CAMBIOS EN EL USO DE LA TIERRA Y SUS CONSECUENCIAS SOBRE LOS SERVICIOS QUE PRESTAN LOS ECOSISTEMAS
Taller I
Objetivo general
Introducción al análisis de los efectos que tienen las actividades humanas sobre el funcionamiento de los ecosistemas y, por lo tanto, sobre los servicios que estos prestan
Objetivos particulares
1. Reconocer los cambios en el uso de la tierra en la Argentina relacionados con la actividad agropecuaria
2. Reconocer los servicios que prestan los ecosistemas (extractables y no extractables).
3. Analizar algunas de las consecuencias de los cambios en el uso del suelo sobre el funcionamiento de los ecosistemas (en particular sobre el contenido de materia organica del suelo y la circulación del nitrógeno) y sobre diferentes servicios
Población humanaTamaño Uso de los recursos
ActividadesAgricultura Industria Recreación Comercio internacional
Transformación uso de la tierra
Transformación en el uso de la tierra
Foley et al. 2004 Science 309: 570-574
•Practicas varían según la región pero..•Secuencia de regimenes de uso en el tiempo•El estado de una región depende del contexto ecológico, social y economico
•Cultivos y pasturas cubren el 40% superficie terrestre•Durante los ultimos 40 años se duplicó la cosecha de grano y se aumento 700 %s el uso de fertilizantes.
•El hombre ha modificado la supeficie del planeta
Selva tropical y bosque templado
Pastizal (pradera y estepa graminosa)
Estepa arbustiva alta (matorral)
Semidesierto (estepa arbustiva muy baja y rala)
Estepa arbustiva baja
Bosque xérico (sabana y parque)
León et al. Ed. FAUBA
Principales tipos de vegetación en la Argentina
En el W de la Argentina.....
Superficie dedicada a cultivos (Fig 1)
Cambio en la carga animal y carga por unidad de superficie forrajera
¿Cuáles eran los principales cultivos hace 30 años?
¿y ahora?
¿dónde disminuyó?
¿dónde aumentó?
Patron espacial!!!!!!
Población humanaTamaño Uso de los recursos
ActividadesAgricultura Industria Recreación Comercio internacional
Transformación uso de la tierra
Adición y remoción de
especies
Ciclos bio-geoquímicos
Cambio global
Cambio global
Composición atmósfera
Clima
Diversidad
Uso de la tierra
Funcionamiento de los Ecosistemas
Servicios
¿QUE PROVEEN LOS ECOSISTEMAS?• Bienes (tangible)• Servicios (beneficios derivados del funcionamiento)
¿Cuál es el precio de proveer Servicios?¿Cómo se le asignan un valor?
Compromiso en los servicios que prestan diferentes ecosistemas
¿y si no se comercializan?
Sem
illa
s (g
)F
ruto
s/fl
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rec.
fal
las
¿Cuál es el valor de los parches de vegetación nativa para la producción del café?
Café (Coffea arabica): • principal exportación de los países en
desarrollo,
• emplea gran numero de personas,
• se cultiva en las regiones de mayor diversidad
• Se autofecunda pero su rendimiento aumenta un 15-50% con la visita de abejas
• Bosque actua como refugio para los polinizadores
Experimento:Ricketts et al. 2004
>Rendim
( 20%)
Resultados x Rendimiento x Precio del mercado= 7% (Us 62.000)Entradas a la finca¿y el dueño del bosque?
Selva tropical y bosque templado
Pastizal (pradera y estepa graminosa)
Estepa arbustiva alta (matorral)
Semidesierto (estepa arbustiva muy baja y rala)
Estepa arbustiva baja
Bosque xérico (sabana y parque)
León et al. Ed. FAUBA
Principales tipos de vegetación en la Argentina
¿Qué servicios provee el bosque chaqueño?
alimento, madera (durmientes, postes) combustible (leña, carbón), agua dulce,…
soporte de la productividad y biodiversidad recursos genéticos, bioquimicos y ornamentales,
servicios reguladores del clima, del agua y de los suelos (control de erosión)…
servicios culturales (recreación, ecoturismo), biodiversidad cultural
Cultivo en la Selva Selva (yungas)
Bosque chaqueño
Grau et al.
Imagine un sistema productivo ganadero, agrícola o mixto y haga una esquema de cajas y flechas que le permita describir: a- ¿Qué hay en el sistema?b- ¿Qué entra al sistema?c- ¿Qué sale del sistema?d- ¿Qué ocurre dentro del sistema?
Plantas Herbívoros
Carnívoros
Descomponedores
Materia orgánicadel suelo
Nutrientesen solución
Sistemas mixtos agricultura y ganadería
Rotación de cultivo
Diversificados
Exploración de diferentes recursos
Uso más eficiente de los mismos
Menor pérdida del suelo
Menos vulnerables
Sistemas bajo agricultura con
rotación de cultivos a
monocultura
Pérdida de diversidad
Menor exploración de diferentes recursos
Más vulnerables
Proliferación de enfermedades, plagas y malezas
Mantenimiento del huesped- No se interrumpe el ciclo del patógeno o plaga
OGM: riegos asociados cultivos resistentes a herbicidas o insectos y a su uso masivo
-Transmisión y dispersión de transgenes a plantas nativas o a malezas emparentadas (nuevas malezas o peores)
-Perturbación de sistemas naturales de control de plagas (efectos toxina del Bt en depredadores)
-Persistencia en el suelo de los productos producidos por estas plantas (efectos de los exudados o material muerto sobre biota del suelo)
-Persistencia del cultivo como maleza
-Efectos sobre organismos a los que no estaba dirigido el control
-Rápida evolución de la resistencia en plagas, malezas
-Perdida de la biodiversidad (expansión y monocultivos)
-Salud humana (alergias)
“SUPER MALEZAS”ORIGEN DEL PROBLEMA
PRESIÓN DE SELECCIÓN
• Presión de selección ejercida por el hombre a través del abuso de algunas prácticas agrícolas
• Presión de selección ejercida por los herbicidas
• Selección de los genotipos más aptos al ambiente artificial Resistencia, Tolerancia
(Papa, J.C. Comunicación oral 2004.)
El maíz Bt (evento MON 810) está protegido contra Diatraea saccharalis (el barrenador del tallo) gracias al gen cry1Ab de Bacillus thuringiensis. Esta proteina es la misma que está presente en los bioinsecticidas que se aplican hace más de 40 años en sistemas de control biológico de insectos.(Extraído de Biotecnología para agricultura.
www.monsanto .com.ar)
El daño producido por Diatraea es una vía de entrada para la infección fúngica en el maíz.La micotoxina resulta tóxica para el ganado.
(Extraído de Biotecnología para agricultura. www.monsanto .com.ar)
Consumo64%
Insectos14%
Enfermedades12%
Malezas10%
Poverene, Cantamuto, 2003
Destino de la producción mundial de los principales cultivo
500
500
500
1000
2500
3000
0 D MJ JM
1993 1994
Nú
me
ro d
e p
lán
tula
s m
-2d
ía-1
Arada
Adapted from Vleeshouwers (1997)
Factores ambientales que terminan la dormición
Emergencia de Polygonum persicaria asociado al momento de realización de las labores
El estímulo de la emergencia de las malezas por las labranzas dependerá del nivel de dormición de la población en el momento de la realización de la labranza
CiclodelNitrógenoNitrógeno atmosférico
Fijación atmosféricay deposición
Abonosanimales
y biosólidos
Fijaciónindustrial(Fertilizantes comerciales)Cosecha
Volatilización
Denitrificación
Escurrimientoyerosión
Lixiviación
Nitrógeno orgánico
Amonio(NH4)
Nitrato(NO3)
Residuosdelasplantas
Fijación biológica por
plantasleguminosas
Absorciónpor lasPlantas
IngresosalsueloComponente
Pérdidas desdeelsuelo
-+
FertilizantesCostos (energéticos económicos)Efectos positivos y negativos
Positivos
Rendimientos
Calidad
Producción de rastrojo
Negativos
Contaminación ambiental
Atmósfera (efecto invernadeo)
Cursos de agua
ResiduosRaíz
Parteaérea
AtmósferaCO2
Materiaorgánica
humificada
Fo
tosí
nte
sis
Res
pir
ació
n a
érea
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icro
bia
na
Humificación
Muerte
Min
eral
izac
ión
Des
com
po
sici
ón
Muerte
Alvarez, Steinbach 2005
Balance de carbono Contenido de carbono de los suelos de la Región Pampeana
0
20
40
60
80
PampaOndulada
PampaArenosa
Pampa Sur PampaDeprimida
PampaOeste
Car
bono
0-2
0 cm
(t/h
a)
Original (Century)
Relevamiento cartas del INTA (1970)
Prácticas de manejo
Sistemas mixtos/rotaciones Selección de cultivosSistemas de labranza RiegoFertilizaciónControl de enfermedades, plagas y
malezas
BALANCE DE CARBONO
Fecha de siembra
Comunidad de malezas como indicadoras de deterioro
• Contar trabajo de Suarez et al
• Tabla con malezas, sirve para introducirlos al viaje
Anoda cristata ] 100 100Echinochloa crusgalli 100 89Datura ferox 100 89Chenopodium album L. 88 89Digitaria sanguinalis 88 67Portulaca oleracea L 75 89Sorghum halepensis 75 67Tagetes minuta 38 89Amaranthus quitensis 100 22Stellaria media 63 44Euphorbia lasciocarpa 25 56Taraxacum officinale 13Eragrostis sp. 13Bidens subalternans 25 11Lamium amplexicaule 25Sonchus oleraceus L. 13 22Galinsoga parviflora 25Oxalis chrysantha 13Artemisia annuaVeronica persica 13 11Cirsium vulgare 11Rumex crispus 75Alternanthera philoxeroides 38 33Cynodon dactylon 38 11Setaria sp. 25 11Polygonum aviculare 25Sida rhombifolia Physalis viscosa 13Cyperus sp 13 11Lolium multiflorum Panicum sp. 13Jaborosa integrifolia 13Carduus acanthoides 50Echinochloa colona 13 11Brassica campestris 13 33Cucurbita andreana 13 22
Actual yield (kg ha-1) 3400 2200
Chenopodium–Datura
% of fields
Weed Bidens–Stellaria
Soybean communities
Foley et al. 2004 Science 309: 570-574
Labranzas
Objetivos:
Preparar la cama de siembra Remover residuos de la superficieAirear el sueloFacilitar la emergencia
Manejo de residuosPromover su descomposicónControlar plagas y enfermedades
Iniciar un barbecho acumular agua
Control de malezas
MALEZAS.TOLERANTES A HERBICIDAS
• TOLERANCIA:Selección de una o más especies naturalmente tolerantes a un herbicida y a una dosis dada, dentro de la comunidad vegetal. Ej. Commelina tolerante al glifosato.
MALEZAS RESISTENTES A HERBICIDAS
RESISTENCIA: Selección de el o los biotipos naturalemente resistentes a un herbicida dentro de la población de una especie. La poblaciones resistentes eran originalmente muy susceptibles Ej. Yuyo colorado ALS resistentes (ARGENTINA),Quínoa resistente a atrazina (USA), Eleusine resistente a glifosato (MALASIA).
(El modo de acción de los herbicidas y su relación con los síntomas de daño. Falcón y Papa, 2001)
MECANISMOS DE RESISTENCIA• Sobreproducción de la enzima o proteína blanco del herbicida.
• Cambio de un aminoácido de la enzima o proteína blanco del herbicida.
• Aumento de la cantidad y/o de la actividad de las enzimas que degradan al herbicida.
• Inmovilización de la molécula del herbicida por algún componente de la pared celular u otras estructuras.
• Reducción en la absorción y/o movilidad del herbicida.
CARACTERÍSTICAS DE LAS MALEZAS QUE INFLUYEN SOBRE LA MANIFESTACIÓN DE LA RESISTENCIAMalezas muy susceptiblesGran producción de semillasAlta proporción de germinaciónSemillas de corta longevidadAlta variabilidad genéticaFrecuencia inicial de individuos resistentesAdaptabilidad del biotipo resistente
CARACTERÍSTICAS DEL HERBICIDA QUE FAVORECEN LA RESISTENCIAAlta eficacia
Gran poder residual
Sitio de acción único
(Papa, J.C. Comunicación oral 2004.)
PASTURA T MaízSoja G
PASTURA Tr Girasol
PRODUCCIONES MIXTAS (AGRÍCOLO-GANADERAS)
Mz
70 %
58 % 42%
1991
2002
30 %
Esquemas de rotaciones en labranza convencional
Aparición de resistencia a herbicidas en malezas
A G R I C U L T U R A C O N T I N U A
E s q u e m a d e r o t a c i o n e s e n s i e m b r a d i r e c t a
A ñ o 1 A ñ o 2 A ñ o 3 A ñ o 4 A ñ o 5 A ñ o 6 I n t e n s i d a d C i c l o s
O D F A J A O D F A J A O D F A J A O D F A J A O D F A J A O D F A J A N ° / a ñ o N °
R o t a c i ó n 1 1 3
R o t a c i ó n 2 1 , 3 2
R o t a c i ó n 3 1 , 5 3
R o t a c i ó n 4 1 , 5 3
R o t a c i ó n 5 1 , 5 3
R o t a c i ó n 6 2 6
M a í z T r i g o S o j a 1 a . S o j a 2 a .
F u e n t e : S a t o r r e ( e n p r e n s a ) C i e n c i a H o y
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