1.7) Agroecosistemas, SG16

AGROEOCOSISTEMAS
Ing. Agr. Ms. Sc. Silvina Greco
sgreco@fca.uncu.edu.ar
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