Manejo de plagas agrícolas mediante el modelo de atracción y repulsión

La tecnología de empuje-atracción es una estrategia de cultivo intercalado para el control de plagas agrícolas mediante el uso de plantas repelentes ("empujadoras") y plantas trampa ("atractoras") . ^{[ 1 ]} Por ejemplo, los cultivos de cereales como el maíz o el sorgo suelen estar 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 de empuje-atracción se desarrolló 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 pequeños agricultores a través de colaboraciones con universidades, ONG y organizaciones nacionales de investigación. ^{[ 3 ]}

La tecnología de atracción y repulsión implica el uso de estímulos que modifican el comportamiento para manipular la distribución y abundancia de barrenadores del tallo e insectos beneficiosos para el control de plagas de barrenadores del tallo. Se basa en un conocimiento profundo de la ecología química , la agrobiodiversidad , las interacciones planta-planta e insecto-planta , e implica el cultivo intercalado de un cultivo de cereal con un cultivo intercalado repelente como Desmodium uncinatum (hoja plateada) ^{[ 4 ]} (repulsión), con una planta trampa atractiva como pasto Napier (atracción) 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

El efecto repelente en el sistema de cultivo intercalado lo proporcionan las plantas que emiten compuestos volátiles ( cairomonas ) que repelen a las polillas perforadoras del tallo y las alejan del cultivo principal (maíz o sorgo). Las especies más utilizadas como plantas repelentes son las leguminosas del género Desmodium (por ejemplo, Desmodium uncinatum y Desmodium intortum ). El Desmodium se planta entre las hileras de maíz o sorgo, donde emite compuestos volátiles (como (E)-β- ocimeno y (E)-4,8-dimetil-1,3,7-nonatrieno) que repelen a las polillas perforadoras del tallo. Estos compuestos también se producen en gramíneas como el maíz cuando son dañadas por insectos herbívoros, lo que podría explicar su efecto repelente sobre las polillas perforadoras del tallo. ^{[ 1 ] [ 5 ]} Al ser una planta de bajo crecimiento, Desmodium no interfiere con el crecimiento de los cultivos, pero puede suprimir las malas hierbas y ayudar a mejorar la calidad del suelo al aumentar el contenido de materia orgánica , fijar nitrógeno y estabilizar los suelos contra la erosión. También sirve como un alimento animal altamente nutritivo y suprime eficazmente las malas hierbas striga a través de un mecanismo alelopático. Otra planta que muestra buenas propiedades repelentes es el pasto de melaza ( Melinis minutiflora ), un alimento animal nutritivo con propiedades repelentes de garrapatas y atractivas para los parasitoides larvarios del barrenador del tallo. ^{[ 5 ]}

El tirón

Este método se basa en la combinación de cultivos asociados que se siembran 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 siembran en el borde de los campos de maíz y sorgo, donde las polillas adultas invasoras se sienten atraídas por las sustancias químicas que emiten las propias gramíneas. En lugar de posarse sobre las plantas de maíz o sorgo, los insectos se dirigen hacia lo que parece ser una comida más apetitosa. Estas gramíneas proporcionan el "atractor" en la estrategia de "empuje-atracción". También sirven de refugio para los enemigos naturales de los barrenadores. Entre los buenos cultivos trampa se 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 ( volátiles de las hojas verdes ), señales que utilizan las hembras grávidas del barrenador del tallo para localizar las plantas hospedantes, que el maíz o el sorgo. También se observa un aumento de aproximadamente 100 veces en la cantidad total de estos compuestos producidos en la primera hora del anochecer por el pasto Napier (escotofase), el período en el que las polillas perforadoras del tallo buscan plantas hospedadoras para depositar sus huevos, lo que provoca la preferencia diferencial de oviposición. ^{[ 6 ]} Sin embargo, muchas de las larvas perforadoras del tallo, alrededor del 80%, no sobreviven, ya que los tejidos del pasto Napier producen una savia pegajosa en respuesta a la alimentación de las larvas, que las atrapa y les causa la muerte. ^{[ 3 ]}

Estudios recientes a gran escala realizados en África Oriental demuestran que el maíz cultivado en sistemas de atracción y repulsión presenta niveles más elevados de dos glucósidos benzoxazinoides, compuestos conocidos por sus propiedades antiherbívoras. Estos glucósidos se encontraron en mayor abundancia en las hojas de maíz de los campos con sistemas de atracción y repulsión en comparación con las de los campos convencionales. ^{[ 7 ]}

Supresión de Striga

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. Además de los beneficios derivados de una mayor disponibilidad de nitrógeno y competencia por la luz, se descubrió 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. En conjunto, estos efectos dan como resultado el fenómeno conocido como "germinación suicida", reduciendo así el banco de semillas de Striga en el suelo. ^{[ 3 ]} Otras especies de Desmodium también se han evaluado y tienen efectos similares sobre los barrenadores del tallo y la maleza Striga, y actualmente se utilizan como cultivos intercalados en maíz, sorgo y mijo. ^{[ 9 ]}

La agricultura de atracción y repulsión genera resultados económicos beneficiosos para los pequeños agricultores y los agricultores de subsistencia, gracias a 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 de atracción y repulsión para los agricultores es superior a 2,2, en comparación con 1,8 para el uso de pesticidas y 0,8 para el monocultivo. ^{[ 13 ]} Si bien los costos iniciales de la tecnología de atracción y repulsión 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 cultivo posteriores. ^{[ 13 ]} También se ha observado que la tecnología de atracción y repulsión ayuda a impulsar las economías locales. ^{[ 3 ]} Debido a que estos agricultores tienen mayores ingresos, pueden gastar dinero en su economía local, lo que impulsa el nivel de vida y la prosperidad de la comunidad en general. ^{[ 3 ]}

Los principales opositores 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 ]}

Tras 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 generado por el maíz. ^{[ 14 ]}

En los hogares de Kenia donde se ha adoptado la tecnología push-pull, el aumento de los ingresos económicos se ha asociado con más años de educación, un mejor acceso a las instituciones rurales y una mayor asistencia a jornadas de campo, en comparación con los hogares que no han adoptado dicha tecnología. ^{[ 14 ]} Además, si la adopción de la tecnología continúa al ritmo actual del 14,4 %, se podría esperar una reducción de 75 077 personas consideradas pobres en una situación en la que las economías locales permanezcan cerradas, y de 76 504 personas menos si las economías estuvieran abiertas. ^{[ 14 ]}

Debido a que la tecnología push-pull se desarrolló principalmente fuera del África subsahariana —donde las agencias internacionales buscan hoy ampliar su impacto—, inicialmente se enfrentó a una falta de confianza. ^{[ 15 ]} Esta desconfianza se vio alimentada por las sospechas locales de que los agentes externos tenían agendas ocultas con intereses propios. ^{[ 15 ]} En relaciones donde los recursos para implementar nuevas tecnologías también se proporcionan externamente, los agricultores a menudo sienten que deben simplemente seguir pasivamente las instrucciones que se les dan; sin embargo, en Etiopía se han realizado esfuerzos para fomentar la participación de los agricultores en el desarrollo de la tecnología push-pull y, por lo tanto, 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 cultivos intercalados, lo que ha contribuido a su aceptación por parte de la comunidad.

La tecnología de empuje-tracción también se ha visto 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 de empuje-tracción puede integrarse en los marcos familiares existentes, la práctica no exige una revisión de las dinámicas existentes. ^{[ 15 ]} Para facilitar aún más la implementación de la tecnología de empuje-tracción, los agricultores desempeñaron un papel participativo e influyente en la decisión de cómo se llevaría a cabo la tecnología para que se ajustara mejor a sus necesidades y se alineara con las prácticas tradicionales. ^{[ 15 ]} Por ejemplo, los agricultores locales prefirieron sembrar los surcos en los 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 ]}

La tecnología de atracción y repulsión se desarrolló 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 de atracción y repulsión 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 ^{[ 3 ] .}

Esta estrategia se basa en el uso de plantas disponibles localmente, no en insumos industriales costosos, lo que la hace más viable económicamente y más apropiada culturalmente, ya que este método es en muchos sentidos similar a las prácticas tradicionales africanas 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 es menos intensiva en recursos, es más intensiva en conocimiento. ^{[ 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 intercambio de agricultores y 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 de atracción y repulsión son los días de campo (que conducen a un aumento aproximado del 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 maestros agrícolas (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 los 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 la distribución de semillas de desmodium y otros insumos necesarios para comenzar esta práctica. ^{[ 13 ]} La distribución de semillas y otros insumos necesarios ha sido posible gracias a alianzas con empresas de semillas y grupos de agricultores locales. ^{[ 13 ]} Para combatir la anterior escasez y el alto costo de las semillas de desmodium que limitaban la difusión de la tecnología push-pull, se han lanzado iniciativas de producción intensiva de semillas y se ha alentado a los grupos de agricultores a propagar las semillas por sí mismos. ^{[ 13 ]} Como resultado de estas medidas, el mercado de semillas de desmodium se ha estimulado y las semillas se han vuelto más accesibles para los pequeños agricultores que buscan implementar métodos push-pull en sus campos. ^{[ 13 ]}

Solo en Kenia, Tanzania y Uganda, la tecnología de empuje-tracción ha sido adoptada por 68.800 pequeños agricultores; sin embargo, es posible que estas cifras sean mayores en realidad debido a deficiencias en la información. ^{[ 13 ]} Debido a que estas áreas del África subsahariana a menudo sufren de una producción agrícola poco fiable como resultado de barrenadores del tallo y estrigá, infertilidad del suelo y suministro insostenible de forraje, se espera que la solución de empuje-tracción a estos problemas sea adoptada por más pequeños agricultores en el futuro, con una tasa de adopción anual del 30 % y una tasa potencial de adopción anual del 50 % gracias a las intensas campañas de educación que se han puesto en marcha. ^{[ 13 ]}

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

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Khan, ZR, Midega, CAO, Amudavi, DM, Hassanali, A., Pickett, JA (2008). "Evaluación en campo de la tecnología 'empuje-tracción' para el control de barrenadores del tallo y maleza Striga en maíz en el oeste de Kenia". Field Crop. Res. (106): 224–233.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )

• www.push-pull.net