Princípios e processos

agroecológicos

Prof. ILYAS Siddique PhD

Lab. de Ecologia Aplicada: LEAP.UFSC.BRLab. de Ecologia Aplicada: http://LEAP.UFSC.BR

Depto. de Fitotecnia &

� Programa de Pós-Graduação em Agroecossistemas

Universidade Federal de Santa Catarina

ILYAS.S@UFSC.BR

Este obra foi licenciado sob uma LicençaCreative Commons Atribuição-CompartilhaIgual 3.0 Não Adaptada.

Transição: Agricultura industrial

� Agroecologia

Não é apenas substituição

de insumos (agroquímicos

por fertilizantes orgânicos

T.L.Sicard/SOCLA

por fertilizantes orgânicos

ou biopesticidas)

É mudança de princípios de manejo, realçando e utilizando processos ecológicos

T.L.Sicard/SOCLA

Industrial:

• Produção em pulsos,

• Exportação,

T.L.Sicard/SOCLA T.L.Sicard/SOCLA

Agroecológica:

• Produção contínua,

• Regional, • Exportação,

• Monocultivo

• Regional,

• Variada

• Adequação temporal & espacial;

• Diversificação funcional

...muito além de aspectos técnico-biofísico-ecológicos:

Comunicação e planejamento (processo social-cultural-

econômico):

Princípios da Agroecologia:

Produção sustentável...

...abordagem sistêmica que equilibra:

• Integridade ambiental, • Integridade ambiental,

• Viabilidade econômica e

• Equidade social

4

Princípios Concretos para

Realçar Processos NaturaisRealçar e utilizar processos naturais em plantas, animais,

microbios, solos, e ecossistemas para fornecer

múltiplos benefícios e reduzir insumos externos:

• Responder à demanda contínua, regional por uma

variedade de produtosvariedade de produtos

• Fechar ciclos de nutrientes, aumentar captura

• Auto-regulação de doenças, pragas

• Amortecimento de fluxos hídricos

• Mitigação de extremos microclimáticos

• Conservação in situ de agrobiodiversidade

...Equilibrar princípios (não sobrevalorizar um só)5

Desafios:

� Reduzir emissões de gases de

efeito estufa (CO2, CH4, NOx)

� Mitigar contaminação de

água, solo, atmosfera

� Mitigar enchentes e secas

� Conservar biodiversidade

Soluções (processos desejáveis):

�Reter C & N no agroecossistema

(solo, vegetação)

�Eliminar uso de agrotóxicos

� Infiltrar mais água durante

chuvas e reter mais água no

solo e vegetação durante secas

Como a agroecologia conserva os ecossistemas?

� Conservar biodiversidade

� Reduzir gasto de energia

(fóssil e renovável)

� Gerar um microclima benéfico

para espécies produtivas e

trabalhadores humanos

6

solo e vegetação durante secas

�Diversificar cultivos e paisagem

�Conservar espécies raras pelo

uso

�Substituir energia fóssil &

agroenergia por energia solar

direta e indireta

�Amortecer extremos

microclimáticos, vento

Como a agroecologia fortalece a viabilidade econômica?

Desafios:

� Reduzir gastos em lar,

produção, processamento,

embalagem, transporte

� Reduzir desperdícios

� Aumentar renda líquida

Soluções (processos desejáveis):

� Reduzir uso de insumos externos

� Substituir compras por produção no

sítio

� Cortar atravessadores na venda da

produção e compra de insumos

� Priorizar mercados locais/regionais� Aumentar renda líquida

� Fortalecer independência

econômica dos agricultores

� Evitar risco

� Acesso a conhecimento

sobre aproveitamento da

biodiversidade

7

� Priorizar mercados locais/regionais

� Desenhar agroecossistemas

localmente e temporalmente

adaptadas

� Agregar valor pelo processamento

� Diversificação produtiva

� Capacitação camponês-a-camponês

� Experimentação-ação participativa

Como a agroecologia promove justiça social?

Desafios:

� Acesso a suficientes

alimentos e outros

recursos diversos e

saudáveis

Soluções (processos desejáveis):

� Utilizar recursos ecológicos no

agroecossistema para

aumentar/manter produtividade

� Diversificar produção

� Priorizar mercados locais+regionais

� Comercialização mais direta (cortar

� Fortalecer

independência

dos agricultores

8

� Comercialização mais direta (cortar

atravessadores)

� Reduzir insumos externos/caros

� Redistribuir mais equitativamente o

acesso a meios de produção (terra,

recursos) e mercados

� Articular reivindicações dos agricultores

familiares via organização de base

Práticas para Manejar Processos Naturais

Processos favorecidos:

• Produção contínua,

regional, variada

• Fechar ciclos, aumentar

captura de nutrientes

• Auto-regulação de

Diretrizes no manejo:• Diversificação funcional

• Continuidade de

cobertura viva & morta

• Aumentar matéria

orgânica do solo• Auto-regulação de

doenças, pragas

• Amortecimento de

fluxos hídricos

• Mitigação de extremos

(micro)climáticos

• Conservação in situ de

agrobiodiversidade

orgânica do solo

• Favorecer

inimigos naturais

• Estabelecer

“infraestrutura”

ecossistêmica que regula

hidrologia & microclima

• Integração agrícola-

pecuária9

Nutrientes: Fechar ciclos & aumentar

captura biológicaSincronização &

‘Sinlocalização’

Retenção in situ:

• Complementaridade

• Armazenamento biológico

• Reciclagem;

Mineralização/

captura vs. demanda

www.idrc.ca/cover_crops

• Reciclagem;

• Qualidade (C:N, lenhosidade)

Captura biológica:

• Fixação de N

• Mobilização biológica

de P, bases, S etc.

www.soilstabilisation.com.au

www.idrc.ca/cover_crops

Rillig &

Mummey

(2006) New

Phytol.www.worldagroforestry.org

10

Bio

massa d

e r

aíz

es fin

as e

m s

olo

superf

icia

l [g

m-2]

Berish & Ewel 1988 Plant & Soil 106:73

Sucessão não manipulada

Sucessão enriquecida

Biomassa vegetal como sumidouro de nutrientes

Bio

massa d

e r

aíz

es fin

as e

m s

olo

superf

icia

l [g

m

Imitação da sucessão natural

Sequência de monocultivos

1er 2o

milho

Cordia alliodoraman-

diocaTempo de cultivo 11

Autoregulação e controle biológico de pragas

Diversificação geral:

⇒Herbívoros ↓

⇒Inimigos naturais ↑

⇒Especialização ↑

Estimulação diretathailand.ipm-info.org

Aplicação de agentes

de controle

biológico

Tagetes spp. controlam

nematóides Meloidogyne spp.

thailand.ipm-info.org

Fonte: Altieri & Nicholls (2010) SOCLA12

CO2

Matéria orgânica Composta

caloroxigênio

Compostagem: converter resíduo nocivo em recurso para aumentar matéria orgânica e regular pragas e doenças

orgânica fresca

Composta madura

águafauna

micróbios

Humidade e oxigênio precisam chegar a todos microsítios dentro da

composta para assegurar eliminação confiável de patógenos

doenças, pragas

13

Compostagem: trabalho

participativo com comunidades

urbanas onde lixo orgânico

atrae ratos, para convertê-lo em

condicionador de solos para

fortalecer soberania alimentária

14

Compostagem: trabalho participativo com comunidades urbanas onde

lixo orgânico atrae ratos, para convertê-lo em condicionador de solos

para fortalecer soberania alimentária

15

Utilizar algas, samambaias, ervas aquáticas

“daninhas” como adubo verde ou bioenergia

www.voltairenet.org

www.voltairenet.org

gardeningwithwilson.com

Eichhornia

crassipes

16calstate.edu

www.voltairenet.org

gardeningwithwilson.com

Little (1979) Handbook of utilization of aquatic plants

www.fao.org/DOCREP/003/X6862E/X6862E00.htm

• Aumentar taxa de infiltração

• Alentar fluxo de escoamento superficial

Amortecimento de fluxos hídricosCaptura, armazenamento e liberação de água

• Alentar fluxo de escoamento superficial

• Armazenar agua no solo, em biomassa e

em açudes

Agregação das partículas cria:

Grandes poros facilitan infiltração e drenagem de chuva, aireação

Pequenos poros absorvem e retem água em secas,

Agregados de todos tamanhos facilitam crescimento de raízes, movimentação de

micróbios, controle de erosão do solo, etc

Funções físicas e hidrológicas do solo dependem da estruturação biológica

Susceptível a: compactação por gado/maquinária, adubo inorgánicos, falta

de adubo orgânico, insecticidas y fungicidas

E.A. FitzPatrick

18

Escurrimiento superficial

knol.google.com/k/keyline-design-principles

Mitigar extremos nos fluxos hídricos

para minimizar perdas do recurso

água e sua capacidade destrutiva

pela erosão do solo, sedimentação

nos cursos da água, inundações, etc

knol.google.com/k/keyline

www.answers.com/topic/surface-runoff

Linhas de vegetação perene útil ao longo das curvas de

nível para desacelerar e redistribuir escoamento

superficial e aumentar a infiltração (e evapotranspiração)

Padrões espaciais de perda e redistribuição de

escoamento superficial da água em encostas

esc

oa

me

nto

pri

nci

pa

l

MacDonald-Holmes. Geographical and topographical basis

of keyline. www.yeomansplow.com.au/basis-of-keyline.htm

Talv

eg

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= l

inh

ad

e e

sco

am

en

to

Concentração natural de água pluvial nos talvegues (escoamento

superficial e fluxo lateral no solo):

Zonas de concentração

Zonas de perda de água

www.mashumus.com (anteriormente: COAS)

açude

Amortecimento de fluxos hídricos com

Planejamento Hidrológico “Linha Chave”

Linhas pretas = curvas de nível

açude

açude

22www.mashumus.com

(anteriormente: COAS)

açude

Redireção de água pluvial

Irrigação por valetas (por gravidade)

Linha de árvores de referência (não exatamente paralela às curvas de nível:

sobe nas vertentes e baixa nos divisores de água)

Planeamento hidrológico para inverter

redistribuição natural de água:

Padrão de linhas de árvores

açude

www.mashumus.com (anteriormente: COAS)

açude

Estruturas leves e móveis

para distribuir água das

valetas para os campos a

serem irrigados

Planejamento

Hidrológico

“Linha Chave”

serem irrigados

MacDonald-Holmes. Geographical

and topographical basis of keyline.

www.yeomansplow.com.au/basis-

of-keyline.htm

...mas falta proteger as

valetas com vegetação

perene (útil)

•Desacelerar e

redirecionar vazão

superficial desde

zonas de excesso

(talvegue) para

Planejamento

Hidrológico

“Linha Chave”

www.milkwood.net

(talvegue) para

zonas de falta

(crestas/cumes)

25

MacDonald-Holmes. Geographical and topographical basis of

keyline. www.yeomansplow.com.au/basis-of-keyline.htm

Amortecimento de fluxos hídricosCaptura, armazenamento e liberação de água

www.coas.com.mx27

•

www.milkwood.netDesenho hidrológico:Desacelerar e

redirecionar vazão

superficial desde

zonas de excesso

(talvegue) para

zonas de falta

(crestas/cumes)(crestas/cumes)

28

29

Gu

ima

rãe

s e

t a

l. (

20

11

) S

oil

Use

Ma

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27

:39

5.

Folder

30

Esc

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a:

Gu

ima

rãe

s e

t a

l. (

20

11

)

Conservação in situ de agrobiodiversidade: Solo como hábitat para micróbios

Cresci-mento

de raízes

Conduti-vidade

hidráulica

baixa pobrePoros cheios

Curva de drenagem do solo

A estructuração do solo tem influência crucial sobre a distribuição

dos tamanhos de poros e sua conectividade

10-6 m s-1<1cm d-1

Atividade microbiana

aeróbicaDifusão de gases

Modificado de: Young & Ritz (2005) en Bardgett et al.

Biological diversity and function in soils. Cambridge Univ. Press

baixa

baixa

alta

pobre

máximo

pobre

Potencial matricial

Poros vazios

Poros cheios de água

Co

nte

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o d

e

um

ida

de

.

10-9 m s-1>60cm d-1

ba

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flu

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au

me

nta

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açã

o

31

Interações com cadeia alimentar

Influência sobre outros micróbios

Liberação de compostos de micélio vivo e morto

Alinhamento

…p.ex. mecanismos de efeitos de

micorrizas à escala micro:

Watt et al. (2006) Watt et al. (2006) Ann.BotAnn.Bot.. 97:84397:843

Agregação do solo:

Processo biológico

Modificado de:

Rillig & Mummey (2006)

New Phytologist 171:45

Alinhamento de partículas, exercendo pressão

Micélio enreda partículas, muda regimes hídricos

Microagregados 53-250µm

Microagregados <53µm

Argila (<2µm)

Silte/aréia

Partículas de MO

Hifas de fungo

Exudados de raízes

Produtos de micélio300µm

Watt et al. (2006) Watt et al. (2006) Ann.Bot.Ann.Bot.

97:84297:84232

Mitigação de extremos

(micro)climáticos

www.idrc.ca/cover_crops

Reduzir frequência e severidade de

extremos de:

• Irradiação na superfície do solo

• Evaporação do solo

• Déficit hídrico atmosférico

• Vento

www.idrc.ca/cover_crops

• Vento

www.fao.org33

Ampliar a biodiversidade aproveitadaFavorecer e incorporar

espécies “menores” com

usos benéficos

www.aftaweb.orgwww.aftaweb.org ary9.com/tag/shiitake

flordeouro.com

eatingasia.typepad.comeatingout.tasteonline.info

Colinus sp.

34

Mel de abelhas nativas

Ampliar a biodiversidade aproveitada

sem ameaçar sua regeneração• Diversificar o cultivo

(em alguns casos sem

reduzir a densidade

absoluta de cada

cultivo)

• Integrar funções de

caruru

(Amaranthus

viridis)

gengibre

(Zingiber

officinalis)capuchina

(Tropaeolum

majus)

açafrão-da-terra (Curcuma

longa)

pimenta

(Capsicum

annuum)

alface-

tropical

(Lactuca

indica)

• Integrar funções de

alimento, medicina,

recreação e ornamento

35

Instituto Cabruca 2012

• Aproveitar espécies consideradas pragas

Sphenarium sp.

Ampliar a biodiversidade aproveitada

sem ameaçar sua regeneração

www.indrani.net36

Conclusão: Realçar Processos Naturais

Fundamental para Sucesso da Agroecologia

Processos favorecidos:

• Produção contínua,

regional, variada

• Fechar ciclos, aumentar

captura de nutrientes

Autoregulação de pragas,

Diretrizes no manejo:

• Diversificação funcional

• Continuidade de

cobertura viva & morta

• Aumentar matéria

orgânica do solo • Autoregulação de pragas,

doenças

• Amortecimento de fluxos

hídricos

• Mitigação de extremos

(micro)climáticos

• Conservação in situ de

agrobiodiversidade

orgânica do solo

• Favorecer

inimigos naturais

• Estabelecer “infraestrutura”

ecossistêmica que regula

hidrologia & microclima

• Um princípio chave: Práticas de manejo que reforçam múltiplos processos simultaneamente (efeitos sinérgicos)

• Porém, algumas práticas reforçam um processo desejável e inibem outro (‘tradeoff’ ou demandas conflitivas)

• É importante analisar os processos agroecológicos em conjunto ao nível agroecossistêmico para maior sucesso37