Uso de microorganismos beneficiosos en la agricultura

¿De qué se compone un Sistema Agrícola Perfecto?

El diseño conceptual es importante en el desarrollo de nuevas tecnologías para el uso de microorganismos beneficiosos y efectivos para una agricultura y medio ambiente más sostenibles. La base de un diseño conceptual supone primero concebir un ideal o modelo y entonces trazar una estrategia y un método para alcanzar la realidad. Sin embargo, es necesario coordinar cuidadosamente los materiales, el ambiente y las tecnologías, constituyendo el método. Además uno debería de adoptar una actitud filosófica entorno la aplicación de las tecnologías microbianas en la producción agrícola y los sistemas de conservación.

Hay muchas opciones en las que un sistema agrícola es ideal. Muchos estarían de acuerdo en que tal sistema idealizado debería de producir comida sobre una base sostenible a largo plazo. Muchos también insistirían en que debería de mantener y mejorar la salud humana, ser económicamente y espiritualmente beneficioso tanto para los productores como para los consumidores, preservar y proteger activamente el medio ambiente, ser autosuficiente y regenerador, y producir suficiente comida para un incremento de la población mundial (Higa, 1991).

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Uso eficiente y reciclaje de energía

La producción agrícola empieza con el proceso de fotosíntesis de las plantas verdes que requieren energía solar, agua y dióxido de carbono. Esto sucede gracias a la capacidad de las plantas de usar la energía solar para convertir carbono atmosférico en hidratos de carbono. La energía obtenida es usada para nuevas biosíntesis en la planta, incluidos los aminoácidos y proteínas esenciales. Los materiales usados para la producción agrícola están abundantemente disponibles con pequeños costes iniciales.

Sin embargo, cuando es observada como una actividad económica, la fijación de carbono mediante la fotosíntesis tiene una eficiencia extremadamente baja principalmente a causa de la baja tasa de uso de la energía solar por las plantas verdes. Por consiguiente, es necesario un enfoque integrado para aumentar el uso de energía solar por las plantas para que una cantidad más grande de carbono atmosférico pueda ser convertido en substrato útil (Higa y Wididana, 1991a).

Aunque el potencial uso de la tasa de energía solar por las plantas ha sido estimado teóricamente entre un 10 y un 20%, la tasa de utilización actual es menor que el 1%. Incluso la tasa de utilización de las plantas C4, tales como las cañas de azúcar cuya eficiencia fotosintética es muy alta, apenas superan el 6 o 7% durante los periodos de máximo crecimiento. La tasa de utilización normalmente es menor al 3% incluso en cosechas de cultivo óptimo.

Estudios anteriores han demostrado que la eficiencia fotosintética de los cloroplastos de multitud de plantas de cultivo no puede ser incrementada mucho más; esto significa que su producción de biomasa ha alcanzado un nivel máximo. Por consiguiente, la mejor oportunidad para incrementar la producción de biomasa está en la manera de usar la luz visible, que cloroplastos no pueden usarse actualmente, que junto con la radiación infrarroja comprenden más o menos un 80% de la energía solar total. También, debemos de explorar los modos de reciclar la energía orgánica contenida en residuos de plantas y animales por medio del uso directo de moléculas orgánicas por las plantas (Higa y Wididana, 1991a).

De esta manera, es difícil excederse de los límites existentes de producción de cultivos a menos que la eficiencia del uso de la energía solar incremente, y la energía contenida en las moléculas orgánicas existentes (aminoácidos, peptidos y hidratos de carbono) sea utilizada directamente o indirectamente por la planta. Este planteamiento podría ayudar a resolver los problemas de la contaminación y degradación medioambiental causada por el uso indebido y por la excesiva aplicación de fertilizantes químicos y pesticidas en los suelos. Por consiguiente, las nuevas tecnologías que puedan aumentar la viabilidad económica de los sistemas agrícolas con poco o sin uso de fertilizantes y pesticidas químicos son necesitadas urgentemente y deberían tener una alta prioridad tanto ahora como en el inmediato futuro (Academia Nacional de las Ciencias, 1989; 1993).

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Conservación de los recursos naturales y del medio ambiente

La excesiva erosión de la capa superficial del suelo de las tierras agrícolas causada por el laboreo intensivo y la producción de cultivos en hilera ha causado una profunda degradación del suelo y también ha contribuido a la contaminación tanto de la superficie como de la capa freatica. Los desechos orgánicos de la producción animal, de las industrias de procesamiento agrícolas y marinas y de los desechos municipales (ej. : agua residuales y basura), se han convertido en las principales fuentes de contaminación medioambiental tanto en los países desarrollados como subdesarrollados. Lo que es más, la producción de metano de los campos de arroz y de los animales rumiantes y la producción de dióxido de carbono de la quema de combustibles fósiles, de los “agujeros” de tierra y de la descomposición de material orgánico han sido asociados al calentamiento mundial como “efecto invernadero” (Parr y Hornick, 1992b).

Los sistemas convencionales de producción agrícola basados en productos químicos han creado muchas fuentes de contaminación que, directa o indirectamente, pueden contribuir en la degradación del medio ambiente y en la destrucción de nuestra base de recursos naturales. Esta situación debería de cambiar significativamente si estos contaminantes pudieran ser usados en la producción agrícola como fuentes de energía. Por consiguiente, es necesario que las tecnologías agrícolas futuras sean compatibles con el ecosistema mundial y con soluciones diferentes a las que ofrecen las tecnologías de la agricultura convencional. Una area que parece poseer la más grande promesa de avances tecnológicos en producción de cultivos, protección de cultivos, y conservación de recursos naturales es aquella de microorganismos beneficiosos y efectivos aplicados como inoculantes del suelo, de las plantas y medioambientales (Higa, 1995).

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