¿Pueden los agricultores africanos reducir su dependencia de los fertilizantes minerales cultivando leguminosas?

Acabar con el hambre para 2030 es uno de los Objetivos de Desarrollo Sostenible establecidos por las Naciones Unidas. Este es un gran desafío en el África subsahariana, donde aún vive un tercio de todos los hogares. expuestos a la inseguridad alimentaria. Para satisfacer la demanda de la población africana en rápido crecimiento, existe un consenso generalizado de que los agricultores deben impulsarla. rendimiento de los cultivos de cereales.

Los rendimientos de los cultivos en la región están severamente limitados por los suelos agotados, después de décadas de agricultura incesante con fertilización insuficiente. Esto se debe a que los agricultores africanos luchan por obtener fertilizantes minerales asequibles, mientras que la falta de biomasa hace que los fertilizantes orgánicos estén fuera de su alcance.

Actualmente, la cantidad de entrada de nitrógeno necesitaría aumentar 15 veces para producir cosechas de granos. Necesario para la seguridad alimentaria.

Nutrientes valiosos en el abono verde

Los fertilizantes minerales proporcionan una solución integral para inyectar nitrógeno en los cultivos. Si bien son esenciales para mejorar el rendimiento de los cultivos de cereales, pueden dañar el medio ambiente si se usan en exceso y, a menudo, son muy costosos para los agricultores. Sin embargo, la guerra en Ucrania exacerbó la escasez de fertilizantes en la región. Los precios se han estabilizado Desde su pico en 2022.

Otro método de fertilización busca aprovechar el nitrógeno de las leguminosas. A través de bacterias simbióticas, estas plantas tienen la capacidad única de fijar el nitrógeno atmosférico en sus tejidos. Para asegurarlo a las granjas de cereales, los agricultores pueden adoptar una técnica de cultivo de leguminosas y empujar sus residuos en el suelo antes de sembrar las semillas de cereales.

Este efecto es bien conocido en los sistemas templados y tropicales, pero puede variar mucho de un año a otro. En los casos en que haya un aumento repentino de la temperatura, el residuo de la leguminosa se descompondrá más rápidamente, mientras que las fuertes lluvias pueden provocar la lixiviación del nitrógeno producido por la descomposición del residuo.

Fertilizantes, clima y cultivo de arroz en Madagascar

Durante más de 20 años, FOFIFA (Instituto de Investigación Agrícola de Madagascar) y CIRAD han estado explorando diferentes vías destinadas a intensificar de manera sostenible la producción agrícola en Madagascar y aliviar la pobreza.

En un estudio recienteInvestigamos la posibilidad de aumentar el rendimiento de los campos de arroz de secano en Madagascar reemplazando algunos fertilizantes minerales con abonos verdes. el política estatal del estado Prevé un aumento de la producción de arroz para garantizar la autosuficiencia alimentaria del país.

La saturación de las llanuras aluviales utilizadas para el cultivo de arroz de regadío y la aparición de variedades de arroz de secano llevó a muchos agricultores a plantar arroz de secano en las tierras altas de Madagascar.

Sin embargo, actualmente están recibiendo un archivo La producción media es de 1,6 tn/haque está muy por debajo del rendimiento máximo de alrededor de 4 a 6 t/ha que se puede obtener en estaciones de investigación en condiciones experimentales, es decir, cuando no se limitan los nutrientes y se controlan las plagas (insectos, enfermedades y malezas).

Mucuna y Crotalaria

En nuestra experiencia, el abono verde cultivado era una mezcla de leguminosas ‘Mucuna’ y ‘Crueltaria’. Gracias a su crecimiento complementario ya su estructura sobre el suelo, estas dos plantas pueden producir una gran cantidad de biomasa vegetal y fijar así el nitrógeno atmosférico. Este abono verde se cultivaba durante la temporada de lluvias en el primer año de un ciclo de dos años basado en arroz de secano, y el residuo se incorporaba luego al suelo antes de arar y sembrar el arroz para la próxima temporada de cultivo.

La rotación se repitió dos veces para los fines del experimento y se comparó con el cultivo único de arroz. Realizamos un seguimiento exhaustivo de este experimento, midiendo la cantidad de nitrógeno en el suelo y las plantas, la dinámica del crecimiento del arroz, la biomasa producida y el rendimiento del grano. Los datos recopilados nos permitieron adaptar el modelo de simulación de cultivos al caso del arroz de secano en Madagascar, para reproducir el efecto de la incorporación de abono verde y su descomposición en el crecimiento del arroz.

modelo prometedor

Luego, el modelo nos permitió explorar las ventajas potenciales del abono verde para el crecimiento del arroz, durante 24 temporadas hipotéticas de cultivo de arroz, construidas utilizando mediciones climáticas correspondientes a nuestra área de estudio, para el período de 1994 a 2018. En este experimento hipotético, mapeamos la cantidad de abono verde incorporado al suelo previo al Cultivo de arroz a razón de 6 t/ha (o 140 kg de nitrógeno), en base a los resultados obtenidos en campo.

Nuestros resultados mostraron que el cultivo y la integración de abono verde permitieron reducir el fertilizante mineral requerido para mejorar el rendimiento del arroz. Fijamos el rendimiento objetivo en 3,7 t/ha, o 75% del rendimiento máximo obtenido en los experimentos realizados en la estación. Lo hemos conseguido con los 40 kg/ha de nitrógeno que aportan los fertilizantes minerales cuando se añaden abonos verdes al suelo. A modo de comparación, fue necesario aplicar más del doble de esa cantidad o 100 kg/ha sin el uso de abono verde.

Se deben hacer compensaciones

Sin embargo, esta práctica prometedora requiere modificaciones significativas para que resulte atractiva para las explotaciones familiares de Madagascar. Hay tres aspectos básicos que hay que tener en cuenta.

Primero, como se señaló anteriormente, las fuertes lluvias debilitarán los beneficios del abono verde en el rendimiento del arroz. Para abordar esto, los agricultores deberán gestionar dinámicamente los residuos y fertilizantes y adaptarlos a cultivos individuales.

Después de eso, las ganancias asociadas con el uso de abonos verdes no compensan completamente las pérdidas de su cultivo. En este proceso, los agricultores tienen que utilizar parte de la tierra que se destinaría al cultivo de arroz para lograr la autosuficiencia. La rotación de cultivos aborda este problema y ayuda (Controlar plagas, nematodos y malezas, aumentar la fertilidad del suelo con el tiempo y preservar la biodiversidad).

Finalmente, los residuos de cosecha se suelen dejar en el suelo para que el ganado de la zona pueda pastar. Por lo tanto, se necesitan soluciones alternativas para alimentar al ganado y se deben desarrollar cadenas de valor apropiadas para garantizar el suministro a estos agricultores, que a menudo viven lejos de cualquier infraestructura. También es necesario asegurarse, una vez más, de que existen mecanismos para compensar este gasto extra de las explotaciones, la mayoría de las cuales viven Menos de 540 € al año por trabajador agrícola.

Legumbres de doble propósito

Los obstáculos asociados con las lluvias pueden superarse ajustando las fechas en las que se combinan la siembra de abono verde y arroz. El modelo que calibramos puede ayudar a hacer este tipo de evaluación in silico.

Asimismo, los agricultores no necesitan elegir entre seguridad alimentaria y fertilizantes. Algunos cultivos de leguminosas, como el maní, pueden usarse como abono verde y como alimento para los agricultores. Los ensayos en Sudáfrica se centran actualmente en evaluar rotaciones de cultivos de leguminosas ‘dobles’. Sin embargo, es importante asegurar que exista un mercado para estos productos con un precio suficientemente alto.

El tiempo apremia, pero estamos convencidos de que el cambio puede ocurrir rápidamente para transformar el actual sistema de producción de granos hacia una mayor productividad y sostenibilidad. Existen soluciones, incluido el abono verde, pero los funcionarios de extensión, los investigadores, los actores de la cadena de valor y los formuladores de políticas deben ayudar a los agricultores a invertir en estas tecnologías que maximizarán la producción a corto plazo, pero que serán más sostenibles a largo plazo.

Las últimas décadas han visto el surgimiento de muchos investigadores africanos talentosos. Ahora les toca a los líderes tomar decisiones.