Manejo de plagas agrícolas mediante estrategias push-pull
Estrategia de cultivo intercalado para el control de plagas agrícolas
Parcelas experimentales de tipo "push-pull" en el campus del ICIPE en Mbita, Kenia. (Izquierda: Maíz intercalado con Desmodium spp . Derecha: Monocultivo de maíz infestado por Striga ).

La tecnología push-pull es una estrategia de cultivo intercalado para controlar las plagas agrícolas mediante el uso de plantas "push" repelentes y plantas "pull" trampa . [1] Por ejemplo, los cultivos de cereales como el maíz o el sorgo a menudo están infestados por barrenadores del tallo . Las gramíneas plantadas alrededor del perímetro del cultivo atraen y atrapan las plagas, mientras que otras plantas, como Desmodium , plantadas entre las hileras de maíz, repelen las plagas y controlan la planta parásita Striga . La tecnología push-pull fue desarrollada en el Centro Internacional de Fisiología y Ecología de Insectos (ICIPE) en Kenia en colaboración con Rothamsted Research , Reino Unido. [2] y socios nacionales. Esta tecnología se ha enseñado a los pequeños agricultores a través de colaboraciones con universidades, ONG y organizaciones nacionales de investigación. [3]

Cómo funciona el método push-pull

La tecnología push-pull implica el uso de estímulos modificadores del comportamiento para manipular la distribución y abundancia de barrenadores del tallo e insectos beneficiosos para el manejo de plagas de barrenadores del tallo. Se basa en un profundo conocimiento de la ecología química , la agrobiodiversidad , las interacciones planta-planta e insecto-planta , e implica el cultivo intercalado de un cultivo de cereales con un cultivo intercalado repelente como Desmodium uncinatum (hoja plateada) [4] (push), con una planta trampa atractiva como el pasto Napier (pull) plantada como cultivo de borde alrededor de este cultivo intercalado. Las hembras grávidas de barrenadores del tallo son repelidas del cultivo principal y simultáneamente son atraídas al cultivo trampa.

El empuje

Desmodium spp. en flor.
"Push": Desmodium de hojas plateadas ( D. uncinatum ) en flor

El "empujón" en el esquema de cultivo intercalado lo proporcionan las plantas que emiten sustancias químicas volátiles ( kairomonas ) que repelen a las polillas barrenadoras del tallo y las alejan del cultivo principal (maíz o sorgo). Las especies de plantas de empuje más utilizadas son las leguminosas del género Desmodium (por ejemplo, Desmodium de hoja plateada, D. uncinatum , y Desmodium de hoja verde, D. intortum ). El Desmodium se planta entre las hileras de maíz o sorgo, donde emiten sustancias químicas volátiles (como (E)-β- ocimeno y (E)-4,8-dimetil-1,3,7-nonatrieno) que repelen a las polillas barrenadoras del tallo. Estos semioquímicos también se producen en pastos como el maíz cuando son dañados por insectos herbívoros, lo que puede explicar por qué son repelentes para los barrenadores del tallo. [1] [5] Al ser una planta de bajo crecimiento, Desmodium no interfiere con el crecimiento de los cultivos, pero puede suprimir las malezas y ayudar a mejorar la calidad del suelo al aumentar el contenido de materia orgánica del suelo , fijar nitrógeno y estabilizar los suelos contra la erosión. También sirve como un alimento para animales altamente nutritivo y suprime eficazmente las malezas striga a través de un mecanismo alelopático. Otra planta que muestra buenas propiedades repelentes es la hierba de melaza ( Melinis minutiflora ), un alimento nutritivo para animales con propiedades repelentes de garrapatas y atractivas parasitoides larvarios de barrenadores del tallo. [5]

El tirón

"Pull": Franja de pasto señal ( Brachiaria brizantha ) plantada a lo largo del borde de un campo de empuje y tracción en Kenia

El método se basa en una combinación de cultivos acompañantes que se plantan alrededor y entre el maíz o el sorgo. Tanto las gramíneas domésticas como las silvestres pueden ayudar a proteger los cultivos atrayendo y atrapando a los barrenadores del tallo . Las gramíneas se plantan en el borde alrededor de los campos de maíz y sorgo, donde las polillas adultas invasoras se sienten atraídas por las sustancias químicas emitidas por las propias gramíneas. En lugar de posarse en las plantas de maíz o sorgo, los insectos se dirigen a lo que parece ser una comida más sabrosa. Estas gramíneas proporcionan el "atractivo" en la estrategia de "empujar-tirar". También sirven como refugio para los enemigos naturales de los barrenadores. Los buenos cultivos trampa incluyen gramíneas bien conocidas como el pasto Napier ( Pennisetum purpureum ), el pasto señal ( Brachiaria brizantha ) y el pasto Sudán ( Sorghum vulgare sudanense ). El pasto Napier produce niveles significativamente más altos de compuestos volátiles atractivos ( compuestos volátiles de las hojas verdes ), señales utilizadas por las hembras grávidas del barrenador del tallo para localizar plantas hospedadoras, que el maíz o el sorgo. También hay un aumento de aproximadamente 100 veces en las cantidades totales de estos compuestos producidos en la primera hora del anochecer por el pasto Napier (escotofase), el período en el que las polillas del barrenador del tallo buscan plantas hospedadoras para poner huevos, lo que causa la preferencia diferencial de oviposición. [6] Sin embargo, muchas de las larvas del barrenador del tallo, aproximadamente el 80%, no sobreviven, ya que los tejidos del pasto Napier producen savia pegajosa en respuesta a la alimentación de las larvas, que las atrapa, causando la muerte de aproximadamente el 80% de las larvas. [3]

Estudios de campo a gran escala realizados recientemente en África Oriental muestran que el maíz cultivado en sistemas push-pull tiene niveles más altos de dos glucósidos benzoxazinoides, compuestos conocidos por sus propiedades antiherbívoras. Estos glucósidos estaban presentes en mayor abundancia en las hojas de maíz de los campos push-pull en comparación con las de los campos convencionales. [7]

Supresión deEstrige

Striga hermonthica creciendo en un campo de maíz en Kenia.

Desmodium también controla la maleza parásita, Striga , lo que resulta en aumentos significativos del rendimiento de aproximadamente 2 toneladas/hectárea (0,9 toneladas cortas por acre) por temporada de cultivo. [ cita requerida ] Además de los beneficios derivados de una mayor disponibilidad de nitrógeno y competencia por la luz, se encontró que D. uncinatum suprime fuertemente el crecimiento de striga a través de la alelopatía . [8] Se cree que estos efectos están relacionados con las isoflavanonas producidas en las raíces de Desmodium, que pueden promover la germinación de las semillas de striga o inhibir el crecimiento de las plántulas, dependiendo de su estructura. Juntos, estos efectos resultan en el fenómeno conocido como "germinación suicida", reduciendo así el banco de semillas de striga en el suelo. [3] También se han evaluado otras especies de Desmodium y tienen efectos similares sobre los barrenadores del tallo y la maleza striga y actualmente se están utilizando como cultivos intercalados en maíz, sorgo y mijo. [9]

Mejora de la calidad del suelo

El desmodium también mejora la calidad del suelo al aumentar la materia orgánica, el contenido de nitrógeno y la biodiversidad del suelo, además de conservar la humedad, moderar la temperatura del suelo y prevenir la erosión. [3] [10] [11] [12]

Economía de la agricultura push-pull

La agricultura push-pull produce resultados económicos beneficiosos a nivel de pequeños productores individuales y agricultores de subsistencia a través de mayores flujos de ingresos provenientes de la venta de excedentes de grano, semillas de desmodium, forraje y leche. [3] Un estudio económico ha calculado que el retorno de la inversión de los métodos push-pull para los agricultores es de más de 2,2 en comparación con 1,8 para el uso de pesticidas y 0,8 para el monocultivo. [ dudoso – discutir ] [13] Aunque los costos iniciales de la tecnología push-pull son muy variables debido a los requisitos de mano de obra para plantar desmodium y pasto Napier y la compra de estas semillas, los costos disminuyen significativamente en los años de crecimiento siguientes. [13] También se ha visto que la tecnología push-pull ayuda a impulsar las economías locales. [3] Debido a que estos agricultores tienen más ingresos, pueden gastar dinero en su economía local, lo que aumenta los niveles de vida y la prosperidad de la comunidad en general. [3]

Los principales oponentes económicos a estos métodos son las grandes corporaciones multinacionales como Monsanto y otras que producen insumos estacionales como pesticidas químicos, fertilizantes y semillas de alto rendimiento que requieren dichos insumos. [3]

Después de controlar los determinantes externos del rendimiento del maíz, se encontró que hubo un aumento del 61,9% en el rendimiento del maíz con un aumento del 15,3% en el costo de producción del maíz y un aumento del 38,6% en el ingreso neto promedio obtenido del maíz. [14]

En los hogares en los que se ha adoptado la tecnología push-pull en Kenia, el aumento de los ingresos económicos se ha asociado con más años de educación, mejor acceso a instituciones rurales y asistencia a un mayor número de días de campo en comparación con los hogares que no han adoptado la tecnología. [14] Además, si la adopción de la tecnología continúa al ritmo actual del 14,4%, podría esperarse una reducción de 75.077 personas consideradas pobres en una situación en la que las economías locales permanezcan cerradas, y podría esperarse que 76.504 personas menos fueran consideradas pobres si las economías estuvieran abiertas. [14]

Aceptación cultural de la agricultura push-pull

Como la tecnología push-pull se desarrolló principalmente fuera del África subsahariana (donde hoy las agencias internacionales buscan aumentar su impacto más), inicialmente hubo una falta de confianza. [15] Esta desconfianza fue alimentada por sospechas locales de que los agentes externos tenían agendas egoístas ocultas. [15] En las relaciones en las que los recursos para implementar nuevas tecnologías también son provistos externamente, los agricultores a menudo sienten que deben simplemente seguir pasivamente las instrucciones que se les dan; sin embargo, se han hecho esfuerzos en Etiopía para alentar la participación de los agricultores en el desarrollo de la tecnología push-pull y así hacer que el proceso sea más colaborativo y cerrar esta brecha. [15] Además, como se mencionó anteriormente, la tecnología push-pull es muy similar a los métodos tradicionales de cultivo intercalado, lo que ha ayudado a que gane aceptación comunitaria.

La tecnología push-pull también ha sido vista más ampliamente como culturalmente aceptable y congruente debido a la forma en que proporciona roles tradicionales para hombres y mujeres en el trabajo agrícola. [15] Debido a que la tecnología push-pull puede encajar dentro de los marcos familiares existentes, la práctica no exige una revisión de la dinámica existente. [15] Para facilitar aún más la implementación de la tecnología push-pull, los agricultores desempeñaron un papel participativo e influyente al decidir cómo se llevaría a cabo la tecnología para que se adaptara mejor a sus necesidades y se alineara con las prácticas tradicionales. [15] Por ejemplo, los agricultores locales preferían perforar las líneas en las que se sembrarían las semillas utilizando un arado tirado por bueyes. [15] En general, al promover el liderazgo participativo de los agricultores locales, se prevé que se fortalezcan las perspectivas de sostenibilidad de tales proyectos. [15]

Historia

La tecnología push-pull fue desarrollada en el Centro Internacional de Fisiología y Ecología de Insectos (ICIPE) en Kenia en colaboración con Rothamsted Research , Reino Unido. [2] y socios nacionales en la década de 1990. [16] La investigación y el desarrollo de la estrategia push-pull fueron financiados por varios socios, entre ellos la Fundación Benéfica Gatsby del Reino Unido, la Fundación Rockefeller, el Departamento para el Desarrollo Internacional del Reino Unido y el Fondo para el Medio Ambiente Mundial del PNUMA, entre otros. [3]

Perspectivas futuras de la agricultura push-pull

Esta estrategia se basa en el uso de plantas disponibles localmente, no de insumos industriales costosos, lo que la hace más viable económicamente y más apropiada culturalmente, ya que este método es en muchos aspectos similar a las prácticas africanas tradicionales de cultivo intercalado. [3] Por esta razón, se prevé que este método sea una solución popular para la inseguridad alimentaria en el África subsahariana. Si bien esta estrategia requiere menos recursos, requiere más conocimientos. [3] Por esta razón, se han lanzado campañas en los medios de comunicación, se han celebrado reuniones públicas, se han difundido materiales impresos y se han establecido programas de agricultor a agricultor y de escuelas de campo para agricultores con el fin de superar las barreras de conocimiento para la implementación de la tecnología push-pull. [3] Se ha identificado que los métodos más eficientes, influyentes y rentables para difundir información y alentar a los agricultores a adoptar métodos push-pull son los días de campo (que conducen a un aumento de aproximadamente el 26,8% en la adopción), las escuelas de campo para agricultores (22,2% de probabilidad de influir en las decisiones de los agricultores) y los profesores agricultores (18,1% de probabilidad de convencer a los agricultores de adoptar la tecnología). [13] Además, se ha descubierto que más del 80% de los agricultores que participan en días de campo adoptan la tecnología en sus tierras. [13]

Otra medida que se ha tomado para impulsar las tasas de adopción de la tecnología push-pull es distribuir semillas de desmodium y otros insumos necesarios para iniciar esta práctica. [13] La distribución de semillas y otros insumos necesarios se ha hecho posible gracias a asociaciones con empresas de semillas y grupos de agricultores locales. [13] Para combatir la escasez anterior y el alto costo de las semillas de desmodium que limitaban la difusión de la tecnología push-pull, se han lanzado iniciativas intensivas de producción de semillas y se ha alentado a los grupos de agricultores a propagar las semillas por sí mismos. [13] Como resultado de estas medidas, se ha estimulado el mercado de semillas de desmodium y las semillas se han vuelto más accesibles para los pequeños agricultores que buscan implementar métodos push-pull en sus campos. [13]

Sólo en Kenia, Tanzania y Uganda, 68.800 pequeños agricultores han adoptado la tecnología push-pull; sin embargo, estas cifras pueden ser mayores en la realidad debido a lagunas en la información. [13] Debido a que estas áreas del África subsahariana a menudo sufren una producción de cultivos poco fiable como resultado de los barrenadores del tallo y la estriga, la infertilidad del suelo y los suministros insostenibles de forraje, se espera que la solución push-pull para estos problemas sea adoptada por más pequeños agricultores en el futuro a una tasa de adopción anual del 30% y una tasa de adopción anual potencial del 50% debido a las intensivas campañas de educación que se han lanzado. [13]

  • Granja de maíz en sistema push-pull en ICIPE, Mbita Point, Kenia, que muestra el cultivo intercalado de Desmodium spp.
    Granja de maíz en sistema push-pull en ICIPE, Mbita Point, Kenia, que muestra el cultivo intercalado de Desmodium spp.
  • Granja de maíz en serie que muestra el cultivo intercalado de Desmodium y el cultivo trampa en ICIPE, Mbita Point, Kenia
    Granja de maíz en serie que muestra el cultivo intercalado de Desmodium y el cultivo trampa en ICIPE, Mbita Point, Kenia.
  • Granja de sorgo en serie que muestra el cultivo trampa Brachiaria (ICIPE, Mbita Point, Kenia)
    Granja de sorgo en serie que muestra el cultivo trampa Brachiaria (ICIPE, Mbita Point, Kenia)

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Cook, Samantha M.; Khan, Zeyaur R.; Pickett, John A. (2007). "El uso de estrategias push-pull en el manejo integrado de plagas". Revisión anual de entomología . 52 : 375–400. doi :10.1146/annurev.ento.52.110405.091407. PMID  16968206.
  2. ^ desde www.rothamsted.ac.uk
  3. ^ abcdefghijkl Khan, Zeyaur; Midega, Charles; Pittchar, Jimmy; Pickett, John; Bruce, Toby (febrero de 2011). "Tecnología push-pull: un enfoque de agricultura de conservación para la gestión integrada de plagas de insectos, malezas y salud del suelo en África". Revista Internacional de Sostenibilidad Agrícola . 9 (1): 162–170. doi :10.3763/ijas.2010.0558. ISSN  1473-5903. S2CID  153717937.
  4. ^ Glover et al., "Plantar plantas perennes para salvar los suelos de África", Nature 489, 359–361 (20 de septiembre de 2012)
  5. ^ ab Khan, ZR; Ampong-Nyarko, K.; Chiliswa, P.; Hassanali, A.; Kimani, S.; Lwande, W.; Overholt, WA; Overholt, WA; Picketta, JA; Smart, LE; Woodcock, CM (agosto de 1997). "El cultivo intercalado aumenta el parasitismo de las plagas". Nature . 388 (6643): 631–632. Bibcode :1997Natur.388..631K. doi : 10.1038/41681 . ISSN  1476-4687. S2CID  4410767.
  6. ^ Chamberlain, K.; Khan, Z. R.; Pickett, J. A.; Toshova, T.; Wadhams, L. J. (1 de marzo de 2006). "Periodicidad diaria en la producción de compuestos volátiles de hojas verdes por plantas hospedantes silvestres y cultivadas de polillas barrenadoras del tallo, Chilo partellus y Busseola fusca". Revista de ecología química . 32 (3): 565–577. doi :10.1007/s10886-005-9016-5. ISSN  1573-1561. PMID  16572298. S2CID  2023126 . Consultado el 17 de octubre de 2021 .
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  8. ^ Khan, Zeyaur R.; Hassanali, Ahmed; Overholt, William; Khamis, Tsanuo M.; Hooper, Antony M.; Pickett, John A.; Wadhams, Lester J.; Woodcock, Christine M. (1 de septiembre de 2002). "Control de la hierba bruja Striga hermonthica mediante cultivo intercalado con Desmodium spp., y el mecanismo definido como alelopático". Revista de ecología química . 28 (9): 1871–1885. doi :10.1023/A:1020525521180. ISSN  1573-1561. PMID  12449513. S2CID  21834435 . Consultado el 17 de octubre de 2021 .
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  • www.push-pull.net
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