Princípios e processos agroecológicos - UFSC
Transcript of Princípios e processos agroecológicos - UFSC
Princípios e processos
agroecológicos
Prof. ILYAS Siddique PhD
Lab. de Ecologia Aplicada: LEAP.UFSC.BRLab. de Ecologia Aplicada: http://LEAP.UFSC.BR
Depto. de Fitotecnia &
� Programa de Pós-Graduação em Agroecossistemas
Universidade Federal de Santa Catarina
Este obra foi licenciado sob uma LicençaCreative Commons Atribuição-CompartilhaIgual 3.0 Não Adaptada.
Transição: Agricultura industrial
� Agroecologia
Não é apenas substituição
de insumos (agroquímicos
por fertilizantes orgânicos
T.L.Sicard/SOCLA
por fertilizantes orgânicos
ou biopesticidas)
É mudança de princípios de manejo, realçando e utilizando processos ecológicos
T.L.Sicard/SOCLA
Industrial:
• Produção em pulsos,
• Exportação,
T.L.Sicard/SOCLA T.L.Sicard/SOCLA
Agroecológica:
• Produção contínua,
• Regional, • Exportação,
• Monocultivo
• Regional,
• Variada
• Adequação temporal & espacial;
• Diversificação funcional
...muito além de aspectos técnico-biofísico-ecológicos:
Comunicação e planejamento (processo social-cultural-
econômico):
Princípios da Agroecologia:
Produção sustentável...
...abordagem sistêmica que equilibra:
• Integridade ambiental, • Integridade ambiental,
• Viabilidade econômica e
• Equidade social
4
Princípios Concretos para
Realçar Processos NaturaisRealçar e utilizar processos naturais em plantas, animais,
microbios, solos, e ecossistemas para fornecer
múltiplos benefícios e reduzir insumos externos:
• Responder à demanda contínua, regional por uma
variedade de produtosvariedade de produtos
• Fechar ciclos de nutrientes, aumentar captura
• Auto-regulação de doenças, pragas
• Amortecimento de fluxos hídricos
• Mitigação de extremos microclimáticos
• Conservação in situ de agrobiodiversidade
...Equilibrar princípios (não sobrevalorizar um só)5
Desafios:
� Reduzir emissões de gases de
efeito estufa (CO2, CH4, NOx)
� Mitigar contaminação de
água, solo, atmosfera
� Mitigar enchentes e secas
� Conservar biodiversidade
Soluções (processos desejáveis):
�Reter C & N no agroecossistema
(solo, vegetação)
�Eliminar uso de agrotóxicos
� Infiltrar mais água durante
chuvas e reter mais água no
solo e vegetação durante secas
Como a agroecologia conserva os ecossistemas?
� Conservar biodiversidade
� Reduzir gasto de energia
(fóssil e renovável)
� Gerar um microclima benéfico
para espécies produtivas e
trabalhadores humanos
6
solo e vegetação durante secas
�Diversificar cultivos e paisagem
�Conservar espécies raras pelo
uso
�Substituir energia fóssil &
agroenergia por energia solar
direta e indireta
�Amortecer extremos
microclimáticos, vento
Como a agroecologia fortalece a viabilidade econômica?
Desafios:
� Reduzir gastos em lar,
produção, processamento,
embalagem, transporte
� Reduzir desperdícios
� Aumentar renda líquida
Soluções (processos desejáveis):
� Reduzir uso de insumos externos
� Substituir compras por produção no
sítio
� Cortar atravessadores na venda da
produção e compra de insumos
� Priorizar mercados locais/regionais� Aumentar renda líquida
� Fortalecer independência
econômica dos agricultores
� Evitar risco
� Acesso a conhecimento
sobre aproveitamento da
biodiversidade
7
� Priorizar mercados locais/regionais
� Desenhar agroecossistemas
localmente e temporalmente
adaptadas
� Agregar valor pelo processamento
� Diversificação produtiva
� Capacitação camponês-a-camponês
� Experimentação-ação participativa
Como a agroecologia promove justiça social?
Desafios:
� Acesso a suficientes
alimentos e outros
recursos diversos e
saudáveis
Soluções (processos desejáveis):
� Utilizar recursos ecológicos no
agroecossistema para
aumentar/manter produtividade
� Diversificar produção
� Priorizar mercados locais+regionais
� Comercialização mais direta (cortar
� Fortalecer
independência
dos agricultores
8
� Comercialização mais direta (cortar
atravessadores)
� Reduzir insumos externos/caros
� Redistribuir mais equitativamente o
acesso a meios de produção (terra,
recursos) e mercados
� Articular reivindicações dos agricultores
familiares via organização de base
Práticas para Manejar Processos Naturais
Processos favorecidos:
• Produção contínua,
regional, variada
• Fechar ciclos, aumentar
captura de nutrientes
• Auto-regulação de
Diretrizes no manejo:• Diversificação funcional
• Continuidade de
cobertura viva & morta
• Aumentar matéria
orgânica do solo• Auto-regulação de
doenças, pragas
• Amortecimento de
fluxos hídricos
• Mitigação de extremos
(micro)climáticos
• Conservação in situ de
agrobiodiversidade
orgânica do solo
• Favorecer
inimigos naturais
• Estabelecer
“infraestrutura”
ecossistêmica que regula
hidrologia & microclima
• Integração agrícola-
pecuária9
Nutrientes: Fechar ciclos & aumentar
captura biológicaSincronização &
‘Sinlocalização’
Retenção in situ:
• Complementaridade
• Armazenamento biológico
• Reciclagem;
Mineralização/
captura vs. demanda
www.idrc.ca/cover_crops
• Reciclagem;
• Qualidade (C:N, lenhosidade)
Captura biológica:
• Fixação de N
• Mobilização biológica
de P, bases, S etc.
www.soilstabilisation.com.au
www.idrc.ca/cover_crops
Rillig &
Mummey
(2006) New
Phytol.www.worldagroforestry.org
10
Bio
massa d
e r
aíz
es fin
as e
m s
olo
superf
icia
l [g
m-2]
Berish & Ewel 1988 Plant & Soil 106:73
Sucessão não manipulada
Sucessão enriquecida
Biomassa vegetal como sumidouro de nutrientes
Bio
massa d
e r
aíz
es fin
as e
m s
olo
superf
icia
l [g
m
Imitação da sucessão natural
Sequência de monocultivos
1er 2o
milho
Cordia alliodoraman-
diocaTempo de cultivo 11
Autoregulação e controle biológico de pragas
Diversificação geral:
⇒Herbívoros ↓
⇒Inimigos naturais ↑
⇒Especialização ↑
Estimulação diretathailand.ipm-info.org
Aplicação de agentes
de controle
biológico
Tagetes spp. controlam
nematóides Meloidogyne spp.
thailand.ipm-info.org
Fonte: Altieri & Nicholls (2010) SOCLA12
CO2
Matéria orgânica Composta
caloroxigênio
Compostagem: converter resíduo nocivo em recurso para aumentar matéria orgânica e regular pragas e doenças
orgânica fresca
Composta madura
águafauna
micróbios
Humidade e oxigênio precisam chegar a todos microsítios dentro da
composta para assegurar eliminação confiável de patógenos
doenças, pragas
13
Compostagem: trabalho
participativo com comunidades
urbanas onde lixo orgânico
atrae ratos, para convertê-lo em
condicionador de solos para
fortalecer soberania alimentária
14
Compostagem: trabalho participativo com comunidades urbanas onde
lixo orgânico atrae ratos, para convertê-lo em condicionador de solos
para fortalecer soberania alimentária
15
Utilizar algas, samambaias, ervas aquáticas
“daninhas” como adubo verde ou bioenergia
www.voltairenet.org
www.voltairenet.org
gardeningwithwilson.com
Eichhornia
crassipes
16calstate.edu
www.voltairenet.org
gardeningwithwilson.com
Little (1979) Handbook of utilization of aquatic plants
www.fao.org/DOCREP/003/X6862E/X6862E00.htm
• Aumentar taxa de infiltração
• Alentar fluxo de escoamento superficial
Amortecimento de fluxos hídricosCaptura, armazenamento e liberação de água
• Alentar fluxo de escoamento superficial
• Armazenar agua no solo, em biomassa e
em açudes
Agregação das partículas cria:
Grandes poros facilitan infiltração e drenagem de chuva, aireação
Pequenos poros absorvem e retem água em secas,
Agregados de todos tamanhos facilitam crescimento de raízes, movimentação de
micróbios, controle de erosão do solo, etc
Funções físicas e hidrológicas do solo dependem da estruturação biológica
Susceptível a: compactação por gado/maquinária, adubo inorgánicos, falta
de adubo orgânico, insecticidas y fungicidas
E.A. FitzPatrick
18
Escurrimiento superficial
knol.google.com/k/keyline-design-principles
Mitigar extremos nos fluxos hídricos
para minimizar perdas do recurso
água e sua capacidade destrutiva
pela erosão do solo, sedimentação
nos cursos da água, inundações, etc
knol.google.com/k/keyline
www.answers.com/topic/surface-runoff
Linhas de vegetação perene útil ao longo das curvas de
nível para desacelerar e redistribuir escoamento
superficial e aumentar a infiltração (e evapotranspiração)
Padrões espaciais de perda e redistribuição de
escoamento superficial da água em encostas
esc
oa
me
nto
pri
nci
pa
l
MacDonald-Holmes. Geographical and topographical basis
of keyline. www.yeomansplow.com.au/basis-of-keyline.htm
Talv
eg
ue
= l
inh
ad
e e
sco
am
en
to
Concentração natural de água pluvial nos talvegues (escoamento
superficial e fluxo lateral no solo):
Zonas de concentração
Zonas de perda de água
www.mashumus.com (anteriormente: COAS)
açude
Amortecimento de fluxos hídricos com
Planejamento Hidrológico “Linha Chave”
Linhas pretas = curvas de nível
açude
açude
22www.mashumus.com
(anteriormente: COAS)
açude
Redireção de água pluvial
Irrigação por valetas (por gravidade)
Linha de árvores de referência (não exatamente paralela às curvas de nível:
sobe nas vertentes e baixa nos divisores de água)
Planeamento hidrológico para inverter
redistribuição natural de água:
Padrão de linhas de árvores
açude
www.mashumus.com (anteriormente: COAS)
açude
Estruturas leves e móveis
para distribuir água das
valetas para os campos a
serem irrigados
Planejamento
Hidrológico
“Linha Chave”
serem irrigados
MacDonald-Holmes. Geographical
and topographical basis of keyline.
www.yeomansplow.com.au/basis-
of-keyline.htm
...mas falta proteger as
valetas com vegetação
perene (útil)
•Desacelerar e
redirecionar vazão
superficial desde
zonas de excesso
(talvegue) para
Planejamento
Hidrológico
“Linha Chave”
www.milkwood.net
(talvegue) para
zonas de falta
(crestas/cumes)
25
MacDonald-Holmes. Geographical and topographical basis of
keyline. www.yeomansplow.com.au/basis-of-keyline.htm
Amortecimento de fluxos hídricosCaptura, armazenamento e liberação de água
www.coas.com.mx27
•
www.milkwood.netDesenho hidrológico:Desacelerar e
redirecionar vazão
superficial desde
zonas de excesso
(talvegue) para
zonas de falta
(crestas/cumes)(crestas/cumes)
28
29
Gu
ima
rãe
s e
t a
l. (
20
11
) S
oil
Use
Ma
na
ge
27
:39
5.
Folder
30
Esc
ala
Pe
erl
ka
mp
re
vis
ad
a:
Gu
ima
rãe
s e
t a
l. (
20
11
)
Conservação in situ de agrobiodiversidade: Solo como hábitat para micróbios
Cresci-mento
de raízes
Conduti-vidade
hidráulica
baixa pobrePoros cheios
Curva de drenagem do solo
A estructuração do solo tem influência crucial sobre a distribuição
dos tamanhos de poros e sua conectividade
10-6 m s-1<1cm d-1
Atividade microbiana
aeróbicaDifusão de gases
Modificado de: Young & Ritz (2005) en Bardgett et al.
Biological diversity and function in soils. Cambridge Univ. Press
baixa
baixa
alta
pobre
máximo
pobre
Potencial matricial
Poros vazios
Poros cheios de água
Co
nte
úd
o d
e
um
ida
de
.
10-9 m s-1>60cm d-1
ba
ixa
flu
xo
de
ág
ua
au
me
nta
are
açã
o
31
Interações com cadeia alimentar
Influência sobre outros micróbios
Liberação de compostos de micélio vivo e morto
Alinhamento
…p.ex. mecanismos de efeitos de
micorrizas à escala micro:
Watt et al. (2006) Watt et al. (2006) Ann.BotAnn.Bot.. 97:84397:843
Agregação do solo:
Processo biológico
Modificado de:
Rillig & Mummey (2006)
New Phytologist 171:45
Alinhamento de partículas, exercendo pressão
Micélio enreda partículas, muda regimes hídricos
Microagregados 53-250µm
Microagregados <53µm
Argila (<2µm)
Silte/aréia
Partículas de MO
Hifas de fungo
Exudados de raízes
Produtos de micélio300µm
Watt et al. (2006) Watt et al. (2006) Ann.Bot.Ann.Bot.
97:84297:84232
Mitigação de extremos
(micro)climáticos
www.idrc.ca/cover_crops
Reduzir frequência e severidade de
extremos de:
• Irradiação na superfície do solo
• Evaporação do solo
• Déficit hídrico atmosférico
• Vento
www.idrc.ca/cover_crops
• Vento
www.fao.org33
Ampliar a biodiversidade aproveitadaFavorecer e incorporar
espécies “menores” com
usos benéficos
www.aftaweb.orgwww.aftaweb.org ary9.com/tag/shiitake
flordeouro.com
eatingasia.typepad.comeatingout.tasteonline.info
Colinus sp.
34
Mel de abelhas nativas
Ampliar a biodiversidade aproveitada
sem ameaçar sua regeneração• Diversificar o cultivo
(em alguns casos sem
reduzir a densidade
absoluta de cada
cultivo)
• Integrar funções de
caruru
(Amaranthus
viridis)
gengibre
(Zingiber
officinalis)capuchina
(Tropaeolum
majus)
açafrão-da-terra (Curcuma
longa)
pimenta
(Capsicum
annuum)
alface-
tropical
(Lactuca
indica)
• Integrar funções de
alimento, medicina,
recreação e ornamento
35
Instituto Cabruca 2012
• Aproveitar espécies consideradas pragas
Sphenarium sp.
Ampliar a biodiversidade aproveitada
sem ameaçar sua regeneração
www.indrani.net36
Conclusão: Realçar Processos Naturais
Fundamental para Sucesso da Agroecologia
Processos favorecidos:
• Produção contínua,
regional, variada
• Fechar ciclos, aumentar
captura de nutrientes
Autoregulação de pragas,
Diretrizes no manejo:
• Diversificação funcional
• Continuidade de
cobertura viva & morta
• Aumentar matéria
orgânica do solo • Autoregulação de pragas,
doenças
• Amortecimento de fluxos
hídricos
• Mitigação de extremos
(micro)climáticos
• Conservação in situ de
agrobiodiversidade
orgânica do solo
• Favorecer
inimigos naturais
• Estabelecer “infraestrutura”
ecossistêmica que regula
hidrologia & microclima
• Um princípio chave: Práticas de manejo que reforçam múltiplos processos simultaneamente (efeitos sinérgicos)
• Porém, algumas práticas reforçam um processo desejável e inibem outro (‘tradeoff’ ou demandas conflitivas)
• É importante analisar os processos agroecológicos em conjunto ao nível agroecossistêmico para maior sucesso37