AGROEOCOSISTEMAS

Ing. Agr. Ms. Sc. Silvina Greco [email protected]

Contenidos 1- Transformación de ecosistemas naturales en agroecosistemas. 2- Límites, estructura, entradas y salidas. 3- Procesos ecosistemicos 4- Diversidad

Ing. Agr. Silvina Greco

Ecosistema (EN) Un grupo de componentes bióticos y abióticos relacionados en un tiempo y espacio determinados. biotopo + comunidad biológica (biocenosis)

Agroecosistema (AE) Un tipo de ecosistema. Un grupo de componentes bióticos y abióticos relacionados en un tiempo y espacio determinados. biotopo + comunidad biológica Transformado y bajo control humano, con el fin de producir alimentos, fibras y combustible. (adaptado de Elliot y Cole, 1989)

Agro ecosistema A pesar del objetivo utilitario, en los AEs siguen funcionando las leyes ecológicas. El estudio bajo una visión sistémica permite comprender su estructura y funcionamiento. Componentes por separado vs interacciones y funcionamiento.

Agro- ecosistema Un sistema tiene: • Límites espaciales y temporales • Estructura: componentes ( subsistemas) e interacciones entre los componentes • Entradas y salidas

Límites del Agroecosistema • A definir según el objetivo y escala del estudio: • Espaciales: cuartel, finca, zona, región, cuenca. • Temporales: ciclo productivo, año/s., etapa del cultivo .

Estructura de un agroecosistema PRODUCTORES PRIMARIOS:

C U L T U R A L

cultivo/s, malezas, coberturas verdes, cortinas forestales, vegetación aledaña, flora nativa

CONSUMIDORES PRIMARIOS: Ganado, plagas, fauna, hombre

DESCOMPONEDORES bacterias, hongos, insectos, lombrices BIOTOPO

TECNOLOGICO

CONSUMIDORES SECUNDARIOS Enemigos nat., fauna, hombre

E C O N O M I C O

Componentes • Elementos del biotopo: suelo y nutrientes inorgánicos, agua, clima + alambrados, corrales, casas, galpones, maquinarias. • Comunidades biológicas: según forma de obtener E: productores primarios (cultivos, malezas, vegetación natural), consumidores primarios (animales de la fauna, detrívoros, ganado, plagas, hombre), consumidores secundarios (predadores, enemigos naturales, hombre) • Componentes socioeconómicos: precios, costos de producción, disponibilidad de mano de obra, tecnologías, tenencia de la tierra, mercado

Interacciones • • • • • •

(-, -) Competencia intra o interespecifica (+, -) Predación, parasitismo, herbivoria (+,+) Mutualismo, simbiosis (0,+) Comensalismo (0,-) Amensalismo Son importantes porque el hombre las regula con las prácticas agronómicas y a la vez puede aprovecharlas para optimizar su funcionamiento.

Entradas y salidas • Determinan los cambios dentro del sistema • Flujo de Energía

• Ciclo de materiales

Flujo de E y Ciclo M

Flujo de Energía en agroecosistemas • En los ecosistemas la principal fuente de E es la ENERGIA SOLAR. La agricultura es la actividad que colecta la energía solar y la transforma en energía alimenticia para el hombre. FB-R = PPN X indice cosecha • SALIDA DE E Y M= COSECHA • Además el hombre utiliza otro tipo de energía, ENERGIA AUXILIAR para hacer que esa transformación sea más productiva y predecible: mano de obra, combustibles, plaguicidas, fertilizantes, riego, conocimiento

Flujo E Cultivo de Maíz (Oesterheld, 2008)

Balance energético de un cultivo de maíz • De la Energía auxiliar total usada, el 55% fue de fertilizante nitrogenado, luego gas oil del tractor (14%) y del secado del grano (11%), fertilizantes P y K (9 %), herbicidas (6%), semillas (1,6%), maquinaria (1,6%) y trabajo humano (1,2%). • El trabajo humano adquiere más importancia cuanto más intensivo es el sistema.

Eficiencia energética

Flujo de Energía E solar interceptada regulada por índice de área foliar (cobertura) Exportación de E por cosecha= Indice de cosecha Energía auxiliar permite regular los flujos hacia/desde el cultivo o producción de interés. No es energía acumulada en la biomasa.

Eficiencia E depende del tipo de producción.

Ciclo de nutrientes Entradas

Salidas

Liberación del suelo P, K

Cosechas (vegetal o animal)

Fijación atmosférica N. Síntesis fertilizante N (Haber) C,H desde la atmosfera

Lixiviación

Lluvia o agua

Denitrificación y volatilización

Fertilizantes orgánicos Fertilizantes Erosión minerales y sintéticos al suelo . Estiércoles de los animales

Quema o exportación de rastrojos- Eliminación de la cubierta vegetal (C)

Rastrojos

Escorrentía

Flujo de E y Ciclo M

Ciclo de nutrientes en AE

• Ciclo abierto • Fijación de N extra por síntesis en los fertilizantes nitrogenados • Ingreso al sistema: abonos orgánicos a los descomponedores/ fertilizantes minerales y químicos al suelo mayoritariamente • Salidas: cosecha, lixiviación, denitirificación, volatilización, erosión. • Importante reponer lo que se extrae o sale. Balance de nutrientes (indicador de sustentablidad). Hacer menos abierto ciclo

Procesos sucesionales en el AE • La sucesión es un esquema continuo, direccional y no estacional, de colonización y extinción de especies en una comunidad. Culmina con el establecimiento de un ecosistema estable, en el clímax, con óptima ocupación de los nichos.

Sucesión en un AE

Sucesión en el AE • El productor modifica la tendencia natural del ecosistema hacia la complejidad mediante subsidios energéticos y lo mantiene en etapas serales juveniles altamente productivas pero inestable. Requiere subsidios energéticos. Nichos no ocupados. • Caso extremo: monocultivo.

Sucesión en el AE • Cuanto más alejado el agroecosistema del patrón de vegetación del lugar, más energía hay que invertir para construirlo y mantenerlo • Depende también del tipo de producción realizada (intensivoextensivo). Si hay riego….

Procesos de Regulación biótica • Predación - Herbivoría • Parasitismo • Competencia Alterados por acciones de: uso de cultivos resistentes, espaciamiento entre hileras, pesticidas químicos, labores culturales, etc.

Niveles de diversidad Diversidad planificada (plantas-espacial y temporal)

Diversidad asociada (consumidores bajo el suelo y sobre el suelo)

Diversidad circundante (paisaje)

Diversidad en los agro ecosistemas • La agricultura se caracteriza por su

uniformidad • A nivel genético y específico (híbridos, OGM) • A nivel parcela ( cultivos, variedades, malezas) Diversidad Alfa • A nivel finca (cultivos en las diferentes parcelas-cortinas) Diversidad Beta • A nivel regional (zonas productoras de cultivos) Diversidad Gama Diversidad estructural – temporal Funcional

Diversidad funcional en el agro ecosistema Componentes

Funciones

Polinizadores

Polinización

Depredadores y parásitos

Regulación de poblaciones

Herbívoros

Consumo de biomasa

Vegetación adicional al cultivo

Competencia, alelopatía, fuente de enemigos naturales

Macrofauna del suelo

Estructura suelo Ciclado de nutrientes.

Mesofauna del suelo

Descomposición predación, ciclado nutrientes.

Microfauna del suelo

Ciclado de nutrientes Supresión de enfermedades

Manejo agronómico que lo afecta Plaguicidas- baja diversidad vegetal Plagas – Ganadería desmalezadoherbicidas

Fertilizantes químicos o minerales Herbicidas Labranzas Baja cobertura

• I. La biodiversidad del ecosistema es llevado a cero cada ciclo. II. Son favorecidas las especies invasoras (con estrategias r). Etapas serales tempranas III. Los ciclos de los nutrientes se ven alterados, la biomasa no se acumula ni se cicla. IV. El flujo de la energía no es en forma de red, sino cuasi-lineal y dirigido artificialmente. Cosecha- insumos V. Los ciclos tróficos son cortos.

Atributos ecológicos de los AE • Biomasa: kg MS/ha • Productividad Primaria Neta PPN: kg MS/ha.año • Productividad Secundaria PSN: Kg carne/ha. año • Producción: kg prod. cosechable/ha. Año = PPN x I.Cosecha • Estabilidad: grado de variación de los rendimientos por algún factor (clima, plagas,precios)

Atributos ecológicos de los AE • Resiliencia: capacidad de volver al estado original luego de un disturbio. • Resistencia: capacidad de no cambiar o persistir frente a un disturbio. • Sustentabilidad en la dimensión Ambiental: orientada a obtener una producción constante o en aumento manteniendo la calidad y cantidad de los Recursos Naturales