CAMBIOS EN EL USO DE LA TIERRA Y SUS CONSECUENCIAS SOBRE LOS SERVICIOS QUE PRESTAN LOS ECOSISTEMAS

Taller I

Objetivo general

Introducción al análisis de los efectos que tienen las actividades humanas sobre el funcionamiento de los ecosistemas y, por lo tanto, sobre los servicios que estos prestan

Objetivos particulares

1. Reconocer los cambios en el uso de la tierra en la Argentina relacionados con la actividad agropecuaria

2. Reconocer los servicios que prestan los ecosistemas (extractables y no extractables).

3. Analizar algunas de las consecuencias de los cambios en el uso del suelo sobre el funcionamiento de los ecosistemas (en particular sobre el contenido de materia organica del suelo y la circulación del nitrógeno) y sobre diferentes servicios

Población humanaTamaño Uso de los recursos

ActividadesAgricultura Industria Recreación Comercio internacional

Transformación uso de la tierra

Transformación en el uso de la tierra

Foley et al. 2004 Science 309: 570-574

•Practicas varían según la región pero..•Secuencia de regimenes de uso en el tiempo•El estado de una región depende del contexto ecológico, social y economico

•Cultivos y pasturas cubren el 40% superficie terrestre•Durante los ultimos 40 años se duplicó la cosecha de grano y se aumento 700 %s el uso de fertilizantes.

•El hombre ha modificado la supeficie del planeta

Selva tropical y bosque templado

Pastizal (pradera y estepa graminosa)

Estepa arbustiva alta (matorral)

Semidesierto (estepa arbustiva muy baja y rala)

Estepa arbustiva baja

Bosque xérico (sabana y parque)

León et al. Ed. FAUBA

Principales tipos de vegetación en la Argentina

En el W de la Argentina.....

Superficie dedicada a cultivos (Fig 1)

Cambio en la carga animal y carga por unidad de superficie forrajera

¿Cuáles eran los principales cultivos hace 30 años?

¿y ahora?

¿dónde disminuyó?

¿dónde aumentó?

Patron espacial!!!!!!

Población humanaTamaño Uso de los recursos

ActividadesAgricultura Industria Recreación Comercio internacional

Transformación uso de la tierra

Adición y remoción de

especies

Ciclos bio-geoquímicos

Cambio global

Cambio global

Composición atmósfera

Clima

Diversidad

Uso de la tierra

Funcionamiento de los Ecosistemas

Servicios

¿QUE PROVEEN LOS ECOSISTEMAS?• Bienes (tangible)• Servicios (beneficios derivados del funcionamiento)

¿Cuál es el precio de proveer Servicios?¿Cómo se le asignan un valor?

Compromiso en los servicios que prestan diferentes ecosistemas

¿y si no se comercializan?

Sem

illa

s (g

)F

ruto

s/fl

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rec.

fal

las

¿Cuál es el valor de los parches de vegetación nativa para la producción del café?

Café (Coffea arabica): • principal exportación de los países en

desarrollo,

• emplea gran numero de personas,

• se cultiva en las regiones de mayor diversidad

• Se autofecunda pero su rendimiento aumenta un 15-50% con la visita de abejas

• Bosque actua como refugio para los polinizadores

Experimento:Ricketts et al. 2004

>Rendim

( 20%)

Resultados x Rendimiento x Precio del mercado= 7% (Us 62.000)Entradas a la finca¿y el dueño del bosque?

Selva tropical y bosque templado

Pastizal (pradera y estepa graminosa)

Estepa arbustiva alta (matorral)

Semidesierto (estepa arbustiva muy baja y rala)

Estepa arbustiva baja

Bosque xérico (sabana y parque)

León et al. Ed. FAUBA

Principales tipos de vegetación en la Argentina

¿Qué servicios provee el bosque chaqueño?

alimento, madera (durmientes, postes) combustible (leña, carbón), agua dulce,…

soporte de la productividad y biodiversidad recursos genéticos, bioquimicos y ornamentales,

servicios reguladores del clima, del agua y de los suelos (control de erosión)…

servicios culturales (recreación, ecoturismo), biodiversidad cultural

Cultivo en la Selva Selva (yungas)

Bosque chaqueño

Grau et al.

Imagine un sistema productivo ganadero, agrícola o mixto y haga una esquema de cajas y flechas que le permita describir: a- ¿Qué hay en el sistema?b- ¿Qué entra al sistema?c- ¿Qué sale del sistema?d- ¿Qué ocurre dentro del sistema?

Plantas Herbívoros

Carnívoros

Descomponedores

Materia orgánicadel suelo

Nutrientesen solución

Sistemas mixtos agricultura y ganadería

Rotación de cultivo

Diversificados

Exploración de diferentes recursos

Uso más eficiente de los mismos

Menor pérdida del suelo

Menos vulnerables

Sistemas bajo agricultura con

rotación de cultivos a

monocultura

Pérdida de diversidad

Menor exploración de diferentes recursos

Más vulnerables

Proliferación de enfermedades, plagas y malezas

Mantenimiento del huesped- No se interrumpe el ciclo del patógeno o plaga

OGM: riegos asociados cultivos resistentes a herbicidas o insectos y a su uso masivo

-Transmisión y dispersión de transgenes a plantas nativas o a malezas emparentadas (nuevas malezas o peores)

-Perturbación de sistemas naturales de control de plagas (efectos toxina del Bt en depredadores)

-Persistencia en el suelo de los productos producidos por estas plantas (efectos de los exudados o material muerto sobre biota del suelo)

-Persistencia del cultivo como maleza

-Efectos sobre organismos a los que no estaba dirigido el control

-Rápida evolución de la resistencia en plagas, malezas

-Perdida de la biodiversidad (expansión y monocultivos)

-Salud humana (alergias)

“SUPER MALEZAS”ORIGEN DEL PROBLEMA

PRESIÓN DE SELECCIÓN

• Presión de selección ejercida por el hombre a través del abuso de algunas prácticas agrícolas

• Presión de selección ejercida por los herbicidas

• Selección de los genotipos más aptos al ambiente artificial Resistencia, Tolerancia

(Papa, J.C. Comunicación oral 2004.)

El maíz Bt (evento MON 810) está protegido contra Diatraea saccharalis (el barrenador del tallo) gracias al gen cry1Ab de Bacillus thuringiensis. Esta proteina es la misma que está presente en los bioinsecticidas que se aplican hace más de 40 años en sistemas de control biológico de insectos.(Extraído de Biotecnología para agricultura.

www.monsanto .com.ar)

El daño producido por Diatraea es una vía de entrada para la infección fúngica en el maíz.La micotoxina resulta tóxica para el ganado.

(Extraído de Biotecnología para agricultura. www.monsanto .com.ar)

Consumo64%

Insectos14%

Enfermedades12%

Malezas10%

Poverene, Cantamuto, 2003

Destino de la producción mundial de los principales cultivo

500

500

500

1000

2500

3000

0 D MJ JM

1993 1994

Nú

me

ro d

e p

lán

tula

s m

-2d

ía-1

Arada

Adapted from Vleeshouwers (1997)

Factores ambientales que terminan la dormición

Emergencia de Polygonum persicaria asociado al momento de realización de las labores

El estímulo de la emergencia de las malezas por las labranzas dependerá del nivel de dormición de la población en el momento de la realización de la labranza

CiclodelNitrógenoNitrógeno atmosférico

Fijación atmosféricay deposición

Abonosanimales

y biosólidos

Fijaciónindustrial(Fertilizantes comerciales)Cosecha

Volatilización

Denitrificación

Escurrimientoyerosión

Lixiviación

Nitrógeno orgánico

Amonio(NH4)

Nitrato(NO3)

Residuosdelasplantas

Fijación biológica por

plantasleguminosas

Absorciónpor lasPlantas

IngresosalsueloComponente

Pérdidas desdeelsuelo

-+

FertilizantesCostos (energéticos económicos)Efectos positivos y negativos

Positivos

Rendimientos

Calidad

Producción de rastrojo

Negativos

Contaminación ambiental

Atmósfera (efecto invernadeo)

Cursos de agua

ResiduosRaíz

Parteaérea

AtmósferaCO2

Materiaorgánica

humificada

Fo

tosí

nte

sis

Res

pir

ació

n a

érea

Res

pir

ació

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al

Res

pir

ació

nM

icro

bia

na

Humificación

Muerte

Min

eral

izac

ión

Des

com

po

sici

ón

Muerte

Alvarez, Steinbach 2005

Balance de carbono Contenido de carbono de los suelos de la Región Pampeana

0

20

40

60

80

PampaOndulada

PampaArenosa

Pampa Sur PampaDeprimida

PampaOeste

Car

bono

0-2

0 cm

(t/h

a)

Original (Century)

Relevamiento cartas del INTA (1970)

Prácticas de manejo

Sistemas mixtos/rotaciones Selección de cultivosSistemas de labranza RiegoFertilizaciónControl de enfermedades, plagas y

malezas

BALANCE DE CARBONO

Fecha de siembra

Comunidad de malezas como indicadoras de deterioro

• Contar trabajo de Suarez et al

• Tabla con malezas, sirve para introducirlos al viaje

Anoda cristata ] 100 100Echinochloa crusgalli 100 89Datura ferox 100 89Chenopodium album L. 88 89Digitaria sanguinalis 88 67Portulaca oleracea L 75 89Sorghum halepensis 75 67Tagetes minuta 38 89Amaranthus quitensis 100 22Stellaria media 63 44Euphorbia lasciocarpa 25 56Taraxacum officinale 13Eragrostis sp. 13Bidens subalternans 25 11Lamium amplexicaule 25Sonchus oleraceus L. 13 22Galinsoga parviflora 25Oxalis chrysantha 13Artemisia annuaVeronica persica 13 11Cirsium vulgare 11Rumex crispus 75Alternanthera philoxeroides 38 33Cynodon dactylon 38 11Setaria sp. 25 11Polygonum aviculare 25Sida rhombifolia Physalis viscosa 13Cyperus sp 13 11Lolium multiflorum Panicum sp. 13Jaborosa integrifolia 13Carduus acanthoides 50Echinochloa colona 13 11Brassica campestris 13 33Cucurbita andreana 13 22

 Actual yield (kg ha-1) 3400 2200

Chenopodium–Datura

% of fields

Weed Bidens–Stellaria

Soybean communities

Foley et al. 2004 Science 309: 570-574

Labranzas

Objetivos:

Preparar la cama de siembra Remover residuos de la superficieAirear el sueloFacilitar la emergencia

Manejo de residuosPromover su descomposicónControlar plagas y enfermedades

Iniciar un barbecho acumular agua

Control de malezas

MALEZAS.TOLERANTES A HERBICIDAS

• TOLERANCIA:Selección de una o más especies naturalmente tolerantes a un herbicida y a una dosis dada, dentro de la comunidad vegetal. Ej. Commelina tolerante al glifosato.

MALEZAS RESISTENTES A HERBICIDAS

RESISTENCIA: Selección de el o los biotipos naturalemente resistentes a un herbicida dentro de la población de una especie. La poblaciones resistentes eran originalmente muy susceptibles Ej. Yuyo colorado ALS resistentes (ARGENTINA),Quínoa resistente a atrazina (USA), Eleusine resistente a glifosato (MALASIA).

(El modo de acción de los herbicidas y su relación con los síntomas de daño. Falcón y Papa, 2001)

MECANISMOS DE RESISTENCIA• Sobreproducción de la enzima o proteína blanco del herbicida.

• Cambio de un aminoácido de la enzima o proteína blanco del herbicida.

• Aumento de la cantidad y/o de la actividad de las enzimas que degradan al herbicida.

• Inmovilización de la molécula del herbicida por algún componente de la pared celular u otras estructuras.

• Reducción en la absorción y/o movilidad del herbicida.

CARACTERÍSTICAS DE LAS MALEZAS QUE INFLUYEN SOBRE LA MANIFESTACIÓN DE LA RESISTENCIAMalezas muy susceptiblesGran producción de semillasAlta proporción de germinaciónSemillas de corta longevidadAlta variabilidad genéticaFrecuencia inicial de individuos resistentesAdaptabilidad del biotipo resistente

CARACTERÍSTICAS DEL HERBICIDA QUE FAVORECEN LA RESISTENCIAAlta eficacia

Gran poder residual

Sitio de acción único

(Papa, J.C. Comunicación oral 2004.)

PASTURA T MaízSoja G

PASTURA Tr Girasol

PRODUCCIONES MIXTAS (AGRÍCOLO-GANADERAS)

Mz

70 %

58 % 42%

1991

2002

30 %

Esquemas de rotaciones en labranza convencional

Aparición de resistencia a herbicidas en malezas

A G R I C U L T U R A C O N T I N U A

E s q u e m a d e r o t a c i o n e s e n s i e m b r a d i r e c t a

A ñ o 1 A ñ o 2 A ñ o 3 A ñ o 4 A ñ o 5 A ñ o 6 I n t e n s i d a d C i c l o s

O D F A J A O D F A J A O D F A J A O D F A J A O D F A J A O D F A J A N ° / a ñ o N °

R o t a c i ó n 1 1 3

R o t a c i ó n 2 1 , 3 2

R o t a c i ó n 3 1 , 5 3

R o t a c i ó n 4 1 , 5 3

R o t a c i ó n 5 1 , 5 3

R o t a c i ó n 6 2 6

M a í z T r i g o S o j a 1 a . S o j a 2 a .

F u e n t e : S a t o r r e ( e n p r e n s a ) C i e n c i a H o y