Sistemas de producción agrícolas

Ing. Agr. M.Sc Susana Urricariet

12/3/2010

Temario

• Enfoque en el análisis de los agroecosistemas

• Cambios en el uso de la tierra en Región pampeana

• Caracterización de los sistemas de producción agrícolas del país

Enfoque en el análisis de los agreocosistemas

Visión holísticaTodos los componentes físicos y biológicos forman parte de un sistema cuya totalidad es mayor que la suma de las partes que la componen.

Morris (1982): “ Es imposible interpretar el comportamiento de un sistema solo en base a estudios sobre el comportamiento de sus partes”.

Visión sistémicaEvaluar los límites y consecuencias de las entradas y salidas a través del agroecosistema

Qué es un sistema?

“Arreglo de componentes físicos, conjunto o colección de cosas, unidas o relacionadas de tal manera que forman o actúan como una unidad, una entidad o un todo” (Becht, 1974)

El medio externo puede proveer al sistema de entradas (materia y energía) y recibir sus salidas.

Pueden reconocerse:

1.- Componentes

2.- Límites y niveles jerárquicos

3.- Procesos

1) Componentes de los sistemas según su función:

a) Productores

Mediante el proceso de fotosíntesis transforman y acumulan energía lumínica en energía química.

b) Consumidores

Necesitan de los productores para poder subsistir. Comprenden a todos los animales: silvestres y domesticados. Consumidores primarios: se alimentan de vegetalesConsumidores secundarios:se alimentan de animales

c) Detrívoros

Son consumidores y se alimentan de tejido muerto de plantas e intervienen en el ciclado de materia orgánica y nutrientes

Artrópodos y varios grupos de microorganismos

2) Límites y niveles jerárquicosLos límitesno son fijos y dependen de nuestro objetivo o interés. Su definición es indispensable para evaluar otros atributos: salidas y entradas del sistema.

Niveles jerárquicos: relación que se establece entre diferentes sistemas.

Según Hart (1985) para cualquier estudio se deben tener al menos tres niveles jerárquicos: el sistema que nos interesa, el que estápor encima y lo contiene y los subsistemas o componentes del mismo.

Los sistemas tienen estructura que les permite cumplir con una función. El arreglo o relación de los componentes puede ser competitivo: utilizan los mismos recursos, cíclico: cuando forman parte de un ciclo biogeoquímico o trófico: cuando sirven de alimento a otro.

Cadenas tróficas básicas en sistemas agrarios

CULTIVO

HOMBRE

CULTIVO

ANIMAL

HOMBRE

FORRAJE CULTIVO FORRAJE

ANIMAL

HOMBRE

ANIMAL

HOMBRE

3) Procesos ecológicos en los agroecosistemas

a) Fotosíntesis, respiración y producción primaria

La fotosíntesis permite transformar la energía lumínica en energía química. El producto final de la fotosíntesis es la Productividad Primaria Bruta (PPB)

Por proceso de respiración se consume parte de lo acumulado por fotosíntesis ( energía para otros procesos vitales). La porción de la productividad primaria bruta que no se respira (Ra) y se acumula es la Productividad Primaria Neta (PPN)

PPN = PPB-Ra

PPN > 0

PPN = 0

PPN < 0

PPN y balance de C para distintos ecosistemas

Ecosis -temas

Prof. (cm)

PPN (Mg

/ha/año)

Entrada de C al suelo (Mg /ha/año)

C en el suelo (Mg/ha)

Período renovac.

(años)

Trigo sin fertilizac.

0-23 2.6 1.2 26 22

Trigo fertilizado

0-23 5.1 1.9 30 16

Pastura 0-23 2.5 2.0 77 39 Bosque templado

0-30 7.1 2.4 72 30

Bosque tropical

0-30 10 4.9 44 9

b) Procesos biogeoquímicos

SegúnOdum (1998) son las trayectorias más o menos recurrentes de los elementos químicos entre los organismos y el medio ambiente en ambos sentidos.

Son transformaciones químicas que los materiales van sufriendo a través de su paso por el suelo, agua y aire con intervención de componentes biológicos y microorganismos que son fundamentales en estos procesos.

Ciclos de C, N, P

¿De qué depende la disponibilidad de nutrientes?

La cantidad total de nutrientes ¿se asocia con la disponibilidad?

¿Dónde se almacenan los nutrientes en un bosque tropical y en una pradera?

c) Procesos hidrológicos

El agua influye como insumo y pérdida de nutrientes dentro y fuera del agroecosistema por procesos de lixiviación y erosión.

El régimen de precipitaciones es el determinante principal del tipo de cultivo adoptado.

El drenaje y los sistemas de labranza regulan las pérdidas de agua por percolación profunda y la cobertura del suelo controla el agua acumulada por el suelo.

¿Qué alternativas propone la agroecología para regular la disponibilidad de agua en los agroecosistemas?

d) Procesos sucesionales

Los ecosistemas no son estáticos sino que tienden a su desarrollo. Los ecosistemas naturales o agroecosistemas tienen una tendencia hacia un cambio dinámico en el tiempo consecuencia de fuerzas que interrumpen desde el exterior y de procesos de desarrollo generados dentro del sistema.

Sucesión:cambios estructurales y funcionales que experimenta un ecosistema en el transcurso del tiempo. Proceso ordenado y previsible. Tendencia del ecosistema que culmina con el establecimiento de un ecosistema estable o climax.

e) Procesos internos de regulación

El control de la sucesión y la protección contra plagas y enfermedades son los principales problemas de la continuidad de la producción en los agroecosistemas

Ciclos reproductivos: forma característica en que los diferentes componentes del sistema se reproducen a sí mismos.

Fases fenológicas: diferentes estadios en el desarrollo de los seres vivos desde nacimiento a muerte.

Partición o asignación de recursos: manera en que la energía fijada como materia se distribuye entre diferentes órganos de los componentes del sistema.

Ejemplo en vegetales: raíces, tallos, bulbos, hojas, frutos, bulbos, estructuras defensivas, etc.

Atributos o propiedades de los agroecosistemas

Productividad

Producción de biomasa (total o de algún órgano) en un período determinado de tiempo y superficie.

Eficiencia

Relación entre insumos que ingresan y los que salen (energía, nutrientes, etc.).

EstabilidadCapacidad de resistencia a los cambios.

Resiliencia

Capacidad de recuperarse luego de sufrir algún disturbio.

Sistemas de producción agrícolas

En cualquier sistema de producción agrícola

Y = ƒ (M, E, G)

Y = Rendimiento del cultivo

M = manejo

E = ambiente

G = genotipo del cultivo

Según la FAO (Organización de la Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación):

Rendimiento real: rendimiento promedio de una zona agrícola (representa el estado actual de los suelos y el clima de la región, el conocimiento medio de los agricultores y nivel medio de uso de tecnología.

Rendimiento alcanzable: corresponde a los mejores rendimientos obtenidos mediante el uso de la mejor tecnología disponible.

Rendimiento potencial: rendimiento que se puede obtener de una especie vegetal cuando no está limitada por la tecnología.

0

5

10

15

0 5 10 15Productividad (t/ha)

Sup

erfi

cie

ne

cesa

ria p

ara

pro

duci

r 15

t de

gr

ano

(ha

)

Producción mundial de cereales, expansión de tierras

cultivadas e incorporación de tecnología

Incorporación de tecnologías en la agricultura pampeana

Toledo et al., 1998

Energía

Escala

Autosuficiencia

Fuerza de trabajo

Prod. del trabajo

Prod. energética

Diversidad

Conocimiento

Cosmovisión

Campesina Agroindustrial

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Atributos para la diferenciación de sistemas de producción

Cambios en el uso de la tierra en la Región pampeana

Areas ecológicas de la Región Pampeana

1) Pampa Ondulada

2) Pampa Central

3) Pampa Austral

4) Pampa Mesopotámica

5) Pampa Deprimida

1880 1940 1980

Historia de uso de la tierra en la Región Pampeana

Cultivos <10 % 10-20 % 20-40 % 40-60% >60%

(Viglizzo et al., 2001)

Pastizales naturales

Viglizzo et al., (2006)

Pasturas cultivadas

Cultivos anuales

Evolución cobertura del suelo

Pampa Ondulada

Pampa Central

Pampa Austral

Pampa Mesopotámica

Pampa Deprimida

(Viglizzo et al., 2001)

O I P V

Rendimiento promedio y superficie cosechada de soja y uso de glifosato en el país

Objetivos ambientales

Objetivos económicos

Objetivos sociales

AGROECOLOGÍA

BiodiversidadFunción ecosistémicaEstabilidad

productiva

Autosuficiencia alimentaria

Satisfacción de necesidades locales

Desarrollo rural integrado

Uso de recursos locales

Producción estable

Equidad, viabilidad económica

Estrategias para restaurar la diversidad agrícola

• Rotación de cultivos: diversidad temporal

• Policultivos: 2 o más especies en superficie proximal espacial que resulta en competencia o complementariedad.

• Sistemas agroforestales:los árboles proveen funciones de protección y producción junto con cultivos anuales y/o animales.

• Cultivos de cobertura:especies leguminosas y frutales para mejorar la fertilidad del suelo, aumentar el control biológico de plagas y modificar el microclima.

Altieri, 2002

Bibliografía obligatoriaAltieri, M.A.. 1995. Agroecología. Bases científicas para una agricultura sustentable.

http://agroeco.org/brasil/material/Agroecologia.pdfCapítulo 3: El agroecosistema: determinanates, recursos, procesos y sustentabilidad. pp. 47-70.

Bibliografía complementariaAltieri, M.A. 1999. The ecological role of biodiversity in agroecosystems. Agruculture, Ecosytemas and Environment. 74: 19-31.Altieri, M.A. Multifunctional Dimensions of Ecologically-based Agriculture in Latin America.http://www.agroeco.org/doc/multifunctional_dimensions.htmlAltieri, M.A. Modern Agriculture: Ecological impacts and the possibilities for truly sustainable farming.http://www.agroeco.org/doc/modern_agriculture.htmlChapin F.S.; Matson, P.A.; Monney, H.A. 2002. Principles of terrestrial ecosystem ecology. New York, Springer-Verlag. 436 p. Loomis, R.S.; Connor, D.J. 2002. Ecología de cultivos. Productividad y manejo de sistemas agrarios. Capítulo1: Sistemas agrarios. p p. 3-34.Odum, E.P. 1999. Ecología: el vínculo entre las ciencias naturales y sociales. México, CECSA. 295 p. Solbring O.T; Vainesman. 1998. Hacia una agricultura productiva y sosntenible en la pampa. Capítulo 5: Causas y evidencias de la degradación de suelos en la Región Pampeana. pp 99-129. Toledo, V. M.; Alarcón-Chaires, P.; Barón, L. 1998. Estudiar lo rural desde una perspectiva interdisciplinaria: una aproximación al caso de México. (En) La moderenización rural en México: un análisis socioecológico. Premio Esdtudios Agrarios 55-89.Viglizzo, E.F.; Pordomingo, A,J.; Castro M.G. y Lértora, F.A. 2002. La sustentabilidad ambiental del agro pampeano. Programa Nacional de Gestión Ambiental Agropecuaria. INTA. 84 p.Viglizzo, E.F.; Lértora, F.A.; Podomingo A.J.; Berbnardos, J. Roberto, Z.E. del Valle, H. 2001. Ecological lessonns and aplications from on century of low external-input farming in the pampas of Argentina. Agricultural, Ecosystems and Enrinonment 81: 65-81.