Modelación y diseño de sistemas de especies múltiples de cultivos; Caso sistemas agroforestales en Talamanca, Costa Rica

Abstract

Aumentar la diversidad de cultivos se presenta cada vez más como un medio para mejorar la sostenibilidad de los agrosistemas. Sin embargo, todavía hay una falta de conocimiento sobre cómo la diversidad funcional de las plantas altera los procesos que respaldan la producción. Debido a la amplia diversidad de plantas, los sistemas agroforestales en los trópicos son un buen caso de estudio para evaluar la relación diversidad-producción. Los sistemas agroforestales en la región de Talamanca en Costa Rica son particularmente interesantes por su diversa organización vertical y horizontal. Comprender cómo la diversidad de plantas y su organización alteran el rendimiento de estos complejos sistemas es particularmente desafiante y requiere el desarrollo de nuevos enfoques. Los objetivos de este proyecto consistieron en abordar las siguientes preguntas: i) ¿Cómo influye la diversidad de plantas en la productividad global de los sistemas agroforestales? y ii) ¿Cómo afecta la estructura espacial de la comunidad de plantas el rendimiento de los cultivos? Estudiamos ampliamente la diversidad y la productividad de 180 parcelas (100 m² cada una) ubicadas en 20 fincas en la región de Talamanca. La evaluación global de la productividad de estos sistemas fue posible estimando la producción de cada planta durante un año. Esta producción se convirtió al equivalente en ingresos de acuerdo con los precios del mercado local. Si bien observamos un efecto positivo de la diversidad de cultivos sobre los ingresos, este efecto se contrastó de acuerdo a cada cultivo (banano, cacao, otros frutales, madera y leña). Al considerar cada cultivo por separado, hubo un efecto positivo de la diversidad de plantas para los cultivos de estratos superiores (otros frutales, leña y madera) y un efecto negativo para los cultivos de estratos inferiores (banano y cacao). Sugiriendo que para las plantas que ocupaban los estratos superiores del dosel, la complementariedad es más fuerte que la competencia, pero para las plantas que ocupaban los estratos inferiores del dosel, la competencia es mayor que la complementariedad Una segunda parte del análisis de datos de las parcelas en Talamanca se centró en el efecto de las distancias de plantas vecinas en la producción de banano y cacao. Se desarrolló un análisis individual para determinar si el número de plantas vecinas de un cultivo dado explicaba el rendimiento potencial de cada planta de banano o cacao. Encontramos que el efecto de la distancia entre plantas sobre el rendimiento de los cultivos de banano o cacao fue mayor para los cultivos de madera, leña y otros frutales, que para los cultivos de cacao y banano. Curiosamente, los cultivos de estratos más altos tuvieron un menor efecto que los cultivos de estratos más bajos, lo que sugiere que densidades moderadas de árboles altos podrían ser compatibles con una alta producción de banano y cacao. Estos hallazgos se discutieron en términos de complementariedad y competencia con respecto a la disponibilidad de luz en los estratos superiores e inferiores del dosel. Desde una perspectiva aplicada, nuestros resultados sugieren que la productividad podría ser maximizada por un número razonable plantas dentro del agrosistema, y luego propusimos una nueva dirección para organizar las fincas con el fin de maximizar la producción de cultivos al tiempo que proporciona ingresos suplementarios para los agricultores y los servicios del ecosistema.