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Biodiversidad y Agrobiodiversidad

Su rol en una agricultura sustentable

Curso Agroecología Maestria en Proteccion Vegetal

La Plata,Mayo de 2018

Santiago J. Sarandón

CIC-Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales.Universidad Nacional de La Plata. Argentina

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CONTENIDO:

• La Biodiversidad. Concepto, importancia.

• Agricultura y biodiversidad. Importancia de la diversidad en la agricultura. Impacto de la agricultura sobre la Biodiversidad

• Componentes y funciones de la Agrobiodiversidad.

• Evaluación de la agrobiodiversidad funcional

• Cómo peromover la biodiversidad

• El “valor” de la biodiversidad.

¿Qué entendemos por biodiversidad? ¿Qué entendemos por biodiversidad?

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¿Y los sistemas agrícolas?¿Y los sistemas agrícolas?

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Diversidad biológica (Biodiversidad)

Convenio sobre Diversidad Biológica: Adoptado por el PNUMA (1992). Entró en vigencia el 29/12/1993. 

“Significa la variabilidad entre organismos vivientes de todo tipo u origen, incluyendo, entre otros, ecosistemas terrestres, marinos y otros sistemas acuáticos y los complejos ecológicos de los cuales ellos forman parte”

Esto incluye diversidad dentro de las especies (genética), entre especies (específica) y de ecosistemas” 

Agricultura y biodiversidad

La biodiversidad es esencial para la agricultura como proveedora de:

a) recursos biológicos (genes) b) servicios ecológicos.

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Conservacion Ex Situ “el arca de Noe” Conservacion Ex Situ “el arca de Noe” (2.500 millones de semillas)(2.500 millones de semillas)

Paradójicamente, la agricultura es la Paradójicamente, la agricultura es la actividad humana que más impacto tiene actividad humana que más impacto tiene sobre la biodiversidad (mas del 50% de sobre la biodiversidad (mas del 50% de los ecosistemas terrestres son los ecosistemas terrestres son Agroecosistemas)Agroecosistemas)

El mundo tiene más de 50,000 plantas El mundo tiene más de 50,000 plantas comestibles. comestibles.

Pero el 90% de la demanda de energía del Pero el 90% de la demanda de energía del mundo está satisfecha por sólo 15 cultivos, mundo está satisfecha por sólo 15 cultivos, (FAO). (FAO).

Aproximadamente dos tercios de nuestro Aproximadamente dos tercios de nuestro consumo calórico es provisto por 3 cultivos: consumo calórico es provisto por 3 cultivos: arroz, maíz y trigo. (Karl Gruber, Nature, 2017)arroz, maíz y trigo. (Karl Gruber, Nature, 2017)

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2,62,9

212531293031

3362

129140

156161

290

32

591561

605

0 100 200 300 400 500 600 700

Lino

Lentejas

Centeno

Girasol

Avena

Mijo

Ñame

Maní

Algodón

Colza

Sorgo

Batata

Cebada

Soja

Yuca

Papa

Arroz

Trigo

Maíz

Cu

ltivo

s

Producción (1000 MT)

SJ SarandónSJ Sarandón 1717

SJ SarandónSJ Sarandón 1818

SJ SarandónSJ Sarandón 1919

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Impacto de la agricultura sobre la biodiversidad

La agricultura “moderna” se caracteriza por su gran uniformidad:

a nivel genético y específico (híbridos de maíz, cultivares de pimiento, clones de papa),

a nivel parcela (toda la parcela sembrada con la misma especie, sin presencia de vegetación espontánea: malezas),

a nivel finca (grandes superficies con pocos cultivos)

y a nivel región (zona sojera), lo que se traduce también en la uniformidad del paisaje.

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Problemas de la Agricultura moderna

La gran uniformidad de la agricultura moderna, con el uso de unas pocas variedades de alto potencial de rendimiento, ha logrado una alta productividad por unidad de superficie (rendimiento) pero asociado a dos problemas.

1) Su insustentabilidad ecológica: problemas ambientales de gran magnitud. Dependencia creciente de pesticidas.

2) No ha sido aplicable a la mayoría de los agricultores.

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Hacia una Agricultura Sustentable

Se requiere pasar de una agricultura insumo dependiente a una agricultura sustentable basada en procesos ecológicos.

En este sentido, está claro que el recurso clave es la Biodiversidad.

Un concepto que ha estado durante muchos años en manos de los biólogos y naturalistas aparece como la solución a muchos problemas de los agroecosistemas actuales.

Y esto presenta interesantes desafíos !!!SJSarandon

La conciencia de la importancia y la rápida disminución de la biodiversidad dispara varios interrogantes:

¿Implica esta disminución una amenaza a las funciones de los ecosistemas? ¿Cuáles son estas?

¿Cuáles son los componentes de la biodiversidad que debemos conservar?

¿Cómo medir la biodiversidad funcional?

¿Podemos identificar “umbrales” o niveles mínimos de biodiversidad” en estos procesos?

¿Cuál es la importancia de esta pérdida? El “valor” de la biodiversidad.

¿Qué efecto tienen sobre esta pérdida, los diferentes estilos de agricultura?

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COMPONENTES DE LA DIVERSIDAD BIOLÓGICA AGRÍCOLA o AGROBIODIVERSIDAD COPV-Nairobi, 2000COPV-Nairobi, 2000

a)a) Recursos genéticos para la alimentación y la agricultura

b) Componentes de la diversidad biológica agrícola que proporcionan servicios ecológicos.

c) Factores abióticos, que tienen un efecto determinante en estos aspectos de la diversidad biológica agrícola

d) Dimensiones socioeconómicas y culturales; la diversidad biológica agrícola está en gran parte determinada por actividades humanas y prácticas de gestión

Conocimientos tradicionales y locales de la diversidad biológica agrícola, factores culturales y procesos de participación; El turismo relacionado con los paisajes agrícolas.

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La biodiversidad biológica y cultural.La biodiversidad biológica y cultural.

La biodiversidad parece ser la base ecológica de La biodiversidad parece ser la base ecológica de otro modelo de agricultura menos basado en otro modelo de agricultura menos basado en insumos.insumos.

Su conocimiento puede ser general, científico, Su conocimiento puede ser general, científico, teórico, (universidades) pero su aplicación es teórico, (universidades) pero su aplicación es local, situada y empírica (productores). local, situada y empírica (productores).

Valoración de los conocimientos y saberes de Valoración de los conocimientos y saberes de los agricultores/as. los agricultores/as.

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SERVICIOS ECOLÓGICOS QUE PROPORCIONA LA DIVERSIDAD BIOLÓGICA AGRÍCOLA (COP V)

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El ciclo de nutrientes, la descomposición de la materia orgánica y el mantenimiento de la fertilidad de los suelos,

La regulación de plagas y enfermedades La polinización El mantenimiento y la mejora de la fauna y la flora

silvestres y los hábitats locales en sus paisajes Mantenimiento del ciclo hidrológico Control de la erosión Regulación del clima y absorción del carbono

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Entendiendo y manejando la agrodiversidadEntendiendo y manejando la agrodiversidad

¿Cual es la relación entre la diversidad (niveles de) y las funciones ecológicas?

¿Cuáles son los niveles mínimos de diversidad que hay que mantener?

Relación entre diversidad y funciones ecológicas (Swift et al, 2004)

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¿Cuántas funciones hay?

No existen muchas funciones en los Agroecosistemas. Pero existen innumerables especies. Muchas de ellas para las misma función.

Si hay tantas especies, y tan pocas funciones:¿Por qué hay tantas especies que hacen la misma función?

¿Cuál es el significado de la diversidad “entre” grupos funcionales?

Muchas especies diferentes cumplen roles similares en áreas separadas.

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El rol de la biodiversidad en los AgroecosistemasEl rol de la biodiversidad en los Agroecosistemas

Adaptado de Vandermeer (1998)Adaptado de Vandermeer (1998)

La biodiversidad mejora las funciones del ecosistema debido a que diferentes especies o genotipos desarrollan diferentes funciones (tienen diferentes nichos).

Existen muchas más especies que funciones ecosistémicas. Por lo tanto, existe una redundancia construida dentro del sistema.

La biodiversidad mejora las funciones del ecosistema porque estos componentes, que parecen redundantes en un momento dado, llegan a ser importantes cuando ocurre algún cambio ambiental. (resiliencia del sistema). Esto constituye un ”buffer” contra estrés y disturbios.

¿Cómo medir la agrobiodiversidad ¿Cómo medir la agrobiodiversidad (funcional)?(funcional)?

Podemos analizar 3 atributos (Noss, 1990)Podemos analizar 3 atributos (Noss, 1990)● Composición: Composición: identidad y variedad de los identidad y variedad de los

elementos que constituyen la biodiversidad: elementos que constituyen la biodiversidad: genes, especies. Familias.genes, especies. Familias.

● Estructura: Estructura: disposición física de los disposición física de los elementos: espacial, vertical, trófica. elementos: espacial, vertical, trófica. Recursos, nichos.Recursos, nichos.

● Función: Función: procesos ecológicos.procesos ecológicos.

Dimensiones de la diversidad biológica en un Dimensiones de la diversidad biológica en un Agroecosistema, Agroecosistema, (modificado de Gliessman, 2000)(modificado de Gliessman, 2000)

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Relación entre características de la diversidad Relación entre características de la diversidad vegetal y la riqueza de carábidos vegetal y la riqueza de carábidos Brose (2003)Brose (2003)

Importancia funcional de los grupos tróficos Importancia funcional de los grupos tróficos (Soliveres et al, 2017)(Soliveres et al, 2017)

¿Cómo sabemos si un agroecosistema tiene buena o mala agrobiodiversidad funcional?

Hay diferentes escalas y niveles.

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¿Cómo puedo promover una mayor ¿Cómo puedo promover una mayor biodiversidad?biodiversidad?

Manejando la biodversidad cultivada

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¿Qué son los policultivos?

● Los policultivos, cultivos mixtos, son una forma de sistemas de cultivos múltiples, donde dos o más especies o cultivos crecen juntos en la misma superficie de tierra durante todo o parte de su ciclo.

● Pueden ser mezcla de diferentes especies o de cultivares o genotipos de la misma especie, y pueden ser cultivados en franjas, surcos o una mezcla al azar.

FranjasFranjas

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Surcos-franjasSurcos-franjas

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SurcosSurcos

Diseño variadoDiseño variado

Intercalado (mixed)Intercalado (mixed)

Intercalado (mixed)

Ambientes seminaturales. Reservorios de biodiversidad en los agroecosistemas

extensivos pampeanos

SJ SarandónSJ Sarandón 6565

SJ SarandónSJ Sarandón 6666

¿cómo mantener estos ambientes seminaturales?¿cómo mantener estos ambientes seminaturales?

¿Que impacto tienen los diferentes uso de los ¿Que impacto tienen los diferentes uso de los territorios?territorios?

¿Cómo comprobarlo?¿Cómo comprobarlo?

Agricultura vs. ganadería.Agricultura vs. ganadería.

¿Por qué se está perdiendo la biodiversidad en los ¿Por qué se está perdiendo la biodiversidad en los agroecosistemas?agroecosistemas?

Hay un problema con el “valor” de la Hay un problema con el “valor” de la biodiversidad vs. el “precio” de algunos biodiversidad vs. el “precio” de algunos

componentes. componentes.

Por ejemplo, desmonte en Salta, para cultivar Por ejemplo, desmonte en Salta, para cultivar soja.soja.

El “valor” de la biodiversidadEl “valor” de la biodiversidad Swift et al 2004Swift et al 2004

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:

Valor Intrínseco: (no uso). Es el valor que tiene la diversidad en sí misma para los humanos: aspectos culturales, estéticos, sociales, éticos, religiosos. Es culturalmente variable.

Valor utilitario (uso directo): Es el valor de los componentes de la diversidad. Los cultivos, usos químicos, farmacéuticos, caza deportiva. Puede ser “apropiado o privatizado” .

Valor de opción. Es el valor a futuro (pero no actual). Microorganismos aún no conocidos, genes para productos industriales.

Valor funcional: es la contribución a la función de soporte de vida del ecosistema. Es un valor reciente que reconoce el rol de la diversidad en las funciones del ecosistema.

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Relación entre la proporción de terreno sin cultivar con colza y la rentabilidad del cultivo. Morandin & Winston (2006). Canadá

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¿Cómo conservar la agrobiodiversidad?

El CDB señala:

que una exigencia fundamental para la conservación de la DB es la conservación in situ de los ecosistemas y hábitats naturales.

que la conservación ex situ también tiene un rol importante que cumplir.

Es decir, la biodiversidad no puede conservarse en bancos de germoplasma. Tiene que estar “in situ” y ensamblada para que mantenga sus funciones ecológicas. (bienes y servicios)

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La diversidad y los estilos de agricultura

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La forma en que se hace agricultura tiene gran importancia en La forma en que se hace agricultura tiene gran importancia en la conservación de la biodiversidad en general y la la conservación de la biodiversidad en general y la agrobiodiversidad en particular.agrobiodiversidad en particular.

El CDB reconoce que: El CDB reconoce que:

El uso inapropiado y El uso inapropiado y la excesiva dependencia en agroquímicosla excesiva dependencia en agroquímicos ha producido un substancial efecto negativo sobre ha producido un substancial efecto negativo sobre ecosistemas terrestres, incluidos organismos del suelo, costas ecosistemas terrestres, incluidos organismos del suelo, costas y acuáticos, perjudicando, por lo tanto la DB de diferentes y acuáticos, perjudicando, por lo tanto la DB de diferentes ecosistemas.ecosistemas.

La dicotomía productividad vs. conservación ha sido superada.La dicotomía productividad vs. conservación ha sido superada.

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Agrobiodiversidad y estilo de agricultura. Agrobiodiversidad y estilo de agricultura. Austria (Schmitzberger et al., (2005)Austria (Schmitzberger et al., (2005)

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"a fin de avanzar con la recuperación de corredores biológicos de los costados de las banquinas de las rutas provinciales … prohibir el uso de las mismas con fines agrícolas“. Gobierno de Santa Fe, Argentina, 5 abril 2011

respetar "el principio precautorio" de la población.

"La recuperación de los costados de banquinas y caminos como corredores biológicos ofrece una oportunidad para mejorar la conectividad y facilitar el flujo de las especies… evitando la pérdida de biodiversidad, rescatando especies nativas y evitando la erosión genética, como también mejorar los flujos de regulación y homeostasis propios de los ecosistemas balanceados o naturales que contribuyen a la conservación de condiciones para la sustentabilidadregional",

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Biodiversidad y manejo de plagasBiodiversidad y manejo de plagas

¿Por qué hay plagas?¿Por qué hay plagas?

La aparición de plagas, al igual que otros problemas La aparición de plagas, al igual que otros problemas que enfrenta la agricultura, es causada por la que enfrenta la agricultura, es causada por la creación de condiciones ambientales que creación de condiciones ambientales que propician su desarrollo y aumentan la propician su desarrollo y aumentan la vulnerabilidad de los agroecosistemas. vulnerabilidad de los agroecosistemas.

La modificación de algunas prácticas y/o la La modificación de algunas prácticas y/o la implementación de otras contribuirá a disminuir implementación de otras contribuirá a disminuir su efecto negativo sobre la producción. (Greco et su efecto negativo sobre la producción. (Greco et al., 2002)al., 2002)

Existen dos principales hipótesis que tratan de Existen dos principales hipótesis que tratan de explicar la presencia de plagas en los explicar la presencia de plagas en los Agroecosistemas: Agroecosistemas:

concentración del recurso: disponibilidad de concentración del recurso: disponibilidad de alimentos: “alimentos: “Bottom-up”Bottom-up”

““enemigo natural”: mortandad biològica. “enemigo natural”: mortandad biològica. “ Top-Top-

down”down”

Modelo simplificado de los mecanismos de entrada y Modelo simplificado de los mecanismos de entrada y permanencia de plagas en agroecosistemaspermanencia de plagas en agroecosistemas

Ambas consideran a la mayor simplificación de los Ambas consideran a la mayor simplificación de los sistemas agrícolas, fundamentalmente los sistemas agrícolas, fundamentalmente los monocultivos, como la causa principal de la monocultivos, como la causa principal de la aparición de plagas desde el punto de vista aparición de plagas desde el punto de vista ecológico. ecológico.

Los monocultivos ofrecen a los herbívoros un Los monocultivos ofrecen a los herbívoros un recurso abundante y altamente concentrado: recurso abundante y altamente concentrado: Bottom-upBottom-up

La baja diversidad disminuye la posibilidad del La baja diversidad disminuye la posibilidad del desarrollo o fortalecimiento del mecanismo de desarrollo o fortalecimiento del mecanismo de regulación biótica. regulación biótica. Top-downTop-down

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Interacciones en una comunidad de 4 niveles tróficos (Altieri 2002)

Trama trofica de artropodofauna en soja (Greco et al., 2002)Trama trofica de artropodofauna en soja (Greco et al., 2002)

Ambientes seminaturales. Reservorios de biodiversidad en los agroecosistemas

extensivos pampeanos

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Soja… solo soja.. Y nada más.Soja… solo soja.. Y nada más.El Glifosato y su uso.El Glifosato y su uso.

Simplificación de hábitats, y de las relaciones tróficas. Simplificación de hábitats, y de las relaciones tróficas. Mayor dependencia de insumosMayor dependencia de insumos

SJ SarandónSJ Sarandón

z

Alpaida veniliae

Alpaida veniliae

AraAraññas en un invernas en un invernááculo convencional y otro con manejo culo convencional y otro con manejo AgroecolAgroecolóógico en La Plata, Argentina. gico en La Plata, Argentina. (Baloriani et al, 2006) (Baloriani et al, 2006)

Arañas totales

Lycocidae Linyphiidae Tetragnathidae

Convencional 5,68 b 1.50 b 2.39 b 0,48 b

Agroecológico 16,60a 6,67 a 6,54a 2,75a

Efecto de la presencia de flores acompañantes en los niveles Efecto de la presencia de flores acompañantes en los niveles poblacionales de Polilla del tomate (Polack, 2008)poblacionales de Polilla del tomate (Polack, 2008)

Criterio para seleccionar plantas asociadas, para disminuir la Criterio para seleccionar plantas asociadas, para disminuir la presión de las plagas en los cultivos (Polack, 2008):presión de las plagas en los cultivos (Polack, 2008):

1) Ser buenos productores de polen y/o néctar (parasitoides) 1) Ser buenos productores de polen y/o néctar (parasitoides) 2) Actuar como plantas insectarias, atractivas para enemigos 2) Actuar como plantas insectarias, atractivas para enemigos

naturales. naturales. 3) Ser compatibles con las condiciones ambientales en las que se 3) Ser compatibles con las condiciones ambientales en las que se

encuentran los cultivos (tomate y pimiento). encuentran los cultivos (tomate y pimiento). 4) No ser hospederas de las principales plagas de los cultivos de 4) No ser hospederas de las principales plagas de los cultivos de

tomate y pimiento (o poco) tomate y pimiento (o poco) 5) Tener un largo período de floración, coincidente con los ciclos de 5) Tener un largo período de floración, coincidente con los ciclos de

los cultivos. los cultivos. 6) Ser de fácil multiplicación y disponibilidad de semillas.6) Ser de fácil multiplicación y disponibilidad de semillas.

Ejemplo: paraEjemplo: para Tomate y Pimiento en La Plata bajo invernáculo: Tomate y Pimiento en La Plata bajo invernáculo: Hinojo (Hinojo (Foeniculum vulgareFoeniculum vulgare Mill. (Apiaceae), Mill. (Apiaceae), Coriandro, Coriandro, Coriandrum sativumCoriandrum sativum L. (Apiaceae), L. (Apiaceae), Cerraja, Cerraja, Sonchus oleraceusSonchus oleraceus L. (Asteraceae) L. (Asteraceae) Caléndula, Caléndula, Calendula officinalisCalendula officinalis (L.) (Asteraceae). (L.) (Asteraceae).

Teoría de la Trofobiosis Teoría de la Trofobiosis

Efecto de la presencia de flores acompañantes en los niveles poblacionales de pulgones en pimiento con y sin estrés hídrico

(Polack, 2008)

Bases ecológicas para el manejo de Bases ecológicas para el manejo de malezas en Agroecosistemasmalezas en Agroecosistemas

Al igual que para las plagas la idea de Al igual que para las plagas la idea de “erradicación” de las malezas ha dado paso al “erradicación” de las malezas ha dado paso al criterio de un manejo racional o manejo criterio de un manejo racional o manejo sustentable de malezas, basado en una mejor sustentable de malezas, basado en una mejor comprensión de sus comportamiento y su rol comprensión de sus comportamiento y su rol en el agroecosistema y una ampliación del en el agroecosistema y una ampliación del horizonte a largo plazo. horizonte a largo plazo.

Importancia de las malezas (CASAFE)Importancia de las malezas (CASAFE)

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Una “comunidad” de malezasUna “comunidad” de malezas

Número de familias y especies de insectos recogidos sobre especies Número de familias y especies de insectos recogidos sobre especies de malezas (Marshall et al., 2002de malezas (Marshall et al., 2002

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ConclusionesConclusiones La biodiversidad es esencial para la agricultura.

La agricultura moderna genera un impacto negativo sobre la agrobiodiversidad y la biodiversidad.

Es necesario detectar los componentes clave de la agrobiodiversidad responsables de las funciones ecológicas. Y entender el impacto que los distintos usos de la tierra tienen sobre estos componentes.

Comprender que el valor de la biodiversidad supera ampliamente el precio de algunos de sus componentes.

Ante la duda: aplicar el principio de precaución

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Muchas graciasMuchas gracias

sarandon@agro.unlp.edu.arsarandon@agro.unlp.edu.ar

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