16 - bases de la estrategia agroecológica
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Ecología Agrícola y Protección Ambiental
XI- Bases de la estrategia agroecológica.
Como se presentó en el capítulo anterior las bases de la estrategia agroecológica, las cuales
son comunes a todos los sistemas de producción agroecológica son:
Mantenimiento o aumento de la fertilidad del suelo.
Mantenimiento o aumento de la biodiversidad dentro del ecosistema agrícola y el medio
circundante
Ambas se desarrollan a continuación.
A- Fertilidad y calidad del suelo.
¿Qué es exactamente un suelo sano o de buena calidad? Es un suelo en el que se pueden
obtener cultivos, sanos y de alto rendimiento, con un mínimo de impactos negativos sobre el
medio ambiente. Los diversos factores que determinan la calidad del suelo son esencialmente
aquellas propiedades que ejercen mayor influencia en el crecimiento del cultivo. Las propiedades
que afectan la calidad del suelo son: la profundidad disponible para la exploración de raíces, el
pH, la salinidad, la capacidad de intercambio catiónico, el nitrógeno mineralizable, la presencia
de patógenos, la biomasa microbiana del suelo, etc.
La materia orgánica influye en la mayoría de las propiedades importantes que contribuyen a
la calidad del suelo. De esta forma, resulta decisivo comprender y acentuar la importancia clave
del manejo de los cultivos y los suelos para mantener e incrementar los contenidos de materia
orgánica, con el propósito de desarrollar suelos de buena calidad.
La naturaleza de la materia orgánica del suelo
Existen 3 diferentes tipos genéricos de materia orgánica presentes en el suelo: (a) los
organismos vivos, (b) la materia orgánica muerta activa (sin descomposición o levemente
descompuesta, lábil) y (c) los materiales descompuestos (humificados) relativamente estables.
Cada una de estas fracciones juega papeles importantes en el mantenimiento y mejoramiento de
la calidad del suelo.
1- Organismos del suelo
La materia orgánica viva del suelo se compone de un variado grupo de organismos. Estos
organismos incluyen virus, bacterias, hongos y protozoos, artrópodos de tamaño pequeño y
mediano, lombrices, etc. Por lo general, a medida que aumenta el tamaño de los organismos,
disminuye la densidad de la población. Por ejemplo, existen alrededor de 1.014 bacterias, 109
hongos, 107 nemátodos y 102 lombrices por m2 de suelo (Smil 1991).
Es cierto que en los suelos hay bacterias y hongos que causan enfermedades como también
insectos y nematodos parásitos. Sin embargo, la enorme cantidad de grupos de organismos del
suelo que se alimentan de los cultivos, de residuos orgánicos o de otros organismos del suelo no
causan problemas a las plantas. De hecho, su actividad interviene en el reciclado de los
nutrientes, mantenien baja las poblaciones de plagas, produce substancias que ayudan a la
formación de agregados del suelo y humus. Esto hace que una gran mayoría de estos
organismos sean importantes para la calidad del suelo.
Casi todos los organismos que viven bajo tierra, obtienen la energía para su subsistencia y
reproducción, de la energía solar almacenada previamente en los tejidos de las plantas verdes.
Los organismos presentes del suelo ocupan diferentes posiciones dentro de la cadena alimenticia.
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- Consumidores primarios son aquellos organismos del suelo que son los primeros en utilizar
a los cultivos y otros residuos como materiales energéticos. Muchos hongos son los primeros
colonizadores de los restos de las plantas y sirven para hacerlos más disponibles para ser usados
por otros organismos. También muchas bacterias son consumidores primarios, además de los
nemátodos, las larvas de las moscas, etc. También lo son algunas lombrices y la acción de sus
sistemas digestivos sirven para macerar y mezclar los residuos en sus aparatos digestivos, de tal
manera que sus desechos están disponibles para que otros organismos hagan uso de ellos. Si se
mide la fertilidad de estos deshechos, se observa que los rangos de calcio, potasio y nitrógeno
son mucho más altos que el suelo que los rodea. Las lombrices de tierra son también importantes
en el mejoramiento de la estructura del suelo.
- Consumidores secundarios son aquellos organismos que se alimentan de los consumidores
primarios. Los protozoos y los nemátodos son depredadores de bacterias y hongos. Las tasas de
consumo de bacterias por los nemátodos pueden ser extremadamente altas; (se han informado
consumos de 5.000 células por minuto) y se estima que alrededor del 50% de la producción
anual de hongos y bacterias son consumidos por los consumidores secundarios (Paul y Clark
1989). La presencia de poblaciones activas de depredadores de hongos y bacterias puede ayudar
a mantener poblaciones más diversas de estos organismos en el suelo (Habte y Alexander 1978).
Otros consumidores secundarios incluyen los tisanuros (callembola), ácaros y algunos
escarabajos.
- Consumidores terciarios incluyen escarabajos del suelo, pseudoescorpiones, ciempiés y
hormigas. Esta fauna se alimenta fundamentalmente de otros organismos del suelo. Debido a su
gran tamaño y a la capacidad de excavación, algunos centípedos y hormigas pueden ayudar a
mezclar y soltar el suelo (como lo hacen las termitas, un consumidor primario).
Las raíces de las plantas son también un aspecto importante en la vida dentro del suelo. Los
productos que se obtienen a partir de la fotosíntesis sobre el suelo se trasladan a las raíces para su
propio metabolismo. El mucílago gelatinoso que rodea las raíces jóvenes brinda un lugar ideal
para que los organismos del suelo y las partículas de arcilla se aproximen a las raíces. Además
del mucílago, que se desprende de las células de las raíces y la gran cantidad de compuestos
exudados por estas últimas, hacen que la zona de la rizósfera sea particularmente rica en
organismos del suelo. Generalmente, la rizósfera contiene de 10 a 50 veces la cantidad de
organismos, que se han descubierto en el suelo a cierta distancia de las raíces (Paul y Clark
1989).
Diversidad biológica de los organismos del suelo
El primer objetivo de un buen manejo del cultivo y del suelo, debería ser crear las condiciones
para una comunidad altamente diversa de organismos del suelo. La diversidad biológica del
suelo, es parte importante de la salud y estabilidad del agroecosistema. Una amplia mezcla de
organismos crea un sistema en el cual la competencia por las fuentes alimenticias, nichos y
dinámicas depredador-presa, ayudan a limitar las poblaciones de bacterias y hongos que causan
enfermedades, nemátodos parásitos de las plantas y problemas insectiles. Algunos de estos
organismos problema pueden estar presentes en suelos con alta diversidad biológica, pero es
muy probable que las poblaciones de las distintas plagas sean relativamente escasas como para
provocar efectos significativos en los cultivos. Las poblaciones microbianas están influenciadas
por el manejo de los cultivos y los residuos. En general, la diversidad de organismos disminuye y
la cantidad de biomasa microbiana también se reduce por el cambio de los ecosistemas naturales
a los agroecosistemas. Por ejemplo, después de 58 años de cultivos en el noroeste de EE.UU., el
carbono microbial representó un 2,8% y 2,2% del carbono total del suelo bajo cultivos anuales y
trigo-barbecho, comparado con un 4,3% bajo pastura (Collins et al.1992). En Perú, hubo una
disminución dramática de la diversidad biológica de la macroflora del suelo en los suelos
cultivados intensivamente o en suelos de los bosques secundarios comparados con suelos de
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bosques primarios, ya que aproximadamente de un 35% a un 50% de las unidades taxonómicas
se perdieron (Lavelle y Pahanasi 1989). La disminución en las unidades taxonómicas y en las
densidades de población no fueron tan severas en los sistemas tradicionales de bajos insumos,
como en las prácticas intensivas de altos insumos.
El manejo del suelo y de los cultivos puede afectar la dinámica poblacional de los organismos
del suelo. Rotaciones complejas con varios cultivos diferentes, grandes cantidades de residuos de
distintos tipos de cultivos y abonos, cultivos de cobertura y reducción de labranza, son prácticas
que ayudan a aumentar una población biológicamente diversa de organismos del suelo.
La utilización de mulch o simplemente dejar los residuos sobre la superficie del suelo fomenta
las poblaciones de lombrices que se alimentan en la superficie. Los residuos superficiales tienden
a acentuar la importancia de los hongos en el proceso de descomposición. Estos residuos son
también un buen hábitat para las arañas, las que se alimentan de insectos y pueden ayudar a
reducir las poblaciones de plagas insectiles.
2- Materia orgánica activa
La fracción activa del material muerto consiste en residuos frescos, así como también de
residuos levemente descompuestos. Estos residuos se presentan en el suelo como raíces y otros
materiales que se incorporan al suelo y están disponibles para que los organismos del suelo los
descompongan con relativa facilidad. Los residuos frescos son la parte más activa de la materia
orgánica, con alrededor de un 60% a 80% de descomposición durante el primer año.
Materia orgánica descompuesta completamente
La fracción de materia orgánica del suelo descompuesta completamente y relativamente
estable, componen el humus. El humus está fuertemente ligado con las fracciones de arcilla y
limo y permanece en el suelo por largos períodos de tiempo, con una presencia media del orden
de los cientos o miles de años. El humus del suelo se descompone de manera bastante lenta, con
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una descomposición de alrededor del 2% al 5% anual. El humus contiene la mayor parte de la
capacidad de intercambio catiónico de la materia orgánica
La función de la materia orgánica en la calidad del suelo
Aunque la materia orgánica es sólo un pequeño porcentaje del peso de la mayoría de los
suelos (generalmente de 1% al 6%), la cantidad y el tipo de materia orgánica influyen en casi
todas las propiedades que contribuyen a la calidad del suelo. La cantidad y calidad de la materia
orgánica puede cambiar las propiedades del suelo, la estructura y disponibilidad de los nutrientes
mejora y existe más diversidad biológica en suelos con un buen manejo de la materia orgánica.
Los diversos efectos de la materia orgánica pueden agruparse bajo las influencias ejercidas en las
propiedades físicas, químicas, nutricionales y biológicas del suelo.
Efectos físicos
Los polisacáridos producidos durante la descomposición de residuos orgánicos más la hifa
fúngica estimulan el desarrollo de los agregados estables del suelo. Un suelo que tiene gran
cantidad de materia orgánica tendrá una mejor agregación y tenderá a ser menos denso,
permitiendo un mejor desarrollo y penetración de las raíces. Además, tendrá tasas superiores de
infiltración debido a una estructura superficial más estable, siendo capaz de resistir la fuerza
dispersiva del impacto de las gotas de lluvia.
Las actividades de organismos más grandes que viven en el suelo, tales como lombrices y
hormigas, también contribuyen a mejorar la infiltración de agua.
Suelos arenosos, si tienen niveles altos de materia orgánica, presentan una mayor cantidad de
poros pequeños para almacenar el agua disponible para las plantas y son menos propensos a la
sequía. Por otro lado, los suelos arcillosos tienen un mejor drenaje interno, cuando existen
grandes cantidades de materia orgánica.
Efectos nutricionales y químicos
La materia orgánica es una fuente completa y equilibrada de nutrientes. Los organismos la
descomponen y transforman las formas orgánicas de los elementos en formas inorgánicas que
sirven a las plantas. Además, por ser la principal fuente de capacidad de intercambio catiónico
(CIC), la materia orgánica permite «almacenar» los nutrientes disponibles y los protege de la
lixiviación que produce el agua. Las moléculas orgánicas intervienen en quelar un gran número
de micronutrientes, tales como el Zinc (Zn) y el Hierro (Fe) y se evita que sean convertidos en
formas menos disponibles para las plantas. En muchos suelos la materia orgánica, debido a su
naturaleza ácida débil, tiene un efecto de amortiguación frente a cambios en el pH (Magdoff y
Bartlett 1985).
Esto también puede ayudar a proteger las plantas de los efectos nocivos de sustancias
químicas, como por ejemplo la toxicidad por aluminio (Hargrove y Thomas 1981).
Otros efectos biológicos
Un suelo con alto contenido de materia orgánica, originada en distintas fuentes y en el que se
han practicado rotaciones tenderá a tener una comunidad más diversa de organismos. En general,
la biomasa total de los organismos del suelo también será mayor en un suelo rico en materia
orgánica. Cada tipo de organismo del suelo tiene una función distinta en la degradación de la
materia orgánica.
Debido a los efectos físicos, nutricionales y químicos discutidos anteriormente, las plantas
que crecen en suelos ricos en materia orgánica tenderán a ser más sanas y menos susceptibles al
daño de las plagas que aquellas que crecen en suelos más pobres. Además, la presencia de
diversas poblaciones de organismos en el suelo permite asegurar un ambiente de plagas menos
hostil para las plantas de cultivo, debido a las interacciones entre las distintas poblaciones
(competencia, predación, parasitismo).
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Manejo del suelo y cultivo para mejorar la calidad del suelo
La mejor manera para desarrollar un suelo de alta calidad es manejar el suelo y cultivos, de tal
forma de tender al mantenimiento de altos niveles de materia orgánica (Magdoff 1993). Se
dispone de numerosas estrategias para lograr este objetivo. La cantidad de materia orgánica en
un suelo en particular es el reflejo de variadas intervenciones en el tiempo, ya sean de origen
natural y/o humano.
Queda claro que hay dos caminos principales para estructurar y mantener cantidades
aceptables de materia orgánica en los suelos: (1) aumentar la tasa de incorporación de materia
orgánica a los suelos, y (2) disminuir la tasa de pérdida de materia orgánica.
Mejor utilización de los cultivos y otros residuos orgánicos
La utilización de los residuos, como mulch en superficie o para su incorporación al suelo,
mejorará las adiciones de materia orgánica a los suelos y disminuirá la cantidad perdida por la
erosión. También el compost a partir de los desechos domésticos y residuos de cultivos, como
también la de otros residuos orgánicos disponibles localmente, pueden proporcionar un aporte
importante de materia orgánica
Uso de cultivos de cobertura o abonos verdes
Son cultivos de cobertura las leguminosas, los cereales o las mezclas que se plantan
específicamente para proteger el suelo contra la erosión; mejorar su estructura; aumentar su
fertilidad y controlar plagas, que incluyen malezas, insectos y agentes patógenos.
Los posibles beneficios del cultivo de cobertura en huertos y viñedos incluyen
(Finch y Sharp 1976, Haynes 1980):
1. Mejoramiento de la estructura del suelo y de la infiltración del agua mediante la adición de
materia orgánica y las raíces aumentando además, la aireación del suelo y el porcentaje de
agregados estables. La necesidad de labranza y el movimiento de maquinarias disminuyen,
reduciendo, por lo tanto, la compactación del suelo y el pie de arado. La cubierta vegetal soporta
mejor la maquinaria durante los períodos húmedos. El cultivo de cobertura intercepta las gotas
de lluvia, reduciendo su fuerza y evitando la formación de costras en el suelo.
2. Prevención de la erosión del suelo al distribuir y disminuir el movimiento del agua en la
superficie, reduciendo el escurrimiento y manteniendo la tierra en su lugar mediante los sistemas
radiculares.
3. Aumenta la fertilidad del suelo al incorporar material orgánico de fácil descomposición y al
hacer más aprovechables los nutrientes del suelo mediante la fijación de nitrógeno.
4. Control del polvo al mantener la tierra en su lugar a través de los sistemas radiculares.
5. Ayuda en el control de plagas insectiles al refugiar a insectos depredadores y parásitos
benéficos.
6. Modificación del microclima y la temperatura, al reducir la refracción de los rayos del sol y
el calor, aumentando la humedad en el verano.
7. Reduce la competencia entre el cultivo principal y las malezas dañinas.
8. Reduce la temperatura del suelo estructura del suelo.
Una buena planta para cultivo de cobertura mantiene o mejora las condiciones del suelo al
mismo tiempo que satisface las necesidades de manejo, y requerimientos de suelo de un huerto o
viñedo en particular. La gran variedad de sistemas de manejo en huertos y viñedos crea demanda
por diversos cultivos de cobertura. Las gramíneas tienen sistemas de raíces fibrosas, lo que
resulta particularmente útil para formar la estructura del suelo, brindar control contra la erosión y
mejorar la penetración del agua. Las leguminosas no resultan tan eficaces como los pastos para
mejorar la penetración del agua, pero sí contribuyen con la fijación de nitrógeno y sus residuos
se descomponen con mayor rapidez. Las plantas útiles como los cultivos de cobertura, pueden
clasificarse como leguminosas y gramíneas de crecimiento invernal con siembras anuales,
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leguminosas y gramíneas anuales de verano, leguminosas, gramíneas perennes y otras plantas de
cultivo de cobertura.
Cultivo intercalado de franjas con cobertura de suelo
En los cultivos en franjas, éstos crecen simultáneamente en diferentes franjas, tan anchas
como para permitir una labranza independiente, pero lo suficientemente angostas como para que
2 o más cultivos diferentes interactúen agronómicamente. Los componentes pueden ser una
combinación de cultivos por hileras, o una mezcla de cultivos por hileras y leguminosas, o
gramíneas. Desde el punto de vista del nitrógeno del suelo, resulta más conveniente utilizar una
cubierta de leguminosas. En predios con laderas y declives, estos sistemas reducen la erosión
considerablemente, al reducir el flujo de las corrientes que bajan por las laderas.
Integración de animales a los sistemas de cultivo
Cuando los animales forman parte del sistema de cultivo, se generan numerosas ventajas para
mantener la calidad del suelo mediante el manejo de materia orgánica. Una razón es que habrá
abono animal disponible para aplicarlo a los suelos. Otra razón es que habrá una rentabilidad
económica proveniente de la incorporación de cultivos de forraje, como alfalfa o combinaciones
de leguminosa-gramínea, a la rotación. Los animales también pueden, al pastar, consumir los
residuos de los cultivos.
Rotaciones
La rotación de cultivos es un sistema en el cual éstos se siembran en una sucesión reiterativa y
en una secuencia determinada sobre un mismo terreno (Page 1972).
Experimentos indican que este sistema influye en la producción de las plantas, afectando la
fertilidad, la erosión, la microbiología y las propiedades físicas del suelo, además a la
sobrevivencia de agentes patógenos y, por último, al predominio de nemátodos, insectos, ácaros,
malezas, lombrices de tierra y fitotoxinas (Summer 1982). Las rotaciones son el medio primario
para mantener la fertilidad del suelo y lograr el control de malezas, plagas y enfermedades en los
sistemas agrícolas orgánicos.
Aun cuando muchas rotaciones se pueden aceptar, estas deben llevarse a cabo conforme a la
siguiente pauta (Millington et al. 1990):
• Incluir un cultivo de leguminosas.
• Separar cultivos con plagas similares y susceptibilidad a las enfermedades.
• Rotar cultivos susceptibles a las malezas con cultivos que las detengan.
• Usar cultivos de abonos verdes y cobertura invernal del suelo.
• Aumentar el contenido de materia orgánica del suelo.
Los sistemas de cultivo que pueden mantenerse dependiendo de los recursos internos y
renovables, se basan en un conocimiento más profundo del ambiente biológico y natural y en
complejas interacciones entre los componentes de una secuencia de cultivo. Una estructuración
biológica eficaz depende de estas interacciones e interdependencias entre los cultivos y otros
factores bióticos. Muchas de las interacciones ocurren entre los cultivos presentes de un predio,
al mismo tiempo, se solapan o son secuenciales. Estas interacciones complejas se pueden
denominar como la «secuencia biológica progresiva» en un predio, suma total de los cambios
lineales y cíclicos que ocurren en un ambiente agrícola como resultado de las actividades de
cultivo y las modificaciones del suelo que se producen por los cultivos y su manejo (Francis y
Clegg 1990).
Las rotaciones orgánicas están diseñadas con el fin de evitar los factores que predisponen a un
aumento en los niveles de daño de plagas y enfermedades. Se evitan los cultivos sucesivos de las
mismas especies y no se siembran muy próximos los unos de los otros para evitar los problemas
comunes de plagas y enfermedades. Mientras mayores sean las diferencias botánicas entre los
cultivos en una secuencia de rotación, se puede esperar un mejor control cultural de plagas. La
rotación de cultivos anuales de verano con anuales de invierno, cultivos perennes con anuales,
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leguminosas con cereales, cultivos de temporada larga con cultivos de temporada corta son
algunos ejemplos (Millington et al. 1990).
Las poblaciones de malezas son especialmente sensibles a los cambios en las especies de
cultivo y a los herbicidas usados de una temporada a otra. Como ya se mencionó, la rotación de
cultivos de verano con cultivos de invierno es beneficiosa, pues brinda la oportunidad de
controlar tanto las malezas de verano como las de invierno. La rotación de una especie perenne
con una anual también proporciona cierto control cultural de malezas no adaptadas a ninguno de
los dos sistemas (Francis y Clegg 1990).
La secuencia de cultivos dentro de una rotación, puede ser esencial dado que algunos cultivos
producen más o menos dependiendo del cultivo que les siguen. El rendimiento de casi cualquier
cultivo después del sorgo, será menor que después del maíz, la soja o el trigo. Se ha señalado que
el efecto del sorgo en los cultivos subsiguientes, se debe al alto contenido de carbohidratos en las
raíces de éste. La descomposición de las raíces estimula el crecimiento microbial en el suelo y se
inmoviliza el nitrógeno y otros nutrientes en la microflora del suelo. En otros casos, el efecto de
un cultivo con el que le sigue, puede relacionarse con las sustancias químicas dejadas en el suelo
o producidas por la descomposición de los residuos del cultivo. Por ejemplo, los rastrojos del
trigo inhiben el crecimiento de los posibles cultivos siguientes. Se cree que ciertos microbios del
suelo producen sustancias aleloquímicas durante la descomposición de residuos.
La investigación ha señalado que las secuencias que incluyeron una leguminosa como abono
verde, incrementaron el rendimiento de cultivos subsiguientes. La contribución más importante
de los cultivos de coberturas con leguminosas de invierno, en especial en suelos arenosos, fue el
incremento de nitrógeno (Doll y Link 1957). Los próximos cultivos pueden obtener el nitrógeno
acumulado mediante la descomposición microbial de la materia vegetal.
En la agricultura moderna la necesidad de rotaciones de cultivo, desde el punto de vista de la
fertilidad del suelo, ha disminuido debido a la disponibilidad de fertilizantes inorgánicos. El gran
incremento del abastecimiento de nitrógeno químico en EE.UU., durante los años 50, dio énfasis
al cultivo continuo. A medida que los precios de la energía y del fertilizante nitrogenado sigan
subiendo, las rotaciones pueden, de nuevo, convertirse en rentables asegurando un ahorro
importante de energía.
Heichel (1978) señaló que las rotaciones de cultivos basadas en maíz, que incorporan
leguminosas de forraje y granos, reducen la demanda de energía. Comparado con el cultivo
continuo, el flujo de energía fósil en las rotaciones, se reduce hasta en un 45%. Obviamente que
la secuencia especial de cultivos utilizada en una rotación, variará con el clima, la tradición, la
economía y otros factores. Se debería esperar, sin embargo, que las rotaciones de cultivos
amplíen la base económica de la empresa agrícola, distribuyan las demandas de mano de obra en
forma más equitativa durante el año y permitan la producción de cultivos de alta utilidad,
aumentando, de este modo, las oportunidades de ingresos (Briggs y Courtney 1985). Cada
predio, en particular, tiene rotaciones específicas, por lo que no tiene gran sentido el realizar
generalizaciones.
Rotaciones con cultivos de cobertura basados en leguminosas
Las leguminosas en rotaciones o como abono verde son de gran utilidad para controlar la
erosión del suelo y mantener su materia orgánica. Las leguminosas bien inoculadas entregan
nitrógeno en abundancia para el siguiente cultivo de gramíneas. Por ejemplo, un primer año de
alfalfa, que produzca de 7 a 11 toneladas por hectárea, cubrirá especialmente las necesidades de
nitrógeno del siguiente cultivo de maíz con una producción igual o mayor que la del maíz
fertilizando continuamente con 150 a 200 kg. de nitrógeno por hectárea. Una prueba de fertilidad
de nitrógeno con maíz, realizada durante 1979/80 en el Rodale Research Center no mostró
respuesta significativa frente a la adición de nitrógeno fertilizado en predios que se manejaron
orgánicamente, y que se rotaron con cultivos de cobertura de leguminosas durante más de 5 años.
Las mezclas leguminosas/gramíneas en donde predominan las leguminosas, resultan tan eficaces
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para fijar nitrógeno como los cultivos de alfalfa puros que produce la misma cantidad de forraje.
(Palada et al. 1983).
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. La mayoría de
los investigadores consideran que la labranza de conservación 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 conservación. 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.
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).
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 microbiana.
B- Biodiversidad
Una de las razones más importantes para mantener o incrementar la biodiversidad natural es
el hecho de que ésta proporciona una gran variedad de servicios ecológicos (Altieri, 1991). En
ecosistemas naturales, la cubierta vegetativa de un bosque o pradera previene la erosión del
suelo, regula el ciclo del agua controlando inundaciones, reforzando la infiltración y reduciendo
el escurrimiento del agua. En sistemas agrícolas, la biodiversidad cumple funciones que van más
allá de la producción de alimentos, fibra, combustible e ingresos. Algunas de éstas incluyen el
reciclaje de nutrientes, el control del microclima local, la regulación de procesos hidrológicos
locales, la regulación de la abundancia de organismos indeseables y la detoxificación de residuos
químicos nocivos. Estos procesos de renovación y servicios del ecosistema son principalmente
biológicos; por consiguiente su persistencia depende del mantenimiento de la diversidad
biológica. Cuando estos servicios naturales se pierden por la simplificación biológica, los costos
económicos y medioambientales pueden ser significativos. En la agricultura, los costos
económicos incluyen asignar costosos insumos externos a los cultivos, ya que los
agroecosistemas que han sido privados de sus componentes funcionales básicos no tienen la
capacidad para proporcionar la fertilidad propia del suelo y de regular las plagas.
En ninguna otra parte son más evidentes las consecuencias de la reducción de la
biodiversidad que en el manejo de plagas agrícolas. La inestabilidad de los agroecosistemas se
pone de manifiesto a través del empeoramiento de los problemas de insectos plaga, ligados a la
expansión de monocultivos a expensas de la vegetación natural, disminuyendo 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 humanos, quedan inevitablemente
sujetas a daños por plagas y generalmente, mientras más intensamente se modifican tales
comunidades más abundante y serio es el problema de plagas. En la literatura agrícola, están bien
documentados los efectos de la reducción de la diversidad de plantas en las erupciones de plagas
de herbívoros y patógenos (Andow, 1991; Altieri, 1994). Tales reducciones drásticas en la
biodiversidad de plantas y los efectos epidémicos resultantes pueden afectar adversamente la
función del ecosistema con consecuencias graves sobre la productividad y sustentabilidad
agrícola.
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En los agroecosistemas modernos, la evidencia experimental sugiere que la biodiversidad
puede usarse para el manejo óptimo de plagas (Altieri y Letourneau,1994; Andow, 1991). Varios
estudios han demostrado que es posible estabilizarlas comunidades de insectos en
agroecosistemas, diseñando arquitecturas vegetacionales que sostienen poblaciones de enemigos
naturales o que tienen un efecto disuasivo directo sobre los herbívoros (Perrin, 1980; Risch et al.,
1983).
Este capítulo analiza las varias opciones de diseños del agroecosistema, que basados en la
teoría agroecológica actual, conllevan el uso óptimo de la biodiversidad funcional para el control
biológico de plagas en campos de cultivo. En el gráfico de la página siguiente pueden
observarse diferentes opciones de diseño de agroecosistemas.
La naturaleza y función de la biodiversidad
La biodiversidad se refiere a todas las especies de plantas, animales y microrganismos que
existen e interactúan recíprocamente dentro de un ecosistema.
En todos los agroecosistemas, los polinizadores, los enemigos naturales, las lombrices de
tierra y los microrganismos del suelo, son componentes claves de la biodiversidad y juegan
papeles ecológicos importantes, al mediar procesos como introgresión genética, control natural,
ciclaje de nutrientes, descomposición, etc. El tipo y la abundancia de biodiversidad se define de
acuerdo con el agroecosistema, según su edad, diversidad, estructura y manejo.
En general, el nivel de biodiversidad de insectos en los agroecosistemas (Southwood y Way,
1970) depende de cuatro características principales:
1. La diversidad de vegetación dentro y alrededor del agroecosistema.
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2. La durabilidad del cultivo dentro del agroecosistema.
3. La intensidad del manejo.
4. El aislamiento del agroecosistema de la vegetación natural.
En general, un agroecosistema que es más diverso, más permanente, y que se maneja con
pocos insumos tiene la ventaja de poseer procesos ecológicos asociados a la amplia
biodiversidad del sistema. Esto no sucede en sistemas simplificados de alto insumo
(monocultivos modernos).
Todos los agroecosistemas son dinámicos y están sujetos a diferentes tipos de manejo, de
manera que los arreglos de cultivos en el tiempo y en el espacio están cambiando continuamente
de acuerdo con factores biológicos, socioeconómicos y ambientales. Tales variaciones en el
paisaje determinan el grado de heterogeneidad característica de cada región agrícola, la que a su
vez condiciona el tipo de biodiversidad presente y la cual puede o no beneficiar la protección de
cultivos en agroecosistemas particulares. Uno de los mayores desafíos para los agroecólogos es
identificar ensamblajes de biodiversidad, ya sea a nivel del campo o paisaje, que rendirán
resultados favorables tales como la regulación de plagas. Este desafío solamente se podrá
enfrentar analizando las relaciones entre la diversificación de la vegetación y la dinámica
poblacional de herbívoros y sus enemigos naturales asociados en vista de la entomofauna
presente en agroecosistemas particulares.
De acuerdo a Vandermeer y Perfecto (l995) se pueden reconocer dos tipos de componentes de
la biodiversidad. El primer componente, biodiversidad planificada, es la biodiversidad asociada
con los cultivos y animales incluidos en el agroecosistema por el agricultor, la cual variará de
acuerdo al manejo y los arreglos de cultivos. El segundo componente, la biodiversidad asociada,
incluye la flora y fauna del suelo, los herbívoros, descomponedores y depredadores, que
colonizan al agroecosistema desde los ambientes circundantes y que permanecerán en el
agroecosistema dependiendo del tipo de manejo adoptado. La relación entre los dos componentes
de biodiversidad: la biodiversidad planificada tiene una función directa dentro del
agroecosistema. La biodiversidad asociada también tiene una función, pero está mediada por la
biodiversidad planificada y exhibe una función indirecta.
Por ejemplo, en un sistema agroforestal, los árboles crean sombra, lo que hace posible que
sólo crezcan cultivos tolerantes a la sombra. Por lo tanto, la función directa de los árboles es
crear sombra. Pero asociadas a los árboles existen pequeñas avispas que buscan el néctar en las
flores de los árboles. Estas avispas son parasitoides naturales de plagas que normalmente atacan
a los cultivos. Las avispas son parte de la biodiversidad asociada. Así los árboles crean sombra
(función directa) y atraen avispas (función indirecta) (Vandermeer y Perfecto, l995).
Es clave identificar el tipo de biodiversidad que es deseable de mantener o incrementar de
manera que se puedan llevar a cabo las funciones (o servicios) ecológicos. Es decir, determinar
cuáles son las mejores prácticas de manejo para incrementar la biodiversidad deseada. Existen
muchas prácticas agrícolas que tienen el potencial de incrementar la biodiversidad funcional y
otras de inhibirla o reducirla. Lo importante es utilizar las prácticas que incrementen la
biodiversidad y que ésta a su vez tenga la capacidad de subsidiar la sustentabilidad del
agroecosistema al proveer servicios ecológicos como el control biológico, el reciclaje de
nutrientes, la conservación de suelo y agua, etc.
Patrones de diversidad de insectos en agroecosistemas
La diversidad de artrópodos ha sido correlacionada con la diversidad vegetal en
agroecosistemas. En general, una mayor diversidad de plantas conllevan a una mayor diversidad
de herbívoros y esto a su vez determina una mayor diversidad de depredadores y parásitos. Una
biodiversidad total mayor puede entonces asegurar la optimización de los procesos y el
funcionamiento de los agroecosistemas (Altieri l984),
Se ofrecen varias hipótesis (Altieri y Letourneau, l982) para apoyar la idea de que los
sistemas diversificados estimulan una mayor biodiversidad de artrópodos:
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1. La hipótesis de la heterogeneidad de hábitat. Los sistemas de cultivos complejos albergan
más especies que los hábitat agrícolas simplificados. Los sistemas con asociaciones heterogéneas
de plantas poseen más biomasa, recursos alimenticios y persistencia temporal; por lo tanto
poseen más especies de insectos asociadas que los sistemas de monocultivo. Aparentemente, la
diversidad de especies y la diversidad estructural de plantas son importantes para determinar la
diversidad de insectos.
2. Hipótesis de la depredación. La abundancia incrementada de depredadores y parasitoides
en asociaciones diversas de plantas reduce la densidad de presas/hospederos (Root, l973), por lo
que la competencia entre herbívoros se reduce, lo que a su vez permite la adición de nuevas
especies de herbívoros que soportan a más especies de enemigos naturales.
3. Hipótesis de la productividad. En general los policultivos son más productivos que los
monocultivos (Francis, l986 y Vandermeer, l989). Esta productividad incrementada resulta en
una mayor biodiversidad de insectos, dada la abundancia de recursos alimenticios.
4. Hipótesis de la estabilidad. Esta hipótesis asume que la productividad en policultivos es
más estable y predecible que en monocultivos. Esta mayor productividad, aunada a la
heterogeneidad de agroecosistemas complejos, permite a los insectos dividir el ambiente
temporal y espacialmente, de modo que coexisten más especies de insectos. Se necesita
investigar más para poder clarificar si la diversidad de insectos es paralela a la diversidad de
plantas y la productividad de agroecosistemas complejos, o si solamente refleja la
heterogeneidad espacial que nace de mezclar plantas de diferentes estructuras.
Existen varios factores ambientales que influyen en la diversidad, abundancia y actividad de
parasitoides y depredadores en los agroecosistemas: condiciones microclimáticas, disponibilidad
de alimentos (agua, polen, presas, etc.), recursos del hábitat (sitios de reproducción, refugio,
etc.), competencia interespecífica y presencia de otros organismos (hipreparásitos, depredadores,
humanos).
Los efectos de cada uno de estos factores variará de acuerdo al arreglo espacio-temporal de
cultivos y a la intensidad de manejo; ya que estos atributos afectan la heterogeneidad ambiental
de los agroecosistemas (van den Bosch y Telford, l964).
A pesar de que los enemigos naturales varían ampliamente en su respuesta a la distribución,
densidad y dispersión de cultivos, la evidencia señala que los atributos estructurales del
agroecosistema (diversidad vegetal, niveles de insumos, etc.) influyen marcadamente en la
dinámica y diversidad de depredadores y parasitoides. La mayoría de estos atributos se
relacionan con la biodiversidad y están sujetos al manejo (p. ej. asociaciones y rotaciones de
cultivos, diversidad de malezas, diversidad genética, etc.).
Basándose en la información disponible, la biodiversidad de enemigos naturales y su
efectividad se puede incrementar en los agreocosistemas de las siguientes maneras (Rabb y otros
l976, Altieri y Whitcomb, l979):
a) mediante introducciones múltiples de enemigos naturales a través de enfoques
aumentativos de control biológico;
b) reduciendo la mortalidad de los enemigos naturales al eliminar plaguicidas;
c) proporcionando recursos alimenticios como polen, néctar, presas/hospederos;
d) incrementando la diversidad vegetal dentro y alrededor del cultivo;
e) manipulando los atributos arquitectónicos, genéticos y químicos de las plantas;
f) usando semio-químicos (químicos del comportamiento tales como kairomonas) que
estimulan la capacidad de búsqueda y la retención en el campo de los enemigos naturales.
Diversidad vegetal y estabilidad de poblaciones de insectos en agroecosistemas
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Desde l970 la literatura provee cientos de ejemplos de experimentos donde se documenta que
la diversificación de cultivos conlleva a la reducción de poblaciones de herbívoros plaga (Andow
l99l, Altieri, l994). La mayoría de los experimentos donde se mezcla el cultivo principal con
otras plantas no hospederas, poseen menores poblaciones de herbívoros especializados que los
monocultivos (Root, l973, Cormartie, l98l, Risch y otros, l983). En monocultivos los herbívoros
exhiben una mayor colonización, mayor reproducción, mayor tiempo de permanencia en el
cultivo, menor disrupción en encontrar el cultivo y menor mortalidad debida a enemigos
naturales.
Hay varios factores que permiten a los policultivos limitar el ataque de plagas. El cultivo
puede estar protegido de las plagas por la presencia física de otro cultivo más alto que estaría
actuando como barrera o camuflaje. La asociación de repollo con tomate reduce las poblaciones
de polilla del repollo, mientras que las mezclas de maíz, poroto y calabaza tienen el mismo
efecto sobre crisomélidos. El olor de algunas plantas también puede afectar la capacidad de
búsqueda de ciertas plagas. Los bordes de gramíneas repelen a cicadélidos del poroto y los
estímulos químicos de la cebolla no permiten a ciertas especies de moscas encontrar las
zanahorias (Altieri, l994).
También hay cultivos que dentro de una combinación pueden actuar como cultivo trampa.
Franjas de alfalfa en algodón atraen a la chinche Lygus; aunque hay una pérdida de alfalfa, esto
representa menor costo que lo que costaría el control de Lygus en algodón si no hubiera alfalfa.
Igualmente, cultivos de repollo y brocoli sufren menos daño por áfidos y crisomélidos cuando se
intercalan con crucíferas silvestres que actúan como atrayentes de estas plagas.
Hay dos hipótesis que explican la menor abundancia de herbívoros en policultivos: la de la
concentración de recursos y la de los enemigos naturales. Ambas sugieren mecanismos claves de
regulación en policultivos (Root, l973).
Las hipótesis explican que pueden haber diferentes mecanismos actuando en agroecosistemas
distintos y tienden a sugerir los tipos de ensamblajes vegetacionales que poseen efectos
reguladores y los que no, y bajo que circunstancias agroecológicas y que tipo de manejo. De
acuerdo a estas hipótesis, una menor densidad de herbívoros puede ser el resultado de una mayor
depredación y parasitismo, o alternativamente el resultado de una menor colonización y
reproducción de plagas, ya sea por repelencia química, camuflaje o inhibición de alimentación
por parte de plantas no hospederas, prevención de inmigración u otros factores (Andow, l99l).
Un experimento reciente, donde se controló la diversidad vegetal en sistemas de praderas, se
encontró que la productividad del ecosistema aumentó y que los nutrientes se utilizaron
eficientemente debido a un menor lavado de éstos, en la medida en que se incrementaba el
número de especies de plantas en la pradera (Tilman y otros, l996). Este mismo patrón se
presenta en agroecosistemas donde la regulación de insectos plaga se acrecienta con el aumento
de especies de plantas. La evidencia demuestra que en la medida que se incrementa la diversidad
vegetal, la reducción de plagas alcanza un nivel óptimo resultando en rendimientos más estables.
Aparentemente, mientras más diverso es el agroecosistema y mientras menos alterada haya sido
la diversidad, los nexos tróficos aumentan y se desarrollan promoviendo la estabilidad de las
poblaciones de insectos. Sin embargo, es claro que esta estabilidad depende no sólo de la
diversidad trófica, sino más bien de la respuesta dependiente de la densidad que tengan los
niveles tróficos más altos (Southwood y Way, 1970).
En otras palabras, la estabilidad depende de la precisión de la respuesta de cada nivel trófico
al incremento poblacional en un nivel inferior. Por lo tanto, se trata de una diversidad selectiva y
no de una colección de especies al azar, lo que resulta clave para alcanzar la regulación biótica
(Dempster y Coaker, l974).
Los monocultivos son ambientes difíciles para inducir una operación eficiente de enemigos
naturales debido a que éstos carecen de recursos adecuados para el desempeño óptimo de
depredadores y parásitos y porque en general se usan prácticas que afectan negativamente al
control biológico. Los policutlivos, sin embargo, poseen condiciones intrínsecas (diversidad de
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alimentos y refugios y generalmente no son asperjados con plaguicidas) que favorecen a los
enemigos naturales y se les manipula menos. En estos sistemas, la elección de una planta alta o
baja, una en floración, una de maduración prematura o una leguminosa puede magnificar o
disminuir los efectos de la mezclas de cultivos sobre las plagas (Vandermeeer, l989). Así,
reemplazando o adicionando una diversidad correcta de plantas, es posible ejercer cambios en la
diversidad del hábitat que a su vez mejore la abundancia y efectividad de enemigos naturales.
Estructura del paisaje agrícola y biodiversidad de insectos
Una tendencia desafortunada que acompaña a la expansión de los monocultivos es que ésta
ocurre a expensas de la vegetación natural circundante que sirve para mantener la biodiversidad
a nivel del paisaje. Una consecuencia de esta tendencia es que la cantidad total de hábitat
disponible para insectos benéficos está descendiendo a tasas alarmantes. Las implicaciones de la
pérdida de hábitat para el control biológico de plagas pueden ser serias dada la evidencia que
demuestra un incremento de plagas en los paisajes agrícolas homogéneos (Altieri y Letourneau,
l982). Datos recientes demuestran que hay incremento de enemigos naturales y control biológico
más efectivo en áreas donde permanece la vegetación natural en los bordes de los campos
(Altieri, l994). Estos hábitats son importantes como sitios de refugio y proveen recursos
alimenticios para enemigos naturales en épocas de escasez de plagas en el campo (Landis, l994).
Las cortinas rompeviento, bordes, linderos y otras estructuras del paisaje han recibido mucha
atención en Europa en relación a sus efectos sobre la distribución y abundancia de artrópodos en
campos adyacentes (Fry, l995). Hay una amplia aceptación sobre la importancia de la vegetación
en las márgenes, como reservorios de enemigos naturales de plagas (van Emden, l965). Muchos
estudios han demostrado movimientos de artrópodos benéficos desde los márgenes al campo, y
se ha observado un mayor control biológico en las hileras de cultivos cerca de las márgenes que
en el centro de los campos (Altieri, l994).
En muchos casos, las malezas y otro tipo de vegetación alrededor de los campos albergan
presas/hospederos para los enemigos naturales, proporcionando así recursos estacionales y
cubriendo las brechas en los ciclos de vida de los insectos entomófagos y de las plagas (Altieri y
Whitcomb, l979). Un ejemplo clásico es el de la avispita parasitoide de huevos Anagrus epos,
cuya eficacia en regular las poblaciones del cicadelido de la vid, Erythroneura elegantula, se
incrementa de manera importante en viñedos rodeados por mora silvestre (Rubís sp.). Esta planta
alberga poblaciones de un cicadélido alternativo (Dikrella cruentata), que en el invierno se
reproduce en sus hojas (Doutt y Nakata, l973).
Estudios recientes muestran que los huertos de ciruelo adyacentes a viñedos proveen de
refugio invernal a Anagrus y por lo tanto, estos viñedos cercanos se benefician por el parasitismo
temprano que ejerce la avispita que encuentra alimento y refugio en los ciruelos circundantes.
Diversas investigaciones en el norte de California han demostrado que existe un movimiento
considerable de insectos entomófagos desde los bosques riparios hacia los huertos de manzanos
adyacentes, siendo los huertos orgánicos los que muestran mayor colonización que los huertos
asperjados con insecticidas (Altieri y Schmidt, l986). Varias especies de depredadores y
parásitos colectados en los márgenes del bosque fueron capturados en la interfase huerto-bosque
y más tarde colectados dentro de los bosques, sugiriendo que la organización de la fauna
benéfica de los huertos está condicionada por el tipo de vegetación natural circundante. En zonas
templadas, los investigadores han intentado incrementar los depredadores utilizando “bancos” de
coleópteros, franjas en floración y bordes vegetacionales. En Inglaterra, cuando se utilizan estas
estrategias de diversificación vegetal (especialmente franjas de pastos) y se elimina el uso de
plaguicidas en cereales, los depredadores carábidos colonizan los campos y proliferan,
controlando las poblaciones de áfidos que tienden ser más numerosos en los centros de los
campos (Wratten, l988).
A pesar de estas observaciones, existen pocos esfuerzos en el mundo para diversificar
agroecosistemas modernos a nivel del paisaje con márgenes naturales, compuestos por especies
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en floración que actúan como plantas insectarias. Experiencias de este tipo llenarían una brecha
en la información de cómo los cambios en el diseño físico y a nivel de biodiversidad en
agroecosistemas afectaría la distribución y abundancia de una comunidad compleja de insectos
plaga y enemigos naturales asociados.
Se espera que estos corredores puedan servir como canales para la dispersión de depredadores
y parásitos en agroecosistemas. Dada la alta relación perímetro-área de los corredores, la
interacción con campos adyacentes es substancial, proveyendo protección a los cultivos dentro
de un área de influencia, determinada por la distancia que se mueven los depredadores desde los
corredores hacia cierto rango del campo. Al documentar estos efectos será posible entonces
determinar el largo, ancho, distancia y frecuencia a la que los corredores deberán colocarse en
los campos para mantener un nivel óptimo de entomofauna benéfica, evitando así la necesidad
del uso de plaguicidas. Un sistema de corredores y márgenes en agroecosistemas puede también
tener efectos importantes a nivel ecológico, tales como interrupción de la dispersión de
propágulos de patógenos y semillas de malezas, barreras al movimiento de insectos dispersados
por el viento, decremento del acarreo de sedimentos y pérdida de nutrientes, producción de
biomasa incorporable al suelo, y modificación de la velocidad del viento y microclima local. Lo
más importante es que el diseño de corredores puede ser una estrategia importante para la re-
introducción de biodiversidad en monocultivos de gran escala, facilitando así la reestructuración
de agroecosistemas para su conversión a un manejo agroecológico.
C- Conclusiones
Los sistemas de cultivos diversificados, tales como los basados en policultivos y en la
agroforestería -por ejemplo, los huertos frutales con cultivos de cobertura-, han sido el blanco de
mucha investigación. Este interés se basa en la nueva y emergente evidencia de que estos
sistemas son más sustentables y más conservadores de recursos (Vandermeer, l995). Estos
atributos están conectados a los altos niveles de biodiversidad funcional asociada a
agroecosistemas complejos. De hecho, la mayor parte de la información científica, que
documenta la regulación de plagas en sistemas diversificados, sugiere que ésta sucede dada la
gran variedad y abundancia de depredadores y parasitoides en estos sistemas (Altieri, l994). Se
han sugerido varias hipótesis donde se postulan los mecanismos que explican la relación entre un
mayor número de especies de plantas y la estabilización de agroecosistemas, incluyendo la
regulación de plagas (Tilman et al, l996). Sin embargo, un aspecto claro es que la composición
de especies es más importante que el número de especies «per se». El desafío está en identificar
los ensamblajes correctos de especies que, a través de sus sinergias, proveerán servicios
ecológicos claves tal como reciclaje de nutrientes, control biológico de plagas y conservación de
suelo y agua. La explotación de estas sinergias en situaciones reales requieren del diseño y
manejo de los agroecosistemas basado en el entendimiento de las múltiples interacciones entre
suelos, plantas, artrópodos y microorganismos. La idea es restaurar los mecanismos de
regulación natural adicionando biodiversidad selectiva dentro y alrededor de los
agroecosistemas.
La experiencia práctica de miles de agricultores tradicionales en el mundo en desarrollo y de
algunos agricultores orgánicos en países industrializados, demuestran que es posible estabilizar a
las comunidades de insectos en sistemas de cultivo, diseñando arquitecturas vegetacionales que
alberguen poblaciones de enemigos naturales, o que tengan efectos disuasivos directos sobre las
plagas (Altieri, l99l). Lo que hace difícil de masificar esta estrategia agroecológica, es que cada
situación se debe analizar independientemente dado que en cada zona los complejos herbívoros–
enemigos naturales varían de acuerdo a la vegetación presente dentro y fuera del cultivo, la
entomofauna, la intensidad del manejo agrícola, etc. Sin embargo lo que es universal es el
principio de que la diversificación vegetal es clave para el control biológico eficiente. Las formas
de manejo y diseños de diversificación dependerán de las condiciones socioeconómicas y
biofísicas de cada región.