La configuración del paisaje es un predictor importante del rendimiento del girasol en la Región Pampeana argentina

Autores/as

  • Matías G. Goldenberg Universidad Nacional de Río Negro, Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural. Río Negro, Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural. Río Negro, Argentina
  • Fernanda A. Santibañez Ossa Universidad Nacional de Río Negro, Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural. Río Negro, Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural. Río Negro, Argentina
  • Alfred Burian Marine Ecology Department, Lurio University. Nampula, Mozambique. UFZ-Helmholtz Centre for Environmental Research, Department of Ecological Modelling. Leipzig, Germany
  • Ralf Seppelt UFZ-Helmholtz Centre for Environmental Research, Department of Ecological Modelling. Leipzig, Germany. Institute of Geoscience and Geography, Martin-Luther-University. Halle (Saale), Germany. German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv), Halle-Jena-Leipzig. Leipzig, Germany
  • Emilio H. Satorre Universidad de Buenos Aires, Facultad de Agronomía, Departamento de Producción Vegetal, Cátedra de Cerealicultura. Buenos Aires, Argentina. CONICET-Universidad de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA). Buenos Aires, Argentina. Unidad de Investigación y Desarrollo, Área de Agricultura, Asociación Argentina de Consorcios Regionales de Experimentación Agrícola (AACREA). Buenos Aires, Argentina
  • Gustavo D. Martini Unidad de Investigación y Desarrollo, Área de Agricultura, Asociación Argentina de Consorcios Regionales de Experimentación Agrícola (AACREA). Buenos Aires, Argentina
  • Lucas A. Garibaldi Universidad Nacional de Río Negro, Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural. Río Negro, Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural. Río Negro, Argentina

DOI:

https://doi.org/10.25260/EA.23.33.1.0.2061

Palabras clave:

cultivo oleaginoso, agroecología, hábitat natural, paisaje

Resumen

La agricultura convencional suele estar asociada a la degradación ambiental a gran escala y a la homogenización del paisaje. En contraste, la intensificación ecológica incorpora la conservación y la complejidad del paisaje como aspectos relevantes para incrementar la provisión de servicios ecosistémicos como la polinización y los rendimientos. En un experimento observacional de 105 lotes en la Región Pampeana argentina, exploramos si los rendimientos de girasol estaban relacionados con la composición del paisaje (porcentaje de hábitat natural) y con su configuración (reducción en el tamaño de lotes e incrementos en la densidad de borde), además de covariables de manejo del cultivo como fertilización nitrogenada, densidad de semillas, fecha de siembra y cultivar. Nuestros modelos de efectos mixtos muestran que el tamaño del lote y la densidad de borde son predictores importantes del rendimiento. Por ejemplo, duplicar la densidad de borde de 40 m/ha a 80 m/ha predijo un aumento promedio de 11.3% (269 kg/ha), mientras que duplicar el tamaño del lote de 40 ha a 80 ha predijo una reducción promedio del rendimiento de 6.1% (149 kg/ha). Sugerimos que la polinización es uno de los mecanismos importantes que explica este efecto, ya que mayor densidad de borde y lotes más pequeños reducen la distancia de vuelo de los polinizadores silvestres a las flores del cultivo y, por lo tanto, aumenta la probabilidad de una polinización eficiente. Este estudio provee información clave para la
producción sostenible en agroecosistemas de girasol.

Citas

Aizen, M. A., S. Aguiar, J. C. Biesmeijer, L. A. Garibaldi, D. W. Inouye, et al. 2019. Global agricultural productivity is threatened by increasing pollinator dependence without a parallel increase in crop diversification. Glob Chang Biol 25(10):3516-3527. https://doi.org/10.1111/gcb.14736.

Bartoń, K. 2020. Package ‘MuMIn’, version 1.43.17. URL: cran.r-project.org/web/packages/MuMIn/MuMIn.pdf.

Bates, D., M. Mächler, B. Bolker, and S. Walker. 2015. Fitting Linear Mixed-Effects Models Using lme4. J Stat Softw 67:1-48. https://doi.org/10.18637/jss.v067.i01.

Beckmann, M., K. Gerstner, M. Akin, S. Ceaușu, S. Kambach, et al. 2019. Conventional Land‐use Intensification Reduces Species Richness and Increases Production: A Global Meta‐analysis. Glob Change Biol 25:1941-1956. https://doi.org/10.1111/gcb.14606.

Blitzer, E. J., C. F. Dormann, A. Holzschuh, A. M. Klein, T. A. Rand, et al. 2012. Spillover of functionally important organisms between managed and natural habitats. Agric Ecosyst Environ 146:34-43. https://doi.org/10.1016/j.agee.2011.09.005.

Burnham, K. P., D. R. Anderson, and K. P. Huyvaert. 2011. AIC model selection and multimodel inference in behavioral ecology: Some background, observations, and comparisons. Behav Ecol Sociobiol 65:23-35. https://doi.org/10.1007/s00265-010-1029-6

Cabrera, A. L., and A. Willink. 1973. Biogeografía de América Latina. Organización de Estados Americanos. Washington D.C., USA.

Castaño, F. D. 2018. The sunflower crop in Argentina: Past, present and potential future. OCL: Oilseeds Fats Crops Lipids. https://doi.org/10.1051/ocl/2017043.

Dainese, M., E. A. Martin, M. A. Aizen, and M. Albrecht. 2019. A global synthesis reveals biodiversity-mediated benefits for crop production. Sci Adv 5:eaax0121.

de Abelleyra, D., S. Banchero, S. Verón, J. Mosciaro, and J. Volante. 2019. Mapa Nacional de Cultivos. Campaña 2018/2019. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA).

Egli, L., Z. Mehrabi, and R. Seppelt. 2021. More Farms, Less Specialized Landscapes, and Higher Crop Diversity Stabilize Food Supplies. Environ Res 16(5):055015. https://doi.org/10.1088/1748-9326/abf529.

Egli, L., M. Schröter, C. Scherber, T. Tscharntke, and R. Seppelt. 2020. Crop Asynchrony Stabilizes Food Production. Nature 588(7837):E7-12. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2965-6.

Egli, L., M. Schröter, C. Scherber, T. Tscharntke, and R. Seppelt. 2021. Crop Diversity Effects on Temporal Agricultural Production Stability across European Regions. Reg Environ Change 21(4):96. https://doi.org/10.1007/s10113-021-01832-9.

Ekroos, J., A. M. Ödman, G. K. S. Andersson, K. Birkhofer, L. Herbertsson, et al. 2016. Sparing land for biodiversity at multiple spatial scales. Front Ecol Evol e00145. https://doi.org/10.3389/fevo.2015.00145.

Fahrig, L. 2003. Effects of Habitat Fragmentation on Biodiversity. Annu Rev Ecol Evol Syst 34:487-515. https://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.34.011802.132419.

FAO. 2019. URL: fao.org/faostat/en/#home.

Foley, J. A., R. DeFries, G. P. Asner, C. Barford, G. Bonan, et al. 2005. Global consequences of land use. Science 309(5734):570-574. https://doi.org/10.1126/science.1111772.

Garibaldi, L., M. G. Goldenberg, A. Burian, F. Santibañez, E. H. Satorre, et al. 2022. Smaller agricultural fields, more edges, and natural habitats reduce herbicide-resistant weeds. Agriculture, Ecosystems and Environment 342:108260. https://doi.org/10.1016/j.agee.2022.108260.

Garibaldi, L. A., N. Pérez-Méndez, M. P. D. Garratt, B. Gemmill-Herren, F. E. Miguez, et al. 2019. Policies for Ecological Intensification of Crop Production. Trends Ecol Evol 34(4):282-286. https://doi.org/10.1016/j.tree.2019.01.003.

Garibaldi, L. A., F. Requier, O. Rollin, and G. K. Andersson. 2017. Towards an integrated species and habitat management of crop pollination. Curr Opin Insect Sci 21(1):105-114. https://doi.org/10.1016/j.cois.2017.05.016.

Garibaldi, L. A., L. G. Carvalheiro, B. E. Vaissière, B. Gemmill-Herren, J. Hipólito, et al. 2016. Mutually beneficial pollinator diversity and crop yield outcomes in small large farms. Science 351(6271):388-391. https://doi.org/10.1126/science.aac7287.

Garibaldi, L. A., I. Steffan-Dewenter, C. Kremen, J. M. Morales, R. Bommarco, et al. 2011. Stability of pollination services decreases with isolation from natural areas despite honey bee visits. Ecol Lett 14(10):1062-1072. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2011.01669.x.

Garibaldi, L. A., I. Steffan-Dewenter, R. Winfree, M. A. Aizen, R. Bommarco, et al. 2013. Wild pollinators enhance fruit set of crops regardless of honey bee abundance. Science 339:1608-1611. https://doi.org/10.1126/science.1230200.

Greenleaf, S. S., and C. Kremen. 2006. Wild bees enhance honey bees pollination of hybrid sunflower. PNAS 103:13890-13895. https://doi.org/10.1073/pnas.0600929103.

Hall, A. J., C. M. Rebella, C. M. Ghersa, and J. Ph. Culot. 1992. Field-crop Systems of the Pampas. In C. J. Pearson (ed.). Field Crop Ecosystems. Serie: Ecosystems of the World. Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam.

Hesselbarth, M. H., M. Sciaini, K. A. With, K. Wiegand, and J. Nowosad. 2019. landscapemetrics: an open-source R tool to calculate landscape metrics. Ecography 42:1648-1657. https://doi.org/10.1111/ecog.04617.

Hevia, V., J. Bosch, F. M. Azcárate, E. Fernández, A. Rodrigo, et al. 2016. Bee diversity and abundance in a livestock drove road and its impact on pollination and seed set in adjacent sunflower fields. Agric Ecosyst Environ 232:336-44. https://doi.org/10.1016/j.agee.2016.08.021.

Holland, J. M., F. J. Bianchi, M. H. Entling, A.-C. Moonen, B. M. Smith, et al. 2016. Structure, function and management of seminatural habitats for conservation biological control: a review of European studies. Pest Manag Sci 72:1638-1651. https://doi.org/10.1002/ps.4318.

Lajos, K., O. Császár, M. Sárospataki, F. Samu, and F. Tóth. 2020. Linear woody landscape elements may help to mitigate leaf surface loss caused by the cereal leaf beetle. Land Ecol 35:2225-2238. https://doi.org/10.1007/s10980-020-01097-3.

Martin, E. A., M. Dainese, Y. Clough, A. Báldi, R. Bommarco, et al. 2019. The interplay of landscape composition and configuration: new pathways to manage functional biodiversity and agroecosystem services across Europe. Ecol Lett 22:1083-1094. https://doi.org/10.1111/ele.13265.

Monasterolo, M., S. L. Poggio, D. Medán, and M. Devoto. 2020. Wider road verges sustain higher plant species richness and pollinator abundance in intensively managed agroecosystems. Agric Ecosyst Environ 302:107084. https://doi.org/10.1016/j.agee.2020.107084.

Nelson K. S., and E. K. Burchfield. 2021. Landscape complexity and US crop production. Nat Food 2(5):330-338. https://doi.org/10.1038/s43016-021-00281-1.

Pereira, M. L., and A. J. Hall. 2019. Sunflower oil yield responses to plant population and row spacing: Vegetative and reproductive plasticity. Field Crops Res 230:17-30. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2018.09.014.

Perrot, T., S. Gaba, M. Roncoroni, J-L Gautier, A. Saintilan, and V. Bretagnolle. 2019. Experimental quantification of insect pollination on sunflower yield, reconciling plant and field scale estimates. Basic Appl Ecol 34:75-84. https://doi.org/10.1016/j.baae.2018.09.005.

Potts, S. G., V. Imperatriz-Fonseca, H. T. Ngo, M. A. Aizen, J. C. Biesmeijer. et al. 2016. Safeguarding pollinators and their values to human well-being. Nature 540(7632):220-229. https://doi.org/10.1038/nature20588.

Ricketts, T. H., J. Regetz, I. Steffan-Dewenter, S. A. Cunningham, C. Kremen, et al. 2008. Landscape effects on crop pollination services: are there general patterns? Ecol Lett 11:499-515. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2008.01157.x.

Raderschall, C. A., R. Bommarco, S. A. M. Lindström, O. Lundin. 2021. Landscape crop diversity and semi-natural habitat affect crop pollinators, pollination benefit and yield. Agric Ecosyst Environ 306:107189. https://doi.org/10.1016/j.agee.2020.107189.

Redhead, J. W., T. H. Oliver, B. A. Woodcock, and R. F. Pywell. 2020. The influence of landscape composition and configuration on crop yield resilience. J Appl Ecol 1-11. https://doi.org/10.1111/1365-2664.13722.

R Core Team. 2020. R: a language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL: r-project.org.

Ruffo, M. L., F. O. García, G. A. Bollero, K. Fabrizzi, and R. A. Ruiz. 2003. Nitrogen balance approach to sunflower fertilization. Commun Soil Sci Plant Anal 34:2645-2657. https://doi.org/10.1081/CSS-120024791.

Sáez, A., M. Sabatino, and M. Aizen. 2014. La diversidad floral del borde afecta la riqueza y abundancia de visitantes florales nativos en cultivos de girasol. Ecol Aust 24:94-102. https://doi.org/10.25260/EA.14.24.1.0.41.

Sáez, A., M. Sabatino, and M. A. Aizen. 2012. Interactive Effects of Large- and Small-Scale Sources of Feral Honey-Bees for Sunflower in the Argentine Pampas. PLoS ONE 7(1):e30968. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0030968.

Sardinas, H. S., and C. Kremen. 2015. Pollination services from field-scale agricultural diversification may be context-dependent. Agric Ecosyst Environ 207:17-25. https://doi.org/10.1016/j.agee.2015.03.020.

Schulte, L. A., J. Niemi, M. J. Helmers, M. Liebman, J. G. Arbuckle, et al. 2017. Prairie strips improve biodiversity and the delivery of multiple ecosystem services from corn-soybean croplands. PNAS 114(42):11247-11252. https://doi.org/10.1073/pnas.1620229114.

Seppelt, R., A. Channing, B. Michael, E. A. Martin, and T. W. Hertel. 2020. Deciphering the Biodiversity-Production Mutualism in the Global Food Security Debate. Trends Ecol Evol 35(11):1011-20. https://doi.org/10.1016/j.tree.2020.06.012.

Torretta, J. P., and S. L. Poggio. 2013. Species diversity of entomophilous plants and flower-visiting insects is sustained in the field margins of sunflower crops. J Nat History 47:139-165. https://doi.org/10.1080/00222933.2012.742162.

Tscharntke, T., A. M. Klein, A. Kruess, I. Steffan-Dewenter, and C. Thies. 2005. Landscape perspectives on agricultural intensification and biodiversity - Ecosystem service management. Ecol Lett 8(8):857-874. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2005.00782.x.

Viglizzo, E. F., A. J. Pordomingo, M. G. Castro, and F. A. Lertora. 2003. Environmental assessment of agriculture at a regional scale in the Pampas of Argentina. Environ Monit Assess 87(2):169-95. https://doi.org/10.1023/a:1024654316879. PMID: 12943263. https://doi.org/10.1023/A:1024654316879.

Vila-Aiub, M. M. 2019. Fitness of herbicide-resistant weeds: Current knowledge and implications for management. Plants 8:1-11. https://doi.org/10.3390/plants8110469.

Villalobos, F. J., V. O. Sadras, A. Soriano, and E. Fereres. 1994. Planting density effects on dry matter partitioning and productivity of sunflower hybrids. Field Crops Res 36:1-11. https://doi.org/10.1016/0378-4290(94)90047-7.

La configuración del paisaje es un predictor importante del rendimiento del girasol en la Región Pampeana argentina

Descargas

Publicado

2023-02-12

Cómo citar

Goldenberg, M. G., Santibañez Ossa, F. A., Burian, A., Seppelt, R., Satorre, E. H., Martini, G. D., & Garibaldi, L. A. (2023). La configuración del paisaje es un predictor importante del rendimiento del girasol en la Región Pampeana argentina. Ecología Austral, 33(1), 170–177. https://doi.org/10.25260/EA.23.33.1.0.2061

Número

Sección

Comunicaciones breves