Agroecosistemas: granjas como ecosistemas simplificados
Un agroecosistema es un ecosistema manejado para obtener alimento, fibra o combustible. Comparado con un ecosistema natural tiene:
- Poca biodiversidad: a menudo un monocultivo (un solo cultivo), con malezas, plagas y competidores eliminados.
- Cadenas alimentarias cortas: cultivo → personas, o cultivo → ganado → personas. Cada paso hacia arriba en la cadena pierde cerca del 90 % de la energía, por eso los alimentos vegetales alimentan a más personas por hectárea que la carne.
- Insumos extra: energía de combustibles fósiles (máquinas, fabricación de fertilizante), agua, nutrientes y plaguicidas. La eficiencia energética = energía del alimento obtenido ÷ energía invertida; los sistemas intensivos suelen gastar más energía que los tradicionales.
- Ciclos de nutrientes abiertos: la cosecha se lleva los nutrientes, así que hay que reponerlos.
Los sistemas agrícolas van desde extensivos (pocos insumos por hectárea, por ejemplo el pastoreo nómada) hasta intensivos (muchos insumos y alto rendimiento por hectárea), y desde de subsistencia (para la familia) hasta comerciales (para vender).
Mejorar la genética de cultivos y ganado
- Cría selectiva: se eligen padres con rasgos útiles (alto rendimiento, tallo corto, resistencia a enfermedades, más leche) y se cruzan durante muchas generaciones.
- Variedades de alto rendimiento (VAR): trigo y arroz de tallo corto que dedican más energía al grano y no se tumban cuando se fertilizan mucho.
- Modificación genética (MG): se pasa un gen de otra especie; por ejemplo, el algodón Bt produce su propio insecticida y el arroz dorado produce vitamina A.
- Bancos de genes y de semillas guardan parientes silvestres y variedades antiguas como fuente de genes útiles.
Preocupaciones: pérdida de diversidad genética (si muchas granjas siembran la misma variedad, una sola enfermedad las afecta a todas), dependencia de comprar semilla cada año, paso de genes a plantas silvestres, y el debate sobre la seguridad de los cultivos MG y el control de las grandes empresas.
La Revolución Verde
La Revolución Verde (desde la década de 1940 en México, y extendida por Asia y América Latina en los años 1960–70) fue un paquete de:
- semillas de alto rendimiento de trigo, arroz y maíz
- riego (canales, pozos entubados)
- fertilizantes sintéticos (sobre todo de nitrógeno)
- plaguicidas y herbicidas
- mecanización (tractores, trilladoras)
Beneficios: los rendimientos de cereales se duplicaron o triplicaron más o menos, las hambrunas se volvieron menos frecuentes, bajaron los precios de los alimentos y países como India lograron producir todo el grano que necesitaban. Más alimento en la misma tierra también redujo la presión por talar bosques.
Problemas: los agricultores más ricos, con agua y crédito, ganaron más; los pequeños se endeudaron; la dieta se redujo a pocos cereales; bajó el agua subterránea; los suelos perdieron materia orgánica; aumentaron la contaminación y la resistencia de las plagas.
Impactos ambientales de la agricultura
- Eutrofización: el exceso de nitrato y fosfato llega a lagos y ríos → floración de algas → las algas mueren → las bacterias gastan el oxígeno → mueren los peces.
- Salinización: en lugares cálidos y secos, el agua de riego se evapora y deja sales en la capa superior del suelo, y los cultivos sufren.
- Encharcamiento y descenso del nivel freático por exceso de riego y bombeo excesivo.
- Erosión y degradación del suelo: el arado, los campos desnudos, el sobrepastoreo y la eliminación de setos dejan que el viento y el agua se lleven la capa fértil; las máquinas pesadas compactan el suelo; la materia orgánica disminuye.
- Problemas con plaguicidas: resistencia en las plagas, daño a las abejas y a otras especies que no eran el objetivo, bioacumulación y biomagnificación a lo largo de las cadenas alimentarias.
- Pérdida de biodiversidad y de hábitats: tala de bosques y humedales, monocultivos.
- Gases de efecto invernadero: CO₂ del combustible y de la tala, metano del ganado y de los arrozales inundados, óxido nitroso de los fertilizantes.
Influencias sociales y económicas en la agricultura
Lo que cultivan los agricultores y cómo lo hacen depende de más cosas que el suelo y el clima:
- Mercados y precios: un precio alto para un cultivo comercial anima a cambiarse a él.
- Política del gobierno: subsidios, precios mínimos garantizados, electricidad o fertilizante baratos pueden fomentar el uso excesivo de agua o de un solo cultivo.
- Propiedad de la tierra: las parcelas diminutas o alquiladas desaniman a cuidar el suelo a largo plazo.
- Acceso a crédito, tecnología y conocimiento.
- Dietas y demanda: el aumento del consumo de carne necesita mucha más tierra y agua que los alimentos vegetales.
- Comercio y supermercados: demandan productos uniformes y baratos.
Cómo hacer la agricultura más sostenible
- Rotación de cultivos y leguminosas (frijoles, lentejas, trébol) fijan nitrógeno y rompen los ciclos de las plagas.
- Manejo integrado de plagas (MIP): vigilar las plagas; usar depredadores naturales, variedades resistentes y trampas; fumigar solo cuando haga falta.
- Labranza de conservación / siembra directa, cultivos de cobertura, acolchado (mulch), arado en curvas de nivel y terrazas reducen la erosión.
- Riego eficiente: sistemas de goteo y aspersión en lugar de inundar; regar según la humedad del suelo.
- Agricultura de precisión: GPS y sensores aplican el fertilizante solo donde hace falta.
- Agroforestería y setos vivos: los árboles protegen el suelo, almacenan carbono y dan hogar a la fauna.
- Agricultura orgánica: sin fertilizantes ni plaguicidas sintéticos; suele rendir menos pero mejora la vida del suelo.
El objetivo es la intensificación sostenible: más alimento en la misma tierra con menos daño.
Pruébalo: el experimento del fertilizante
Pon semillas de berro o mostaza en cuatro vasos con tierra. Riégalas con agua sola, y con agua que tenga una pizca pequeña, mediana y grande de fertilizante para plantas. A los 10 días compara las alturas: el crecimiento sube y luego se estanca (rendimientos decrecientes), y demasiado fertilizante puede quemar las raíces. En el paso de juego libre del 3D, busca el nivel de fertilizante con el que la cosecha es alta pero el estanque sigue limpio.
Fórmulas y definiciones clave
- Agroecosistema = ecosistema manejado y simplificado con insumos humanos
- Eficiencia energética de la agricultura = energía del alimento obtenido ÷ energía invertida
- Paquete de la Revolución Verde: semillas VAR + riego + fertilizante + plaguicidas + máquinas
- Eutrofización: nutrientes → floración de algas → descomposición → poco oxígeno → mueren los peces
- Salinización: el agua de riego se evapora → quedan sales en la capa superior del suelo
Ejemplos resueltos
1. Explica por qué el trigo VAR de tallo corto era adecuado para usar mucho fertilizante.
El fertilizante hace pesadas las espigas. El trigo tradicional, alto, se tumbaría (encamado) y el grano se pudriría. Los tallos cortos y rígidos sostienen las espigas pesadas, y la planta dedica más energía al grano y menos a la paja.
2. Un río bajo unos campos de cultivo se pone verde en verano y mueren los peces. Explica la cadena de hechos.
La lluvia arrastra el exceso de nitrato y fosfato de los campos al río. Las algas crecen rápido (floración) y tapan la luz. Cuando mueren, las bacterias las descomponen y gastan el oxígeno disuelto. Los peces y otros animales se asfixian. Esto es la eutrofización.
3. Evalúa la Revolución Verde en India.
Lo positivo: la producción de trigo y arroz se multiplicó, se evitó la hambruna y India pasó a abastecerse sola. Lo negativo: las ganancias se concentraron en regiones con riego y en agricultores más ricos; el agua subterránea del Punyab bajó mucho; los suelos se volvieron salinos y pobres en materia orgánica; aumentó el uso de plaguicidas. En conjunto, salvó a millones del hambre pero creó problemas de sostenibilidad que hoy necesitan métodos nuevos.
Errores comunes
- Decir que el fertilizante siempre aumenta la cosecha. El rendimiento se estanca (rendimientos decrecientes) y el exceso casi todo contamina.
- Confundir la salinización (sal que deja el agua de riego al evaporarse) con el encharcamiento (demasiada agua en el suelo).
- Escribir solo los beneficios o solo los problemas de la Revolución Verde. En un examen se pide una evaluación equilibrada.
- Olvidar los factores sociales y económicos. La política, los precios y la propiedad de la tierra influyen tanto como el clima.