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HURACANES, SEQUIAS Y HELADAS: Eventos climáticos extremos en México 3ra Parte

(Álvarez-Yépiz & Martínez-Yrízar, 2015)

HELADAS

Una helada extrema es otro fenómeno climatológico que puede causar la muerte masiva de plantas, especialmente de origen tropical. En el libro “Protección contra las heladas: fundamentos, práctica y economía”, Richard L. Snyder y J Paulo de Melo-Abreu explican que una helada consiste en el descenso de la temperatura ambiente a niveles inferiores a cero, momento en el cual el vapor de agua se congela y se deposita en forma de hielo sobre cualquier superficie. Las heladas extremas están asociadas frecuentemente con frentes fríos y pueden causar severas pérdidas económicas en la agricultura.

 Por ejemplo, la helada extrema que se presentó en el noroeste de México del 2 al 4 de febrero de 2011 afectó principalmente a Sonora, Chihuahua y Sinaloa. Las temperaturas más bajas fluctuaron de -3 °C en tierras bajas (en donde se distribuye el bosque tropical seco – zonas históricamente libres de heladas), hasta -17 °C en las partes montañosas. Los efectos en Sonora fueron los más devastadores, 71 de sus 72 municipios fueron afectados por la helada, y 59 fueron incluidos en la declaratoria federal de emergencia. Agricultores contribuyentes de impuestos de las zonas de cultivo afectadas por la helada, recibieron beneficios fiscales extraordinarios para compensar las pérdidas económicas derivadas de este evento. Es probable que estas pérdidas fueran mayores, porque los efectos de la helada no se cuantificaron más allá de la agricultura.

Algunas observaciones indican que la helada de febrero de 2011 causó una mortandad de árboles nativos sin precedente en el bosque tropical seco, principalmente en Sonora y norte de Sinaloa. Una de las especies más afectadas fue la leguminosa, Acacia cochliacantha conocida como huinolo. En el sur de Sonora esta especie es la dominante en los bosques jóvenes (30-40 años) que se han establecido, mediante el proceso de sucesión secundaria en campos de cultivos abandonados. La muerte masiva de estos árboles lleva forzosamente a la pérdida de servicios ecosistémicos como son los almacenes de Carbono y al reinicio del lento proceso de regeneración natural del bosque.

 
MIRANDO HACIA EL FUTURO
Los modelos atmosféricos globales propuestos por organizaciones como el IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático) predicen cambios climáticos futuros, pero tienen limitaciones para simular matemáticamente condiciones de tiempo severo como huracanes o heladas, o de clima extremo, como las sequías. Aunque aún existe una gran incertidumbre en las proyecciones futuras de eventos climáticos extremos, actualmente es incuestionable su mayor incidencia y se pueden ver las señales de su paso por diversos socio-ecosistemas en muchas regiones del mundo. Algunos ejemplos son los mencionados anteriormente.
Por lo tanto, es urgente realizar más estudios y a mayor detalle sobre la frecuencia e intensidad de eventos climáticos, incorporando a expertos en clima, en ciencias sociales y naturales, en economía y en planeación urbana.
Los estudios sobre el efecto de huracanes como el Jova en Jalisco, de las sequías en el Desierto Sonorense y de las heladas asociadas a frentes fríos en el noroeste de México, proveen información científica valiosa para entender la respuesta de los ecosistemas al impacto de eventos climáticos extremos. Pero, además, serán una fuente de información valiosa para diseñar mejores planes de manejo para los desiertos y bosques. De igual manera estudios de este tipo son valiosos para diseñar mejores programas de prevención de riesgos y de contingencia ante fenómenos naturales, ya que pueden aportar evidencia científica que confiera mayor confianza para el manejo y conservación de los recursos naturales, así como mayor seguridad y estabilidad social.
 

 Bibliografía:

          Álvarez-Yépiz, J. C., & Martínez-Yrízar, A. (2015). Huracanes, sequías y heladas: eventos climáticos. Oikos(15), 6-11.

HURACANES, SEQUIAS Y HELADAS: Eventos climáticos extremos en México 2da Parte

(Álvarez-Yépiz & Martínez-Yrízar, 2015)

A continuación, se presentan algunos estudios de caso sobre el impacto de estos 3 tipos de eventos extremos en México.

HURACANES

En las últimas décadas, la frecuencia de los huracanes en México ha aumentado significativamente según lo explica Ernesto Jáuregui en su artículo en la revista Atmósfera.

Peter J. Webster y colaboradores, en un artículo en la revista Science, explican que también se ha incrementado el poder destructivo de los huracanes, como lo demuestra el aumento reciente en el porcentaje de huracanes de alta intensidad de categoría 4 y 5 en la escala de vientos de Saffir/Simpson. Este incremento en los huracanes se ha relacionado con cambios en la temperatura superficial de los mares tropicales.

 En el artículo “Tropical Cyclones of the Eastern North Pacific Basin 1949-2006”, Eric S. Blake y su equipo muestran que de 1949 a 2006, 71 huracanes impactaron tierra por la costa del Pacífico mexicano, 30 de los cuales lo hicieron entre Jalisco y Oaxaca. La mayoría fueron huracanes de categoría 1 o 2; el más extremo fue el llamado Huracán 12 que en octubre de 1959 alcanzó la categoría 5. Este huracán entró por la costa de Manzanillo, Colima, causando la muerte de 1,500 personas y graves daños a la infraestructura de la región.

A la costa de Jalisco han entrado siete huracanes desde 1949. En octubre de 2011 el Huracán Jova, categoría 2, con vientos sostenidos de 150-180 kilómetros por hora y alta precipitación, impactó duramente la región de Chamela-Cuixmala, ocasionando severos daños a los pobladores, a sus cultivos y a los ecosistemas. Los huracanes son infrecuentes en esta región del país ya que, desde los años sesenta, antes del Huracán Jova sólo cuatro huracanes se habían presentado en la costa de Jalisco. Curiosamente, cuatro años después, en octubre de 2015 el Huracán Patricia de categoría 5 tocó tierra en esta misma costa y aunque perdió intensidad rápidamente, sus efectos inmediatos visibles por los fuertes vientos fueron al parecer aún más severos que Jova. Miembros del Sitio Chamela de la Red Mex-Lter, un grupo de investigación interdisciplinaria con un enfoque de largo plazo, trabajó en la evaluación de los daños al socio-ecosistema de la región Chamela-Cuixmala comparando los efectos de estos dos huracanes de diferente intensidad.

 Los estudios ecológicos que se iniciaron hace más de 30 años muestran que Jova fue un evento climático extremo para algunos componentes del ecosistema que respondieron de manera también extrema. Por ejemplo, en el bosque tropical seco de Chamela, encontramos que el efecto combinado de viento y agua del huracán derrumbó numerosos árboles y cayeron muchas de las hojas de los árboles y arbustos que se mantuvieron en pie. La defoliación por el paso de Jova fue excepcional, ya que se triplicó la caída de hojarasca que normalmente es muy baja en el mes de octubre, y se estimó que los efectos del Huracán Patricia en la hojarasca fueron mayores.

 La caída de hojarasca es un proceso biológico clave del ecosistema porque es la principal vía de entrada de energía y nutrientes al suelo, y es una medida de la productividad primaria, es decir indica cuánto tejido vegetal se produce gracias a la fotosíntesis. Sin embargo, las hojas y ramas que cayeron a consecuencia del huracán Jova fueron arrastradas hacia los principales arroyos por las intensas corrientes de agua superficiales, alterando sensiblemente el ciclo de nutrientes del bosque.  El ejemplo de la cuantificación de los efectos del huracán Jova en Chamela, demuestra la importancia de los estudios de respuesta de los ecosistemas a eventos climáticos extremos como pueden llegar a ser los huracanes.

SEQUIAS

Los diferentes modelos de cambio climático también predicen que, en regiones áridas como el noreste de México, las sequías serán más intensas y prolongadas.

Se ha observado que los individuos jóvenes y adultos de plantas leñosas de larga vida como los juníperos y muchas especies de los desiertos, enfrentan los eventos extremos de sequía con diversas estrategias; por ejemplo, sus hojas se marchitan, pierden el follaje totalmente o mueren algunas ramas. Esta última estrategia es un fenómeno común en muchas especies, que se caracteriza porque las puntas de las ramas terminales empiezan a morir progresiva y gradualmente hacia la base, sin comprometer la supervivencia total de la planta.

En 2013 Víctor M. Anguiano Millán realizó estudios experimentales en invernadero con plántulas de cuatro especies de palo verde, árboles comunes del desierto Sonorense del género Parkinsonia, de la familia de las leguminosas. Sus experimentos muestran que las hojas comienzan a marchitarse a los cinco días de que se suspende el riego, y que en tan sólo 30 días las plántulas de todas las especies tiran todo su follaje. La mortalidad en algunas especies inició después de los 20 días, mientras que en otras hasta casi los 40 días después de la suspensión del riego. Anguiano Millán observó que la muerte parcial y/o total de las plántulas depende de la resistencia de cada especie a la sequía. De acuerdo con estos resultados pudo identificar a las especies de Parkinsonia que tendrían más posibilidades de sobrevivir en un clima más seco.

Por lo tanto, si aumenta la frecuencia de los eventos extremos de sequía en el noroeste de México, es posible que la distribución y abundancia de especies nativas como el palo verde cambie drásticamente en un futuro. Una mayor sequía promovería aún más la expansión de especies exóticas e invasoras resistentes a la falta de agua, como el zacate buffel. El cambio en la composición de especies nativas por invasoras ya comenzó a tener consecuencias negativas en la diversidad, estructura y productividad actual del Desierto Sonorense. Por ejemplo, ahora es posible distinguir porciones de desierto donde la especie dominante es el zacate buffel. Este zacate con hojas altamente inflamables promueve la proliferación de incendios y una menor abundancia de cactáceas columnares y arbustos del matorral que no están adaptados al fuego.

Bibliografía:           Álvarez-Yépiz, J. C., & Martínez-Yrízar, A. (2015). Huracanes, sequías y heladas: eventos climáticos. Oikos(15), 6-11.

HURACANES, SEQUIAS Y HELADAS: Eventos climáticos extremos en México 1era Parte

(Álvarez-Yépiz & Martínez-Yrízar, 2015)

Los modelos del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés), pronostican que los eventos extremos del clima como los huracanes de alta intensidad, las sequías prolongadas y las heladas severas se presentarán con mayor frecuencia en diversas regiones del mundo. No todos los eventos climáticos son extremos. Un evento climático es extremo porque ocurre rara vez con una intensidad inusual o excesiva, y por lo tanto ocasiona una respuesta también exagerada del socio-ecosistema* donde incide.

*Un socio-ecosistema se puede definir como un sistema ecológico que incluye a las poblaciones humanas locales interactuando con su entorno.

Los eventos climáticos extremos que se han presentado con mayor frecuencia en las últimas décadas son los huracanes de alta intensidad, que pueden afectar directamente a los asentamientos humanos debido porque pueden provocar inundaciones severas y daños por el impacto del viento. Asimismo, pueden afectar a los ecosistemas naturales debido a que se modifican los cauces de los ríos o se producen deslaves.

También son eventos climáticos extremos las sequías prolongadas y las heladas severas, cuyos efectos dependen de la exposición y vulnerabilidad — social y ambiental — de la región geográfica donde ocurren.

En el caso de las sequías, éstas tienen un impacto directo en las actividades económicas productivas como la ganadería y la agricultura y, debido a la pérdida de biomasa, se altera gradualmente la productividad del ecosistema. De esta manera, disminuye el valor económico de las tierras y propicia el abandono del campo y la migración hacia las ciudades. Se ha observado que cuando hay sequías, los árboles son más vulnerables al ataque de insectos, en particular a los escarabajos descortezadores, que les pueden causar la muerte. Es así como estos insectos que infestan a los árboles debilitados por la sequía han causado la pérdida de grandes extensiones de bosques templados en México y los Estados Unidos.

Las heladas extremas también pueden causar mortandad de plantas en los campos agrícolas y en los bosques, efecto que es evidente inmediatamente después de la helada por la presencia de numerosos árboles muertos.

La acumulación de material vegetal muerto que incluye gran cantidad de troncos, ramas, varas y hojas debido al efecto de huracanes, sequías y heladas, aumenta el riesgo de incendios forestales severos y con ello la liberación de dióxido de carbono a la atmosfera, el cual es uno de los gases de efecto invernadero más importantes (GEI)).

Además del impacto a la infraestructura y pérdidas monetarias cuantiosas asociados a los eventos climáticos extremos como los huracanes de alta intensidad, la afectación a los ecosistemas naturales también representa un reto para el desarrollo y mantenimiento de numerosas actividades económicas que dependen directamente de ellos, lo que deteriora el bienestar económico y social (Figura 1). Por ejemplo, la extensa muerte de árboles por efecto de estos eventos disminuye significativamente la provisión de madera y otros recursos forestales de alto valor comercial, como resinas, ceras y miel, impactando la economía local y regional en el corto y mediano plazo.

Los ecosistemas han evolucionado bajo condiciones de alta variabilidad ambiental y las especies cuentan con mecanismos ecológicos y fisiológicos adaptativos que les permiten responder a esta variabilidad ambiental. Sin embargo, es indudable que la deforestación y en general el cambio de uso de suelo han acentuado la vulnerabilidad de los socio-ecosistemas a eventos climáticos extremos y disminuido su resiliencia, es decir, su capacidad de regresar al estado previo al disturbio. De la misma manera, es evidente que la mala planeación urbana ha incrementado la vulnerabilidad social ante este tipo de eventos climáticos, especialmente en zonas marginadas que son generalmente las más afectadas.

Existen muy pocos estudios sobre el efecto de los eventos climáticos extremos en México, especialmente los que usan un enfoque integral y de largo plazo. Estos estudios son necesarios para detectar si un evento climático es extremo o no, y analizar con mayor precisión cuáles son los riesgos que se derivan de él, tanto para los ecosistemas como para la sociedad. También se requieren para aportar información relevante para el diseño de mejores políticas públicas de planeación urbana y manejo de ecosistemas.

Figura 1. Diagrama conceptual simplificado de cómo interactúan los eventos climáticos con los socio-ecosistemas.      Los servicios ecosistémicos conectan a la sociedad con su entorno biofísico (modificado de Collins et al. 2011)

Bibliografía:
          Álvarez-Yépiz, J. C., & Martínez-Yrízar, A. (2015). Huracanes, sequías y heladas: eventos climáticos. Oikos(15), 6-11.

LAS PLANTAS ARVENSES: MÁS QUE HIERBAS DEL CAMPO (RENDÓN-AGUILAR & BERNAL-RAMÍREZ, 2017) 3era Parte

La diversidad de plantas arvenses en los agroecosistemas

Otro tema importante en el estudio de las arvenses es el análisis de la diversidad de estas plantas que se puede encontrar en los sistemas agrícolas tradicionales, es decir, ¿cómo varía la cantidad y tipos que hay en un cultivo según la estación del año?, ¿cuáles permanecen en el suelo en forma de semillas conformando lo que se llama un banco de semillas?

A pesar del cambio en las técnicas, prácticas e insumos utilizados en la agricultura moderna, todavía se reportan muchos tipos de arvenses en México, principalmente nativos. De las 2,298 especies reportadas como arvenses en diferentes estudios, el 96% son nativas de México y el resto son especies exóticas.

Los pocos estudios sobre arvenses útiles en México, particularmente en milpas, reportan un número variable, pero nada despreciable, de este tipo de plantas, que puede ser desde unas decenas, hasta más de 300 especies. Es interesante notar que hay familias botánicas que están más representadas en este grupo de plantas, como Asteraceae (en la que se clasifica a los girasoles y a las dalias), Poaceae (todos los pastos), Malvaceae (familia que incluye al algodón y a la ceiba), Amaranthaceae (familia del amaranto, entre otros) y Fabaceae (familia de las leguminosas como el frijol o la lenteja). Algunos ejemplos de plantas arvenses útiles se muestran en los siguientes cuadros:

Además de obtener listados de especies, algunos estudios han analizado su estacionalidad, y los resultados indican que la disponibilidad de arvenses en las milpas con manejo tradicional, cambia del inicio al final de la temporada de lluvias. También se ha demostrado que en el banco de semillas de las milpas hay un almacén importante de arvenses que, debido a las prácticas agrícolas, permanecerán en estado de latencia, esperando el momento en que haya la humedad y luminosidad adecuada para germinar, propias de cada especie. En todos los casos, las arvenses tienen diversos usos: medicina, forraje, alimento y con fines mágico-religiosos.

El futuro de las arvenses

El objetivo de la agricultura es proporcionar una seguridad alimentaria a las poblaciones humanas y, con el paso del tiempo, gracias a esta práctica se han podido mantener mayores poblaciones junto con el grupo de animales que conforman el ganado. En este proceso, desde la década de 1960, se han desarrollado diversas técnicas agrícolas y biotecnológicas para incrementar aún más la producción de alimentos y simplificar el cultivo impulsando el monocultivo, el cual se ha instituido como el sistema agrícola más importante a nivel mundial. Esto ha llevado al sacrificio de tal vez centenas de arvenses, que durante miles de años habían sido utilizadas como alimento (por ejemplo, los quelites), medicina, forraje, condimento, en prácticas rituales, etcétera, las cuales aumentaban la cantidad de materia orgánica útil en el agroecosistema.  Es un hecho que la producción de alimentos se ha incrementado, pero el costo de su producción es muy elevado desde diversos puntos de vista: económico, de salud, cultural, de diversidad biológica y de especies útiles. Georgina Sánchez-Reyes demostró en su tesis de maestría, cómo el efecto de los herbicidas disminuye drásticamente la riqueza de arvenses en las milpas (pasó de 23 a 9 especies) y favorece la presencia de algunos pastos, que son muy agresivos y que no tienen utilidad, ni aportan un beneficio significativo al rendimiento del maíz. También demuestra que afectan indirectamente el banco de semillas, disminuyendo la riqueza de muchas especies útiles y favoreciendo la acumulación de semillas de especies invasoras extremadamente agresivas.

Perspectivas

Son pocos los estudios sobre las arvenses en los diversos sistemas agrícolas, y eso debe ser una invitación a enfocarnos en este tipo de temas que se encuentran en el umbral de la ciencia básica y sus aplicaciones. Son muchas las preguntas que surgen para entenderlas: ¿cuál es su dinámica en el espacio-tiempo dentro de los sistemas agrícolas? ¿cómo afecta la forma de manejo a su morfología, fisiología y genética? ¿cómo afecta el rendimiento del cultivo o los cultivos principales? ¿cómo interactúan con otros organismos, por ejemplo, con los animales que las dispersan o polinizan, con los organismos que las consumen, o con microorganismos como hongos y bacterias, que podrían ser patógenos? así como ¿cuáles son los aspectos culturales que determinan sus formas de uso y manejo?

Finalmente, una de las soluciones al inminente problema del desabasto alimenticio quizá sea retomar el uso de especies arvenses como alimento. Si bien es cierto que su aprovechamiento está limitado regionalmente, es justamente a este nivel donde se debe trabajar para recuperar el conocimiento tradicional y así traducirlo a estándares científicos para su potencial comercialización.

Referencia:  Rendon-Aguilar, B., & Bernal-Ramirez, L. A. (Marzo de 2017). Las plantas arvenses: más que hierbas del campo. Oikos. Instituto de Ecología UNAM, 30-34

LAS PLANTAS ARVENSES: MÁS QUE HIERBAS DEL CAMPO (RENDÓN-AGUILAR & BERNAL-RAMÍREZ, 2017) 2da Parte

Las plantas arvenses en los estudios de evolución bajo domesticación

Debido a que este tipo de plantas forman parte de las especies que crecen espontáneamente en los sistemas antropogénicos, necesariamente están expuestas a las prácticas agrícolas de cada agricultor. Las arvenses son seleccionadas por la mano humana, aunque de forma diferente a las plantas domesticadas. En cada localidad o región las usan de manera distinta, y la cantidad de plantas que crecen en la milpa (su densidad poblacional) fluctúa de un año a otro. Además, muchos de los atributos por los que son utilizadas son determinados fuertemente por aspectos culturales y preferencias locales, como pueden ser su sabor, textura, olor y color. Por esto, muchas arvenses que se consumen en un sitio, no son necesariamente del agrado de las personas en otro lugar. Por ejemplo, el pápalo (Porophyllum macrocephalum DC) se come abundantemente en el centro de México, mientras que en el norte es considerado una planta con sabor y olor desagradable.  Los factores mencionados anteriormente pueden determinar las características que seleccionan los agricultores de distintas regiones, y son precisamente estas variaciones culturales, ecológicas y geográficas las que hacen de las arvenses un grupo muy interesante para desarrollar estudios de evolución bajo domesticación.

Un ejemplo de los procesos humanos y naturales que determinan la evolución y ecología de las arvenses lo encontramos en una planta conocida como alache o amapola de campo (Anoda cristata), una malvácea de la familia del algodón, que se encuentra prácticamente en todo el continente americano. Se trata de plantas ruderales, es decir, que crecen en sitios perturbados. Sin embargo, en el centro y sur de México se consumen como alimento y generalmente se localizan creciendo como arvenses, junto con poblaciones que se desarrollan asociadas a perturbaciones humanas en la misma área de distribución. Dentro de las poblaciones arvenses, la gente reconoce dos variantes de alache: “macho”, que son plantas con hojas alargadas y gruesas, con pubescencias o vellosidades; y “hembra” cuyas hojas son anchas y delgadas, glabras o sin vellosidades. La gente consume y selecciona preferentemente las hojas de las variantes “hembra”. Las puntas (partes apicales) de la planta, que incluyen hojas, botones y tallos tiernos, se hierven y se cocinan con sal, ajo, calabacitas tiernas y habas; y el guiso es acompañado con chile verde, limón y cebolla. 

Los estudios que se han desarrollado para entender la variación morfológica de las plantas “hembra” o glabras y el posible efecto que podría tener la selección humana, muestran diferencias significativas en varios atributos. La comparación entre poblaciones ruderales y arvenses de esta especie muestra que, las últimas, son plantas con poca vellosidad, más suaves, con hojas grandes y de crecimiento más abundante. En términos de los mecanismos de defensa, también se observa que las poblaciones arvenses reciben mayor daño, lo que pareciera estar relacionado con el mayor contenido nutricional.

A pesar de la importancia de las plantas arvenses en las culturas mesoamericanas, al momento hay muy pocos estudios que buscan entender si hay procesos de domesticación, así como el efecto de la selección humana y si hay cambios en los rasgos involucrados.

Referencia:  Rendon-Aguilar, B., & Bernal-Ramirez, L. A. (Marzo de 2017). Las plantas arvenses: más que hierbas del campo. Oikos. Instituto de Ecología UNAM, 30-34

LAS PLANTAS ARVENSES: MÁS QUE HIERBAS DEL CAMPO

En México es común que en los campos tradicionales se cultiven varias especies al mismo tiempo. Esta es una particularidad de los sistemas agrícolas tradicionales en Mesoamérica, conocida como policultivo. Se le llama así porque diversas especies vegetales están presentes, convergiendo en un espacio común destinado a satisfacer diferentes necesidades humanas, principalmente de alimento. El policultivo es mucho más complejo de lo que en su definición se sugiere, ya que no sólo es la siembra de dos o más especies vegetales en un espacio confinado; en él también se establecen interacciones entre los organismos que lo habitan, ya sean las plantas, cultivadas o no, y los que llegan de manera espontánea, como pueden ser aves, roedores, insectos, hongos y bacterias, entre otros. No es extraño que los agricultores digan: “si comemos nosotros, por qué no dejar comer a los animales” haciendo referencia a pericos, conejos, gusanos cogolleros y demás. Por eso, afirmamos que la milpa es un ecosistema hecho por el ser humano, es decir, un agroecosistema y, como tal, está constituido por elementos florísticos, ecológicos y culturales muy particulares.

En términos florísticos, los policultivos están conformados por diversas especies sujetas a diferentes formas de manejo humano. Por un lado, tenemos a las plantas propiamente domesticadas, que los agricultores han seleccionado de manera intensa y directa con el objetivo de obtener características deseables para usarlas ellos mismos o para sus animales domésticos. También están las plantas consideradas como toleradas, que son especies que crecen espontáneamente en ambientes antropogénicos*, sin ayuda del ser humano, pero que tienen adaptaciones a las condiciones de manejo del policultivo. Adicionalmente tenemos a las especies fomentadas, que también son plantas no domesticadas con adaptaciones a estos ambientes, pero cuyas semillas guardan ocasionalmente los agricultores para sembrarlas en el siguiente ciclo agrícola, lo que representa una selección humana incipiente que, sin saberlo, asegura que crezcan profusamente. Estos dos últimos grupos de plantas, las toleradas y las fomentadas, conforman el grupo de plantas que se denominan plantas arvenses.

*antropogénico: de origen humano o derivado de la actividad del hombre

En términos ecológicos, las plantas arvenses juegan un papel muy importante en los sistemas agrícolas tradicionales, como son las milpas o los huertos familiares. Por ejemplo, se considera que son las pioneras en la sucesión en estos sistemas, es decir, son las que surgen primero cuando se abandona una milpa.

Los agricultores de Guerrero, Jalisco, Oaxaca, Puebla, entre otros, comúnmente hacen referencia al término huamil, para referirse a los terrenos en descanso de pocos años, en donde se observan muchas de las plantas arvenses como parte de la sucesión temprana. Además, las arvenses son importantes porque sus raíces forman una malla, la cual evita que el suelo se desprenda y por lo tanto disminuye el riesgo de erosión; también guardan humedad, dan sombra y participan en el ciclo de nutrientes. Algunas de ellas sirven incluso de “plantas trampa” al alimentar a herbívoros que se pueden convertir en plaga, pueden alojar insectos benéficos o repeler a los parásitos, por lo que favorecen interacciones benéficas para el agroecosistema. Debido a que los sistemas agrícolas tradicionales en Mesoamérica se desarrollan en diversas condiciones ecológicas (altitud, suelo, humedad, temperatura), biológicas y culturales (prácticas agrícolas), es frecuente que las plantas que ahí se cultivan evolucionen y se adapten a las condiciones particulares de cada lugar. Esta adaptación se debe a las complejas formas de manejo a las que están sujetas, por lo que es frecuente encontrar gran variación intraespecífica en muchas especies de arvenses.

En términos culturales, las arvenses también juegan un papel muy importante al satisfacer distintas necesidades humanas: alimento (como lo son los diferentes tipos de quelites), medicamento, forraje, ornamento, para construcción e insecticidas, entre otros usos.

Referencia:  Rendon-Aguilar, B., & Bernal-Ramirez, L. A. (Marzo de 2017). Las plantas arvenses: más que hierbas del campo. Oikos. Instituto de Ecología UNAM, 30-34

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MANEJO DEL NITRÓGENO EN EL SUELO Y EL SECUESTRO DE CARBONO 6ta Parte

Si queremos formar materia orgánica, establecer y desarrollar comunidades microbianas, y mejorar la sanidad del suelo, nuestras recomendaciones son las siguientes:

1.- Es prioritario generar niveles altos de Carbono soluble mediante la producción de cultivos verdaderamente sanos, con una alta eficiencia fotosintética que les permita estar enviando una gran cantidad de fotosintatos a las raíces para que estas a su vez puedan estar liberando exudados al suelo.

2.- Aplicar solamente el Nitrógeno necesario y cuando sea necesario. No realizar aplicaciones de Nitrógeno en otoño

3.- Estabilizar las aplicaciones de Nitrógeno con azufre utilizando Tiosulfato de amonio en una proporción de 10 a 1 e incluir sustancias húmicas y Molibdeno para reducir los requerimientos de aplicación de Nitrogeno.

En base al análisis de savia y a la experiencia de campo, puedo decir que muchos productores logran reducir sus aplicaciones de nitrógeno en un mínimo de 30% y probablemente más. La ventaja de trabajar con el análisis de savia es que en realidad estás midiendo lo que hay, no tienes que adivinar, es decir, sabes exactamente cuáles son los requerimientos nutricionales de la planta, y cuándo tienes cantidades suficientes de nutrientes, de tal manera que ya no necesitas adicionar más.

En lo que respecta a la estabilización del Nitrógeno, las aplicaciones más fáciles de estabilizar son los que se realizan en forma líquida. Para ello, sugerimos adicionar dos componentes al fertilizante líquido, el primero es tiosulfato de amonio. Digamos por ejemplo que se esta usando un fertilizante liquido 32-0-0 ó un 28-0-0, hay que adicionar tiosulfato de amonio hasta que obtengamos una proporcion Nitrógeno/Azufre de 10 a 1. En otras palabras, si estamos preparando líquido 28 y tiosulfato de amonio que es 12-26, entonces haríamos una proporción de 9 a 1; 9 galones de liquido 28 (34.0 litros) y 1 galón de tiosulfato (3.8 litros). Esto nos dará una proporción de Nitrógeno/Azufre de aproximadamente 10 a 1, suficiente para que la microbiología del suelo absorba rápidamente el Nitrógeno, lo incorpore a sus células y lo mantenga estable en el perfil.

Debemos tener suficiente azufre para retener el Nitrogeno, estabilizarlo y formar aminoácidos en esa población microbiana, de lo contrario, el Nitrógeno simplemente continuará su ciclo y se liberará.

El segundo componente que debemos integrar a la aplicación son sustancias húmicas.

Por otra parte, la forma óptima de Nitrógeno para hacer la aplicación durante el ciclo del cultivo (puede ser durante la temporada o al comienzo de ella), es la urea, incluida la urea líquida.

En los diferentes sitios en los que hemos trabajado, los productores han colaborado con proveedores locales para desarrollar fuentes de urea líquida. La fórmula 21-0-0 es una solución de urea pura y es un producto que funciona extremadamente bien, ya que se obtienen muy buenas respuestas de los cultivos en los que se utiliza.

La expresión “una libra de Nitrógeno no es una libra de Nitrógeno”, hace referencia a que no todas las fuentes de este elemento son iguales. Se puede obtener una respuesta de cultivo mucho mejor con urea que, por ejemplo, con líquido 28 o líquido 32. De hecho, se pueden adicionar menos kilos de Nitrógeno y obtener una mayor respuesta por parte de los cultivos, lo cual es algo realmente interesante.

Lo mismo ocurre con los aminoácidos. Hoy en día, los productores orgánicos tienen recursos mucho mejores para la aplicación de aminoácidos en polvo. Estos son solubles en agua y se pueden aplicar foliarmente en el cultivo o bien ponerlos en el sistema de riego, y con unos cuantos kilos por hectárea de aminoácidos es posible propiciar una excelente respuesta en el cultivo.

Podemos decir que una libra por acre de aminoácidos (1.12 kg/ha), nos dará en el análisis de savia, y en términos de comportamiento y rendimiento de la planta, el equivalente a aproximadamente 5.0 a 7.0 libras de Nitrógeno (2.3-3.2 kilos) en forma de líquido 28. Bioquimicamente, hay muchos motivos por los que esto ocurre, pero una explicación simple es que los aminoácidos aportan energía a la planta, mientras que el Nitrato y el Amonio le restan energía, esto se debe a que requieren de la energía de la planta para se procesados, de ahí que obtenemos una respuesta muy diferente por parte del cultivo.  

Fuente: “How to manage Soil Nitrogen and Carbon Sequestration”

                   Webinar hosted by AEA. Featuring by John Kempf

Sustacias húmicas

MANEJO DEL NITRÓGENO EN EL SUELO Y EL SECUESTRO DE CARBONO 5ta Parte

Si tenemos materia orgánica estable en el suelo, es decir humus estable, el Carbono se estabilizará.

Existen diferentes tipos de pruebas para evaluar la relación Carbono/Nitrógeno en el suelo, en consecuencia, el valor deseable para esta proporción puede variar y ser de 10:1 en algunas, de 20:1 en otras o incluso hasta de 30:1.

Ahora bien, cuando la proporción se reduce, significa que el nitrógeno aplicado se está convirtiendo en nitrato (NO3), y los procesos que se están llevándo a cabo en el perfil darán como resultado la degradación del Carbono existente y su liberación en grandes cantidades a la atmósfera en forma de Dióxido de Carbono.

En otras palabras, independiententre de los diferentes tipos de análisis que existen para determinar el valor de la proporción Carbono/nitrógeno en el suelo, de manera muy simple podemos decir que, cuando se aplica nitrógeno sintético soluble al perfil del suelo, esta proporción se reduce rápidamente, es decir, en vez de tener una relación de 10:1, vamos a tener una proporción de 6:1, lo que significa que el Nitrógeno aplicado se está convirtiendo en nitrato (NO3),  así, los procesos que  se desencadenan  en el perfil van a ocasionar la degradación del Carbono y su liberación en forma dióxido de carbono en cantidades muy significativas.

De manera que no espere formar y acumular materia orgánica en el suelo mientras este realizando aplicaciones otoñales de más de 100 unidades de nitrógeno o incluso de sesenta unidades de este elemento, ya que mientras se esté haciendo eso, la materia orgánica se va a degradar. Esto no tiene sentido desde la perspectiva de sanidad del suelo, ni desde una perspectiva agronómica y tampoco desde la perspectiva de las necesidades nutricionales del cultivo y hay que tenerlo muy en cuenta. De hecho, puede probar la diferencia entre hacer una aplicacion de Nitrógeno durante la temporada de crecimiento en comparación con una aplicación otoñal.

Desde que comenzamos a usar el análisis de Savia no es raro que comencemos a trabajar en una granja y sus aplicaciones de nitrógeno se reduzcan entre un treinta y un sesenta por ciento; en algunos casos, incluso hasta el setenta por ciento, lo cual es muy considerable. El análisis de Savia nos dice exactamente cuánto nitrógeno tiene el cultivo, es decir, cuánto nitrógeno está obteniendo, y puede indicarnos que tiene mucho nitrógeno y por lo tanto no es necesario que agregar más.

Ocasionalmente escuchamos a los productores mencionar que se necesita determinada cantidad de unidades de nitrógeno para producir un bushel de grano. Por ejemplo, decir que se requiere una libra de nitrógeno para producir un bushel de maíz. Sin embargo, tenemos muchos productores que están produciendo un bushel de maíz con 0.7 libras de Nitrógeno o con 0.5 libras de nitrógeno, esto incluye cultivos de cobertura y nitrógeno a base de estiércol, y mientras esto ocurre, también están acumulando materia orgánica.

Es importante mencionar que una libra de nitrógeno no es una libra de nitrógeno; los aminoácidos y la urea se comportan de manera muy diferente en el suelo y en las plantas (es amonio versus nitrato).

Hay un articulo muy interesante acerca de un tabajo de investigación que se está llevando a cabo en Iowa, en el que se reporta que, mediante el uso de Nitrógeno radactivo como marcador, se ha encontrado que las plantas solo absorben el 20% del Nitrógeno que se está aplicando. Una parte de éste se lixivia y se volatiliza, otra parte es retenida en las comunidades microbianas que habitan el suelo (en los cuerpos de los microorganismos, pero mucho se pierde. Eso no significa que estemos aplicando nitrógeno en exceso en muchos de los cultivos con los que trabajamos.

Fuente: “How to manage Soil Nitrogen and Carbon Sequestration”.

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MANEJO DEL NITRÓGENO EN EL SUELO Y EL SECUESTRO DE CARBONO 4ta Parte

Muchos agricultores tienen la capacidad de generar niveles altos de Carbono soluble en el suelo, pero sistématicamente están perdiéndolo debido a la forma en que manejan el Nitrógeno. Es decir, continuamente están destruyendo todo el Carbono soluble con las aplicaciones de Nitrógeno.

Ahora bien, cuando alcanzamos una eficiencia fotosintética superior al 60% en el cultivo, cambia la forma en que los azúcares y los carbohidratos se mueven en el interior de la planta, tanto hacia los diferentes sitios de demanda como en las raíces, y esto nos da plantas realmente saludables.

Por otra parte, sabemos qué si tenemos plantas realmente sanas, el 50% del total de la producción de carbohidratos y del total de la producción de azúcares obtenida a partir de la fotosíntesis, se va a desplazar hacia el sistema de raíces y luego a través de ellas hacia el suelo en forma de exudados. Cabe mencionar que esto no ocurre en un cultivo “normal”, sino solo en un cultivo excepcionalmente sano que está fotosintetizando en forma eficiente, por ello, no es lo que comunmente encontramos cuando hacemos visitas de campo en Iowa, Illinois, por ejemplo. En este sentido, es importante señalar que el hecho de que las plantas estén verdes y bonitas no significa que están fotosintetizando adecuadamente.  

La investigación que la doctora Christine Jones ha realizado en Australia, describe cómo el 70% del Carbono total que está presente en los exudados de las raíces, el 50% del Carbono contenido en la biomasa de las raíces y el 30% del Carbono de la biomasa aérea de las plantas, contribuyen a aumentar la materia orgánica del suelo. En otras palabras, ayudan a aumentar las reservas de Carbono en el perfil a largo plazo, y durante este proceso constituyen una fuente de Carbono soluble para la biología del suelo.

A partir de los datos anteriores podemos ver la importancia de la presencia de exudados y de la biomasa de las raíces, ambos tienen un impacto mucho mayor en la biología del suelo que la parte aérea de la planta.

La razón por la que tan solo el 30% de la biomasa de la parte aérea de la planta (ya sea del cultivo comercial o del cultivo de cobertura) contribuye al incremento de la materia organica en el suelo es, en parte, por la pérdida de dicha biomasa en forma de CO2 a la atmosfera como resultado de la oxidación y también, debido a como manejamos el Nitrógeno, particularmente en el caso de los sistemas agrícolas de producción convencional.

Desde la perspectiva de sanidad del suelo, las aplicaciones de Nitrógeno en otoño, son una de las cosas más incongruentes que se pueden hacer. Para ser franco, me sorprendi un poco sobre lo dañinas que son estas aplicaciones de Nitrógeno y durante algún tiempo he tratado hablar del tema utilizando una terminología políticamente correcta, sin embargo, el mensaje parece no estar llegando.

Desde el punto de vista agronómico, las aplicaciones otoñales de Nitrógeno al suelo son de las cosas más contraproducentes que podemos hacer. No tiene ningún sentido aplicar Nitrógeno seis meses antes de que el cultivo lo requiera y darle ese tiempo para que se lixivie, se volatilice y lo más importante, para interactuar con el Carbono que hay en el perfil, degradandolo, oxidandolo y liberandolo a la atmósfera. No entiendo por qué se empezó a hacer esto y menos por qué se sigue haciendo.

Al parecer las aplicaciones otoñales de Nitrogeno se llevan a cabo únicamente por motivos de logística, pues es una época del año en la que no hay muchas actividades por realizar en comparación con la primavera o el verano, temporada en la que si se tienen que efectuar muchas actividades. No obstante, esta no es una razón de peso si consideramos que se podría ahorrar el 40% del costo de la aplicación de Nitrógeno cuando ésta se realiza en primavera o en verano. Vale la pena considerar el ahorro en costos tan solo por la molestia de hacer la aplicación en esta época. En otras palabras, ¿para quién es realmente mejor hacer la aplicación de Nitrógeno en otoño?, ¿para el agricultor o el productor y sus cultivos?, o ¿para quien comercializa el producto que se aplica? El motivo de enfatizar tanto en esta práctica es que, si nos interesa mejorar a la sanidad del suelo, formar materia orgánica y establecer comunidades microbianas en el perfil, para lograrlo necesitamos tener Carbono soluble. Por el contrario, si queremos deshacernos muy rápidamente del Carbono soluble existente en el perfil del suelo, lo más efectivo es aplicar nitrógeno en otoño, particularmente amoníaco anhidro.  

Fuente: “How to manage Soil Nitrogen and Carbon Sequestration”

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MANEJO DEL NITRÓGENO EN EL SUELO Y EL SECUESTRO DE CARBONO 3ra Parte

Otro factor limitante para el establecimiento de la microbiología en el suelo pueden ser las aplicaciones de agroquímicos realizadas a lo largo del tiempo, en especial aplicaciones de glifosato. Desde luego, también de todos los demás productos, pero hemos visto que este herbicida tiene un uso importante, por lo que realmente puede haber un efecto residual a largo plazo sobre la biología del suelo.

La gran diferencia entre los suelos en los que se obtiene una gran respuesta al inocular biología mediante la aplicación de tés de composta y en los que no, radica en la presencia de Carbono soluble; es decir, en esa fracción soluble de la materia orgánica que se encuentra en el perfil del suelo.

Es importante mencionar que no hay necesariamente una correlación entre el contenido de materia orgánica total de un suelo y su contenido de Carbono soluble. Por ello, es posible tener suelos fértiles, con una capa superficial de color negro y un contenido de materia orgánica de 5.0%, pero sin Carbono soluble (como ocurre en algunos sitios en Iowa o Illinois), y viceversa, es posible tener suelos muy arenosos con 0.5% de materia orgánica, pero con abundante carbono soluble, en los qué, en consecuencia, se obtiene una magnifica respuesta microbiana (por ejemplo, en algunos sitios en Idaho o Florida).

Entonces no solo se trata de la cantidad de materia orgánica total contenida en el suelo, sino específicamente de que la que está presente, pueda ser digerida y utilizada como fuente de alimento por la biología que lo habita.

En algunas granjas hemos realizado aplicaciones otoñales al suelo para inocular microbiología en condiciones a las que los productores nos referimos como “suelos completamente secos”, y hemos obtenido una respuesta muy importante. Como lo mencionamos anteriormente, esto se debe a que la biología realmente puede aprovechar el agua que para nosotros no es visible y que se encuentra adsorbida en los coloides del suelo, por lo cual parece no estar presente.

Ahora bien, hay una segunda fuente de agua para la biología del suelo. Recordemos que las plantas utilizan CO2 y agua para fabricar su biomasa, ya que conforman su estructura a partir de los carbohidratos. El investigador Bruce Tainio usualmente describía cómo, a medida que los microorganismos degradan los compuestos de Carbono de los residuos de cultivos en el perfil del suelo, pueden generar el agua que necesitan para su propio uso, no un excedente, pero si producirán la suficiente cantidad para ellos mismos. En otras palabras, durante el proceso de digestión de los residuos vegetales los microorganismos recuperan parte del agua que se utilizó para formar esa biomasa vegetal.

Por otra parte, cuando pensamos en desarrollar Carbono soluble en el perfil del suelo, la pregunta que debemos hacernos es: ¿Cómo construimos niveles mucho más altos de este componente? En otras palabras, ¿Cómo ponemos más alimento en el suelo para la biología que lo habita?

La clave para formar Carbono soluble es aprovechar la energía fotosintética producida por las plantas. Esto podemos hacerlo con la biomasa de la parte aérea de los cultivos de cobertura y también con la de los cultivos comerciales que estamos produciendo. Sin embargo, la forma más rápida y efectiva de producir materia orgánica en el suelo es a partir de los exudados y la biomasa de las raíces. Ahora bien, no solo se trata de formar Carbono soluble, sino también de mantenerlo, y aquí es donde debemos considerar el manejo del Nitrógeno.

Fuente: “How to manage Soil Nitrogen and Carbon Sequestration”

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