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Agroecología, la agricultura de la biodiversidad

Por Mar Gulis (CSIC)

¿Sabías que los suelos acogen una cuarta parte de la biodiversidad de nuestro planeta? El suelo es uno de los ecosistemas más complejos de la naturaleza y uno de los hábitats más diversos de la Tierra. Cobija infinidad de organismos diferentes que interactúan entre sí y contribuyen a los procesos y ciclos globales que hacen posible la vida.

Sin embargo, el uso que hacemos de él se encuentra entre las actividades humanas que más inciden en el cambio global y climático. Los modelos agrícolas dominantes durante los últimos cien años, junto con el sobrepastoreo y la deforestación, son responsables de un deterioro del suelo que implica la desertificación y la transferencia de grandes cantidades de carbono desde la materia orgánica que se encuentra bajo nuestros pies hacia la atmósfera, lo que contribuye al calentamiento global y, por ende, afecta a la salud de los seres vivos.

¿Es posible un modelo agroalimentario que ayude a regenerar los ecosistemas y que, a su vez, asegure los alimentos y la salud en un planeta con más de 7.700 millones de seres humanos y en pleno cambio climático? De ello se ocupa la agroecología, una disciplina que integra los conocimientos de la ecología, la biología, las ciencias agrarias y las ciencias sociales.

Primeros brotes en la huerta del proyecto agroecológico L’Ortiga, en el Parque Natural de Collserola, provincia de Barcelona.

La agroecología establece las bases científicas para una gestión de los sistemas agrarios en armonía con la salud de los ecosistemas y de las personas. Y esto lo hace estudiando las relaciones entre los organismos biológicos (cultivos, ganado, especies del entorno y, por supuesto, organismos del suelo), los elementos abióticos (minerales, clima, etc.) y los organismos sociales implicados en el proceso (desde las comunidades agrícolas y los hogares hasta las políticas agrarias y alimentarias globales).

También lo hace fomentando la capacidad de los agroecosistemas para autorregularse. Esta capacidad es muy importante, pues tanto las plagas como otras enfermedades son menos frecuentes en los sistemas biológicos equilibrados y este equilibrio es el que asegura la rentabilidad y la estabilidad en la producción. Para ello, la agroecología se preocupa por el mantenimiento de la mayor diversidad posible en el ecosistema, especialmente la diversidad funcional: cuando lo que importa no es tanto el número de especies como su función dentro del agrosistema y lo que cada una aporta al conjunto. Esto es algo que difícilmente se da en la agricultura convencional, ya que, como explican los investigadores Antonio Bello, Concepción Jordá y Julio César Tello en Agroecología y producción ecológica (CISC-Catarata), con el uso generalizado de agroquímicos la biodiversidad queda muy reducida o prácticamente eliminada.

Vegetales agroecológicos. Cooperativa Germinando Iniciativas Socioambientales, Madrid.

Para preservar esta biodiversidad se emplean prácticas agrarias que regulan de forma orgánica tanto las poblaciones de patógenos como de organismos que naturalmente son mejoradores del suelo. Un ejemplo de esto es la extendida tradición de introducir leguminosas en los cultivos. Las plantas de la familia leguminosae, de las que forman parte las legumbres, establecen naturalmente simbiosis con rizobios, bacterias del suelo con el potencial de fijar el nitrógeno atmosférico. Esta unión aporta cerca del 80% del total del nitrógeno atmosférico fijado de forma biológica y proporciona a las plantas el segundo nutriente más necesario, después del agua, para su crecimiento.

La milpa tradicional mesoamericana es un cultivo de origen precolombino que incluye maíz (Zea mays L.), calabaza (Cucurbita spp.) y frijol (Phaseolus vulgaris L.). Como explican en el diplomado ‘Alimentación, comunidad y aprendizaje’ del grupo Laboratorios para la Vida (LabVida) de ECOSUR Chiapas (México), la milpa se caracteriza por una sinergia entre estos tres cultivos que favorece su rendimiento en conjunto y genera resiliencia ante perturbaciones externas, además de ofrecer proteínas completas al combinar estos alimentos.

Suelos vivos versus suelos degradados

Con este planteamiento incluso los organismos eventualmente patógenos tienen su función en los cultivos. Al haber una diversidad mucho mayor, estos organismos patógenos no llegan a ser tan invasivos ni a causar grandes daños, y el ecosistema se puede autorregular fácilmente con solo introducir especies adecuadas. Un ejemplo de esto son las mariquitas (coccinélidos) y otros insectos que depredan a los pulgones. Otro ejemplo es el de los nematodos, un grupo de animales mayormente microscópicos y potencialmente patógenos que ocupa el cuarto filo más numeroso del reino animal en cuanto al número de especies. Los nematodos son los principales herbívoros del suelo y, junto con los hongos, son uno de los principales grupos descomponedores de la materia orgánica. La actividad de estos invertebrados es fundamental para la renovación de las raíces, pues permite optimizar su capacidad de absorber agua y nutrientes para el correcto desarrollo de las plantas. Según la agroecología, los nematodos causan problemas solo en los sistemas desequilibrados y hay maneras de controlar su población y los problemas de plagas desde un manejo ecológico, como por ejemplo introduciendo especies con propiedades repelentes o nematicidas.

Huerta agroecológica de Ruth Labad, quien produce para el grupo de consumo Xurumelxs en Ourense, Galicia.

La recuperación ecológica de suelos degradados, cuando es posible, se produce con prácticas que ayudan a la salud de todo el ecosistema agrario: abonando con materia orgánica libre de tóxicos, mediante la gestión de cultivos y utilizando las características funcionales de las plantas, principalmente. Para ello se emplean los policultivos (rotativos e intercalados), así como una mayor variedad de semillas y especies vegetales. También se alternan los pequeños invernaderos dentro del cultivo y las plantas que ejercen de barreras ecológicas naturales frente a posibles agentes patógenos, como algunas hierbas aromáticas. Además, se usan coberturas vegetales, que ayudan en la conservación del agua y del suelo y regulan la temperatura del terreno, así como la presencia de malas hierbas. Con estas y otras estrategias se favorece la salud de la microbiota del suelo y de todos los organismos de los que depende el ciclo de nutrientes y la buena respiración del suelo.

El Concello de Allariz, en Galicia, es pionero en la gestión de residuos orgánicos: recogen y compostan los residuos de los restaurantes para ofrecer abono orgánico a los agricultores de la zona.

Frente a la agricultura industrial, orientada de manera lineal a los insumos y productos, que rompe con los ciclos del agua, los elementos y los nutrientes de la naturaleza, que depende de los insumos fósiles para mantener la producción y que contribuye al cambio climático, la agroecología comprende la complejidad de la naturaleza y la interdependencia entre los organismos. Además, la agroecología considera los sistemas agrarios como ecosistemas que han llegado a ser equilibrados tras años de experiencia y conocimiento campesino, y se enriquece de toda la diversidad de saberes propios de cada región, clima y ecosistema. Por eso, la mayoría de las veces pone en práctica programas de investigación multidisciplinares en los que se integra y armoniza el conocimiento científico con el saber tradicional de las comunidades agricultoras y ganaderas locales.

Huerto escolar del CEIP Venezuela, en Madrid, dinamizado por Germinando Iniciativas Socioambientales.

Por otro lado, como señalan Bello, Jordá y Tello, establece que los ‘problemas del campo’ no son solo asunto de las personas que se dedican a la agricultura y la ganadería, sino que, por sus repercusiones, requieren de la participación y el compromiso del conjunto de la sociedad. Este compromiso debe estar fundamentado en la soberanía alimentaria (entendida como el derecho de la ciudadanía a elegir qué quiere o no quiere comer) y orientado a desarrollar un modelo alimentario justo, responsable y solidario, que se pregunte cómo se producen los alimentos y cuáles son sus implicaciones tanto sociales como ambientales. Por todo ello, se prefieren los pequeños mercados locales y la venta directa por parte de los grupos productores agrarios, lo cual ayuda a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y los costes asociados al transporte internacional de alimentos y a las grandes superficies de producción y venta.

Venta directa de productos de la iniciativa Barazkilo Agroecologiko, en Bizkaia.

Para saber más:

Ojos en el cielo: los drones que cuidan nuestras cosechas

Por Alicia Boto (CSIC)*

Cuando era pequeña, recuerdo que la gente se empezó a ir del campo a las ciudades. Los motivos, sin duda, eran variados, pero uno de ellos era que el campo daba mucho trabajo, el agua era cara y, por si fuera poco, los intermediarios entre los que cultivaban la tierra y los consumidores finales se llevaban muchas de las ganancias, por lo que mantener la agricultura acababa por compensar poco. Además, la tecnología comenzó a posibilitar que una sola persona cultivara mucho terreno, así que la desbandada fue general.

Hoy día, de algún modo, las cosas están cambiando en ese sentido. Ahora el agricultor puede llegar directamente a sus clientes y, además, gracias a los avances que sigue habiendo en la tecnología, es posible cultivar tierras sin que esto implique una atadura constante y presencial. En un futuro no muy lejano, tendrá desde drones para monitorizar, tratar las cosechas o controlar las malas hierbas, a robots que le ayuden en las faenas del campo. Con un click en un programa de ordenador, sin salir de casa, los campos podrán ser vigilados, regados o fumigados. Y lo mejor: gracias a ‘ojos’ que ven con más tipos de luz que los humanos, los nuevos drones podrán detectar un problema antes de que aparezca a simple vista.

Dron vigilando viñedos en Canarias. / Proyecto Apogeo

Vamos a verlo en el caso real en un viñedo y un dron equipado con dos tipos de cámaras: una normal, que solo capta la luz visible, y otra multiespectral, que capta también la luz ultravioleta y la infrarroja. Tras ser envidas por un ordenador para que las interpretase y ‘pintase’, las imágenes recogidas por este dispositivo indicaron que algunas plantas no estaban sanas. Mientras que el suelo y la tierra aparecían en color azul y las vides más sanas en rojo y naranja, las que estaban en peor forma se mostraban en amarillo y verde-azulado.

Cuando el técnico del dron vio la imagen, avisó a la directora de las bodegas. Una vez en el terreno, las plantas parecían todas iguales a simple vista, pero pronto se detectó que el sistema de riego de la zona norte se había taponado parcialmente. Las plantas no estaban recibiendo suficiente agua. Sin embargo, sus hojas no parecían aún secas porque, para ahorrar líquido, las vides dejaron de producir muchas uvas. Si el problema no se hubiera localizado, la cosecha de esa zona habría bajado mucho. Por suerte, una vez corregido el problema, las vides aumentaron su producción de fruta.

Imagen que muestra la cámara normal de un dron que sobrevuela el viñedo. / Proyecto Apogeo

La cámara multiespectral del dron detecta un problema en la zona del recuadro blanco. / Proyecto Apogeo

Las imágenes del dron también permiten detectar en una etapa temprana otros problemas. Los colores de la imagen cambian rápidamente si al suelo le faltan nutrientes, si las plantas se han infectado con patógenos, o si son atacadas por una plaga. Como el problema se descubre de forma precoz, solo hay que tratar unas pocas plantas, y así se ahorran muchos productos, como fertilizantes, pesticidas o fitosanitarios. Esto hace que los gastos sean menores, tanto para quien cultiva como para quien acaba finalmente consumiendo los productos. Además, los residuos que quedan en las plantas después de un tratamiento disminuyen mucho.

Con esta estrategia, el proyecto de investigación MAC-INTERREG APOGEO desarrolla drones con cámaras multi e hiperespectrales, programas de ordenador que interpretan los datos para dar al agricultor un informe rápido de la situación de sus cultivos y nuevos fitosanitarios más selectivos y respetuosos con el medio ambiente. Aunque el proyecto se centra en viñedos, los resultados pueden extrapolarse a muchos tipos de cosechas, desde frutales a hortalizas. La iniciativa, que cuenta con la participación de varias universidades de Canarias y Madeira, el CSIC, la Dirección General de Agricultura del Gobierno de Canarias, cabildos insulares y asociaciones de viticultores, supone también la realización de cursos de formación para jóvenes agricultores. Con ello, se busca contribuir a que la gente se anime a volver al campo, pueda obtener buenas ganancias y de pie a una economía local y sostenible.

*Alicia Boto es investigadora en el Instituto de Productos Naturales y Agrobiología (IPNA) del CSIC.

APOGEO es un proyecto de investigación coordinado INTERREG-MAC en el que participa el Instituto de Productos Naturales y Agrobiología del CSIC, La Laguna, Tenerife, Canarias, y que lidera el Instituto Universitario de Microlectrónica Aplicada de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. También participa la Dirección General de Agricultura del Gobierno de Canarias, la Universidad de Madeira, Cabildos, y empresas.

Diatomeas: las algas que ayudan a respirar al planeta y limitan el cambio climático

Por Mar Gulis (CSIC)

Viven cautivas en cápsulas microscópicas de cristal, miden una décima parte de un milímetro y surgieron hace 240 millones de años en los océanos del Triásico, al mismo tiempo en que los primeros dinosaurios comenzaban a caminar sobre los continentes. Las diatomeas, algas unicelulares capaces de producir más oxígeno que todos los bosques amazónicos, centroafricanos e indonesios juntos, son ‘el otro pulmón’ de la Tierra.

Al igual que en los continentes, en los océanos también hay bosques y desiertos, y las diatomeas forman una parte esencial de los primeros, donde sirven de alimento para larvas, moluscos, crustáceos y peces. “Si pudiésemos acumular sobre los continentes toda la biomasa que producen las diatomeas, en tan sólo dos décadas tendríamos suficiente como para reemplazar todos los bosques tropicales del mundo”, explica Pedro Cermeño, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar y autor de Las diatomeas y los bosques invisibles del océano (CSIC-Catarata).

Ejemplares de algas diatomeas  ‘Coscinodiscus wailesii’ (redondas)  y de ‘Thalassiosira rotula’ (con forma de cadena). / Isabel G. Teixeira.

Otra de sus cualidades es que incrementan la eficiencia de la bomba biológica, un proceso mediante el cual los ecosistemas marinos absorben dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera y lo transfieren hacia las capas más profundas del océano, lo cual contribuye a paliar el efecto invernadero y a enfriar el clima del planeta. Según Cermeño, “la mayor parte de los microorganismos que componen el fitoplancton no superan los 0,01 milímetros de diámetro, mientras que las diatomeas pueden llegar a sobrepasar los 0,5 milímetros”. Si volvemos al símil del bosque, estas algas unicelulares son el análogo oceánico de cedros y secuoyas. Sus abultadas dimensiones y sus pesadas cápsulas de sílice hacen que se hundan rápidamente al morir. “De esta forma, aumentan sobremanera los efectos de la bomba biológica”, añade el investigador del CSIC.

Las diatomeas también han sido un componente crucial en la formación de petróleo marino. Del mismo modo que la madera de los árboles acaba transformándose en carbón mineral fósil, una fracción de la biomasa de fitoplancton, principalmente de diatomeas, se acumula en los sedimentos marinos que, con el tiempo, se convierten en petróleo.

Pero, ¿cómo alcanzaron la hegemonía de la producción primaria oceánica estas “joyas del mar”, un sobrenombre que reciben por el color dorado de sus células? Desde su origen, hace 240 millones de años, hasta que lograron convertirse en los productores primarios más importantes de los océanos, las diatomeas pasaron 200 millones de años en la retaguardia. Una de las claves de su éxito reside en haber desarrollado vacuolas de almacenamiento, “algo así como una despensa para momentos en los que los nutrientes escasean”, ilustra Cermeño. La posibilidad de acumular nutrientes en vacuolas les permitió proliferar en ambientes turbulentos como los surgidos en los océanos durante la segunda mitad del Cenozoico, hace 40 millones de años, hasta la actualidad.

Ejemplares de diatomeas ‘Guinardia flaccida‘ y ‘Guinarida delicatula’. / Isabel G. Teixeira Pedro Cermeño

Aplicaciones beneficiosas para el medioambiente

Además de regular el clima y servir de sustento a las redes tróficas marinas, en el futuro las diatomeas podrían contribuir a la sostenibilidad de la agricultura y a conseguir un consumo energético sin huella de carbono.

Las principales ventajas de su uso agrícola son que las diatomeas producen de forma natural sus propios pesticidas, que frenan la proliferación de plagas y aumentan la productividad, y pueden ser útiles en la depuración de aguas residuales, un medio muy similar al utilizado para el crecimiento de microalgas en el laboratorio. En concreto, las diatomeas son expertas en procesar nitrato, amonio, fosfato, hierro, silicio y metales pesados como el cadmio, el cromo o el cobre, a menudo abundantes en las aguas residuales. Además, sus vacuolas les permitirían resistir las posibles fluctuaciones en la composición nutricional de este medio. También liberan sustancias pegajosas, lo que favorece la formación de agregados que, junto a la alta densidad de las capsulas de sílice, facilitan la decantación y la recolección de su biomasa. Con todos estos factores se abre un campo de estudio en expansión que “podría cambiar el paisaje en torno a nuestras ciudades si el cultivo de microalgas consigue ganar terreno y convertirse en un medio de aprovechar la fotosíntesis para depurar las aguas residuales”, afirma el autor.

La comunidad científica también ha visto en el uso de las microalgas una alternativa a los combustibles fósiles, ya que pueden cultivarse en terrenos marginales o en plataformas flotantes usando aguas residuales, como se ha mencionado, o aguas saladas. “Con un suministro adecuado de luz y nutrientes, las microalgas pueden producir más de 100 toneladas de biomasa por hectárea y año, hasta 30 veces más que un cultivo agrícola convencional. La biomasa generada se convertiría en biocombustible mediante la aplicación de procesos termoquímicos que imitan las condiciones geológicas bajo las que se forma el petróleo crudo en el interior de la Tierra”, apunta el investigador.

Reducir los costes de producción de la biomasa e incrementar la eficiencia de conversión de biomasa en biocombustible son algunas de las claves para poder producir biocombustible en cantidades relevantes y a precios competitivos con los combustibles fósiles. Y, de nuevo, las diatomeas se colocan como favoritas. “Los excelentes rendimientos fotosintéticos y las altas eficiencias de conversión de biomasa a biocombustible las convierten en una de las materias primas bioenergéticas con mayor potencial: está en nuestras manos producir en minutos el petróleo que la Tierra tardó millones de años en generar”, concluye Cermeño.

 

Te mostramos en un minuto las mejores imágenes científicas de FOTCIENCIA17

Por Mar Gulis (CSIC)

La extraordinaria anatomía de los caballitos de mar retratada a través de cuatro técnicas lumínicas, una imagen de microscopio que nos muestra los grandes ojos compuestos de los mosquitos o los surcos geométricos de un cultivo sostenible de cebada observados desde un dron. Estas son algunas de las siete propuestas seleccionadas en la 17ª edición de FOTCIENCIA, una iniciativa del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), con apoyo de la Fundación Jesús Serra, que trata de acercar la ciencia a la sociedad mediante la fotografía.

Las enormes antenas en forma de abanico que algunas luciérnagas de Brasil utilizan para detectar las feromonas del sexo opuesto o la asombrosa estructura del nanoplancton marino amenazado por el cambio climático en el Mediterráneo son otros de los fenómenos reflejados en las imágenes, que han sido escogidas por un comité compuesto por profesionales relacionados con la fotografía, la microscopía y la comunicación científica.

Las dos fotografías restantes llaman nuestra atención sobre los microplásticos que se encuentran en los organismos que constituyen la base de la cadena trófica marina y que llegan a los consumidores finales, los seres humanos, así como sobre el hecho de que la naturaleza es química y que la química está en la naturaleza. Puedes ver todas ellas en el vídeo que acompaña a este post.

Con estas imágenes y una selección más amplia de entre las cerca de 450 presentadas, próximamente se realizará una exposición itinerante y un catálogo.

Para saber más sobre las imágenes escogidas, pincha aquí.

En esta 17ª edición, FOTCIENCIA se ha sumado a los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible declarados por Naciones Unidas.

‘Operación polinizador’: el imprescindible trabajo de los insectos para el futuro de la agricultura

Por Alberto Fereres (CSIC) *

Trichodes octopunctatus (Familia Cleridae) / Alberto Fereres

Trichodes octopunctatus (Familia Cleridae) / Alberto Fereres

Con la llegada de la primavera, en plena ‘operación polinización’, esta imagen se repite cada año en campos, parques y jardines. Insecto y planta cooperan para obtener un beneficio mutuo, fenómeno que en biología se llama simbiosis. Estas interacciones, de crucial importancia en los ecosistemas naturales y en los agrícolas, se iniciaron hace más de 200 millones de años, en el Jurásico.

Las primeras angiospermas, plantas con flor, dependían del viento para asegurar su reproducción, igual que las gimnospermas, pinos y especies relacionadas. El ovario producía una secreción pegajosa llamada exudado para atrapar los granos de polen que llegaban a él. Este exudado contenía proteínas y azúcares y servía de alimento a los insectos, que empezaron a transportar de manera accidental el polen de una flor a otra. Así comenzó la polinización.

Se ha estimado que este gesto, en apariencia insignificante, representa la nada desdeñable cifra del 9,5% del valor de la producción agrícola dedicada al consumo humano, lo que a nivel europeo supone un total de 5.000 millones de euros al año. Atendiendo a estos datos, no cabe duda de que el servicio ecológico que ofrecen los polinizadores posee una enorme repercusión ambiental, social y económica en nuestro planeta.

La biodiversidad de los insectos que actúan como potenciales polinizadores es muy elevada. El 20% de estos organismos, unas 200.000 especies, visitan las flores. Hay familias de insectos polinizadores importantes entre los coleópteros (escarabajos), dípteros (moscas) y lepidópteros (mariposas) entre otros órdenes, pero los polinizadores por excelencia son los himenópteros: las abejas y abejorros de la superfamilia Apoidea. Son especies en las que el polen se adhiere a sus característicos pelos corporales. Además, pueden disponer de adaptaciones para facilitar su transporte, como las corbículas o cestillos de las patas traseras. En el campo agrícola, las especies que destacan por su importancia son la abeja común Apis mellifera L., los abejorros del género Bombus sp. y otras abejas menos conocidas que son las llamadas abejas solitarias.

Apis mellifera (Familia Apidae) / Alberto Fereres

Apis mellifera (Familia Apidae) / Alberto Fereres

La abeja común produce miel, jalea real, propóleo, cera, y poliniza un amplio espectro de flora silvestre. Es vital para algunos cultivos como los frutales, ya que asegura la polinización cuando otros insectos están ausentes. Su ‘transferencia de polen’ garantiza una tasa elevada de cuajado de frutos, mayor resistencia a las heladas y mejor calidad en los mismos. Esta especie de abeja común, natural de Europa, Asia y África, incluye 26 subespecies agrupadas en cuatro linajes.

Por su parte, los Bombus o abejorros han supuesto una enorme revolución para el sector de la horticultura, especialmente bajo invernadero. A partir de 1987 se empezaron a usar en la polinización de tomate y otras hortícolas. En la actualidad se emplean en más de 40 países. Se conocen más de 240 especies de abejorros a nivel mundial, y la mitad de ellas viven en la región Paleártica (Europa y Norte de Asia). La especie que más se cría para su uso en agricultura es el Bombus terrestris L., ampliamente distribuida por casi toda la zona Paleártica. En España tenemos una especie endémica de las Islas Canarias, B. canariensis Pérez.

A pesar de su papel imprescindible, la población de polinizadores está en declive en todo el mundo. Entre los factores que han contribuido a esta situación, destacan las técnicas agrícolas de producción intensiva que han conducido a la desaparición de hábitats, lo que ha modificado notablemente la estructura del paisaje y ha llevado a la eliminación de recursos alimenticios y refugios esenciales para este importante grupo de artrópodos beneficiosos.

Para intentar compensar esta disminución, las investigaciones en este ámbito apuestan por el uso de márgenes florales, es decir, plantar setos y vegetación entre las parcelas de cultivo que permitan el incremento de los insectos polinizadores y otros artrópodos, a la vez que consiguen preservar y mejorar la biodiversidad en las zonas agrarias. Además de favorecer la polinización, los márgenes florales suavizan el rigor de los elementos climáticos protegiendo los cultivos contra las heladas y la insolación; mantienen la humedad y funcionan como cortavientos; protegen contra la erosión y también aportan valor paisajístico y cultural.

Entre otras iniciativas, desde el Instituto de Ciencias Agrarias del CSIC hemos desarrollado un protocolo para el establecimiento de márgenes y lindes de especies herbáceas con flores que atraen estos insectos beneficiosos y que están bien adaptados a los suelos y condiciones de cultivo de la zona Centro de la Península Ibérica.

 

* Alberto Fereres Castiel es investigador del Instituto de Ciencias Agrarias del CSIC. Junto a investigadores/as de la Universidad Politécnica de Madrid y la empresa Syngenta ha trabajado en el proyecto ‘Operación polinizador’.

Drones contra las malas hierbas

Por Mar Gulis (CSIC)

Desde la aparición de la agricultura, las malas hierbas han supuesto un verdadero quebradero de cabeza para la humanidad. Estas plantas se caracterizan por crecer precisamente donde los seres humanos no deseamos que lo hagan: en los terrenos agrícolas. Allí compiten con los cultivos por la luz, el espacio, el agua y los nutrientes, provocando una disminución de la producción que se estima en torno al 35%.

quadrocopter-451751_640Durante la mayor parte de la historia, los principales métodos empleados para controlar las malas hierbas y reducir estas pérdidas fueron físicos: consistían, básicamente, en arrancarlas. Sin embargo, a partir de los años 50 del siglo pasado comenzó a generalizarse el uso de herbicidas. Estos productos químicos han ayudado a mantener a raya a las malas hierbas, pero suponen un coste adicional para los productores y han sido cuestionados por su impacto ambiental. Por ejemplo, otras especies del ecosistema podrían verse afectadas por los herbicidas; mientras que existe el riesgo de que las malas hierbas a las que se trata de combatir se hagan resistentes, algo que ya está pasando.

Investigaciones recientes desarrolladas en el Instituto de Agricultura Sostenible del CSIC han ensayado el uso de vehículos aéreos no tripulados, los famosos drones, para limitar el uso de los herbicidas, lo que ayudaría a reducir gastos y prácticas agrícolas no deseables sin provocar una merma en el rendimiento.

En la agricultura extensiva actual las malas hierbas se controlan mediante tratamientos en todo el campo de cultivo, a pesar de que estas especies se distribuyen en rodales localizados. La técnica diseñada por el grupo de investigación IMAPING consiste en el empleo de drones para cartografiar la parcela de cultivo y localizar las malas hierbas. Los datos obtenidos ayudan a seleccionar el herbicida más eficaz según el tipo de mala hierba y, lo más importante, a decidir en qué zonas aplicarlo.

Concretamente, la misión del dron es tomar imágenes del cultivo con elevada resolución espacial (un píxel representa varios milímetros o, a lo sumo, pocos centímetros) y diversa resolución espectral. Para ello realiza vuelos a baja altura (30-120 m de altitud) equipado con sensores del denominado rango visible (el que captamos con nuestros propios ojos) y de rangos no visibles como el infrarrojo cercano. A continuación, las imágenes son procesadas para generar un modelo digital de la superficie del terreno y analizadas mediante técnicas basadas en objetos.

Este procedimiento se ha utilizado ya para cartografiar la presencia real de malas hierbas en cultivos de trigo, maíz y girasol. Los resultados ponen de manifiesto su potencial: en todos los casos se comprobó que entre el 50 y el 70% del campo no estaba infestado de malas hierbas y que, por tanto, no necesitaría tratamiento herbicida.

 

Si quieres más ciencia para llevar sobre el uso de drones en agricultura, consulta la web del grupo de investigación del CSIC IMAPING.