que tener en cuenta que aplicar medidas lleva tiempo. Las decisiones deben basarse en las tendencias probables, tanto a nivel mundial como local, de factores como el crecimiento demográfico, la urbanización, la mun-dialización, la evolución de la tecnología y la información, la modificación de las influencias culturales y la degradación del medio ambiente. Conseguir que las políticas hídricas y las medidas necesarias para aplicarlas sean aceptadas exige tiempo, que también se debe conceder tanto a quienes impulsan como a quienes rechazan esos cambios.
1.6 La agricultura es la actividad que utiliza un mayor volumen de agua, más de las dos terceras partes de la que proporcionan los ríos, lagos y acuíferos del planeta. A medida que aumenta la población y crecen las economías, el agua va convirtiéndose en un recurso más escaso y valioso. En muchos países, la competencia entre la agricultura, la industria y los núcleos urbanos por los recursos hídricos está limitando ya las iniciativas de desarrollo. Pero, paradójicamente, aunque el agua es cada vez más escasa, en muchas zonas se utiliza todavía de forma muy ineficaz. En algunos lugares hasta el 60 por ciento del agua desviada o bombeada para el riego no llega a la zona de cultivos y en las ciudades se distribuye el agua a través de sistemas que registran fugas y a unos consumidores que pagan una cantidad insuficiente (o que no pagan nada) por este recurso. Algunas pérdidas son inevitables pero una parte de ellas son recuperables y reutilizables. Las industrias, las ciudades y la agricultura permiten que el agua sea contaminada y, aunque un cierto grado de polución es inherente a la utilización misma del agua, grandes cantidades de este recurso se pierden por efecto de una contaminación irrecuperable.
1.7 El despilfarro en la aplicación del riego no sólo entraña la pérdida de agua, de valor inapreciable, sino que además ocasiona problemas de anegamiento y de salinización. Más del 10 por ciento de la superficie mundial de regadío está afectada, en diferentes grados, por la salinización, un fenómeno de amplitud y gravedad crecientes. El vertido de residuos urbanos e industriales y la evacuación de residuos químicos de la agricultura está deteriorando la calidad del agua superficial, y las aguas subterráneas no sólo son contaminadas por elementos procedentes de la superficie, sino que sufren un daño irreparable como consecuencia de la intrusión de agua marina. También resultan afectados los ecosistemas acuáticos de los cursos de agua y de los estuarios que reciben agua en cantidad insuficiente y de escasa calidad.
1.8 En este momento se está cuestionando la primacía tradicional de la agricultura en la asignación de los recursos hídricos. Se han alzado voces críticas que reclaman a los gobiernos y donantes que reconsideren las consecuencias económicas, sociales y medioambientales de los proyectos de regulación del agua financiados y administrados por el sector público. Pese a las cuantiosas inversiones y subvenciones, el funcionamiento del riego no siempre ha estado a la altura de las expectativas en cuanto al incremento de los rendimientos y la eficiencia en la utilización del agua. La agricultura no sólo es el sector que utiliza un mayor volumen de agua, sino que además tiene un valor relativamente bajo y escasamente eficiente en cuanto al uso del agua, y además está muy subvencionado. La constatación de los límites del volumen de agua dulce renovable que puede producir el ciclo hidrológico obliga a evitar que esta situación continúe en el futuro.
1.9 En muchos casos, la agricultura no puede competir económicamente por los escasos recursos de agua disponibles. Dado que las ciudades e industrias están en condiciones de pagar cantidades más elevadas por el agua y obtener una tasa de rendimiento económico más elevada por unidad de volumen, el sector agrícola tiene que demostrar que los suministros de agua que recibe se utilizan adecuadamente para garantizar la seguridad alimentaria. De otro modo, el sector agrícola tendrá que renunciar progresivamente al agua, que se destinará a otros usos, de mayor valor, en las ciudades e industrias. La ironía reside en el hecho de que se espera que en el futuro la agricultura de regadío consiga una producción mucho mayor con un menor volumen de agua. Todavía no se han evaluado con precisión las consecuencias que tendrá para la producción de alimentos la desviación de recursos hídricos de la agricultura a los núcleos urbanos.
1.10 La seguridad alimentaria está estrechamente relacionada con la seguridad hídrica. Entre el 30 y el 40 por ciento de los alimentos del mundo procede de las tierras de regadío (el 17 por ciento del total de tierras cultivadas) y una quinta parte del valor total de la producción de pescado corresponde a la acuicultura de agua dulce. En el próximo siglo, la seguridad y estabilidad de los suministros de alimentos guardarán una estrecha relación con el éxito en la regulación del agua. La regulación de la humedad a nivel del sistema radicular permite maximizar y estabilizar la producción, garantizando que las fluctuaciones en el régimen de precipitaciones no repercuta negativamente en los cultivos, lo que permite obtener todos los beneficios derivados de la introducción de variedades de alto rendimiento y de sistemas de nutrición y protección de las plantas. Para conseguir resultados satisfactorios no bastará con construir más presas y más canales y nivelar y regar superficies más extensas, sino que cada vez será más necesario mejorar la gestión: rehabilitar los sistemas ineficientes y sustituir los sistemas tradicionales propios de una era de abundancia por otros que utilicen una tecnología más desarrollada. Para ello habrá que disponer de fondos y de agricultores y de gestores capaces y cualificados.
1.11 La Cumbre Mundial sobre la Alimentación ofrece la oportunidad de reflexionar sobre los vínculos indisolubles entre los recursos hídricos y la seguridad alimentaria; de examinar cómo se utiliza en la actualidad el agua en la agricultura; y de impulsar la reflexión crítica, la investigación y la actuación de cara al futuro. Al examinar los recursos hídricos será necesario tener en cuenta todos los aspectos, tanto materiales, como económicos y sociales.

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2. Problemas relacionados con el agua a nivel mundial
El agua, un recurso limitado
2.1 El gran volumen de agua contenida en los mares, en los casquetes de hielo y en los glaciares de la Antártida y de Groenlandia, así como en las profundidades subterráneas, no es accesible para poder utilizarla en la agricultura. El agua dulce destinada al consumo humano y a la agricultura procede básicamente de las precipitaciones que recibe la tierra. Sin embargo, la cantidad de agua que se precipita desde la atmósfera no puede ser mayor que la que se evapora en la superficie de la tierra y el agua, incluido el mar. El agua se recicla constantemente como consecuencia de la evaporación producida por la energía solar, y las lluvias y el caudal de los ríos dependen del ciclo anual de las estaciones.
2.2 Las precipitaciones anuales sobre la tierra son, en promedio, de 110 000 km3, de los cuales 70 000 km3 se evaporan y vuelven a la atmósfera. A la parte de agua que se evapora se le denomina en ocasiones «agua verde», que es el suministro de agua destinado a la vegetación que no recibe agua de riego, incluidos los bosques y espacios arbolados, las praderas y los cultivos de secano. Alrededor del 26 por ciento de esa «agua verde» (18 000 km3) es utilizado ya por los seres humanos, principalmente para la agricultura. El 74 por ciento restante (unos 52 000 km3) sirve para satisfacer las necesidades de agua de todas las demás especies y comunidades naturales asentadas en la tierra.
2.3 Una vez descontada la evaporación de las precipitaciones que caen sobre la tierra, quedan 40 000 km3 anuales de agua dulce en lagos, embalses y cursos de agua, así como en los acuíferos, que registran un activo intercambio con las aguas superficiales. Esa «agua azul» está distribuida de forma desigual en el espacio y en el tiempo y tiene una presencia efímera ya que fluye sin cesar para desembocar en un sumidero de agua, como el mar o las marismas. Mientras permanece en la superficie está sometida a un proceso permanente de evaporación. No toda esa agua es accesible: los remotos cursos de agua del Amazonas, el Zaire-Congo y los ríos del Polo Norte, alejados de las zonas donde existe demanda de agua, acumulan aproximadamente el 20 por ciento de todo el volumen del «agua azul». Una gran parte de la escorrentía no está disponible cuando se necesita y es difícil de aprovechar, ya que se trata de agua de inundaciones (Figura 1).
2.4 Se estima que el caudal de agua realmente accesible para uso humano es de 9 000 km3, a los que hay que añadir 500 km3 de escorrentía regulada por los embalses existentes, lo cual supone una escorrentía anual de 12 500 km3. La regulación del resto de las aguas azules (27 500 km3) para que esté disponible donde y cuando se necesita resulta difícil y costoso a causa del relieve, el alejamiento de los centros de población y desarrollo y las consecuencias sociales y medioambientales de la construcción de presas y otras obras para el aprovechamiento del agua.

2.5El volumen de agua utilizado anualmente en la agricultura, la industria y los servicios municipales, y el correspondiente a las pérdidas registradas en los embalses es, en total, de 4 430 km3, de los cuales el 54 por ciento (2 285 km3) se utiliza para el consumo, mientras que el 46 por ciento restante vuelve a ser agua disponible, aunque de menor calidad. Una parte del agua superficial disponible debe seguir su curso natural para asegurar la dilución de los efluentes y salvaguardar la conservación del ecosistema acuático. El caudal exacto de agua que debe permanecer en los ríos varía en función de la época del año y de muchos otros factores específicos de cada una de las cuencas fluviales. A reserva de que se comprenda mejor el complejo funcionamiento ecológico de los ríos, esas necesidades se estiman en 2 350 km3. El agua apropiada para uso humano, incluida la que se capta y la que ha de permanecer en los cursos de agua, totaliza 6 780 km3 anuales, es decir, el 54 por ciento de la escorrentía accesible (Figura 2)1.
2.6 Así pues, más de la mitad de los recursos hídricos a los que puede accederse fácilmente ya se están utilizando. Teniendo en cuenta las proyecciones relativas a la población y a la demanda de agua, las cifras de los recursos hídricos mundiales indican que la situación empeorará. Como el agua y la población están distribuidas de forma desigual, algunos países y regiones se encuentran ya en una situación crítica y zonas cada vez más extensas de todo el mundo están sufriendo las consecuencias de la escasez de agua dulce y está aumentando la competencia entre los usuarios. A continuación se analiza la situación en relación con los recursos hídricos per cápita.









Utilización del agua para la producción de alimentos
2.7 Desde hace mucho tiempo, la mayor parte del agua consumida por el hombre se destina a la agricultura, que actualmente absorbe alrededor del 70 por ciento del agua extraída en el mundo. El 30 por ciento restante se destina a usos domésticos, municipales e industriales. El clima y la economía influyen en la utilización del agua que se extrae de los cursos naturales. Así, los países industriales de las regiones húmedas y templadas dedican una proporción menor de agua a la agricultura que los países en desarrollo de los trópicos áridos. En estos últimos, la agricultura puede llegar a absorber más del 90 por ciento de los recursos hídricos, mientras que en los primeros se dedica a estos usos menos del 30 por ciento del agua disponible. El modelo de utilización del agua puede servir como indicador del desarrollo: a medida que aumenta la riqueza, aumenta también el trasvase de agua extraída desde la agricultura a la industria y al sector doméstico.
2.8 La mayor parte del agua utilizada en la agricultura se destina al riego de los 250 millones de ha que existen aproximadamente en el mundo. El agua utilizada en la producción se evapora en el proceso biológico de producción del cultivo. El agua destinada al riego pero que, por diferentes razones, no es absorbida por la planta, emerge en su mayor parte como agua de drenaje y recarga el manto freático. El riego influye en la calidad del agua extraída, pero no consumida, al aumentar la concentración salina y la contaminación debida al uso excesivo de fertilizantes y plaguicidas.
2.9 Se estima que la agricultura de regadío produce casi el 40 por ciento de los alimentos y de los productos agrícolas en todo el mundo, en el 17 por ciento de las tierras agrícolas, lo cual atribuye una importan-cia desproporcionada a las zonas de regadío en el contexto de la seguridad alimentaria mundial. La tecnología de la regulación del agua consigue en formas diversas este notable incremento de la productividad. Por lo general, el riego proporciona agua suficiente a las plantas durante todo el período de crecimiento, facilitando así la obtención de elevados rendimientos. En los trópicos y en las zonas que gozan de un clima adecuado, la regulación del agua puede garantizar una segunda (y a veces una tercera) cosecha anual, si se dispone de agua suficiente. En las regiones húmedas, la agricultura de regadío tan sólo complementa la humedad del suelo que proporcionan las lluvias. Según el clima, las especies cultivadas y la intensidad de cultivo, el volumen de agua utilizado para el riego oscila entre 2 000 y 20 000 m3/ha/año. Teniendo en cuenta que existen amplias variaciones debidas al clima y a la estación, puede estimarse de forma aproximada que el «agua azul» aporta la mitad de la humedad absorbida por los cultivos. Esta es una estimación de la media mundial; en las regiones muy áridas, toda la humedad del suelo absorbida por la planta se suministra por medio del riego.
2.10No es posible sustituir al agua en los procesos de producción biológica. En el Estado de California (Estados Unidos), por ejemplo, la producción de trigo requiere 1,3 m3/kg, la de aceite de soja 22 m3/kg, la de bovinos 16 m3/kg y la de aves de corral 5,8 m3/kg. Estas cifras pueden presentar alguna oscilación en función del clima y de los métodos de producción aplicados en las diferentes regiones. Para la producción de una dieta típica en el Estado de California se necesitan 2 200 m3/per cápita/año, el 64 por ciento de los cuales se utilizan en la producción de carne. En Túnez, esa cifra es de 1 100 m3/per cápita/año, el 27 por ciento de los cuales se destinan a la producción de carne. En el Estado de California, se estima que el riego aporta más del 70 por ciento del agua, y en Túnez casi el 60 por ciento. Naturalmente, muchas regiones, incluidas las dos que se han mencionado como ejemplo, importan y exportan alimentos y, por consiguiente, el agua que éstos llevan2.
2.11 El «agua azul» accesible, el 50 por ciento de la cual ya se destina a diversos usos en todo el mundo, no es sustituible en algunas de sus funciones: para beber las personas y abrevar los animales, para la higiene, el lavado, el saneamiento y los servicios municipales, para los procesos industriales, así como para los peces, la vida acuática y el medio ambiente. Por esta razón, tiene mayor valor que el «agua verde», en tanto que bien escaso, y su aplicación es especialmente eficiente para complementar la humedad del suelo cuando faltan las lluvias o éstas son insuficientes. Cuando el agua escasea, los esfuerzos se centrarán en recoger una mayor proporción del agua de lluvia, para suministrarla al sistema radicular de las plantas, con objeto de salvaguardar el «agua azul», más escasa.
La función del agua subterránea
2.24 El agua subterránea desempeña una función importante en la disponibilidad de recursos hídricos. A menudo, el sistema tradicional de evaluación de los recursos hídricos por medio de la escorrentía fluvial pasa por alto este hecho. Un tercio del caudal de los ríos procede de acuíferos subterráneos, los cuales representan el componente más estable del flujo superficial. En las zonas áridas y semiáridas, donde los acuíferos no están conectados sistemáticamente con la red fluvial o donde el agua superficial es rara y está desigualmente distribuida, el agua subterránea puede ser una fuente de abastecimiento. Por lo general, el agua subterránea sirve de protección contra el déficit estacional de lluvias. De este modo, por ejemplo, contribuye a evitar que la economía agrícola del subcontinente indio sufra las consecuencias de las fluctuaciones del clima monzónico. Sin embargo, en la actualidad se están agotando los acuíferos en algunas de las más importantes regiones productoras de alimentos como consecuencia del bombeo excesivo de aguas subterráneas. Esta tendencia se manifiesta en la mayor parte de las regiones áridas (por ejemplo en Asia, Méxi-co, el Cercano Oriente, Africa del Norte y el oeste de los Estados Unidos).
2.25 Los usuarios –los agricultores, por ejemplo– no pueden bombear indefinidamente agua de los acuíferos a mayor velocidad de la que se recarga. A medida que desciende la capa freática, resulta demasiado costoso continuar bombeando el agua o ésta resulta demasiado salada para irrigar los cultivos. El acuífero puede incluso agotarse completamente. Cuando el uso de agua subterránea excede la recarga natural, el nivel de utilización de agua es insostenible y no puede mantenerse a largo plazo. Además de agotar los suministros, la explotación indiscriminada del agua subterránea puede producir otros efectos irreversibles. En las zonas costeras puede suponer que el agua salada invada los acuíferos de agua dulce, contaminando los sumi-nistros y agotando por completo el depósito de agua subterránea. En algunos casos, esto puede acarrear, por efecto de la compactación geológica, una reducción permanente de la capacidad natural del acuífero para almacenar agua.
2.26 La contaminación de los acuíferos es un problema cada vez más grave en todo el mundo, especialmente para el suministro urbano. Cuando contaminantes como los nitratos procedentes de la agricultura o productos químicos vertidos por la industria penetran en el depósito de agua subterránea, contaminan el agua dulce almacenada. Restaurar las condiciones de salubridad en los acuíferos contaminados es una tarea que exige mucho tiempo.
La seguridad alimentaria y la seguridad de los recursos hídricos
2.27 Se considera que existe seguridad alimentaria cuando todas las familias poseen los medios físicos y económicos para conseguir alimentos suficientes para todos sus miembros y cuando dichas familias no corren el riesgo de perder la posibilidad de acceso a los alimentos. En último extremo, el determinante principal de la seguridad alimentaria es el poder de compra de la unidad familiar. A escala nacional, la seguridad alimentaria implica la autosuficiencia alimentaria, que permite cubrir las necesidades de alimentos mediante una combinación óptima de producción interna y comercio internacional.
2.28 En la mayor parte de los países de las regiones cálidas, la disponibilidad de agua per cápita es inferior ya al nivel que permitiría producir localmente los alimentos necesarios para alimentar a la población. En algunos de estos países, es necesario producir localmente alimentos suficientes que permitan hacer frente a una contingencia (una guerra o un embargo) que imposibilite la importación de alimentos. En determinados casos, esta política ha entrañado la explotación de agua fósil –recurso no renovable– para producir cultivos alimentarios de escaso valor. Generalmente, en estos casos los alimentos de producción nacional tienen un precio más elevado que en los mercados internacionales y ello redunda en perjuicio de la seguridad alimen-taria de las capas de la población de menores ingresos. La preocupación nacional respecto a la posibilidad de disponer de agua suficiente para la producción de alimentos es también una de las causas que provocan las denominadas «guerras del agua».
2.29 La autosuficiencia alimentaria exige que la economía genere las exportaciones suficientes para cubrir el costo de importar los alimentos necesarios para satisfacer las necesidades de la población y exige también que en alguna parte del mundo exista agua disponible para cultivar alimentos suficientes para toda la población del planeta. Depender del comercio comporta algunos riesgos, como el deterioro de las relaciones de intercambio en los mercados mundiales, la incertidumbre en el suministro y la inestabilidad de los precios.
2.30 En el contexto de la autosuficiencia alimentaria, la seguridad hídrica se consigue aplicando una política encaminada al desarrollo económico y a la utilización racional y sostenible del agua, que es un recurso limitado. La finalidad de esa política es satisfacer las necesidades de los usuarios de los sectores doméstico y urbano, así como las del comercio, el turismo y la industria, a fin de ofrecer oportunidades de empleo a la población. Sin duda, la falta de agua o el suministro irregular a las zonas urbanas se traduce en inquietud social, tensión política e inseguridad hídrica.
2.31Se han adoptado medidas para cuantificar las necesidades mínimas de agua compatibles con la seguridad hídrica. En el Cercano Oriente, las necesidades mínimas se han cifrado en 125 m3/per cápita/año. De esa cifra, 100 m3 se destinarían a cubrir las necesidades de uso doméstico, urbano e industrial y los 25 m3 restantes constituyen una pequeña asignación para el cultivo de hortalizas y para la cría de ganado y de pollo (Shuval, 1996). Teniendo en cuenta que alrededor del 65 por ciento del agua suministrada para uso doméstico, urbano e industrial puede reciclarse para la agricultura y otros usos industriales o urbanos para los que no es necesaria agua potable, la disponibilidad efectiva total de agua dulce y reciclada en estas condiciones de satisfacción de las necesidades mínimas podría alcanzar los 190 m3/per cápita/año3.






















Contribución de la regulación del agua al suministro de alimentos
La regulación del agua y la producción de alimentos
3.1 Como ya se ha señalado, del 30 al 40 por ciento de los alimentos producidos en el mundo procede de una superficie de regadío que tiene una extensión de 250 millones de ha. Las variaciones regionales, por lo que respecta a las tierras agrícolas regadas, son considerables: el 38 por ciento en Asia, el 15 por ciento en América Latina y el 4 por ciento en el Africa subsahariana. En el mundo en desarrollo, alrededor del 20 por ciento de la tierra labrantía total es de regadío, pero la intensidad del riego varía notablemente de unos a otros cultivos alimentarios. En los países en desarrollo, el incremento promedio del rendimiento en las tierras de regadío, en comparación con el que registran las tierras de secano es importante. Para la mayor parte de los cultivos oscilan entre el 50 y el 200 por ciento.
3.2 Existen amplias diferencias regionales en cuanto a la intensidad del riego para los diferentes cultivos alimentarios. Las adversas condiciones para la agricultura de secano explican que en el Cercano Oriente y Africa del Norte los sistemas de producción de alimentos dependan tan fuertemente del riego. En las tierras de regadío se obtiene la cuarta parte de la producción de trigo, todos los alimentos producidos en Egipto y más de la mitad de los que se producen en Iraq e Irán. En cambio, sólo el 10 por ciento de la producción agrícola procede de tierras de regadío en América Latina y el Caribe y en el Africa subsahariana, aunque varios países de esas subregiones, como Chile, el Perú y Madagascar, dependen del riego para una parte importante de su producción agrícola. Sin embargo, es en Asia donde el riego hace una mayor contribución a la seguridad alimentaria mundial: del sector del regadío procede el 80 por ciento de la producción de alimentos en el Pakistán, el 70 por ciento en China y más del 50 por ciento en la India e Indonesia.
El potencial de riego
3.3 La complejidad de los factores conceptuales y técnicos que intervienen hace difícil establecer el potencial de riego de un país. Aunque las estimaciones arrojan muchas veces resultados muy distintos, todas ellas coinciden en señalar que las posibilidades de expansión del riego es considerable. El estudio efectuado por el Banco Mundial/PNUD (1990) indica que la superficie de regadío de los países en desarrollo puede aumentar más de 110 millones de ha (el 59 por ciento), y que es en Asia donde existen mayores posibilidades de expansión (69 millones de ha).
3.4 Si se aprovechara al máximo el potencial de riego que se ha mencionado en el párrafo anterior (110 millones de ha) se obtendrían de 300 a 400 millones de toneladas de cereales adicionales, suficientes para garantizar la alimentación básica de 1 500-2 000 millones de personas. Sin embargo, para ello habría que realizar inversiones por valor de 500-1 000 millones de dólares EE.UU. Además, si la expansión del riego se efectuara al mismo ritmo que en los últimos 30 años, en el 2015 se habrían agotado las posibilidades de expansión; si el ritmo de incremento del riego fuera mucho menor que en los años ochenta, esa situación no se produciría hasta el año 2025.
La sequía y el aprovechamiento del agua
3.5 La variabilidad de las lluvias es una característica del clima tan importante como la media anual de las precipitaciones. Unos valores inferiores a la media no corresponden necesariamente a una situación de sequía, que se produce cuando el volumen de las precipitaciones es inferior al normal. En las zonas de lluvias abundantes, una disminución del 50 por ciento apenas incide negativamente en la producción agrícola, aunque puede afectar de forma importante al caudal de los ríos («agua azul»). La sequía climatológica responde a unas pautas geográficas y estadísticas complejas. Se habla de sequía agrícola cuando el suministro de agua es insuficiente para satisfacer las necesidades de los cultivos o del ganado. Sin embargo, mientras que la escasez de agua es un rasgo permanente, la sequía es una condición temporal.
3.6 La sequía agrícola es una cuestión compleja y para evaluar sus efectos y efectuar la planificación agrícola no sólo hay que tener en cuenta los factores meteorológicos, sino también una serie de datos pormenorizados sobre los sistemas de cultivo, los suelos y la situación general de la economía. Con frecuencia, se produce una sequía invisible, cuyas causas hay que buscarlas no sólo en la climatología, sino en la degradación del medio ambiente. Las situaciones de sequía son frecuentes y agudas en la mayor parte de los países de Africa y la mitigación de sus profundos efectos será esencial para conseguir la seguridad alimentaria, la recuperación económica sostenible y el desarrollo.
3.7 Generalmente, no se han tenido en cuenta las consecuencias macroeconómicas de los avatares meteorológicos. Los efectos negativos no se dejan sentir sólo en el sector agrario, sino en el conjunto de la economía, pues afectan a la producción industrial, la generación de energía, las rentas del Estado, los ingresos de exportación y el PIB. Por ejemplo, se estima que los daños económicos de la sequía que afectó a Zimbabwe en 1991-92 duplicaron las pérdidas directas de la producción agrícola.
3.8 La vulnerabilidad frente a la sequía varía de un país a otro, en función del grado de desarrollo y de muchos otros factores. Entre los países más vulnerables figuran aquellos cuyas economías se hallan en las primeras fases de la transición de una agricultura de subsistencia a una economía agraria más moderna y productiva firmemente basada en el consumo urbano. A medida que aumenta la población son más las personas que se encuentran en situación de riesgo y la degradación y explotación progresivas pueden poner en peligro la base de recursos naturales. Los mecanismos de los efectos de la sequía sobre las sociedades humanas y sobre la agricultura son bien conocidos y durante los últimos veinte años se han perfeccionado los sistemas de alerta y la disposición para afrontarla.



3.9 El contexto local determina hasta qué punto la regulación del agua puede ser una inversión capaz de resistir la sequía. Un sistema de riego reforzado con una gran capacidad de almacenamiento de agua para varios años puede constituir una protección efectiva contra la sequía. Así ocurrió con la presa del Alto Aswan (Egipto), durante los años ochenta. En cambio, no se puede pretender que una capacidad de almacenamiento limitada, pensada únicamente para la regulación estacional, permita asegurar el abastecimiento de agua durante un período de sequía que se prolongue durante varios años. En los lugares en los que es posible organizarlo, el riego basado en las aguas subterráneas ha resultado efectivo frente a la sequía. Es de lamentar que en muchos casos la gestión deficiente del agua haya ocasionado, tanto en los países desarrollados como en desarrollo, el agotamiento permanente de los acuíferos, con la pérdida consiguiente de la capacidad de almacenamiento de estos últimos.
3.10 En los proyectos de aprovechamiento del agua encaminados a garantizar el abastecimiento en los años de sequía, al efectuar el análisis económico hay que tener en cuenta determinados aspectos que se olvidan muchas veces, como el costo social de la sequía (especialmente el de la inseguridad alimentaria) y el daño irreparable que causa a la base de recursos naturales la utilización excesiva de los recursos durante esos períodos.
La situación en América Latina
3.31 La superficie de regadío en América Latina es de 13 millones de ha apro-ximadamente. El 50 por ciento de esa superficie corresponde a México, y el resto se distribuye, en su mayor parte, entre la Argentina, el Brasil, Chile y el Perú. La zona regada es aproximadamente el 15 por ciento de la tierra agrícola pero aporta una proporción mucho más alta de la producción agraria, que en el caso de México llega hasta el 50 por ciento. La producción de regadío se destina a cubrir la demanda interna de alimentos y fibra, pero en algunos países (Chile, Costa Rica, México y el Uruguay) es un componente importante de las exportaciones. Una gran parte de las tierras regadas (alrededor del 40 por ciento) es de titularidad privada. En determinados países, como el Brasil y Chile, los proyectos de riego financiados con capital privado han crecido mucho más deprisa que los que han contado con fondos públicos.
3.32 El riego controlado por el sector público ha seguido en esta región una trayectoria muy negativa. En muchos casos se subestimó ampliamente el tiempo necesario para implantar el riego y se dedicó más atención a la construcción del sistema que a su funcionamiento y, además, se ignoró a los usuarios en el proceso de adopción de decisiones. Estas deficiencias básicas, unidas a los problemas sociales y técnicos, se han traducido en una escasa eficiencia de los sistemas de riego. De hecho, sólo se riega realmente una pequeña parte de las tierras de regadío. Pero si es cierto que los sistemas públicos de riego no han realizado en modo alguno su potencial económico, han contribuido a la estabilidad social y al desarrollo económico de la región en los que se implantaron.
3.33 El deficiente funcionamiento de los sistemas públicos de riego y las dificultades financieras a las que se enfrentan muchos gobiernos han determinado la reducción de la intervención del Estado en este sector. Desde el comienzo de los años noventa, ha cobrado fuerza, en países como la Argentina, el Brasil, Chile, Colombia, Costa Rica, el Ecuador, Guatemala, México, Panamá y el Perú, la tendencia a transferir a los usuarios estos sistemas de riego. Destaca en ese sentido la experiencia de México, que ya ha transferido dos tercios de los 3 millones de ha de tierras públicas de regadío. El balance provisional de esta experiencia es positivo, pues en la mayor parte de los casos la distribución del agua es más eficiente y el mantenimiento más adecuado. Además, han aumentado las cantidades recaudadas en concepto de derechos por el uso del agua.
3.34 La región cuenta con abundantes recursos hídricos y con un importante potencial de riego (20 millones de ha), principalmente en el Brasil. Previ-siblemente, la evolución de la regulación del agua dependerá de las consideraciones financieras y su financiación recaerá mayoritariamente en el sector privado.
• el entorno macroeconómico es mejor que el de los últimos 20 años y el sector agrícola no está tan discriminado como lo estaba antes por efecto de unos tipos de cambio sobrevalorados y de otros mecanismos análogos;
• previsiblemente, las reformas macroeconómicas y la gestión cuidadosa de las importaciones en condiciones favorables harán subir los precios de los productos locales, con lo que se incrementará la remuneración de los agricultores;
• los costosos sistemas de riego de diseño y construcción internacional se están haciendo innecesarios, con el perfeccionamiento de la ingeniería local y la divulgación de tecnologías sencillas y apropiadas;
• tanto en las ciencias agrícolas como en la ingeniería continúan registrándose progresos, que mejorarán la eficiencia del uso del agua e incre-mentarán los rendimientos del riego;
• la inversión del sector privado en una serie de proyectos, que van desde pequeños sistemas de bombas individuales hasta grandes haciendas privadas, pone de manifiesto que el riego puede ser productivo.
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Utilización conjunta del agua de superficie y el agua subterránea
5.29 En la mayoría de los climas de todo el mundo, la precipitación, y la consiguiente escorrentía máxima que corresponde a una parte considerable de la descarga total de los ríos, se produce durante una determinada estación del año, que por lo general coincide con el momento de menor demanda de agua. Por consiguiente, el problema del desarrollo de los recursos hídricos consiste en transferir el agua de la temporada de oferta máxima a la temporada de menor demanda. La solución más obvia y más común a este problema consiste en almacenar el agua de superficie en presas, pero el almacenamiento subterráneo puede ser un sustituto adecuado de los sistemas de almacenamiento en la superficie.
5.30 Los embalses están expuestos a la evaporación y la filtración, así como a la sedimentación, lo que reduce la capacidad de almacenamiento. Entrañan pérdida de tierras y de habitaciones humanas así como costosos sistemas de canales para la distribución del agua. Sin embargo, en algunos casos pueden proporcionar energía hidroeléctrica y ser un medio para prevenir las inundaciones. El reasentamiento, si se lleva a cabo con sumo cuidado, puede tener éxito si los embalses proporcionan recursos pesqueros. El agua subterránea puede ser una alternativa a los embalses de superficie, pues están menos expuestos a la evaporación y son menos sensibles a las lluvias recientes, causan menos daños sociales y tienen un menor efecto ambiental (a menos que el agua sea salina), los costos de capital son más baratos que en el caso de las presas, y el almacenamiento puede estar más cerca de los usuarios. Sin embargo, es necesario tener en cuenta los costos ordinarios del bombeo del agua subterránea.
5.31 El uso conjunto del agua de superficie y el agua subterránea consiste en combinar el uso de ambas fuentes de agua a fin de reducir en todo lo posible los efectos físicos, ambientales y económicos indeseables y mejorar el equilibrio de la demanda y la oferta de agua. Una solución muy interesante es almacenar el exceso del agua de superficie para recuperarlo durante los períodos secos. Debe estudiarse sistemáticamente esta posibilidad cuando se piense organizar un programa de gestión de una cuenca fluvial.
5.32 Los principales factores que se deben tener en cuenta al evaluar la viabilidad del uso conjunto del agua de superficie y el agua subterránea son:
• la capacidad de almacenamiento subterráneo, que debe permitir la absorción en poco tiempo de grandes volúmenes del agua de las avenidas;
• la capacidad de producción de los acuíferos, que debe permitir recuperar el agua almacenada como una descarga considerable por unidad de pozo de producción;
• la disponibilidad de un excedente de agua de superficie o de agua residual para recargar los acuíferos;
• los beneficios económicos y ambientales derivados de esta opción en comparación con la posibilidad del almacenamiento en la superficie.

Hacia una agricultura sustentable

Hacia una agricultura sustentable

Los problemas de la agricultura moderna

Los dramáticos aumentos en la productividad de los cultivos en la agricultura moderna, han sido acompañados en muchos casos por degradación ambiental, (erosión del suelo, contaminación por plaguicidas, salinización), problemas sociales (eliminación del predio familiar; concentración de la tierra, los recursos y la producción; crecimiento de la agroindustria y su dominio sobre la producción agrícola; cambio en los patrones de migración rural/urbana) y uso excesivo de los recursos naturales.
Recientemente la agricultura se ha visto sometida en forma creciente a las restricciones de los precios inflacionarios del petróleo.
Los problemas de la agricultura moderna pueden ser aun más difíciles cuando la tecnología occidental convencional, desarrollada en específicas condiciones ecológicas y socioeconómicas, se aplica a países en desarrollo, como es el caso de algunos programas de la Revolución Verde.
La agricultura moderna se ha vuelto sumamente compleja, con ganancias en el rendimiento de los cultivos que dependen del manejo intensivo y de la disponibilidad
ininterrumpida de los recursos y la energía suplementaria. Este libro se basa en la premisa de que el enfoque convencional no se adecua a una era con problemas ambientales y energéticos, sino que enfatiza la necesidad del progreso hacia una agricultura auto-suficiente, económicamente viable, energéticamente eficiente, conservadora de los recursos y socialmente aceptable.
La comprensión de los sistemas agrícolas tradicionales puede revelar importantes claves ecológicas, para el desarrollo de la producción alternativa y los sistemas de manejo en los países industriales y en desarrollo.
El desafío de la investigación de la agricultura sustentable será el de aprender a compartir innovaciones y discernimientos entre los países industriales y los en vía de desarrollo finalizando la transferencia tecnológica en un sólo sentido; desde el mundo industrial hacia el Tercer Mundo. Este intercambio debe ser parejo, especialmente en el área de la biotecnología, que depende principalmente de la disponibilidad de la diversidad genética de los cultivos, mucha de la cual aún se preserva en los agroecosistemas tradicionales. No resulta apropiado para los mejoradores de plantas de los países industrializados tener un acceso libre al germoplasma nativo en los agroecosistemas tradicionales sin compensar a los países del Tercer Mundo.
En efecto, la búsqueda de modelos agrícolas sustentables tendrá que combinar elementos del conocimiento científico tradicional y moderno. La complementación del uso de insumos y variedades convencionales con tecnologías tradicionales asegurará una producción agrícola más permisible y sustentable. En los E.E.U.U. y en otros países industrializados, la adopción de este enfoque requerirá de ajustes importantes en la estructura del capital intensivo de la agricultura. En los países en desarrollo también se requerirá cambios estructurales, principalmente para corregir desigualdades en la distribución de recursos, pero además se necesitará que los gobiernos reconozcan el conocimiento de los campesinos como un importante recurso natural.
El desafío será entonces el de aumentar al máximo el uso de este recurso en las estrategias de desarrollo agrícola autónomo.
Cuando se examinan los problemas que confrontan el desarrollo y la adopción de agroecosistemas sustentables, resulta imposible separar los problemas biológicos de la práctica de la agricultura «ecológica» de los problemas socioeconómicos, del crédito inadecuado, la tecnología, la educación, el apoyo político y el acceso al servicio público. Las complicaciones sociales y los prejuicios políticos más que los problemas técnicos, son probablemente las mayores barreras para cualquier transición desde sistemas productivos de gran capital/energía a sistemas agrícolas consumidores de poca energía y de una intensa mano de obra.
Una estrategia para lograr una productividad agrícola sustentable tendrá que hacer mucho más que simplemente modificar las técnicas tradicionales. Una estrategia exitosa será el resultado de enfoques novedosos para diseñar agroecosistemas que integren el manejo con la base de recursos regionales y que operen dentro del marco existente de condiciones ambientales y socioeconómicas. Las selecciones tendrán que basarse en la interacción de factores como: especies de cultivos, rotaciones, espaciamento en hileras, nutrientes y humedad del suelo, temperatura, plagas, cosecha y otros procedimientos agronómicos; además tendrán que acomodarse a la necesidad de conservar la energía y los recursos, de proteger la calidad del medioambiente, la salud pública y el desarrollo socioeconómico equitativo.
Estos sistemas deben contribuir al desarrollo rural y a la igualdad social. Para que esto suceda, los mecanismos políticos deben incentivar la substitución de mano de obra por capital, reducir los niveles de mecanización y el tamaño del predio, diversificar la producción agrícola y hacer hincapié en las empresas controladas por los trabajadores y/o la participación de los agricultores en el proceso de desarrollo. Las reformas sociales que aparecen en estas líneas tienen los beneficios adicionales de aumentar el empleo y reducir la dependencia de los agricultores con el gobierno, el crédito y la industria.
Obviamente estos cambios propuestos pueden generar un conflicto con la visión capitalista o neoliberal del desarrollo agrícola moderno. Se puede afirmar que, por ejemplo, una mayor mecanización reduce los costos de producción o resulta necesaria en zonas donde la mano de obra requerida no está disponible, y que además la producción diversificada crea problemas de mecanización. Otra preocupación es que si la tecnología sustentable, para fines de este siglo, será capaz de alimentar a dos mil millones de personas más. Cada una de estas críticas pueden ser válidas si se analizan dentro del marco socioeconómico común. Sin embargo, éstas son menos válidas si se reconoce que los agroecosistemas sustentables representan cambios profundos que podrían tener importantes implicanciones sociales y políticas. Aquí se sostiene que la mayoría de los problemas presentes y futuros de desnutrición y hambre se deben más a patrones de distribución de alimentos y poco acceso a éstos debido a la pobreza, más que a los límites agrícolas o al tipo de tecnología utilizada en la producción de alimentos.

Biodiversidad: la clave para operar agroecosistemas sustentables

Como se ha subrayado en este libro, una estrategia clave en una agricultura sustentable es restituir la diversidad agrícola de los paisajes agrícolas. Un problema crítico en la agricultura moderna es la pérdida de biodiversidad, la que llega a su máximo en forma de monocultivos agrícolas. De hecho, la agricultura moderna es terriblemente dependiente de una serie de variedades de sus cultivos principales.
Los investigadores han advertido en reiteradas ocasiones acerca de la extrema vulnerabilidad que tiene la uniformidad genética. En ninguna parte son más evidentes las consecuencias de la reducción de la biodiversidad que en el ámbito del manejo de las plagas agrícolas. La inestabilidad del agroecosistema se manifiesta a medida que se agravan los problemas con plagas de insectos ya que la mayoría se relacionan cada vez más con la expansión de monocultivos a expensas de la vegetación natural, con lo cual se disminuye la diversidad del hábitat local (Altieri y Letourneau 1982, Flint y Roberts 1988). Las comunidades de plantas que se modifican para satisfacer las necesidades especiales de los seres humanos están sujetas a los fuertes daños de las plagas y, generalmente, mientras más intensamente se modifican dichas comunidades, más abundantes y graves son las plagas.
Por lo tanto, una de las razones más importantes para mantener, restituir y/o aumentar la biodiversidad en los agroecosistemas es que esta, presta una variedad de servicios ecológicos. Los ejemplos incluyen el reciclaje de nutrientes, el control de microclimas locales, la regulación de procesos hidrológicos locales, la regulación de la abundancia de organismos indeseables y la destoxificación de sustancias químicas nocivas. Estos procesos de renovación y los servicios del ecosistema son principalmente biológicos, por lo tanto, su persistencia depende de la mantención de la diversidad biológica. Cuando se pierden estos servicios naturales, debido a la simplificación biológica, los costos económicos y ambientales pueden ser bastante significativos.
Económicamente, los costos agrícolas incluyen la necesidad de proveer cultivos con costosos insumos externos, puesto que los agroecosistemas que carecen de los componentes básicos reguladores de las funciones, no tienen la capacidad de garantizar la fertilidad de su propio suelo y la regulación de las plagas. A menudo, los costos involucran una reducción en la calidad de vida debido a una disminución en la calidad del suelo, agua y alimento al ocurrir contaminación con pesticidas y/o nitratos.
En los agroecosistemas modernos, las pruebas experimentales sugieren que la biodiversidad se puede usar para el manejo mejorado de las plagas (Andow 1991).
Varios estudios han demostrado que es posible estabilizar las comunidades de insectos de los agroecosistemas, mediante la construcción de arquitecturas vegetales que sostengan poblaciones de enemigos naturales o que tengan efectos disuasivos directos sobre las plagas herbívoras.
En los países en desarrollo se puede utilizar la biodiversidad para ayudar a la gran cantidad de agricultores pobres en recursos, en su mayoría, de zonas de secano, laderas y suelos marginales, para que logren una autosuficiencia alimentaria durante todo el año, reduzcan su dependencia de insumos agrícolas químicos, caros y escasos y desarrollen sistemas de producción que reconstruyan las capacidades productivas desus pequeñas propiedades (Altieri 1987).
Técnicamente, este enfoque consiste en diseñar sistemas de uso múltiple, haciendo hincapié en la protección de los cultivos y el suelo, además de obtener un mejoramiento en la fertilidad del suelo y la protección de éste último mediante la integración de árboles, animales y cultivos. Existen diferentes opciones para diversificar los sistemas de cultivo, dependiendo de si los actuales sistemas de monocultivo a modificar están basados en cultivos anuales o perennes. La diversificación también puede ocurrir fuera del predio, por ejemplo, en los linderos de los campos de cultivos con barreras rompevientos, cinturones de protección y cercos vivos, que pueden mejorar el hábitat para la vida silvestre y los insectos benéficos, proporcionar fuentes de madera, materia orgánica, recursos para polinizadores, y además modificar la velocidad del viento y el microclima (Altieri y Letourneau 1982).
Los ejemplos de programas de desarrollo rural en América Latina indican que la mantención y/o mejoramiento de la biodiversidad en los agroecosistemas tradicionales representa una estrategia que asegura distintas dietas y fuentes de ingresos, producción estable, riesgo mínimo, producción intensiva con recursos limitados y retorno máximos bajo niveles inferiores de tecnología dentro de estos sistemas; la complementariedad de las empresas agrícolas reduce la necesidad de insumos externos.La correcta interacción espacial y temporal y sinergismos garantizan los rendimientos
y la conservación de los recursos.

Los objetivos y necesidades de la agricultura sustentable

La problemática principal de la agricultura sustentable no es lograr el rendimiento máximo, sino más bien lograr una estabilización a largo plazo. El desarrollo de agroecosistemas en pequeña escala, viables económicamente, diversificados yautosuficientes proviene de nuevos diseños de sistemas de cultivo y/o ganado, que se manejan con tecnologías adaptadas a los ambientes locales que se encuentran dentro de los recursos de los agricultores. Se deberían tomar en consideración la conservación de la energía y los recursos, la calidad ambiental, la salud pública y el desarrollo socioeconómico equitativo, con el fin de tomar decisiones sobre las especies de cultivos, las rotaciones, el espaciamiento en hileras, la fertilización, el control de las plagas y la cosecha. Desde el punto de vista del manejo, los componentes básicos de un agroecosistema sustentable incluyen:
1. Cubierta vegetal como una medida eficaz de conservación del suelo y el agua, lograda mediante el uso de prácticas de no labranza, agricultura basada en el mulch, uso de cultivos de cobertura, etc.
2. Suministro regular de materia orgánica mediante la adición continua de la misma (abono, compost) y el fomento de la actividad biótica del suelo.
3. Mecanismos de reciclaje de nutrientes mediante el uso de rotaciones de cultivos, sistemas combinados de cultivo/ganado, agroforestería y sistemas de cultivos intercalados basados en las leguminosas, etc.
4. Regulación de las plagas, asegurada por el aumento de la actividad de los agentes de control biológico, obtenidos mediante manipulaciones biodiversas, y la introducción y/o conservación de los enemigos naturales.
5. Aumento del control biológico de las plagas por medio de la diversificación.
6. Aumento de la capacidad de uso múltiple del paisaje.
7. Producción sostenida de cultivos sin el uso de insumos químicos que degraden el medioambiente.
Los componentes anteriores se organizan en un estrategia que destaca la conservación y el manejo de recursos agrícolas locales siguiendo una metodología de desarrollo que pone énfasis en la participación, el conocimiento tradicional y la adaptación a las condiciones locales.
Dentro de la estructura del enfoque agroecológico participativo se definen objetivos económicos, sociales y ambientales mediante la comunidad local, y se ponen en práctica tecnologías de bajos insumos para armonizar el crecimiento económico, la equidad social y la preservación ambiental. Por último, además del desarrollo y la difusión de tecnologías agroecológicas, la motivación de una agricultura sustentable requiere de cambios en las agendas de investigación, las políticas agrarias y los sistemas económicos, incluyendo mercados y precios justos, como también de incentivos gubernamentales.

La transición hacia una agricultura sustentable

La estructura de la agricultura empresarial y la organización de la investigación agrícola (que enfoca los problemas a corto plazo y las muchas modificaciones de la tecnología existente), evita que las recomendaciones de la investigación ecológica sean incorporadas a los sistemas de manejo agrícola. Resulta obvio que las empresas agrícolas no invertirán en tecnología sustentable en las que las ganancias no se pueden obtener inmediatamente.
De hecho, el énfasis en rendimientos mayores continúa y durante la década de 1980 este enfoque altamente tecnificado se ilustra por la promoción a gran escala de la biotecnología, reclamada como la nueva panacea tecnológica que puede evitar la poca productividad, particularmente en la agricultura del Tercer Mundo. Se afirma que la cultura de células y tejidos podría usarse inmediatamente para acelerar la producción de variedades de cultivos resistentes a las enfermedades y tolerantes a las sequías. La transplantación de embriones ofrece la posibilidad de obtener especies de ganado mejoradas. Así, los que la proponen sostienen que las tecnologías de ingeniería genética pueden proporcionar rápidamente materiales vegetales adaptables a la mayoría de las zonas en el mundo, incluyendo tierras marginales.
Un dilema importante para quienes buscan el desarrollo, será cómo transferir y adaptar la biotecnología a las condiciones políticas, económicas y sociales que prevalecen en los países en desarrollo. Dada la actual situación económica en estos países, resulta razonable esperar que las tecnologías promovidas en países en desarrollo agobiados por las deudas, puede no ser las más adecuadas a los ambientes económicos y ecológicos locales, sino que más bien atractivas para los grandes mercados de las naciones industriales.
A medida que la utilización de esta tecnología aumenta, las reglamentaciones tendrán que surgir para proteger al público de los problemas ambientales y de salud que pueden originarse por la liberación de organismos obtenidos genéticamente. Existe cierta preocupación en cuanto a que las pruebas o aplicaciones podrían llevar a una «liberación ecológica» de la regulación biótica de los propios organismos concebidos genéticamente u otra biota en el mismo hábitat. Las burocracias del
Tercer Mundo a menudo son lentas o ineficientes en el refuerzo de la seguridad, situación explotada por muchas empresas transnacionales para comercializar sus productos, los cuales están prohibidos de venderse en los países desarrollados.
A pesar de que quienes proponen la biotecnología sostienen que las plantas que ellos producen pueden ser resistentes a muchas plagas y capaces de prosperar en suelos pobres en nutrientes (disminuyendo así la necesidad de plaguicidas y fertilizantes), el enfoque hace que los agricultores, especialmente los campesinos, sean cada vez más dependientes de las empresas de semillas. Dada la tendencia de algunas compañías a poner énfasis en «paquetes» de semilla/producto químico, los agricultores se harán automáticamente dependientes de los elementos químicos necesarios para sembrar las semillas.
Esto es particularmente cierto en el caso de la biotecnología que adapta cultivos para necesidades específicas (como cultivos resistentes a los herbicidas). El problema es que cuando los agricultores pierden su autonomía, sus sistemas de producción resultan gobernados por instituciones distantes sobre las que las comunidades rurales tienen poco control.
Por otra parte, en los países industriales la consideración de la agricultura diversificada (policultivos) es inhibida por el sistema actual de tenencia de la tierra y el diseño de la maquinaria agrícola. Por lo tanto, la investigación sobre la ecología de los policultivos sólo tiene sentido como parte de un programa más amplio que incluye la reforma de tierras y el rediseño de las máquinas. Otras limitaciones en las actuales condiciones sociales hacen difícil la adopción de la agricultura ecológica:
• Dada la complejidad ambiental de cada sistema agrícola, la tecnología agrícola sustentable debe ser específica respecto al lugar, por lo tanto, la tecnología desarrollada en estaciones experimentales puede resultar inadecuada en una región heterogénea de agroecosistemas sustentables.
• Una exploración holística del diseño, manejo y estructura del agroecosistema tiende a romper las limitaciones disciplinarias, desafiando la propensión orientada a la conveniencia de la educación, investigación y extensión agrícola común y además la inflexible estructura de los mercados urbanos/rurales.
• Durante una fase de transición, los rendimientos de los cultivos y la calidad cosmética variarían en algún grado, dando por resultado una producción impredecible que a su vez inhibe la inversión de capital e impide que los agricultores establezcan relaciones sólidas y fructíferas con mayoristas y procesadores. Muchos agricultores no variarán a sistemas alternativos, a menos que exista una buena perspectiva de obtener ganancias monetarias originadas ya sea por una mayor producción o por menores costos de producción. Las distintas actitudes dependerán principalmente de la percepción que los agricultores tengan acerca de los beneficios económicos a corto o a largo plazo de la agricultura sustentable.
Por lo visto, no será posible sobreponerse a estas limitaciones sin cambios importantes en la estructura agrícola. El proceso de cambio podría acelerarse si:
1. La investigación y la extensión agrícola pusieran su atención en problemas a largo plazo, con mayor énfasis en la pequeña escala, donde la tecnología de un lugar específico fuera desarrollada en los predios de los agricultores con la activa cooperación de éstos.
2. La planificación agrícola fuese integrada con una perspectiva ecológica para la utilización de toda la tierra, persiguiendo múltiples objetivos como la producción de alimentos e ingresos, mejoramiento de la calidad nutricional, protección de la salud de los trabajadores agrícolas y los consumidores, protección del ambiente y la participación equitativa de la población entre asentamientos urbanos y rurales.
3. Surgieran cooperativas productor-consumidor, que enfrentaran los mercados locales, que coordinen los propósitos de producción para evitar la sobre o subproducción, y establezcan los objetivos de los estándares cosméticos.
4. La agricultura se convirtiera en una actividad orientada a la familia, basada en decisiones cooperativas sobre el manejo agrícola, la venta de insumos, la asignación de créditos y la mano de obra.
5. Los pequeños agricultores se organizaran y se convirtieran en un grupo de votantes con fuerza política para asegurar reformas agrícolas pertinentes, una legislación apropiada y un mejor acceso a los servicios públicos, créditos y tecnología.
6. La agricultura se convirtiera en objeto de las decisiones políticas públicas que atañen a toda la sociedad, que subordinan los intereses en el manejo de recursos agrícolas a intereses económicos y políticos más amplios.
7. Los consumidores fueran más eficientes para influir las agendas de investigación agrícola que ignoran los problemas de nutrición, salud y medioambiente. Las exigencias para desarrollar una agricultura sustentable no son sólo biológicas o técnicas, sino también sociales, económicas y políticas que ilustran las necesidades para crear una sociedad sustentable. Resulta inconcebible estimular los cambios ecológicos del sector agrícola sin apoyar los cambios similares en todas las demás áreas interrelacionadas de la sociedad. La última exigencia de una agricultura ecológica es un ser humano evolucionado y conciente, cuya actitud hacia la naturaleza sea de coexistencia y no de explotación.

Sistema de policultivos

Sistemas de policultivos (Matt Liebman)

En muchos lugares del mundo, especialmente en los países en desarrollo, los agricultores realizan sus siembras en combinaciones (policultivos o cultivos intercalados) más que en cultivos de una sola especie (monocultivos o cultivos aislados). Hasta hace unos veinte años, los investigadores agrícolas, en general, ignoraban las características que caracterizaban a los policultivos. Sin embargo, recientemente, la investigación del policultivo ha aumentado y muchos de los beneficios potenciales de estos sistemas se han hecho más evidentes.
La enorme variedad de policultivos existentes refleja la gran diversidad de cosechas y prácticas de manejo que usan los agricultores en todo el mundo para suplir las necesidades de comida, vestido, combustible, medicamentos, materiales de construcción, forraje y dinero. Los policultivos pueden comprender combinaciones de cultivos anuales con otros anuales, anuales con perennes o perennes con perennes.
Los cereales pueden cultivarse asociados a leguminosas y los cultivos de raíces asociados a frutales. Los policultivos se pueden sembrar en forma espaciada, desde la combinación simple de dos cultivos en hileras intercaladas hasta asociaciones complejas de doce o más siembras entremezcladas. Los componentes de un policultivo pueden sembrarse en la misma fecha o en otra diferente (cultivos de relevo); la cosecha de los distintos cultivos puede ser simultánea o a intervalos.

Ventajas en la producción

Una de las principales razones por la cual los agricultores a nivel mundial adoptan policultivos, es que frecuentemente se puede obtener un mayor rendimiento en la siembra de una determinada área sembrada como policultivo que de un área equivalente, pero sembrada en forma de monocultivo o aislada. Este aumento en el aprovechamiento de la tierra es especialmente importante en aquellos lugares del mundo donde los predios son pequeños debido a las condiciones socioeconómicas y donde la producción de los distintos cultivos está sujeta a la cantidad de tierra que se pueda limpiar, preparar y desmalezar (generalmente en forma manual) en un tiempo limitado.
La evaluación de las características de los policultivos puede incluir diferentes criterios, como la producción diaria por hectáreas de proteínas y calorías (Wade y Sánchez 1984). Estos indicadores se acercan mucho más al criterio usado por los agricultores para elegir los mejores sistemas de cultivo capaces de proporcionar diversos productos de alto régimen dietético para comerciar. También es importante señalar que los agricultores en muchos casos ponen más atención al rendimiento del cultivo principal, al cual han incorporado otras especies, para asegurarse que no fracase, controlar la erosión, mejorar la fertilidad de los suelos y controlar las malezas. En esta situación, la ventaja en el rendimiento del policultivo se muestra claramente al ser la producción del cultivo principal de la mezcla, igual o mayor al compararlo con el monocultivo.
Por ejemplo, Obiefuna (1989) informó que al entresembrar el melón egusi en una plantación de banano se podrían aumentar las cosechas bananeras hasta en un 26%. Abraham y Singh (1984) notaron que al intercalar semilla de caupí con sorgo, aumentaba el rendimiento del sorgo en un 95%, como promedio.
La rentabilidad económica neta de los policultivos puede ser mayor que la de los monocultivos que crecen en áreas equivalentes. Norman (1977) estudió los sistemas de cultivos en el norte de Nigeria y encontró que cuando tomaba en cuenta en sus análisis el costo de mano de obra, la utilidad era de un 42% a un 149% mayor para los policultivos que para los monocultivos. Leihner (1983) notó que en Colombia se necesitaba más mano de obra para policultivos de yuca/frijol que para un cultivo aislado de yuca, pero que el ingreso neto de los policultivos era mayor. En experimentos llevados a cabo en Inglaterra, Salter et al. (1985) encontraron que al sembrar intercaladamente col de bruselas con repollos se podían obtener mayores márgenes y menores costos en insumos por unidad de producción, al compararlos con los respectivos monocultivos.
Se debería señalar que las utilidades de los sistemas de cultivos pueden variar considerablemente de un año a otro. Sanders y Johnson (1982) informaron que, en un año, el cultivo de frijol como monocultivo proporcionó mayores ganancias que el policultivo de maíz/frijol; sin embargo al año siguiente, cuando cambiaron los precios de ambos cultivos, las utilidades relativas de los dos sistemas se invirtieron. De esta forma, el rendimiento económico de los sistemas de policultivos necesita una mayor investigación, más que sólo unas pocas temporadas de cultivos.

La estabilidad de la producción

En sistemas agrícolas donde la subsistencia es el objetivo principal, reducir el riesgo de perder totalmente la cosecha parece ser tan importante como aumentar el potencial nutricional y las ganancias económicas (Lynam et al. 1986). La variabilidad en la producción de policultivos de cereales/leguminosas puede ser menor que la de sus componentes como monocultivos, tal como se descubrió en Grecia para combinaciones de trigo/leguminosa y avena/leguminosa (Papadakis 1941) y en India para combinaciones de sorgo/guandul (Rao y Willey 1980). Por consiguiente, la probabilidad de no tener nada para comer o vender es aparentemente menor cuando se utilizan combinaciones de cultivos. De hecho, Trenbath (1983) ha demostrado que para una determinada área de tierra, la probabilidad de que una familia deje de producir las calorías suficientes para subsistir es menor cuando esta área se encuentra sembrada con un policultivo de sorgo/guandul que cuando lo está con los mismos componentes, pero éstos como monocultivo. Francis y Sanders (1978), trabajando con maíz y frijoles, y Rao y Willey (1980), con sorgo y guandul, descubrieron que la probabilidad de exceder un «nivel específico de desastre en los ingresos» era mayor para los policultivos que para los monocultivos.
Trenbath (1976) y Burdon (1987) han sugerido que puede haber una compensación productiva entre los componentes del policultivo, de manera que si uno de éstos falla debido a una sequía, plaga u otro factor, se podría compensar al aumentar la productividad del otro componente(s). Kass (1978) cita un estudio realizado por Gliemeroth (1950) que ilustra este principio. Cuando los cultivos de avena se redujeron a causa de un ataque del gusano alambre, la producción de las arvejas sembradas con avena era mayor que la baja en la producción de avena; ésta última bajó hasta la mitad, mientras que la producción de arvejas aumentó cuatro veces. Existe una carencia general de datos que demuestre en forma concluyente este fenómeno de tipo compensatorio (Harwood 1979b, Burdon 1987). Se necesita mucha más investigación antes de asumir que la estabilidad creciente de la cosecha es una característica general de los policultivos; en aquellos casos, donde la estabilidad realmente aumenta, se requiere más investigación para entender el (los) mecanismo(s) de causa.

El uso de recursos

A medida que los investigadores dirigen sus investigaciones hacia los mecanismos de uso de recursos en poli y monocultivos, se hace más evidente que las ventajas de producción de los policultivos están a menudo asociadas con el uso de una mayor proporción de luz, agua y nutrientes disponibles (captación mayor de recursos) o con el uso más eficaz de una determinada unidad de recursos (mayor eficacia de conversión de recursos) (Willey 1990). Estas formas de mejorar la utilización de recursos reflejan tres fenómenos: complementación en el uso de ellos, como también la facilitación entre especies y cambios en la partición de recursos.
Si las siembras se realizan con monocultivos que usan los recursos ambientales de distintas maneras, cuando se siembran juntas, pueden «complementarse» entre sí y hacer un mejor uso combinado de los recursos que por sí solas (Vandermeer 1989, Willey 1990). En términos ecológicos, la complementación minimiza el traslape de nichos entre las especies asociadas y, de tal forma, disminuye al mínimo la competencia por recursos. La complementación puede considerarse como temporal cuando las mayores demandas de recursos de los cultivos se producen en períodos diferentes; espacial cuando los doseles o raíces captan recursos en diferentes zonas; fisiológica cuando existen diferencias bioquímicas entre los cultivos en cuanto a sus respuestas frente a los recursos del medio ambiente.
Cuando la densidad total de la siembra es mayor en los policultivos que en los monocultivos, los primeros pueden interceptar más luz en las primeras etapas del desarrollo. Este fenómeno se ha observado en combinaciones de maíz con frijol mungo, maní o camote (Bantilan et al. 1974) en combinaciones de sorgo con caupí, frijol mungo, maní o soya (Abraham y Singh 1984). Los policultivos compuestos por cultivos con patrones no sincrónicos de crecimiento de doseles y diferentes períodos de maduración (como las combinaciones de sorgo/guandul estudiadas por Natarajan y Willey 1980), pueden proporcionar una mayor superficie de hojas a medida que transcurre la temporada del cultivo e interceptar más energía luminosa que los monocultivos.
La mayor cantidad de cobertura por doseles que producen los policultivos, puede disminuir la luz solar que alcanza la superficie del suelo, de manera que una mayor cantidad de agua útil para el suelo se canaliza como transpiración a través de los cultivos antes de perderse como evaporación proveniente del suelo; Reddy y Willey (1981) observaron este hecho en combinaciones de mijo/maní. El aumento de la cobertura del dosel producida por los policultivos, también puede aumentar la infiltración del agua de lluvia en el suelo y disminuir la erosión reduciendo el impacto de las gotas de lluvia en la superficie del suelo, como cuando se realizan combinaciones de maíz/yuca (Lal 1980) y de maíz/trébol rosado (Wall et al. 1991).
Los policultivos compuestos de especies con patrones de raíces espaciales complementarias pueden explotar un mayor volumen de suelo y tener un mayor acceso a nutrientes relativamente inmóviles como el fósforo (O’Brien et al. 1967, Whittington y O’Brien 1968). Los policultivos compuestos por especies que tienen patrones complementarios y temporales de crecimiento radicular y absorción de nutrientes, pueden capturar más nutrientes si éstos están continuamente disponibles gracias a la mineralización. Natarajan y Willey (1980) observaron este fenómeno en combinaciones de sorgo/guandul tal como lo hicieron Reddy y Willey en la mezcla de mijo/maní.
La complementación fisiológica puede manifestarse en policultivos compuestos de especies que utilizan procesos fotosintéticos C4 y C3. El primer tipo de especies se adapta, a menudo, mucho mejor a los ambientes bien soleados, como por ejemplo la parte superior de los doseles en combinación, mientras que las últimas se adaptan mejor a condiciones más sombreadas (Willey 1990). Las combinaciones comunes de
C4/C3 incluyen maíz/frijol, sorgo/guandul y mijo/maní. Esta complementación fisiológica también se observa respecto a la nutrición de nitrógeno. La fijación de nitrógeno atmosférico dado por los componentes leguminosos de los policultivos para satisfacer sus propias necesidades, pueden dejar reservas de nitrógeno disponibles en el suelo para uso de los componentes no leguminosos asociados (deWit et al. 1966, Martin y Snaydon 1982, Ofori y Stern 1987). Aunque las ventajas en rendimiento de los policultivos son más notorias bajo condiciones de una menor disponibilidad nitrogénica del suelo (Hiebsch y McCollum 1987), éstas no necesariamente desaparecen cuando aumenta la fertilidad del nitrógeno. Las mayores ventajas en rendimiento de los policultivos se obtuvieron cuando el nitrógeno, como fertilizante, se aplicó en dosis consideradas como adecuadas para satisfacer completamente las demandas del policultivo (Osiru y Willey 1972, Willey y Osiru 1972).
La facilitación interespecífica se hace presente cuando especies que crecen en policultivo tienen acceso a recursos que no se encuentran en monocultivos, o cuando gozan de mejores condiciones en un hábitat teniendo como resultado una conversión de recursos más eficaz (Vandermeer 1989). Si una de las especies componentes de un policultivo es una leguminosa que porta la bacteria que fija el nitrógeno en sus raíces, el nitrógeno atmosférico puede transferirse a las no leguminosas asociadas e incrementar considerablemente su rendimiento (Ofori y Stern 1987). Agboola y Fayemi (1972) observaron este fenómeno en combinaciones de maíz/frijol mungo como también lo hicieron Kapoor y Ramakrishnan (1975) en combinaciones de trigo/ Trigonella polycerata y Eaglesham et al. (1981) con maíz/caupí. El mejor aprovechamiento del uso del agua (valorada como CO2 obtenido mediante la fotosíntesis/H2O pérdida como transpiración) se ha notado en siembras de crecimiento lento cultivadas bajo el alero de cultivos superiores que actúan como cortavientos (Radke y Hagstrom 1976)

Influencias de los policultivos

Efectos de los policultivos sobre los agentes patógenos de las plantas Aún se ha investigado poco acerca de la ecología y el manejo de los agentes patógenos de las plantas en los policultivos (Sumner et al. 1981). En algunos casos, la incidencia de las enfermedades demostró ser mayor en cultivos que se siembran en policultivos que en monocultivos; en otros casos ocurre lo contrario. Por ejemplo, en experimentos realizados en Costa Rica, Moreno (1975) descubrió que al comparar un monocultivo de yuca, la gravedad de la necrosis de la yuca era mayor cuando ésta se cultivaba con maíz, pero menor al cultivarla con frijoles o camotes. Moreno (1979) también encontró que la gravedad de la alternariosis angular en los frijoles era mayor cuando se asociaban con el maíz, pero menor con la yuca o el camote en comparación con un monocultivo de frijoles.
Sólo ahora los investigadores empiezan a comprender los mecanismos subyacentes que producen las enfermedades en diferentes sistemas de cultivos. Los siguientes aspectos de los policultivos pueden ser importantes para mejorar la salud de las plantas:
1. Las plantas de especies susceptibles se pueden cultivar con una menor densidad en policultivos que en monocultivos, pues el espacio entre ellas se puede ocupar con especies de plantas resistentes que son de gran valor para el agricultor. Esta menor densidad de las plantas susceptibles puede aminorar la propagación de enfermedades al disminuir la cantidad de tejido infectado y que posteriormente sirve como una nueva fuente de inoculación. En algunas enfermedades el sólo hecho de aumentar la distancia entre las plantas susceptibles mediante una reducción de su densidad, puede también disminuir la propagación del inóculo. Esto se advirtió en monocultivos y combinaciones de cebada y trigo expuestos a la necrosis de la cebada (Burdon y
Whitbread 1979).
2. Las plantas resistentes diseminadas entre plantas susceptibles, pueden interceptar la diseminación del inóculo por el viento o el agua e impedir que las plantas susceptibles se infecten el efecto mosquitero. Moreno (1979) señaló este hecho como un mecanismo para explicar la menor incidencia del Ascochyta phaseolorum en caupí cuando este cultivo se sembraba asociado con maíz.
3. El microclima de los policultivos puede que sea menos favorable para el desarrollo de enfermedades. Se ha observado que varias enfermedades de la arveja han disminuido en su gravedad cuando las enredaderas estan asociadas con cereales, que cuando permanecen enredadas en el suelo (Johnston et al. 1978). Al cultivar intercaladamente las arvejas con los cereales, se mejora la circulación del aire y se reduce la humedad. En otras combinaciones de cultivos, una cobertura más densa de doseles puede aumentar la humedad y reducir la penetración de la luz, lo que favorece a algunas enfermedades fungales y bacteriales (Palti 1981). Esto puede requerir el uso de disposiciones espaciales que fomenten una configuración más raleada entre los doseles de los policultivos.
4. Los microbios o excreciones de las raíces de una de las especies cultivadas pueden afectar a los organismos patógenos del suelo que afectan las raíces de otra especie asociada al cultivo. Este parece ser el mecanismo responsable de la baja incidencia de Fusarium udum que causa la marchitez del guandul cuando éste se sembró con sorgo (ICRISAT 1984).
Poco se ha investigado acerca de los efectos de los policultivos en las poblaciones de nemátodos fitoparásitos. Sin embargo, es claro que los nemátodos prefieren determinadas especies de cultivo (Palti 1981) y que ciertas plantas, como las caléndulas (Tagetes spp.), excretan sustancias que son tóxicas para ellos (Cook y Baker 1983).
Estos efectos dan a entender que sería posible atraer, atrapar o exterminar a los nemátodos al entresembrar algunas especies junto con cultivos que necesitan ser protegidos. Visser y Vythilingam (1959) informaron que el cultivo de caléndulas entre arbustos de té, reducía las poblaciones de nemátodos en el suelo y en la raíces de éste. Cuando la leguminosa Crotalaria spectabilis se usó como cultivo de cobertura en huertos de duraznos, los nemátodos atacaron las leguminosas en vez de los árboles, lo que aumentó la producción de frutas (Cook y Baker 1983). Otros ejemplos de los efectos de los policultivos sobre las bacterias patógenas, hongos, virus y nemátodos se describen en el capítulo 13.
En una situación análoga a la de los insectos plaga en policultivos, poco se sabe de la manera cómo afectan el rendimiento los patógenos en los policultivos respecto a su productividad. Burdon (1987) observó que sin modelos experimentales apropiados es imposible decir si una mejor eficiencia en el uso de los recursos o una menor incidencia en los síntomas de enfermedades, son responsables de una mayor producción en los policultivos. Es necesario investigar más acerca de la ecología y manejo de los patógenos en los policultivos.
Los efectos de los policultivos sobre las malezas
En climas templados, la entresiembra de leguminosas como abono verde en cultivos de cereales y leguminosas en granos puede controlar más eficientemente la maleza en los cultivos principales, proporcionar una cubierta vegetal de baja altura para el control de erosión durante el otoño y el invierno y, además, aumentar la fertilidad del suelo.

Sistemas de labranza Mínima

Sistemas de labranza mínima
La labranza mínima es cualquier sistema de labranza que reduce la pérdida de suelo y conserva su humedad al compararla con la labranza convencional o limpia (Mueller et al. 1981). Con este sistema, los residuos no incorporados de la planta, se dejan en el suelo y su superficie permanece, así, lo más áspera posible. La mayoría de los investigadores consideran que la labranza de conservación es como cualquier sistema que deja un 30% o más de cobertura de residuos después de sembrar. Los diferentes tipos incluyen labranza mínima, arado con cincel, cero labranza, surco de plantas y la labranza de conversión. Cuando estos sistemas se aplican exitosamente pueden reducir el consumo de energía y controlar eficazmente la erosión.
La producción de cultivos que usan métodos de no labranza, han demostrado que disminuyen los insumos de energía y material y, quizás lo más importante, reducen la erosión del suelo. Los sistemas de no labranza también mejoran el itinerario y planificación de las operaciones sirviendo como paliativo ante varias restricciones de tipo meteorológico. Los cultivos que crecen con estas prácticas habitualmente pueden sembrarse, tratarse para el control de las malezas y cosecharse cuando los campos labrados están demasiado fangosos para entrar. Otras ventajas incluyen la conservación de la humedad, la compactación reducida del suelo y, el incremento en el potencial de cultivos múltiples. Aún más, el rendimiento de cultivos proveniente de sistemas de no labranza equivalen o exceden, con frecuencia, al rendimiento producido por métodos convencionales (Phillips y Phillips 1984). Un estudio del USDA estimó que para el año 2000, el 65% de los acres en campos de trigo, heno y soya en
EE.UU serán producidos por métodos de labranza reducidos (Phillips et al. 1980).
El sistema sin labranza causa muy pocas alteraciones al suelo. La operación de siembra y labranza de una sola pasada, labra un canal de aproximadamente 5 cm de ancho para la ubicación de la semilla. El canal se abre generalmente con una cuchilla acanalada colocada en la punta de la unidad de plantío. Con un suelo no disturbado más del 95% del residuo queda en la superficie. Efectos en las características del suelo y en el crecimiento de las plantas.
Humedad del suelo. Los sistemas de labranza que dejan cubierto con residuo el 50% o más de la superficie del suelo después de la siembra, generalmente aumentan la humedad de éste durante toda la temporada, debido al aumento de la filtración y a la baja de evaporación. El incremento de agua debería elevar el potencial de rendimiento en áreas con bajo régimen anual de lluvias y en suelos con poca capacidad para retener agua. El agua extra puede retrasar la siembra y reducir el potencial del rendimiento en suelos escasamente drenados en las latitudes del norte (Sprague y Triplett 1986). Durante la temporada, los cultivos con suelos no labrados y cubiertos con mulch experimentan menos estrés de sequía que en un suelo labrado. El rendimiento de terrenos, con o sin labranza, es similar en años con amplio régimen de lluvias.
Temperatura del suelo. Varios estudios han demostrado que el aumento de residuos en la superficie demora la velocidad de calentamiento del suelo en primavera, por lo tanto, se retrasa la germinación, la emergencia y el crecimiento prematuro de los cultivos, especialmente, en el norte de EE.UU. Sin embargo, esto podría ser un beneficio en el sur de EE.UU y en climas más tropicales. Los diferentes tipos de sistemas de labranza dejan diversas cantidades de residuos en la superficie, teniendo como resultado una variación de temperaturas en los suelos. Estas diferencias de temperatura entre las prácticas sin labranza y las convencionales pueden variar de 1 a 4°C.
Fertilidad del suelo. Debido al aumento de residuos y a la disminución de labranza, los sistemas de labranza mínima producen variados niveles de humedad, temperatura, contenido de materia orgánica, tasa de descomposición y población microbial.
Todos estos factores influyen en la disponibilidad de nutrientes y, por lo tanto, en la necesidad de fertilizantes. El dejar residuos en la superficie, crea materia orgánica cerca de ésta, lo que desencadena efectos positivos en las propiedades físicas del suelo. Desafortunadamente, los investigadores no han sacado ninguna conclusión de los estudios realizados hasta ahora, para saber si los programas de fertilización nitrogenada deben modificarse por los sistemas de labranza mínima.
Algunas pruebas señalan que los residuos dejados en la superficie, en el primer año después de la adopción del sistema sin labranza, ejercerán una gran demanda de nitrógeno pudiendo causar deficiencias o, al menos, una baja en la disponibilidad de nitrógeno. Sin embargo, cuando se ha utilizado la labranza mínima durante varios años, este sistema se estabiliza y la disponibilidad de nitrógeno no es tan diferente a la de la labranza convencional. En el sistema sin labranza existe, en general, un incremento de N orgánico en la capa superficial del suelo de 0 a 5 cm. Además comparado con el sistema convencional, el sistema sin labranza parece tener igual o mayor disponibilidad de fósforo, sin tomar en cuenta si el fertilizante se aplicó en franja o al voleo. Al no haber labranza, este fenómeno se manifiesta a pesar del hecho de que el fósforo disperso al voleo se acumula en el primer centímetro del suelo, debido a la falta de incorporación y movimiento a través del perfil de éste. Los residuos en la superficie permiten, posiblemente, una humedad suficiente para el crecimiento de las raíces y la captación de los nutrientes fosfóricos.
En este tipo de sistema, existe un desacuerdo acerca de la disponibilidad de potasio.
Algunos investigadores han descubierto una disminución en la disponibilidad de potasio, especialmente, bajo algunas condiciones de humedad y frío, mientras que otros han señalado que no existe tal deficiencia. Las investigaciones a futuro debieran aclarar estos puntos de vista conflictivos, sin embargo, en un manejo sin labranza, las aplicaciones continuas del fertilizante potásico provoca una acumulación de potasio (K) en los 5 cms. de la capa superior del suelo (D•Itri 1985).
Acidez del suelo. La acidez del suelo se convierte en un factor significativo dentro del sistema sin labranza. Un problema es la aireación de la superficie del suelo donde se aplica el fertilizante nitrogenado. Los bajos niveles de pH, cerca de la superficie, pueden desencadenar pérdidas en el rendimiento del cultivo debido a la poca disponibilidad de nutrientes y a la competencia adicional de malezas. La rápida disminución del pH en el suelo no es tan problemática cuando se utilizan leguminosas, lo que implica una demanda menor del fertilizante nitrogenado. De los microelementos, el magnesio se ve poco afectado y el azufre probablemente se encuentre menos disponible a partir de la materia orgánica del suelo. Tiende a haber más zinc debido al alto contenido de materia orgánica y al bajo nivel de pH. En general, la fertilidad del suelo, en sistemas sin labranza, se encuentra fuertemente influida por los efectos interactivos de la humedad incrementada en el suelo, de los altos niveles de la materia orgánica que se descompone lentamente en el suelo, de la mayor acidez y de las menores temperaturas en la primavera (Sprague y Triplett 1986).
Efectos sobre las plagas
Control de malezas. La conservación de los sistemas de labranza mínima dependen de aplicaciones masivas de herbicidas. Generalmente la máxima relación de herbicidas se usa con el maíz, dada la acumulación de semillas en la superficie, las que potencialmente ejercen una mayor presión de malezas que en los sistemas convencionales de labranza. Además los rastrojos superficiales interceptan e inactivan parte del herbicida aplicado.
Al eliminar la labranza, se producen cambios en las especies de malezas. Las perennes que generalmente son controladas por la labranza, se vuelven estables y persisten en campos no labrados. A menudo, las malezas, que tienen relación botánica con el cultivo, y otros, que escapan de control, crecen convirtiéndose en un problema mayor. Un ejemplo clásico es el incremento de Panicum en el maíz después de repetidas aplicaciones de atrazina para controlar las malezas anuales en sistemas sin labranza (Sprague y Triplett 1986).
Control de enfermedades. Las alteraciones del microclima que provocan los residuos en la superficie, pueden retardar, aumentar o no afectar las enfermedades de los cultivos. Generalmente, el grado de influencia en las enfermedades de las plantas provocadas por los residuos, se relaciona con la cantidad residual que permanece después de la siembra. Los residuos de la superficie pueden afectar a las enfermedades de la planta de diversas maneras. Estos proporcionan un hábitat para sobrevivir al invierno (supervivencia), permiten el crecimiento y multiplicación de agentes patógenos, particularmente de tipo fungal y bacterial. Existen varios agentes patógenos que sobreviven mejor, al invierno, en los residuos de superficie, porque se encuentran protegidos del ambiente y de otros microorganismos. La labranza superficial aumenta la probabilidad de epidemias causadas por estos agentes patógenos. Durante un estudio de 7 años, nunca se observó que las enfermedades foliares fueran un problema del trigo o del sorgo de grano cultivados en un sistema de labranza mínima en Nebraska (Doupnik y Boosalis 1980). La incidencia de la descomposición del pecíolo del sorgo de grano, una enfermedad de estrés causada por Fusarium moniliforme se redujo fuertemente en el sistema sin labranza comparado con el sistema convencional de labranza. Su incidencia se redujo de un 39% a un 11% y el rendimiento aumentó (Sprague y Triplett 1986). El incremento del almacenamiento de humedad en el suelo y su temperatura más baja, pero constante, asociados con la labranza mínima son, sin duda, los factores principales que provocan una incidencia menor en la descomposición del pecíolo del maíz. Bajo estas condiciones más favorables de cultivo, las plantas son menos vulnerables a este hongo. Contrariamente, en Wisconsin la mancha ocular (una enfermedad de la hoja del maíz) es más grave en el maíz cultivado en el sistema sin labranza.
La rotación de cultivos es especialmente importante para controlar las enfermedades en sistemas de labranza superficial. Existe una mayor posibilidad de que ciertas enfermedades de la planta aumenten al sembrar un cultivo en el propio residuo proveniente de la temporada anterior, sin un período de barbecho, que al sembrar un cultivo en el residuo de un cultivo no relacionado. La rotación de sistemas de labranza es otra forma de disminuir enfermedades asociadas con la labranza reducida. La inclusión de la rotación de labranza más la rotación de cultivos es un excelente método para manejar las enfermedades. Esto podría realizarse, de tal forma, que se pueda retener de un 20% a un 30% de los residuos superficiales, brindando los beneficios de la labranza de superficie y, al mismo tiempo, reduciendo el potencial brote de enfermedades.
Las enfermedades fungosas del suelo asociadas con la labranza superficial, pueden disminuir según el tipo, la cantidad y el tiempo de aplicación del fertilizante. Aplicando sulfato de amonio en la primavera se logró una cosecha normal de trigo, mientras que con una baja aplicación de nitrógeno al trigo sembrado en primavera, aumentó.
Dinámica de los insectos. Los entomólogos, que trabajan en agricultura sin labranza, descubrieron que la capa de mulch esparcida en el suelo no labrado, brinda un microhábitat favorable para algunos insectos que atacan el maíz, como el gusano ejercito, el gusano alambre y trozadores (House y Stinner 1983). La pérdida de métodos seguros de destrucción mecánica del maíz no labrado, incrementa la supervivencia de insectos plagas que habitan en el residuo de cultivo o que residen en o cerca de la superficie del suelo. El mayor peligro de infestación de plagas ocurre en las etapas de semilla y plántula, por plagas de insectos subterráneos. Hay dos tendencias de las plagas en los sistemas sin labranza: (a) el nivel de actividad de plagas está relacionado con el tipo anterior de cultivo y (b) generalmente los sistemas sin labranza mantienen una diversidad mayor de insectos plaga que los sistemas convencionales de labranza. La mayoría de los enfoques para solucionar los problemas de plagas en los sistemas sin labranza, han sido muy sintomáticos. Se ha puesto una confianza casi única en los insecticidas de amplio espectro, y poco se ha dedicado la investigación a crear métodos culturales y biológicos para eliminar y prevenir las plagas.
Recientemente investigadores en Georgia, han informado los aspectos entomológicos benéficos inherentes a los sistemas sin labranza (House y Stinner 1983). Por ejemplo, el gorgojo menor del pecíolo del maíz Elasmopalpus lignosellus se alimenta de preferencia, de los granos y pecíolos residuales del maíz sin labranza.
De esta manera las infestaciones de este gorgojo se pueden atrasar. En la tropica Costa Rica, Shenk y Saunders (1983) descubrieron que la incidencia del gusano cortador Spodoptera frugiperda y el crisomélido Diabrotica balteata era mucho mayor en terrenos de maíz arados que en aquellos no labrados. En el norte de Georgia, en la zona de cultivos de soya, la abundancia y diversidad de los escarabajos carábidos son, a menudo, mayores en los campos sin labranza que en los labrados convencionalmente.
Las malezas y los residuos de superficie en un sistema sin labranza, brindan a la fauna arácnida y carábida depredadora, más recursos de alimentación y protección ante las condiciones desfavorables del clima (House y Stinner 1983). El control que ejercen sobre poblaciones de semillas de maleza puede ser sustancial. Tal como se observó en el sorgo no labrado, el aumento de la humedad y la disminución de temperatura pueden incrementar el desarrollo de patógenos de insectos como es el caso de los nemátodos Rhabditidae (Sprague y Triplett 1986).
Rendimiento de los cultivos
A pesar de la variabilidad de las respuestas entre los rendimientos de los sistemas con y sin labranza, se pueden hacer ciertas generalizaciones:
1. Los residuos de superficie, dejados en la labranza de conservación, reducen la evaporación y el escurrimiento del agua. En zonas, donde el régimen pluviométrico inadecuado es el principal factor que limita el crecimiento de las plantas, la propiedad del mulch de conservar la humedad de la superficie es una ventaja clara y, probablemente, esto explica el alto porcentaje de tierras en labranza de conservación en las praderas del norte de EE.UU.
2. Los residuos de superficie, y el aumento asociado en la humedad del suelo, retarda el calentamiento del suelo en primavera, demorando la germinación de las semillas y la emergencia de las plántulas. En lugares donde la temporada de cultivo es, en sí, corta, como en las latitudes altas, esta característica de la labranza de conservación es una desventaja en el rendimiento.
3. La labranza de conservación tiene desventajas de rendimiento en suelos escasamente drenados. Aparentemente la humedad del suelo es el factor único más importante que restringe la adopción de la labranza de conservación en el cordón maicero de EE.UU; haciéndose menos restrictivo a medida que uno se desplaza de este a oeste. Los organismos infecciosos y las malezas, favorecidos por ambientes húmedos, son los culpables de los bajos rendimientos en suelos con mal drenaje; el frío y las condiciones de humedad también retardan la mineralización del nitrógeno orgánico facilitando la desnitrificación y descomposición de los herbicidas por las bacterias del suelo.
4. Cuando los herbicidas no controlan adecuadamente las malezas, los sistemas reducidos de labranza exhiben menores rendimientos. En especial, las malezas perennes pueden llegar a ser un problema, pues son menos vulnerables que las anuales a los herbicidas, debido a la regeneración bajo tierra.
5. La labranza de conservación ahorra tiempo entre la cosecha de un cultivo y la siembra de otro, siendo más favorable para los cultivos dobles que para los monocultivos.
El rendimiento económico de la tierra se incrementa al haber dos cultivos por año en vez de sólo uno. En el sur de EE.UU, esta ventaja es donde más se destaca, aquí el alargamiento de la temporada de cultivo, de por sí larga, favorece la duplicación de cultivos. También se practica en lugares del cordón maicero al sur de EE.UU.
Requerimientos de energía
En muchos sistemas sin labranza se necesita menos energía para las operaciones de labranza. Los beneficios de ahorrar energía en la labranza de conservación son: (a) menor consumo de combustible debido a las reducidas operaciones agrícolas, (b) menor necesidad de tiempo y mano de obra, (c) posibilidad de duplicar los cultivos y (d) menor inversión en maquinaria agrícola. Sin embargo, algunas actividades como el alto consumo de herbicidas, uso de semillas especiales y equipo demandan más energía. Dado que se elimina el arado, y otras operaciones sobre el suelo, estos sistemas dan por resultado, reducciones del 34% al 76% en combustible en las operaciones de labranza. No obstante, los requerimientos de uso adicional de herbicidas, en sistemas sin labranza, pueden contrarrestar algunas de estas ganancias.

Agroecosistemas

El Agroecosistema:
determinantes, recursos,
procesos y sustentabilidad
Los términos agroecosistema, sistema agrícola y sistema agrario han sido utilizados
para describir las actividades agrícolas realizadas por grupos de gente. Sistema de
alimentación, en cambio, es un término más amplio que incluye producción agrícola,
distribución de recursos, procesamiento y comercialización de productos dentro de
una región y/o país agrícola (Krantz 1974). Obviamente, un agroecosistema se puede
definir de muchas maneras, pero este libro se centra fundamentalmente en los sistemas
agrícolas dentro de pequeñas unidades geográficas. De este modo, el énfasis
está en las interacciones entre la gente y los recursos de producción de alimentos al
interior de un predio o incluso un área específica. Resulta difícil delinear los límites
exactos de un agroecosistema. Sin embargo, debería tenerse en mente que los
agroecosistemas son sistemas abiertos que reciben insumos del exterior, dando como
resultado productos que pueden ingresar en sistemas externos (Figura 3.1).
Una de las contribuciones importantes de la agroecología es llegar a algunos principios
básicos relacionados con la estructura y función de los agroecosistemas:
1. El agroecosistema es la unidad ecológica principal. Contiene componentes
abióticos y bióticos que son interdependientes e interactivos, y por intermedio de los
cuales se procesan los nutrientes y el flujo de energía.
2. La función de los agroecosistemas se relaciona con el flujo de energía y con el
ciclaje de los materiales a través de los componentes estructurales del ecosistema el
cual se modifica mediante el manejo del nivel de insumos. El flujo de energía se
refiere a la fijación inicial de la misma en el agroecosistema por fotosíntesis, su
transferencia a través del sistema a lo largo de una cadena trófica y su dispersión
final por respiración. El ciclaje biológico se refiere a la circulación continua de elementos
desde una forma inorgánica (geo) a una orgánica (bio) y viceversa.
3. La cantidad total de energía que fluye a través de un agroecosistema depende
de la cantidad fijada por las plantas o productores y los insumos provistos mediante
su administración. A medida que la energía se transfiere de un nivel trófico a otro se
pierde una cantidad considerable para la futura transferencia. Esto limita el número y
cantidad de organismos que pueden mantenerse en cada nivel trófico.
4. El volumen total de materia viva puede ser expresado en términos de su biomasa.
La cantidad, distribución y composición de biomasa varía con el tipo de organismo,
el ambiente físico, el estado de desarrollo del ecosistema y de las actividades humanas.
Una gran proporción del componente orgánico en el ecosistema esta compuesto
de materia orgánica muerta (DOM), en el cual la mayor proporción esta compuesta
de material de las plantas.
5. Los agroecosistemas tienden hacia la maduración. Estos pueden pasar de formas
menos complejas a estados más complejos. Este cambio direccional es sin embargoinhibido en la agricultura moderna al mantener monocultivos caracterizados por la
baja diversidad y la baja maduración.
6. La principal unidad funcional del agroecosistema es la población del cultivo.
Esta ocupa un nicho en el sistema, el cual juega un rol particular en el flujo de la
energía y en el ciclaje de nutrientes, aunque la biodiversidad asociada también juega
un rol funcional clave en el agroecosistema.
7. Un nicho dentro de un agroecosistema dado no puede ser ocupado simultánea e
indefinidamente por una población autosuficiente de más de una especie.
8. Cuando una población alcanza los límites impuestos por el ecosistema, su número
debe estabilizarse o, si esto no ocurre, debe declinar (a menudo bruscamente)
debido a enfermedades, depredación, competencia, poca reproducción, etc.
9. Los cambios y las fluctuaciones en el ambiente (explotación, alteración y competencia)
representan presiones selectivas sobre la población.
10. La diversidad de las especies esta relacionada con el ambiente físico. Un ambiente
con una estructura vertical más compleja alberga en general más especies que
uno con una estructura más simple. Así, un sistema silvicultural contendrá más especies
que en un sistema basado en el cultivo de cereales. De manera similar, un ambiente
benigno y predecible, alberga más especies que en un ambiente más impredecible
y severo. Los agroecosistemas tropicales muestran una mayor diversidad que
los templados.
11. En situaciones de cultivos que están aislados, las tasas de inmigración se
tienden a equilibrar con las tasas de extinción. Mientras más cerca esté el cultivo
isla a una fuente de población, mayor será la tasa de inmigración por unidad de
tiempo. Mientras más grande sea el cultivo isla, mayor será su capacidad de carga
para cada especie. En cualquier situación isla, la inmigración de las especies declina
a medida que más especies se establecen y menos inmigrantes representan nuevas
especies. Clasificación de los agroecosistemas
Cada región tiene una configuración única de agroecosistemas que son el resultado
de las variaciones locales en el clima, el suelo, las relaciones económicas, la estructura
social y la historia (Tabla 3.1). De esta manera, un estudio acerca de los
agroecosistemas de una región está destinado a producir tanto agriculturas comerciales
como de subsistencia, utilizando niveles altos o bajos de tecnología, dependiendo
de la disponibilidad de tierra, capital y mano de obra. Algunas tecnologías en los
sistemas más modernos aspiran a la preservación de recursos (dependiendo de insumos
bioquímicos), mientras que otras hacen hincapié en el ahorro de mano de obra
(insumos mecánicos). Los agricultores tradicionales, pobres en recursos generalmente
adoptan sistemas más intensivos, y hacen hincapié en el uso óptimo y reciclaje de los
recursos escasos.
A pesar de que cada finca es distinta, muchas muestran una similitud familiar y de
este modo se pueden agrupar como un tipo de agricultura o agroecosistema. Una
zona con tipos de agroecosistemas similares se puede denominar como una región
agrícola. Whittlesay (1936) reconoció cinco criterios para clasificar a los
agroecosistemas de una región: (1) la asociación de cultivos y ganado; (2) los métodos
para producir los cultivos y el ganado; (3) la intensidad en el uso de la mano de
obra, capital, organización y la producción resultante; (4) la distribución de los productos
para el consumo (ya sea que se utilicen para la subsistencia en la finca o para
la venta) y (5) el conjunto de estructuras usadas para la casa y facilitar las operaciones
de la finca.
Basados en estos criterios, en ambientes tropicales es posible reconocer siete tipos
específicos de sistemas agrícolas (Grigg 1974, Norman 1979):
1. Sistemas de cultivo itinerante.
2. Sistemas semi-permanente de cultivo de secano.
3. Sistemas permanente de cultivo de secano.
4. Sistemas arables bajo riego.
5. Sistemas de cultivos perennes.
6. Sistemas con ganado-cultivo (alternando cultivos arables con sembrado de
pasturas).
Claramente estos sistemas están siempre cambiando, forzados por la población
itinerante, la disponibilidad de recursos, la degradación ambiental, el crecimiento
económico o decaimiento, cambio político, etc. Estos cambios pueden ser explicados
por las respuestas de los agricultores a las variaciones en el ambiente físico,
precios de los insumos y productos, innovación tecnológica y crecimiento poblacional.
Por ejemplo la Tabla 3.2 ilustra algunos de los factores que influyen el cambio del
sistema de cultivo itinerante a sistemas permanentes más intensivos de agricultura
en Africa (Protheroe 1972).

Determinantes del agroecosistema que influyen el tipo de agricultura de cada región.
TIPO DE DETERMINANTES
Factores Físicos
Radiación
Temperatura
Lluvia, suministro de agua
(humedad, presión)
Condiciones del suelo
Declive
Disponibilidad de tierra
Biológicos
Plagas de insectos
y enemigos naturales
Comunidades de malezas
Enfermedades de plantas
y animales
Biota del suelo
Entorno de vegetación natural
Eficiencia de fotosíntesisModelos de cultivos
Rotación de cultivos
Socioeconómicos
Densidad de población
Organización social
Economía (precios, mercados,
capital y disponibilidad de crédito)
Asesoría técnica
Herramientas de cultivo
Grado de comercialización
Disponibilidad de mano de obra
Culturales
Conocimiento tradicional
Creencias
Ideología
División sexual del trabajo
Hechos históricos

Los recursos de un agroecosistema
Norman (1979) agrupó la combinación de recursos encontrados comúnmente en un
agroecosistema en cuatro categorías:
Recursos naturales. Los recursos naturales son los elementos que provienen de
la tierra, del agua, del clima y de la vegetación natural siendo explotados por el
agricultor para la producción agrícola. Los elementos más importantes son el áreadel predio, lo que incluye su topografía, el grado de fragmentación de la propiedad,
su ubicación con respecto a los mercados, la profundidad del suelo, la condición
química y los atributos físicos; la disponibilidad de agua subterránea y en la superficie;
pluviosidad promedio, evaporación, irradiación solar y temperatura (su variabilidad
estacional y anual); y la vegetación natural que puede ser una fuente importante
de alimento, forraje para animales, materiales de construcción o medicinas para
los seres humanos, influyendo en la productividad del suelo de los sistemas de cultivos
migratorios.
Recursos humanos. Los recursos humanos están compuestos por la gente que
vive y trabaja dentro de un predio y explota sus recursos para la producción agrícola,
basándose en sus incentivos tradicionales o económicos. Los factores que afectan
estos recursos incluyen: (a) el número de personas que el predio tiene que sustentar
en relación con la fuerza de trabajo y su productividad, la cual gobierna el superávit
disponible para la venta, trueque u obligaciones culturales; (b) la capacidad para
trabajar, influida por la nutrición y la salud; (c) la inclinación al trabajo, influida por
el nivel económico y las actitudes culturales para el tiempo libre; y (d) la flexibilidad
de la fuerza de trabajo para adaptarse a variaciones estacionales en la demanda de
trabajo, es decir, la disponibilidad de la mano de obra contratada y el grado de cooperación
entre los agricultores.
Recursos de capital. Los recursos de capital son los bienes y servicios creados,
comprados o prestados por las personas asociadas con el predio para facilitar la explotación
de los recursos naturales para la producción agrícola. Los recursos de capital
pueden agruparse en cuatro categorías principales: (a) recursos permanentes, como
modificaciones duraderas a los recursos de tierra o agua orientados hacia la producción
agrícola; (b) recursos semipermanentes o aquellos que se deprecian y tienen que
ser reemplazados periódicamente como graneros, cercas, animales de tiro, herramientas;
(c) recursos operacionales o artículos de consumo utilizados en las operaciones
diarias del predio, como fertilizantes, herbicidas, abonos y semillas; y (d)
recursos potenciales o aquellos que el agricultor no posee pero de los que puede
disponer teniendo que reembolsarlos en el tiempo, como el crédito y la ayuda de
parientes o amigos.
Recursos de producción. Los recursos de producción comprenden la producción
agrícola del predio como de los cultivos y el ganado. Estos se transforman en recursos
de capital si se venden y los residuos (cultivos, abono) son insumos nutrientes
reinvertidos en el sistema.
Procesos ecológicos en el agroecosistema
Cada agricultor debe manipular los recursos físicos y biológicos del predio para la
producción. De acuerdo con el grado de modificación tecnológica, estas actividades
influyen en los cinco procesos: energéticos, hidrológicos, biogeoquímicos,
sucesionales y de regulación biótica. Cada uno puede evaluarse en términos de insumos,
productos, almacenamiento y transformaciones.
Procesos energéticos
La energía entra en un agroecosistema como luz solar y sufre numerosas transformaciones
físicas. La energía biológica se transfiere a las plantas mediante la fotosíntesis
(producción primaria) y de un organismo a otro mediante la cadena trófica (consu-mo). A pesar de que la luz solar es la única fuente de energía principal en la mayoría
de los ecosistemas naturales, también son importantes el trabajo humano y animal,
los insumos de energía mecanizados (tales como el arado con un tractor). La energía
humana forma la estructura del agroecosistema, por consiguiente el flujo de energía
a través de decisiones acerca de la producción primaria y la proporción de esa producción
se canaliza a los productos para el uso humano (Marten 1986).
Los diversos insumos de un sistema agrícola: radiación solar, mano de obra, trabajo
de las máquinas, fertilizantes y herbicidas, se pueden convertir en valores energéticos.
Asimismo, los productos del sistema: vegetales y animales, también pueden
expresarse en términos de energía. Debido a que el costo y la disponibilidad de la
energía proveniente de los combustibles fósiles son cuestionables, los insumos y los
productos se han cuantificado para diferentes tipos de agriculturas con el objeto de
comparar su intensidad, rendimiento y productividad laboral y los niveles de bienestar
que estos proporcionan.
Se han reconocido tres etapas en el proceso de intensificación de la energía en la
agricultura (Leach 1976), de los cuales, hoy en día, se pueden encontrar ejemplos en
diferentes partes del mundo: (a) preindustrial, sólo con insumos de mano de obra
relativamente bajos; (b) semindustrial, con altos insumos de fuerza animal y humana;
y (c) totalmente industrial, con insumos muy altos de combustibles fósiles y
maquinaria. En los EE.UU. durante los últimos 50 años, se ha generalizado una disminución
en la capacidad humana, asociada a la rápida intensificación de la energía
en la explotación agrícola. Este proceso de intensificación ha sido también acompañado
por un aumento en la densidad de energía. Bayliss-Smith (1982) en su análisis
comparativo de siete tipos de sistemas agrícolas encontró que la eficiencia total de la
utilización de la energía (relación de energía) disminuye a medida que la dependen-
FIGURA 3.3. Relaciones de insumos, productos y energía de siete sistemas agrícolas. I. Sistema agrícola
tradicional en Nueva Guinea (sistemas de cultivos migratorios, huertos domésticos), II. Sistema de
explotación británico preindustrial (sistema de cereales/ovinos), III. Sistema agrícola de Java (huertos
de taro, cocoteros y pesca), IV. Sistema pre-Revolución Verde del sur de la India (caña de azúcar, arroz,
mijo, pastura de novillos), V. Postrevolución Verde del sur de la India (caña de azúcar, arroz, mijo y
pastura de novillos). VI. Predio colectivo Ruso (papas, cereales, pastura), VII. Agricultura británica
moderna (cereales, pastizales y pastos permanentes) (Bayliss-Smith 1982). cia de los combustibles fósiles aumenta. De este modo, en una agricultura
industrializada la ganancia neta de la energía proveniente de la agricultura es pequeña,
debido a que se gasta mucho en su producción (Figura 3.3).
La productividad de los cultivos arables también depende del tipo y cantidad de
subsidio de energía. La variación en los subsidios de energía y las etapas de intensificación
de la energía están claramente presentadas en la Tabla 3.3. Una comparación
entre las acumulaciones de energía para la producción de maíz en México y
Guatemala y aquellas en los EE.UU. revela un número importante de detalles. El
rendimiento de este último país es de alrededor tres a cinco veces más que en los
primeros. Además, a medida que la mano de obra se ha ido reemplazando progresivamente,
primero por la fuerza animal y luego por el combustible y la maquinaria, la
dependencia energética aumenta casi 30 veces y la relación insumo-energía/producción-
energía disminuye en forma significativa.
Procesos biogeoquímicos
Los principales insumos biogeoquímicos de un agroecosistema son los nutrientes
liberados del suelo, de la fijación del nitrógeno atmosférico por las leguminosas, de
la fijación de nitrógeno no simbiótico (que es particularmente importante en el cultivo
del arroz), de los nutrientes contenidos en la lluvia y en las aguas que fluyen
constantemente, de los fertilizantes y nutrientes en los alimentos comprados por seres
humanos, del forraje para el ganado o del abono animal.
Las salidas importantes incluyen nutrientes en cultivos y ganado consumidos o
exportados desde el predio. Otras pérdidas se asocian con la lixiviación más allá de
la zona de raíces, desnitrificación y volatilización del nitrógeno, pérdidas de nitrógeno
y azufre hacia la atmósfera cuando se quema la vegetación, los nutrientes perdidos
en la erosión del suelo causado por el escurrimiento o el viento y los nutrientes
en excrementos humanos o del ganado que el predio pierde. Además, existe un almacenamiento
bioquímico, que incluye al fertilizante almacenado y al abono acumulado,
junto a los nutrientes en la zona radicular del suelo, el cultivo establecido, la
vegetación y el ganado.
Durante la producción y el consumo, los nutrientes minerales se trasladan
cíclicamente a través de un agroecosistema. Los ciclos de algunos de los nutrientes
mas importantes (nitrógeno, fósforo y potasio), son bien conocidos en muchos
ecosistemas naturales y agrícolas (Todd et al. 1986). Durante la producción, los elementos
se transfieren del suelo a las plantas y animales y viceversa. Cada vez que la
cadena del carbono se rompe separándose por una diversidad de procesos biológi-cos, los nutrientes vuelven al suelo donde pueden mantener la producción de las
plantas (Marten 1986, Briggs y Courtney 1985).
Los agricultores sacan e incorporan nutrientes del agroecosistema cuando añaden
elementos químicos o fertilizantes orgánicos (abono o compost) o remueven la cosecha
o cualquier otro material vegetal del predio. En los agroecosistemas modernos,
los nutrientes se reemplazan con fertilizantes comprados. Los agricultores de bajos
ingresos que no pueden adquirir los fertilizantes comerciales, mantienen la fertilidad
del suelo recolectando materiales nutritivos fuera de los campos cultivados, por ejemplo,
abono recolectado en pasturas o recintos en los que se encierran los animales por
la noche. Este material orgánico se complementa con hojarasca y otros materiales
vegetales de los bosques cercanos. En regiones de América Central, los agricultores
esparcen anualmente hasta 40 toneladas métricas de humus por hectárea, sobre los
campos de hortalizas cultivadas en forma intensiva (Wilken 1977). Los materiales
vegetales de desecho se convierten en compost con los desechos domésticos y el
abono proveniente del ganado.
Otra estrategia para explotar la capacidad del sistema de cultivo es reutilizar sus
propios nutrientes almacenados. En los agroecosistemas sembrados intercaladamente,
la poca perturbación y los doseles cerrados promueven la conservación y el reciclaje
de nutrientes (Harwood 1979). Por ejemplo, en un sistema agroforestal los minerales
perdidos por los cultivos anuales son rápidamente absorbidos por los cultivos perennes.
Además, la propensión de algunos cultivos a quitar nutrientes, es contrarrestada
al agregar materia orgánica de otros cultivos. El nitrógeno del suelo puede aumentarse
al incorporar leguminosas en la mezcla y la asimilación del fósforo se puede incrementar,
de cierto modo, en cultivos con asociaciones de micorrizas. La diversidad
incrementada en los sistemas de cultivo se asocia generalmente con las zonas
radiculares más extensas, lo que aumenta la captura de nutrientes. La optimización
del proceso biogeoquímico requiere del desarrollo de una estructura del suelo y de
una fertilidad adecuada, dependiendo de:
Adición regular de residuos orgánicos
Nivel de actividad microbial suficiente como para asegurar el decaimiento de los
materiales orgánicos
Condiciones que aseguren la actividad continua de las lombrices de tierra y otros
agentes estabilizadores del suelo
Cobertura proteccional de la vegetación
Procesos hidrológicos
El agua es una parte fundamental de todos los sistemas agrícolas. Además de su
papel fisiológico, el agua influye en los insumos y las pérdidas de nutrientes a y
desde el sistema por medio de la lixiviación y la erosión. El agua penetra en un
agroecosistema en forma de precipitaciones, aguas que fluyen constantemente y por
el riego; se pierde a través de la evaporación, la transpiración, del escurrimiento y del
drenaje más allá de la zona de efectividad de las raíces de las plantas. El agua consumida
por la gente y el ganado en el predio puede ser importante (por ejemplo, en los
sistemas de pastoreo), pero generalmente es pequeña en cuanto a su magnitud.
El agua se almacena en el suelo, en donde es utilizada directamente por los cultivos
y la vegetación, en forma de agua subterránea que puede extraerse para el uso
humano, del ganado o de los cultivos y en almacenamientos construidos, tales como
estanques del predio. En términos generales, el equilibrio del agua dentro de un agroecosistema en particular,
se puede expresar como: S = R + Li - Et - P - Lo + So donde S es el contenido
de la humedad del suelo al momento de estudiarlo, R es el agua lluvia efectiva (agua
lluvia menos intercepción), Li es el flujo lateral de agua hacia el suelo, Et es la
evapotranspiración, P es la percolación profunda, Lo es el flujo de salida
(escurrimiento) y So es el contenido de humedad original del suelo (Norman 1979,
Briggs y Courtney 1985).
Todos estos factores son afectados por las condiciones del suelo, de la vegetación
y por las prácticas agrícolas. El drenaje y la labranza agrícola, por ejemplo, aceleran
las pérdidas por percolación profunda; la remoción de los cultivos aumenta la cantidad
de lluvia que llega al suelo y reduce la evapotranspiración; los cambios en la
estructura del suelo debido al control de residuos de labranza, la rotación de cultivos
o el uso de abonos afecta la tasa de percolación y el flujo lateral. Uno de los controles
principales de la acumulación de humedad en el suelo es ejercido por la cobertura de
los cultivos, puesto que influye en los insumos y en las pérdidas ejercidas hacia ycomo mulch, reduce las pérdidas de agua provenientes de la evapotranspiración y
aumenta los contenidos de humedad del suelo.
En la agricultura de secano es importante saber que cuando R es mayor que Et, la
zona de raíces se encuentra completamente cargada, definiendo así la temporada
efectiva de crecimiento de cultivos. Durante este período, el escurrimiento y el drenaje
pueden darse, influyendo en el nivel de lixiviación de los nutrientes solubles, la
tasa de erosión del suelo, etc. Dentro de la escala: R + Et/2 a R = Et/10, la maduración
y el crecimiento del cultivo dependen principalmente de la disponibilidad de la
reserva de agua del suelo o del riego (Norman 1979).
En la mayoría de las zonas tropicales de secano el potencial agrícola de la zona
depende de la duración de la temporada lluviosa y de la distribución de las precipitaciones
durante este período. Los climas satisfactorios para los cultivos son aquellos
en los que las precipitaciones exceden la evapotranspiración real durante por
lo menos 130 días y la extensión de un ciclo de crecimiento promedio para la mayoría
de los cultivos anuales. El número de meses húmedos consecutivos, es otro
criterio ambiental importante. El potencial para el cultivo secuencial (bajo condiciones
de secano) es limitado si existen menos de 5 meses húmedos consecutivos
(Beets 1982).
La lluvia es el principal determinante del tipo de cultivo adoptado en el sistema de
cultivos local. En Africa, en donde la precipitación anual es más de 600 mm, los
sistemas de cultivo se basan por lo general en maíz. En Asia tropical, donde la precipitación
es más de 1.500 mm/año con al menos 200mm/mes de lluvia durante tres
meses consecutivos, los sistemas de cultivo se basan por lo general en el arroz. Puesto
que el arroz necesita más agua que otros cultivos y debido a que es el único que
tolera las inundaciones, solo se planta en el momento de máxima precipitación. Con
el objeto de utilizar la humedad residual y las mayores intensidades de luz durante la
temporada seca (Figura 3.4), se puede plantar una combinación de cultivos en mesetas
al comienzo o al final de las lluvias. Los sistemas de cultivos mixtos como el
maíz y el maní, por ejemplo, a menudo utilizan mejor el final de la temporada lluviosa
(sistema II en la Figura 3.4.).
Otra posibilidad es la de combinar un sistema de cultivo doble y de relevo en el
que el arroz trasplantado se establece lo más temprano posible (sistema III en la
Figura 3.4.). Al arroz le siguen los caupíes cultivados utilizando técnicas de labranza
mínima y cucurbitáceas que se siembran posteriormente en relevo (Beets 1982).
Procesos sucesionales
La sucesión, el proceso por el cual los organismos ocupan un sitio y modifican gradualmente
las condiciones ambientales de manera que otras especies puedan reemplazar
a los habitantes originales, se modifica radicalmente con la agricultura moderna.
Los campos agrícolas generalmente presentan etapas sucesivas secundarias en
las que una comunidad existente es perturbada por la deforestación y el arado para
establecer en el lugar una comunidad simple, hecha por el hombre. La Figura 3.5a
ilustra lo que ocurre cuando la sucesión se simplifica con el establecimiento de los
monocultivos. En la agricultura convencional, la tendencia natural hacia la complejidad
se detiene utilizando productos agroquímicos (Savory 1988). Al sembrar
policultivos, la estrategia agrícola acompaña la tendencia natural hacia la complejidad;
el incremento de la biodiversidad del cultivo tanto sobre como debajo del sueloimita la sucesión natural y así se requieren menos insumos externos para mantener la
comunidad del cultivo (Figura 3.5b).
Procesos de regulación biótica
El control de la sucesión (invasión de plantas y competencia) y la protección contra
las plagas de insectos y enfermedades son los principales problemas en la mantención
de la continuidad de la producción en los agroecosistemas. Los agricultores han
usado diversos métodos en forma universal. Estos son: ninguna acción, acción preventiva
(usos de variedades de cultivos resistentes, manipulación de fechas de siembra,
espaciamiento en hileras, modificación del acceso de plagas a las plantas) o la
acción sucesiva (pesticidas químicos, control biológico, técnicas culturales). Las estrategias
ecológicas del control de plagas generalmente emplean una combinación
de estos tres métodos, que apuntan a hacer del campo un lugar menos atractivo para
las plagas, convirtiendo el ambiente en inadecuado para éstas pero favorable para los
enemigos naturales, interfiriendo con el movimiento de las plagas de un cultivo a
otro o alejándolas de los cultivos. Todos estos métodos se discutirán en los capítulos
13, 14 y 15, puesto que atañen al control de los insectos, malezas y enfermedades de
las plantas en los agroecosistemas.
Los científicos que perciben el agroecosistema como el resultado de la coevolución
entre los procesos sociales y naturales, establecen que los procesos ecológicos mencionados
corren paralelamente y son interdependientes con un flujo socioeconómico,
tal como el desarrollo y/o adopción de sistemas y tecnologías agrícolas que son elresultado de las interacciones entre los agricultores con sus conocimientos y su entorno
biofísico y socioeconómico. El entendimiento de esta coevolución y el patrón
de flujo paralelo e interdependiente provee la base para el estudio y el diseño de
agroecosistemas sustentables.