Investiga, que no es poco

La diversidad de plantas aumenta la cosecha y mitiga la sequía

Tradicionalmente, se tiene la visión de que mitigar los impactos que tiene la agricultura sobre el medioambiente va en detrimento de la productividad y los beneficios económicos. Sin embargo, el novedoso enfoque de soluciones basadas en la naturaleza -aquellas acciones que se apoyan en los ecosistemas y los servicios que estos proveen, para responder a diversos desafíos de la sociedad- y estudios científicos como el que hoy os traemos, han mostrado que esto no tiene por qué ser necesariamente así.  

Os presentamos el trabajo liderado por Guylain Grange (Teagasc – Trinity College Dublin, Irlanda) en el que exploran cómo la diversidad de plantas en pastizales intensivos puede aumentar la productividad y sostenibilidad de estos cultivos, al mismo tiempo que se mitigan los efectos negativos de las sequías en los mismos. Para ello, manipularon la diversidad de plantas jugando con 6 especies que corresponden a 3 grupos funcionales distintos (gramíneas, hierbas y legumbres), explorando todas las combinaciones posibles en un gradiente que iba desde el monocultivo hasta un pastizal mixto con todas las especies. Esto les permitió identificar los efectos en la productividad y sostenibilidad de las especies y los grupos funcionales. Durante los 2 años que duró el estudio, midieron la biomasa anual que producían las distintas combinaciones de especies en campos irlandeses. Además, replicaron el estudio bajo condiciones naturales (presencia de agua de lluvia) y de sequía (forzando que las plantas estuvieran 2 meses sin aporte de agua), así como con distintas adiciones de fertilizantes.

El estudio tuvo lugar en pastizales de Irlanda. Autora: Ilyuza Mingazova

Las ventajas de los policultivos: mejorar la producción en condiciones de sequía y fertilización reducida

Los científicos han observado que los cultivos que incluyen varios grupos funcionales muestran una mayor cosecha. Esto se debe a que los grupos funcionales tienen estrategias ecológicas complementarias que les permiten optimizar el uso de los recursos. De hecho, la aproximación que incluye los 3 grupos funcionales (gramíneas, legumbres y hierbas) se traduce en una mayor cosecha que la generada por el monocultivo más exitoso. Es más, supera incluso al monocultivo de cereal aún recibiendo éste el doble de fertilizante (300 kg por hectárea y año frente a 150 kg por hectárea y año).

Cuando los cultivos contienen no solo una especie representante de cada grupo funcional, sino el total de 6 especies consideradas en el estudio, la cosecha aumenta de media un 20% en comparación con los monocultivos de cada una de las especies. De hecho, se observa que mientras que los monocultivos reducen su producción bajo condiciones de sequía, los cultivos que contienen las 6 especies no ven afectada su producción. Es decir, en condiciones de sequía, estos policultivos alcanzan valores similares al monocultivo más exitoso en condiciones naturales de lluvia y que, además, ha recibido el doble de fertilizantes. Por tanto, los autores concluyen que la diversidad vegetal en los pastizales intensivos puede resultar en mayores cosechas, mitigando los riesgos asociados a los eventos extremos como las sequías, reduciendo la necesidad de fertilizantes nitrogenados y las emisiones de gases de efecto invernadero (hasta en un 58% de reducción en el caso del dióxido de nitrógeno). Esto es especialmente relevante en un contexto de cambio climático en el que amplias zonas de Europa pueden ver reducida la precipitación que reciben.

Fertilización de un pastizal monocultivo. Autor: Etienne Girardet

La clave, minimizando la competencia

Además, los autores del trabajo resaltan que aunque hay una clara evidencia científica mostrando los efectos beneficiosos de las legumbres en combinación con gramíneas, no se conoce tanto el potencial de la inclusión de otras especies herbáceas (en este caso de los géneros Plantago y Cichorium). Parte del éxito de este experimento puede ser debido a la estratificación de la profundidad de las raíces, el crecimiento en etapas distintas (ambas estrategias consiguen minimizar la competencia por los nutrientes) y la capacidad de fijación y transferencia de nitrógeno a las especies vecinas que tienen las legumbres -el nitrógeno es un elemento muy abundante en forma de gas en la atmósfera, pero escaso en el suelo en sus formas asimilables por las plantas-. Por otro lado, otras especies herbáceas aportan servicios ecosistémicos que no realizan los monocultivos de gramíneas tales como el reciclado de nutrientes o mejora en la salud animal del ganado que se alimenta de estos pastos. Para los investigadores resulta fundamental seguir ampliando esta línea de investigación con el objetivo de optimizar los múltiples beneficios de la inclusión de especies herbáceas y legumbres en pastizales de gramíneas gestionados.

Finalmente, si bien es cierto que el estudio también muestra que los efectos de la sequía en los monocultivos de gramíneas (Lolium perenne en el caso que nos ocupa) se podrían contrarrestar con el aporte de fertilizantes sintéticos externos al sistema, en los últimos tiempos todos hemos tenido oportunidad de ver cómo el uso excesivo de nutrientes en la agricultura puede causar procesos graves de eutrofización en ambientes acuáticos o contaminar los acuíferos y causar crisis ecológicas como la del Mar Menor. Por lo tanto, parece razonable extender el uso de soluciones basadas en la naturaleza e imitar estrategias que utilizan los ecosistemas naturales desde tiempos inmemoriales, que se han demostrado eficientes, rentables y sostenibles en el tiempo.

Una mezcla de seis especies da más cosecha incluso con sequía y la mitad de fertilización que un monocultivo de cereal con aporte de agua normal y el doble de fertilización

Grange, G., Finn, J. A., & Brophy, C. (2021). Plant diversity enhanced yield and mitigated drought impacts in intensively managed grassland communities. Journal of Applied Ecology.

*Autor foto de portada: Shyam