manejo da biodivesridade agricola

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MANEJO DA BIODIVERSIDADE AGRCOLA*

Por: Mariella Camardelli Uzda**

Apostila confeccionada como base terica e auxlio didtico ao curso de MANEJO DA BIODIVERSIDADE AGRCOLA ** DsC em Engenharia Agrcola, reas de concentrao: Agroecologia e Ecologia de Solos.

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NDICE

1. Agroecossistemas: Definio e Importncia.............................................. 1 2. A Sustentabilidade em Agroecossistemas................................................ 6

3. Principais Processos dos Agroecossistemas............................................. 8 4. Biodiversidade............................................................................................ 15 4.1. Conceitos de Biodiversidade........................................................ 15 4.2. Escalas da Biodiversidade............................................................ 18 4.3. Causas da Biodiversidade............................................................ 23 5. Manejo da Biodiversidade nos Agroecossistemas..................................... 24 5.1. Eliminao de Insumos Inibidores................................................ 26 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. A Matria Orgnica e a Biota do Solo....................................... 28 Manejando a Biota Atravs dos Engenheiros do Ecossistema 29 Manejando a Biota Produtiva No Perene................................ 34 Manejando a Paisagem (A Criao de Recurso Usando a

Paisagem)............................................................................................ 35

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MANEJO DA BIODIVERSIDADE AGRCOLAPor: Mariella Camardelli Uzda

1. Agroecossistemas: Definio e Importncia As reas de habitaes humanas ocupam menos de 2% da superfcie terrestre; entretanto, as atividades humanas influenciam cerca de 40% da produtividade terrestre global. As reas agrcolas somam 20% da produtividade primria terrestre e ocupam 30% das terras do globo, sendo 10% de reas com culturas e 20% com pastagens (VITOUSEK et al., 1986). Os agroecossistemas exercem, portanto, grande influncia sobre os ciclos biogeoqumicos globais. Agroecossistemas so ecossistemas que so usados para a agricultura possuindo os mesmos processos, componentes interaes que o ecossistema natural. Entretanto, alm das funes ecolgicas junto a processos como ciclagem de nutrientes, ciclo hidrolgico e clima, possui a funo de produo excedente quela necessria a manuteno do prprio ecossistema, voltada ao atendimento das necessidades humanas (PARK & COUSINS, 1995) (figura 1).

Figura 1. Fluxo de produo humana atravs dos ecossistemas terrestres. Adaptado de PARK & COUSINS (1995).

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ALTIERI (1989) define agroecossistemas como sistemas abertos que recebem insumos de fora e exportam produtos. Ressalta ainda que os agroecossistemas diferem dos ecossistemas naturais, pois estes reinvestem grande parte da sua produtividade para manter a estrutura fsica e biolgica necessria para sustentar a fertilidade do solo e a estabilidade bitica. A exportao de alimentos e colheitas limita esse reinvestimento nos agroecossistemas, fazendo-os altamente dependentes de insumos externos para completar a ciclagem de nutrientes e o equilbrio das populaes (fauna e flora) que nele habitam. ODUM (1984) reconhece como principais diferenas entre os agroecossistemas e os ecossistemas naturais: 1) energia auxiliar, alm da energia solar, como trabalho humano e animal, pesticidas, fertilizantes, maquinrio, que so adicionados para o funcionamento do agroecossistema; 2) a diversidade bitica dos agroecossistemas reduzida visando maximizao da produo; 3) a seleo artificial de espcies, tanto quanto a seleo natural atuam juntas, produzindo animais e plantas dominantes; 4) os agroecossistemas esto mais sob controle externo, do que sob controle interno. De acordo com a FAO (1989), historicamente os agricultores utilizavam cerca de 10.000 espcies de plantas com propsitos agrcolas. Atualmente, se estima que 90% da produo agrcola depende de apenas 120 espcies. Este fato tem incrementado de forma significativa a vulnerabilidade dos agricultores a flutuaes do mercado, propiciado a apario de pragas e doenas, alteraes climticas locais e globais, intensificado a eroso e o acelerado o declnio da produtividade. A manipulao do agroecossistema tende a dissociar os componentes das interaes e os processos a ocorrentes (COLEMAN & HENDRIX,1988). Essas dissociaes aumentam a dependncia do agroecossistema dos fatores de regulao externa, como os fertilizantes e os pesticidas, uma vez que o processo de sucesso constantemente interrompido.

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Quadro 1. Nivelamento conceitual em ecologia Os Ecossistemas consistem em um complexo dinmico formado por plantas, animais, microorganismos e componentes abiticos que interagem e funcionam como uma unidade. As plantas e animais se diferenciam em espcies (indivduos com uma certa gama de caractersticas genticas comuns), que no meio onde vivem se organizam em populaes (indivduos de mesma espcie que se agrupam em uma rea) e os organismos interagem entre si e tambm com outras populaes presentes na mesma rea se relacionam, formando assim as comunidades. As Interaes Ecolgicas dentro ou entre populaes podem se dar diretamente entre organismos (interaes organismo/organismos) ou indiretamente atravs de alteraes no ambiente (interaes organismo/ambiente/organismo, chamadas tambm de metabioses). Estas interaes podem ser positivas para ambas as partes envolvidas, positivas para apenas uma das partes envolvidas, negativas para ambas ou apenas para uma das partes. Na tabela a seguir so apresentadas as relaes organismo/ organismo e seus efeitos para as partes envolvidas: Tipos de Interao Competio Mutualismo Cooperao Comensalismo (B hospeda A) Amensalismo* Parasitismo Predao

Espcies Reunidas Espcies Separadas Espcie A Espcie B Espcie A Espcie B

_ + + + _ + +

_ + + O O _ _

O _ O _ O _ _

O _ O O O O O

onde, O: As espcies no so afetadas; +: o desenvolvimento da espcie tornase possvel ou beneficiado; - : o desenvolvimento da espcie reduzido ou torna-se impossvel. *B inibe crescimento/ reproduo de A

As interaes via ambiente ocorrem principalmente na presena dos organismos chamados de engenheiros do ecossistema, que controlam a disponibilidade de recursos para outras espcies e modificam as caractersticas fsicas, qumicas e biolgicas do ambiente onde vivem, sendo responsveis pela criao e manuteno de hbitats. Um bom exemplo so as rvore que nascem em um ambiente, modificando-o atravs do crescimento de suas razes, ramos e folhas, produzindo espaos vazios no solo e, portanto, aumentando a possibilidade de oxigenao, reduzindo o impacto da chuva e produzindo resduos

4 orgnicos com a queda das folhas e ramos. No solo tambm so encontrados engenheiros do ecossistemas, como as minhocas, cupins, formigas alm de outros invertebrados, que atuam na sua formao e manuteno da sua integridade. As interaes entre as diferentes espcies e entre estas e o meio atuam como fatores que controlam o crescimento das populaes, atendendo ao limite de recursos que o ecossistema possui para sua manuteno (capacidade de carga). As diferentes espcies ocupam locais caractersticos na cadeia alimentar (produtores, consumidores de primeira ordem _ herbvoros, consumidores de segunda ordem _ carnvoros, consumidores de terceira ordem _ predadores ou decompositores), possuem hbitos alimentares caractersticos (tipo de alimento e forma de consumo), possuem local preferencial para habitarem e desempenham funes prprias no ambiente, o que traduz o nicho ecolgico ocupado por cada uma delas. Os ecossistemas possuem sempre nichos que se complementam, sendo que em alguns casos estes nichos possuem algum grau de sombreamento o que provoca a competio entre as espcies, fazendo com que estas se adaptem para minimizar a competio. Interaes benficas como o mutualismo tambm levam a adaptao e evoluo das espcies. Normalmente os ecossistemas possuem um maior nmero de nichos ocupados a medida que evoluem. Sendo que a sua evoluo implica no desenvolvimento de um processo sucessional (Sucesso) que acarreta a modificao do ambiente e na adaptao e seleo de espcies at que o ecossistema chegue em seu Clmax, onde se costuma dizer que o ecossistema est em equilbrio dinmico. Nos estgios iniciais de evoluo de uma comunidade existem poucas espcies e, portanto, um nmero importante de nichos vagos. As espcies presentes nestes ambientes atuam em funes que so desempenhadas por outras espcies em ecossistemas mais evoludos e com maior nmero de espcies. Pode-se dizer que estas espcies esto ocupando um nicho mais largo nessas situaes (nicho potencial). Nestes estgios iniciais a comunidade predominantemente de espcies que geralmente tm vida curta, se reproduzem abundantemente e possuem a habilidade de colonizar hbitats perturbados (estrategistas r), em seguida a colonizao efetuada pelos estrategistas r, viriam espcies mais adaptados a ambientes mais estveis (estrategistas k). Estes alocam maior energia na produo de biomassa do que na reproduo.

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A teoria da Biogeografia de Ilhas aborda a colonizao fundamentada na anlise que as ilhas por serem isoladas possuiriam um menor nmero de espcies, o que d ao organismo que a alcana a oportunidade de ocupar seu nicho potencial. Esta teoria aborda ainda alguns princpios de colonizao pelas espcies, tais como: 1)quanto menor e mais recente for a ilha mais depauperada sua fauna e mais difcil de ela ser encontrada por possveis colonizadores; 2)os primeiros colonizadores so geralmente estrategistas r; 3) a chegada dos colonizadores seria mais rpida quanto mais prxima a ilha est do seu local de origem; 4) posterior a chegada dos primeiros colonizadores, viriam seus predadores e parasitas. Em caso de perturbaes eventuais, naturais ou antrpicas, em ecossistemas pobres em espcies, que resulte no desaparecimento de um componente da comunidade, estes ambientes custaro a se recuperar por no possurem diferentes espcies ocupando nichos com alguma sobreposio, prejudicando a execuo de funes vitais manuteno do ecossistema. Ecossistemas em fase inicial de desenvolvimento possuem uma menor biomassa a ser mantida o que permite que a energia produzida seja alocada na manuteno da biomassa existente e haja investimento no crescimento de nova biomassa (produo primria lquida). A medida que se aproximam do clmax e a biomassa aumenta, a energia que alocada para a gerao de mais biomassa diminui, implicando em uma menor produtividade primria lquida. Entretanto, por possuir um maior numero de espcies ocupando nichos mais estreitos e com algum sombreamento, os ecossistemas prximos ao clmax podero resistir melhor a impactos ou mesmo se recuperar deles com mais facilidade (resilincia). Os agroecossistemas, portanto, podem ser vistos como ecossistemas recentes, nos primeiros estgios de sucesso, onde a produtividade primria lquida mxima e a diversidade mnima. Ou, conforme propem alguns pesquisadores, uma ilha onde a curta durabilidade do ciclo dos cultivos no permite que os predadores (estrategistas k) cheguem a colonizar a rea. Como possvel notar o ecossistema mais que um somatrio de diferentes espcies, pois a cada nvel de interaes emergem propriedades que so o resultado das interaes entre as partes componentes do referido nvel (propriedades emergentes). Uma populao, por exemplo, muito mais do que uma coleo de indivduos de mesma espcie e possui caractersticas que no podem ser estudadas ou compreendidas quando analisamos os organismos individualmente. Neste sentido o respeito a capacidade de carga, a resistncia e a resilincia so propriedades emergentes que vo ser produto das interaes entre as espcies e entre estas e o ecossistema.

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2. A Sustentabilidade em agroecossistemas Agricultura sustentvel tem sido definida como uma prtica que envolve o manejo adequado dos recursos, visando satisfao das necessidades do homem, mantendo ou realando a qualidade do ambiente e conservando os recursos naturais (FAO, 1989). Portanto, a agricultura passa a ser vista mediante uma perspectiva sistmica, na qual o agroecossistema interage com outros ecossistemas e com sistemas econmicos e sociais. Em geral, as cincias agrcolas vm se desenvolvendo separadamente da ecologia, tendo como objetivo o aumento da produo de alimentos, fibras e madeira. Para as cincias deste ramo os princpios de sustentabilidade fundamentam-se apenas na estabilidade da produo e na viabilidade econmica (SPENCER & SWIFT, 1992). Em contraste, o enfoque ecolgico tem abordado o funcionamento de ecossistemas naturais, onde a sustentabilidade vista em termos da manuteno e estabilidade da produo e da minimizao das perdas nos ciclos de nutrientes. CONWAY (1985) definiu como ecossistema sustentvel aquele que mantm a produtividade mediante situaes de estresse e distrbios, incluindo aqueles causados por perturbaes intensas ou de larga escala. SPENCER & SWIFT (1992) sugerem que verificar a probabilidade com que acontecem estes distrbios aconselhvel para uma melhor avaliao da sustentabilidade dos ecossistemas. No obstante, independentemente de pequenas discordncias, os conceitos de sustentabilidade presumem produo contnua, evitando a degradao ambiental e, alm disso, o bem estar social. Existe atualmente um consenso na miscigenao das abordagens descritas anteriormente, conferindo uma perspectiva ecossistmica agricultura, que passa a abrigar simultaneamente aspectos de produo e conservao. Dentro desse contexto, os pases do chamado terceiro mundo esto em face de dois problemas

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inter-relacionados: maximizao da produo de alimentos com as tecnologias disponveis e deteriorao progressiva do ambiente. Os ecossistemas naturais tm se deteriorado progressivamente nos ltimos vinte anos, com o aumento da remoo da vegetao original, perda da biodiversidade e degradao do solo, com reduo da fertilidade e aumento da eroso. A definio de um manejo adequado requer o melhor entendimento do funcionamento do ecossistema em resposta s prticas utilizadas, no apenas no que diz respeito produo, mas tambm no que envolve o ambiente (SCHOLES et al. 1992). De acordo com VITOUSEK & HOOPER (1994), o desenvolvimento de uma agricultura sustentvel deve estar fundamentado no uso dos recursos dentro de limites renovveis e em mecanismos de controle da eficincia do uso desses recursos. Porm, deve se ter em mente que os limites renovveis dos recursos so caractersticas inerentes a cada ecossistema em particular. HOLE. (1981) afirmam haver uma forte ligao entre a complexidade interna de um ecossistema e a eficincia do uso dos recursos, principalmente quando se trata da ciclagem de nutrientes. No caso dos agroecossistemas alm da dimenso ambiental importante perceber as dimenses econmica e social da biodiversidade, uma vez que ela permite aos agricultores alternativas s flutuaes de mercado, alm de contemplar aspectos como a segurana alimentar para perodos climticos ou comerciais crticos.

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3. Principais Processos dos Agroecossistemas Como todo ecossistema terrestre, os agroecossistemas podem ser divididos em dois sistemas interdependentes, o sistema auttrofo e o sistema hetertrofo. O primeiro possui maior biomassa, onde se encontram as espcies vegetais, capazes de sintetizar o prprio alimento, portanto responsveis, entre outros aspectos, pela entrada de biomassa no ecossistema e abriga fauna de porte variado, por vezes oriunda de ecossistemas naturais prximos. O sistema hetertrofo, o solo, responsvel pelo processo de decomposio, parte importante da ciclagem de matria no ecossistema, e desde a sua origem esta relacionado aos organismos que nele habitam. Nos agroecossistemas convencionais a biota de superfcie bastante pobre em virtude das prticas de manejo (capina, herbicidas etc), que atuam como perturbaes que impedem a sucesso natural, que levaria o ecossistema a um estado de maior estabilidade. Em virtude dessa freqentes perturbaes as interaes interespecficas ficam prejudicadas, havendo a drstica reduo ou mesmo desaparecimento da maioria das espcies visando favorecimento da espcie cultivada. Entretanto, ao estimular dominncia de uma ou poucas espcies estimula-se tambm a presena de espcies que possuem maior capacidade adaptativa aos ambientes alterados e que tm a espcie cultivada como fonte de alimento ou hospedeira. Muitos pesquisadores estabelecem um paralelo entre reas agrcolas e as ilhas (ver teoria da biogeografia de ilhas, quadro 1), onde alguns organismos chegam a uma rea onde existem muitos nichos vagos e se aproximam do seu nicho

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potencial, especialmente se este organismo for uma praga j adaptada as condies ambientais do cultivo. Devido a pobreza das interaes entre populaes e da simplicidade da cadeia alimentar existentes nos agroecossistemas, desenvolvida uma estrutura de comunidade pouco estvel e dependente de entradas externas ao ecossistema para que o objetivo de alta produtividade seja alcanado. Sendo assim, caber ao agricultor o controle de populaes praga que, por no receberem presso de competio e no possurem inimigos naturais no sistema, alcanaro grande densidade, causando danos a planta cultivada. Em virtude da simplificao ambiental outros servios prestados pela biota nativa, que tornam os ecossistemas naturais auto-suficientes, tambm so perdidos, a exemplo da polinizao, fundamental na produo de frutos, e a gerao de biomassa que alimenta o sistema hetertrofo, permite a ciclagem de nutrientes e a manuteno dos componentes estruturais do solo. Quanto ao sistema hetertrofo, COLEMAN & HENDRIX (1988) apontam a importncia em considerar os fatores envolvidos no desenvolvimento e manuteno do solo. Estes fatores caminham para vrios sistemas de propriedades, que so o resultado de processos-chave, como decomposio da matria orgnica, mineralizao, imobilizao e lixiviao dos nutrientes (Ver quadro 2).Quadro 2. Nivelamento Conceitual em Solos De acordo com ODUM (1983), algumas vezes conveniente pensarmos na biosfera como constituda pela atmosfera, hidrosfera e pedosfera, esta ltima sendo os solo. O autor salienta que em cada uma das divises anteriormente citadas grande parte de suas caractersticas se devem s interaes entre as espcies e entre estas e o ecossistema e a interligao entre os diferentes ecossistemas e os ciclos fundamentais que ultrapassam suas fronteira, destacadamente na pedosfera onde os componentes biticos e o abiticos encontram-se intimamente ligados.

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O solo tem origem no processo de intemperizao (desgaste) das Rochas, atravs da ao do clima _ chuva, temperatura _ atravs de reaes qumicas e fsicas e da ao dos organismos (fauna de invertebrados e microorganismos). O intemperismo (qumico, fsico e biolgico) a princpio fraciona a rocha em partculas de diferentes tamanhos que atravs da ao dos microorganismos, da fauna e das razes das plantas se agrupam. Estes agrupamentos (agregados) so estabilizados atravs da matria orgnica e da argila presentes no meio que atuam cimentando as diferentes partculas agrupadas (agentes cimentantes). A reunio dos agregados produz a estrutura do solo, que assim como eles, possuem uma matriz composta de cheios e vazios (poros), atravs dos quais a gua infiltra e migra no solo e por onde ocorrem as trocas gasosas, permitindo a sada do CO2, produzido pela respirao dos organismos e razes, e a entrada do O2. Os nutrientes presentes no solo so oriundos da sua Rocha de origem e so de grande importncia para a nutrio dos vegetais, auxiliando na sntese de biomassa. Uma vez utilizados pelas plantas estes nutrientes s retornam ao solo depois da morte dos vegetais que o consumiram ou da morte dos animais que consumiram os vegetais, quando seus corpos so decompostos. Este processo se chama ciclagem de nutrientes. A Mineralizao (transformao de nutrientes na forma orgnica, contidos nos corpos animais e vegetais, para uma forma mineral) parte importante do processo de ciclagem de nutrientes pois permite que uma vez mais os nutrientes sejam utilizados por vegetais e microorganismos ainda vivos. Os nutrientes usados por vegetais e microorganismo chamado de imobilizado, por estar temporariamente indisponvel. Portanto, a imobilizao (processo de transformao do nutriente mineral para nutriente orgnico) tem a funo de atuar como fundo de reservas. Este fundo de reservas de grande utilidade para o ecossistema terrestre j que as chuvas, intensas, principalmente nos nossos climas tropicais, podem lavar os nutrientes do solo (lixiviao). A entrada freqente de matria orgnica no solo permite no s a reposio dos nutrientes como a reposio da matria orgnica que atua como agente cimentante, auxiliando as razes, invertebrados e microorganismos na estabilizao dos agregados, evitando um processo acelerado de eroso (desgaste e carreamento do solo atravs das chuvas e ventos). importante salientar que a eroso e a lixiviao so processos naturais que atuam na evoluo

11 do solo. Entretanto, nos ecossistemas naturais em virtude do funcionamento de mecanismos biolgicos de manuteno e reconstruo do sistema seu efeito s visvel em uma escala de milhares de anos. Nos agroecossistemas, por sua vez, a exposio do solo a forte variaes de temperatura e ao impacto direto da chuva, devido a ausncia de vegetao, provoca a ruptura dos agregados e o uso insistente de maquinrio pesado reduz o espao poroso do solo (compactao) dificultando a infiltrao da gua da chuva e as trocas gasosas, favorecendo a formao de enxurrada. Estes fenmenos comprometem a vida no solo e tornam a eroso um problema emergencial e grave. (figura abaixo)

Os diferentes processos que regem a ciclagem de nutrientes (mineralizao, imobilizao, lixiviao), influenciam tambm outros componentes do sistema que so intensamente danificados nos agroecossistemas convencionais. A exposio do solo as intempries climticas, como variao de temperatura e chuva, aceleram a degradao da matria orgnica, sem que esta seja reintroduzida no sistema, compromete a vida no solo e portanto a manuteno da sua estrutura e da ciclagem de nutrientes, agravando o processo erosivo (ver quadro 2). Estes so exemplos de distrbios que reduzem a fertilidade e prejudicam o desenvolvimento das razes das plantas, limitando sua rea de explorao do solo. Tais distrbios acentuam-se na agricultura convencional devido s prticas de preparo de solo, cultivo e remoo dos resduos da cultura (ANDERSON et al.,1985). Essas prticas tornam o agroecossistema ainda mais vulnervel a impactos e aumentam a sua dependncia de insumos externos (fertilizantes

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qumicos e pesticidas), que apesar de restaurarem temporariamente o nvel dos nutrientes no solo e controlarem momentaneamente as pragas e doenas, tornam o ambiente pouco adequado biota nativa e reduzem acentuadamente sua sustentabilidade. Sustentabilidade, ento, determinada em funo persistncia ou durabilidade da produtividade do sistema sob condies conhecidas, sem a produo de danos ambientais. Em virtude da retirada da produo do agroecossistema, a ciclagem de matria/nutrientes no se d de forma completa sendo necessrios insumos que tm a finalidade de conter os distrbios anteriormente mencionados (CONWAY & BARBIER, 1988). Entretanto, atenuantes, como as aplicaes de fertilizantes, que so utilizados para equilibrar o estresse das repetidas colheitas, findam por ocasionar novos impactos ao sistema hetertrofo em virtude de suas caractersticas qumicas. A fertilidade do solo central para a sustentabilidade de sistemas naturais e manejados, visto que o meio pelo qual provida a produo terrestre. COLLEMAN et al. (1983) acreditam que os principais fatores que regem a fertilidade nos ecossistemas terrestres so os organismos, os nutrientes e os vrios compostos orgnicos, visto que, dentre as principais atividades biolgicas, esto a mineralizao e a imobilizao dos nutrientes. Nos agroecossistemas, a reciclagem de nutrientes mnima, e considerveis quantidades so perdidas com a colheita, ou como resultado da lixiviao e eroso, devido grande reduo nos nveis de biomassa contida no sistema (GLIESSMAN & AMADOR, 1980), sendo necessrias aplicaes muito freqentes de fertilizantes para a manuteno da produtividade. BRUSSAARD et al. (1997) inserem o papel da biota do solo na forma de servios prestados ao ecossistema dentro de processos de grande importncia, tais como: decomposio da matria orgnica, ciclagem de nutrientes, manuteno da

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estrutura do solo, controle de pragas e doenas. Concordam com LAVELLE et al. (1993), no que se refere ao processo de decomposio, que facilitado pela fauna do solo, principalmente minhocas, formigas, centopias e cupins, que trituram os resduos e dispersam propgulos dos microorganismos. A ciclagem de nutrientes, fortemente associada com a decomposio da matria orgnica, regida pelos microorganismos (fungos e bactrias) e pela microfauna (protozorios e nematides). Ainda as razes das plantas, formigas, minhocas e trmitas e outras espcies da macrofauna do solo1, engenheiros do ecossistema, criam canais, poros e agregados, modificando a sua estrutura (bioturbao), criando microhbitats adequados vida de organismos menores e permitindo ainda o transporte de gases e nutrientes das camadas mais profundas para as mais superficiais do solo. As razes superficiais, sempre associadas com a serrapilheira (manto de folhas que recobre o solo), atuam absorvendo os nutrientes liberados na decomposio da matria orgnica e tambm estimulando os macroorganismos e os decompositores (ANDERSON et al., 1985); atuam ainda por associaes com fungos micorrzicos, que, em alguns ambientes, agem sobre a decomposio (TROJANOWISKI et al., 1984); esta associao simbitica aumenta ainda o volume de solo explorado pelas razes e disponibiliza nutrientes que esto quimicamente indisponveis s plantas (COLEMAN et al., 1983).2 LAVELLE et al. (1995) afirmam que os principais processos que ocorrem no solo (decomposio, ciclagem de nutrientes e conservao da sua estrutura) so determinados pela eficincia e natureza dessas associaes mutualsticas. Portanto, a alterao da composio da comunidade do solo, ou mesmo a supresso de algumas espcies, ou ainda sua substituio, podem comprometer a eficincia encontrada em ecossistemas naturais.1

Invertebrados maiores que 2 mm

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Estes sistemas biolgicos de regulao so removidos nos agroecossistemas convencionais devido simplificao adotada como forma de maximizar a produo, provocando o desaparecimento dos organismos que compunham o sistema por inabilidade destes em se adaptarem s novas condies ambientais. Essas mudanas provocam um aumento na amplitude de variao da temperatura e da disponibilidade de gua, que afetam a atividade da fauna e dos microorganismos (BOTTNER, 1985). Conseqentemente, a mineralizao provoca perda rpida da matria orgnica e perda da estrutura do solo. A imobilizao tem papel bastante relevante no processo de regulao da ciclagem de nutrientes, e a biomassa de organismos do solo e razes atuam como "pool" de reserva, armazenando provisoriamente os nutrientes mineralizados evitando sua perda imediata, que permanecem na sua biomassa at a morte destes organismos e razes, quando so decompostos e o processo de mineralizao da matria morta passa a fornecer nutrientes para o ambiente auttrofo. O funcionamento do ecossistema, quando se consideram os seus processos fundamentais (interaes entre espcies, decomposio da matria orgnica, ciclagem de nutrientes e conservao da estrutura do solo) que integram os sistemas auttrofo e hetertrofo, est intimamente ligado composio das espcies que nele habita e as funes por elas desempenhadas (figura 2). A recuperao dessas interaes e processos nos agroecossistemas, atravs das prticas que induzem a diversificao, pode indicar o caminho de uma agricultura mais sustentvel.

Associao entre fungos de solo e razes de plantas, onde as plantas fornecem carboidratos para os fungos e estes facilitam a obteno de alguns nutrientes, como fsforo, e gua pelas plantas. Para maiores informaes sobre interaes no solo ler COUTINHO et al. (2003), Ecologia e Biodiversidade do Solo no Contexto da Agroecologia, Informe Agropecurio. No prelo.

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Figura 2. Interao entre sistema auttrofo e hetertrofo atravs dos processos do ecossistema 4. Biodiversidade 4.1. Conceitos de Biodiversidade De acordo com LEWINSOHN (2000), com o surgimento da cincia moderna na Europa, entre os sculos 16 e 17, a classificao de organismos vivos foi um tema de grande interesse para os cientistas que pesquisavam a Histria Natural (uma mescla do que hoje chamamos de Biologia com Geologia, entre outras reas). Diversas teorias e novos estudos - por exemplo, a anatomia microscpica permitiram o aperfeioamento de sistemas de classificao. Finalmente, no sculo 18, Lineu props um sistema de classificao que uma das bases da classificao atual dos organismos. LEWINSOHN aponta dois outros acontecimentos deram um grande impulso atividade de reconhecer e classificar a variedade de seres vivos. Em primeiro lugar, a descoberta e explorao do Novo Mundo e outros continentes, onde os naturalistas encontraram muitas formas de vida desconhecidas e estranhas, que desafiavam

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continuamente seus esquemas de classificao. Em segundo, a inveno do microscpio no sculo 17, cujas lentes revelaram um novo universo de organismos invisveis a olho nu - os microorganismos. O estudo, descrio e classificao de novas espcies (Taxonomia) ocupou muitos naturalistas e bilogos nos sculos 19 e 20. Este trabalho tornou-se uma profisso durante o sculo 19, mas sempre houve muitos naturalistas amadores que se especializaram em algum grupo de plantas ou animais e participaram do esforo de classificar e descrever novas espcies. Em 1758, o Systema Naturae de Lineu inclua 5.897 espcies de plantas e animais, os dois reinos em que ele dividia os organismos vivos. Este nmero cresceu explosivamente e mais rapidamente nos animais vertebrados e nas plantas terrestres. Em 1850 j haviam sido descritas cerca de 4.500 espcies de aves, a metade do que conhecemos atualmente. Estima-se hoje em cerca de 1,7 milhes o total de espcies conhecidas, incluindo microorganismos, mas este nmero bastante aproximado porque no h um catlogo geral. Cerca de 13.000 espcies novas so descritas a cada ano. Ao mesmo tempo em que se estendia o conhecimento e a classificao de espcies, os naturalistas reconheciam que em cada regio do mundo havia espcies diferentes, muitas delas existindo em um s continente ou at numa pequena regio. Tambm notaram que muitas espcies ocorriam em certos tipos de ambientes ou locais caractersticos. A Biogeografia, cincia que se desenvolveu no sculo 19, buscava descrever a distribuio geogrfica das espcies; ao mesmo tempo, buscava caracterizar quais as espcies que existiam em cada tipo de ambiente natural e em cada regio geogrfica do planeta. Da reunio destas duas cincias, a Taxonomia e a Biogeografia, surgiu a idia de diversidade de espcies. De acordo com LEWINSOHN (2000) a palavra biodiversidade apareceu h no muito tempo. Certamente, tornou-se conhecida a partir de uma reunio realizada

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nos Estados Unidos, cujos trabalhos foram publicados em 1988, num livro organizado pelo eclogo Edward O. Wilson, da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos. O conceito de biodiversidade procura referir e integrar toda a variedade que encontramos em organismos vivos, nos mais diferentes nveis. difcil expressar este conceito com preciso, e existem vrias enunciados diferentes, por exemplo: "A soma de todos os diferentes tipos de organismos que habitam uma regio tal como o planeta inteiro, o continente africano, a Bacia Amaznica, ou nossos quintais" (Andy Dobson). "A totalidade de gens, espcies e ecossistemas de uma regio e do mundo" (Estratgia Global de Biodiversidade) "A variedade total de vida na Terra. Inclui todos os genes, espcies, e ecossistemas, e os processos ecolgicos de que so parte" (ICBP - Conselho Internacional para a Proteo das Aves) Todas as definies - estas, e muitas outras - enfatizam que a biodiversidade abrange diferentes nveis de organizao da vida. Tais nveis formam uma certa hierarquia, embora geralmente s sejam mencionadas algumas partes de toda a seqncia: genes > que pertencem a organismos > que compem populaes > que pertencem a espcies > cujos conjuntos formam comunidades > que fazem parte dos ecossistemas. Alm disto, vrias definies ressaltam que a biodiversidade no apenas uma coleo de componentes, em vrios nveis. To importante quanto estes componentes a maneira como eles esto organizados e como interagem: quer dizer, as interaes e processos que fazem os organismos, as populaes e os ecossistemas preservarem sua estrutura e funcionarem em conjunto.

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A Conveno da Diversidade Biolgica (CDB), apresentada na reunio das Naes Unidas do Rio de Janeiro sobre o Meio Ambiente (Eco-92), o principal instrumento do compromisso firmado pela maioria das naes do mundo desde ento, visando buscar "...a conservao da diversidade biolgica, a utilizao sustentvel de seus componentes e a repartio justa e eqitativa dos benefcios derivados da utilizao dos recursos genticos" (CDB, artigo1 in: LEWINSOHN, 2000). Este documento um acordo formal entre naes, e define cuidadosamente cada um dos termos. Biodiversidade definida assim: "Diversidade biolgica significa a variabilidade de organismos vivos de todas as origens, compreendendo, dentre outros, os ecossistemas terrestres, marinhos e outros ecossistemas aquticos e os complexos ecolgicos de que fazem parte; compreendendo ainda a diversidade dentro de espcies, entre espcies e de ecossistemas." (CDB, Artigo 2 in: LEWINSOHN, 2000). Como se v, esta definio chama ateno sobre os diversos nveis e a variedade de ambientes da vida, referindo-se tambm aos processos ("complexos ecolgicos") que os mantm organizados. Infelizmente, a redao que foi adotada difcil de entender e at confusa. Esta definio tem valor legal, pois foi incorporada no Decreto 2.519 de 1998, que promulgou em definitivo a plena execuo da Conveno no Brasil. Apesar disto, preferimos usar outras, mais simples e mais claras, como as anteriormente citadas. 4.2.Escalas da Biodiversidade De acordo com LEWINSOHN (2000), apesar da necessidade de abranger a diversidade da vida em todos seus nveis, a diversidade de espcies certamente o seu componente mais estudado e usado. Normalmente, para expressar a diversidade de espcies empregamos a riqueza de espcies ou outras medidas de diversidade. Quando contamos simplesmente as espcies, todas elas tm o mesmo valor e peso. Muitos cientistas pensam, porm, que a diversidade

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no deve apenas contar espcies, mas levar em conta sua variedade ou mesmo seu valor. A seguir o autor apresenta outras maneiras de anlise da diversidade: Diversidade taxonmica: uma medida da variedade dos txons3 superiores (ou grupos taxonmicos) a que pertencem as espcies da rea estudada . Uma espcie de mosca, uma mariposa e um gafanhoto tm maior diversidade taxonmica do que trs espcies de gafanhoto. Pode-se, alm disto, dar peso s espcies que pertencem a um grupo pequeno, ou que seja considerado especial por outras razes. Diversidade filogentica: parecida com a diversidade taxonmica. Se tivermos conhecimento do parentesco evolutivo entre diferentes espcies da regio que estudamos - ou seja, se existe um esboo da rvore evolutiva do txon superior a que as espcies pertencem - podemos medir a variedade evolutiva de um grupo de espcies. Quanto mais distantes evolutivamente as espcies, maior a diversidade filogentica do conjunto. Pode-se, ainda, atribuir valor maior a espcies que so evolutivamente isoladas, ou seja, "especiais". Por exemplo, o Peripatus acacioi uma espcie de artrpode4 que tem alto valor filogentico, por pertencer a um txon muito pequeno - os Onicforos - e que, do ponto de vista evolutivo, bastante especial. Como ele est na lista brasileira das espcies ameaadas de extino, sua presena em certas reas de Minas Gerais considerada mais importante do que a de outros artrpodes, pertencentes a txons maiores e mais comuns. Diversidade funcional: pesquisadores preocupados com o funcionamento de ecossistemas tm questionado se, deste ponto de vista, todas as espcies tm a mesma importncia. Para manter a integridade e o funcionamento dos ecossistemas, necessrio que haja organismos que cubram todos os processos3

Unidade de classificao em que enquadramos indivduos, ou espcies. Txons tm sempre um nome formal, em latim, e um nvel dentro de uma hierarquia de classificao que vai da espcie at o reino. "Txons superiores" so aqueles acima do nvel de espcie (gnero, famlia, ordem, classe etc.). Plural: txons ou taxa. Ramo de animais que inclui os insetos, aranhas, crustceos, centopias, e alguns grupos menores.

4

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envolvidos neste funcionamento. A diversidade funcional pretende avaliar se, em um dado ecossistema, h espcies cujo conjunto de atividades e interaes garante os processos essenciais para a existncia continuada do ecossistema. Esta preocupao importante para o conceito de sustentabilidade, mas ainda bastante controversa e necessita muita pesquisa adicional. Diversidade gentica: A diversidade gentica geralmente tem sido estudada dentro de espcies, medindo tanto as diferenas entre indivduos, quanto as diferenas entre populaes naturais, que hoje muitas vezes esto separadas entre si pela perda e fragmentao dos hbitats naturais. A diversidade gentica cada vez mais avaliada por mtodos moleculares, em que se examina diferenas na constituio do DNA, RNA ou de determinadas protenas entre os organismos ou populaes. Este estudo essencial para a conservao biolgica, porque a perda de diversidade gentica de uma espcie aumenta muito o risco de que ela venha a se extinguir, sendo perdida para sempre. Perder diversidade gentica tambm significa desperdiar as possibilidades de novos aproveitamentos de espcies, especialmente aquelas em que foram selecionadas e melhoradas algumas poucas variedades para aproveitamento econmico, sem a preocupao equivalente com as variedades mais antigas ou "selvagens". Em microorganismos, a diversidade gentica vem sendo pesquisada e avaliada diretamente em amostras de ambientes naturais, mesmo no podendo atribu-la a espcies j conhecidas. Diversidade de ecossistemas: Embora mencionada na maioria das definies atuais, a diversidade de ecossistemas a mais difcil de caracterizar. Isto porque ecossistemas so definidos pelo seu modo de funcionamento e seu tamanho pode variar desde uma pequena poa de poucos metros de tamanho, at um tipo de

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floresta que se estende por muitos quilmetros, sem limites claros. Embora toda regio geogrfica contenha uma mistura de ecossistemas, difcil, na prtica, medir a sua diversidade. A diversidade de ecossistemas tem sido entendida, geralmente, como a diversidade de tipos de ambiente, ou hbitats, que existem numa regio. Os hbitats aquticos so freqentemente caracterizados por caractersticas fsicas (por exemplo, gua corrente ou parada; leito ou substrato de pedra, areia ou argila). Nos hbitats terrestres, costuma-se dar maior importncia vegetao e sua fisionomia para caracteriz-los. Assim, possvel avaliar e comparar a estrutura de hbitats e sua diversidade em uma regio. Para comparaes mais extensas, que vo alm do estudo de uma regio feito por um s pesquisador, necessrio ter um esquema unificado de classificao de fisionomias que seja fcil de usar por diferentes pesquisadores e tcnicos. Vrias propostas e tentativas tm sido feitas, tanto no exterior como no Brasil, de produzir uma classificao prtica de hbitats, fisionomias e eco-regies que cumpram estas expectativas. No entanto, este alvo ainda no foi atingido e, por isto, a diversidade de ecossistemas o componente que representa o maior desafio para avanarmos no conhecimento da biodiversidade. (LEWINSOHN, 2000). de grande importncia esclarecer que a biodiversidade no apenas composta pelo nmero de espcies encontradas, mas, tambm pela abundncia relativa5 que cada espcie apresenta no ecossistema onde esta inserida. Este elemento da medida da diversidade chamado de uniformidade. Portanto, se compararmos dois ecossistemas, onde o ecossistema A apresenta 10 espcies distintas, com uma distribuio bastante eqitativa das espcies, com cada uma delas possuindo cerca de 10% dos indivduos do total da comunidade, e5

Percentual representativo do nmero de indivduos em relao ao nmero total de indivduos da comunidade

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o ecossistema B com o mesmo nmero de espcies sendo que apenas uma delas possui 70% dos indivduos da comunidade, este ecossistema ser dito mais uniforme que o primeiro. Outro aspecto da biodiversidade que deve ser esclarecido o fato de esta medida possuir variao temporal, no sendo uma medida constante durante todo o tempo em um ecossistema. Estas flutuaes ocorrem em ecossistemas naturais como conseqncia das alteraes climticas e de abundncia e escassez de recursos, representando modificaes em muitos dos nveis de diversidade anteriormente apresentados. De acordo com o modelo hierrquico proposto por LAVELLE et al. (1993), as diferentes escalas de anlise da biodiversidade anteriormente mencionadas possuem interao, sendo que os componentes que atuam em larga escala controlam aqueles que atuam em escala menor, portanto, fatores climticos atuam sobre a determinao de caractersticas abiticas do solo que determinam a composio e estrutura da vegetao, que define a qualidade da serrapilheira que por sua vez age sobre a atividade e composio da comunidade microbiana e de invertebrados do solo. Os autores salientam que dentro deste modelo hierrquico cabem inmeros processos de resposta das escalas menores que tambm influenciam as escalas maiores e que distrbios nos ecossistemas terrestres podem criar novos fatores reguladores de maior expresso em escala local.

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Figura

3.

Modelo

hierrquico

de

escalas

de

interferncia

no

agroecossistema. Adaptado de LAVELLE et al. (1993). No caso especfico dos agroecossistemas, so de maior interesse a diversidade de espcies, a diversidade funcional e a diversidade de ecossistemas. 4.3. Causas da Diversidade As causas da maior diversidade em alguns ecossistema se deve a fatores como: 1)aspectos histricos; 2) fatores climticos; 3)heterogeneidade espacial; 4) competio; 5) produtividade. Vamos observar que as 2 ltimas so conseqncias das primeiras (DAJOZ,1983). Segundo DAJOZ (1983) todo ecossistema tende a se diversificar com o tempo, sendo, portanto, mais diversos os ecossistemas mais antigos. Salienta ainda que quando o ecossistema esta submetido a um clima estvel _ que no apresenta geadas, variaes bruscas de temperatura e pluviosidade favorece o aparecimento de adaptaes mais avanadas que nas regies de clima varivel, levando a ocupao de nichos especficos e, portanto, um maior nmero de

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nichos, permitindo que um maior nmero de espcies coabitem no mesmo meio. (ver quadro 1) Complementarmente, um clima constante durante permite que as espcies se reproduzam todo o ano, reduzindo a competio com outras espcies de nichos prximos. O maior nmero de espcies em nichos prximos significa a ampliao das ligaes na teia trfica e das possibilidades de interaes. O clima estvel permite ainda maior produtividade durante todo o ano, gerando maior abundncia de alimentos fazendo com que as populaes tenham maior nmero de indivduos e possam se sub-dividir em populaes semi-isoladas que tendem a se reespecializar. Tambm a heterogeneidade espacial permite a gerao de um maior nmero de nichos. A topografia, a fisionomia e a diversidade da flora so fatores determinantes na existncia de hbitats diferenciados, permitindo a heterogeneidade do meio, tanto no sistema auttrofo quanto no hetertrofo. Manejo da Biodiversidade nos Agroecossistemas Conforme visto anteriormente, o estudo da ecologia esta relacionado ao estudo das populaes e suas interaes dentro da cadeia alimentar, desenvolvendo o conceito de estrutura de comunidade integrado ao fluxo de energia e matria. Este fluxos, por sua vez, encontram-se associados produo primria e envolvem os sistemas auttrofos e hetertrofos. Esta abordagem quando simplificada permite a diviso da comunidade dentro do ecossistema em compartimentos funcionais. SWIFT & ANDERSON (1994), fundamentados neste princpio funcional, dividem a biota que compe o agroecossistema em trs categorias bsicas:

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Biota produtiva: so as plantas cultivadas, deliberadamente escolhidas pelo homem, determinante para a diversidade e complexidade do sistema; Biota geradora de recursos: so os organismos que contribuem positivamente para a produtividade do sistema, porm que no geram um produto utilizado diretamente pelo homem. Esto neste grupo plantas utilizadas como cobertura, fauna e flora de decompositores, microflora de simbiontes e predadores de insetos e parasitas;

Biota destrutiva: so as plantas invasoras, pragas e patgenos;

Portanto, com esta classificao pode-se avaliar o nmero de espcies (diversidade de espcies), nmero de grupos funcionais (diversidade funcional) e natureza dos grupos funcionais (composio funcional), alm da diversidade do ecossistema e a temporalidade em cada uma dessas escalas. Muitos autores chamam a ateno para a pouca contribuio conferida pela medida de riqueza de espcies para se entender o funcionamento dos ecossistemas, devido principalmente ao papel das diferentes funes e redundncia funcional6 existente (Di CASTRI & YOUNES, 1990). Este fato poderia levar concluso de que agroecossistemas com maior nmero de espcies so mais sustentveis, sem levar em considerao a possibilidade de a maioria delas poder ser parte da biota destrutiva. A atribuio de importncia a simples medida de diversidade especfica pode levar tambm a errnea idia de que a perda de espcies no seria necessariamente refletida em uma mudana nos processos mediados biologicamente ou nas transformaes biogeoqumicas. Embora seja possvel a redundncia de uma nica funo entre espcies, pouco provvel a redundncia do conjunto de funes atribudas a uma espcie.

6

Entende-se por redundncia funcional a existncia de mais de uma espcie desempenhando o mesmo papel dentro do sistema

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Deve ser levado tambm em considerao que organismos de mesma funo possuem diferentes tolerncias ambientais, necessidades fisiolgicas e hbitats preferenciais (PERRY et al., 1989). Portanto, organismos que possuem uma ou mais funes em comum podem desempenhar papis diferentes, e uma maior diversidade concederia ao ecossistema maior capacidade de absorver impactos (resistncia) ou se recuperar deles (resilincia). Portanto, o manejo da biodiversidade nos agroecossistemas deve, observando as diferentes escalas de anlise, atuar no agroecossistema favorecendo a biota produtiva e geradora de recursos e atravs delas regular a presena da biota destrutiva. 5.1. Eliminao de Insumos Inibidores (Manejo da diversidades de espcies e funcional) Muitos so os insumos qumicos (adubos e agrotxicos) que comprovadamente reduzem a diversidade dos agroecossistemas. KURLE & PFLEGER (1994) constataram que reas que recebem poucos insumos ou apenas insumos orgnicos apresentam maior populao de esporos de fungos micorrzicos e maior infeco de razes. FRASER et al. (1988) confirmam que prticas orgnicas e aplicao de poucos insumos produzem microflora mais diversa e abundante, quando comparada ao cultivo tradicional. O impacto a diversidade se d tanto atravs da ao direta dos insumos (ao txica ou alterao fisiolgica) como indiretamente, atravs de alteraes no meio. A maioria dos pesticidas, praguicidas e herbicidas elimina o alvo junto com ele, muitas vezes, so exterminadas espcies componentes da fauna geradora de recursos como polinizadores e inimigos naturais, controladores de insetos, pragas potenciais que, na ausncia da presso de predao exercida por seus inimigos, assume o papel da praga anterior. Havendo, portanto, a dependncia da interferncia humana para a obteno da produtividade desejada.

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A polinizao tem papel de grande importncia no s no processo de diversificao das plantas, uma vez que permite um intercruzamento, como tambm na obteno da produo. Metade das plantas, incluindo espcies cultivadas so polinizadas por animais vertebrados ou invertebrados. O servio prestado por polinizadores nos Estados Unidos calculado na ordem de milhes de dlares, uma vez que contabiliza a produo de frutas e sementes alm da manuteno da variabilidade gentica. De acordo com a teoria da trofobiose (CHABOUSSOU, 1987), plantas expostas a insumos qumicos possuem desequilbrios fisiolgicos tais que a levam a estarem mais sujeitas a pragas e doenas. Outros pesquisadores (ALTIERI, 1992; UZDA, 1999) constataram ainda que com a utilizao de insumos qumicos o estabelecimento de associaes simbiticas entre fungos Micorrzicos e bactrias do gnero Rizbio reduzida. Esta reduo ocorre em virtude de mudanas fisiolgicas nos vegetais, que por receberem a altas doses dos nutrientes demandados para o seu desenvolvimento j no depende da interao com os microorganismos para a sua nutrio. Esta independncia, entretanto, irreal uma vez que sem a presena do insumo adicionado no ambiente pelo agricultor seria impossvel a sua sobrevivncia. Os insumos qumicos muitas vezes provocam algumas alteraes no meio fsico como alterao do pH, ruptura dos agregados em virtude da acelerao da mineralizao da matria orgnica e concentrao de sais, inviabilizando a presena das comunidades anteriormente presentes. Algumas prticas agrcolas como o uso de maquinrio inadequado para preparo do solo e o fogo, tambm comprometem a diversidade dos agroecossistemas.

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importante salientar que, a simples substituio de insumos de origem qumica por insumos de origem orgnica, ainda que possibilite a ampliao da diversidade no agroecossistema, no suficiente para o alcance de todos os benefcios gerados sendo necessria a adoo de prticas de manejo que permitam a ampliao da biodiversidade em todas as suas escalas e dimenses. Trataremos dessas prticas nos itens a seguir. 5.6. A Matria Orgnica e a Biota do Solo

Desde o sculo XVIII alguns cientistas j falavam da fora vital da matria orgnica, embora no soubessem explicar muito bem a relao entre ela e a vida. No solo a matria orgnica se encontra em diversos distintos estgios de decomposio indo desde o resduo orgnico no decomposto (corpos de animais e resduos vegetais sem vida em estgio insipiente de decomposio), passando pela matria orgnica em decomposio chegando at o hmus, estgio mximo de decomposio que chega o resduo orgnico. bastante comum os microorganismos do solo serem considerados matria orgnica viva uma vez que seu curto ciclo de vida faz com que a sua biomassa esteja sendo reciclada com freqncia e, por isso, so como uma reserva viva de nutrientes para as plantas. A entrada de matria orgnica em seus diversos estgios de decomposio no sistema pode ocorrer atravs do uso de insumos orgnicos (composto, vermicomposto etc.), atravs do uso de cobertura morta (mulch) ou indiretamente atravs de consrcios com leguminosas ou com outras plantas cultivadas (ver item 5.4.). A matria orgnica quando mineralizada fonte de nutrientes para os microorganismos (ver quadro 2), e plantas e como subproduto da decomposio so gerados gis e mucilagens (polissacardeos) que cimentam os agregados do

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solo, permitindo melhor fluxo hdrico e de gases que tambm favorece a vida dos organismos e o crescimento de razes. A presena de matria orgnica estimula ainda interaes simbiticas com fungos micorrzicos que ampliam a possibilidade da planta em obter nutrientes e gua do solo. Entretanto, deve-se escolher o tipo de cobertura morta (mulch), a depender das caractersticas do solo, do clima e do tipo de insumos utilizados, visando evitar imobilizao intensa de nutrientes do solo por parte dos microorganismos e tambm efeitos alelopticos7, uma vez que os resduos orgnicos utilizados podem liberar compostos txicos s plantas cultivadas. 5.7. Manejando a Biota Atravs dos Engenheiros do Ecossistema

As rvores, conforme j mencionado anteriormente, so grandes transformadores do ecossistema e podem gerar inmeros benefcios para o agroecossistemas, sendo a sustentabilidade dos sistemas agroflorestais em muito devido a sua presena. No ambiente auttrofo as rvores alteram o ambiente luminoso em virtude do sombreamento, alterando por conseqncia a umidade e a evapotranspirao. Sua copa abriga muitas espcies da vida animal, alguns inimigos naturais de insetos praga, e modificam a os efeitos locais do vento. No ambiente hetertrofo, o solo, suas razes penetram mais profundamente que as razes das culturas anuais, afetando as relaes da estrutura do solo, ciclagem de gua e nutrientes. So ainda excelente proteo contra a eroso, visto que impedem o impacto direto da gota de chuva sobre o solo e as folhas cadas

7

Uma interao de interferncia na qual uma planta libera um composto no ambiente que inibe ou estimula o desenvolvimento de outras plantas. A liberao deste composto pode ocorrer atravs das razes ou no processo de decomposio das folhas mortas no ambiente.

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formam uma camada que, alm da proteo, modificam o ambiente da superfcie do solo e fornecem nutrientes as demais culturas presentes. Por serem responsveis por tais efeitos as rvores quando inseridas nos agroecossistemas se tornam excelente base para o desenvolvimento de qualidades emergentes. Ao proporcionar microlocais e recursos permanentes tornam possvel uma populao mais estvel e controlada de pragas em virtude da presena de seus predadores. Estas interaes manejadas em consonncia com os objetivos produtivos do agricultor geram agroecossistemas menos dependentes de insumos externos. Para tanto importante atentar a disposio das rvores no agroecossistemas e as espcies escolhidas quanto a sua utilidade econmico-produtiva: lenha, madeira, forragem para animais, frutas, nozes, produtos medicinais e de beleza. De acordo com GLIESSMAN (2000), se a nfase principal do produtor forem sistemas Silvopastoris, com rvores destinadas a cercas-vivas, quebra-ventos, forragem ocasional oriunda das podas e produtos que podem ser colhidos (lenha, frutas etc.), ento o modelo a ser adotado pode ser o proposto na figura 4A. Entretanto, se o vento um problema mas a nfase do agricultor esta no cultivo, o modelo mais adequado o descrito na figura 4B. Quando o componente rvore destinado a proporcionar cobertura morta de folhas cadas ou por meio de podas, visando o favorecimento de culturas, os cintures criados podem seguir a sugesto do desenho 4C. Entretanto, se as rvores tambm tm valor agrcola, podem estar distribuda de forma homognea ou aleatria por todo os sistema. Porm, GLIESSMAN (2000) sugere que se o solo extremamente pobre, tornando o pastoreio ou cultivo continuo invivel, pode-se adotar o pousio, utilizando uma sucesso de espcies que imite o processo de sucesso natural (ver quadro 1), com plantas que auxiliem na recuperao do solo e adicionalmente possuam valor comercial.

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A. Plantio em bordadura. Sistemas Agrosilvopastoris

B. Cintures de Proteo. Proteo contra ventos, pragas e poluentes

C. Cultivos em Faixas. Fornecimento de cobertura morta

D. rvores em reas cultivadas. Sombreamento

E. Pousio Rotativo. Sistemas de Pousio

Figura 4. Modelos de arranjos de rvores em sistemas agroflorestais. Adaptado de GLIESSMAN (2000). comum em muitos sistemas agroflorestais o uso de mais de uma espcie arbrea com finalidade produtiva, onde os cultivos anuais so estabelecidos quando as espcies de porte arbreo ainda esto em fase de crescimento ou

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mesmo em locais onde houve a queda natural ou retirada de rvores para o uso da madeira. Neste caso o processo de sucesso natural (quadro 1) copiado. Este tipo de arranjo cria muitos micro-ambientes uma vez que produz um gradiente vertical de diferentes estratos vegetais, com distintos ambientes luminosos, variada temperatura e umidade (figura 5). Permitem uma grande diversidade temporal uma vez que podem ser iniciados com a adoo e revezamento de diferentes culturas anuais, dando seguimento a esta diversidade temporal no sistema maduro, quando da retirada de espcies arbreas. importante salientar que a introduo de rvores pode ocasionar efeitos negativos como interferncias alelopticas negativas ou competio com as plantas anuais, gerando o favorecimento de doenas, afetando a qualidade da produo ou mesmo a produtividade do ecossistema. Em geral a competio ocorre quando as espcies, arbrea e anual, apresentam uma sobreposio parcial de nichos, possuindo demandas nutricionais semelhantes, retirando do ambiente, ao mesmo tempo, os mesmos nutrientes, ou o espaamento utilizado entre as duas espcies leva a um sombreamento excessivo e a competio por espao ou por gua. Normalmente, estes efeitos negativos so contornados a partir da seleo do arranjo espacial e espcies arbreas e anuais adequadas, escolhidas em funo das demandas de luz, gua, nutrientes e arquitetura das razes e da parte area, ou mesmo atravs de adequao do perodo de plantio e da adoo de poda. Algumas plantas, ainda que possuam demandas nutricionais semelhantes, exploram camadas do solo distintas em virtude da profundidade das razes, evitando assim a competio. O manejo adequado das rvores nos agroecossistemas permite a otimizao dos recursos introduzidos pelo agricultor bem como dos recursos naturais presentes

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no meio e gera novos recursos benficos para um funcionamento mais autnomo do agroecossistema.Cacao - Inga30

Cacao - Laurel -Inga30

Laurel20 20

Inga

Inga

10

10

Cacao

Cacao

0

0

Cacao - Laurel - Banano30

Multiestrato Diversificado30

Laurel20

Laurel Inga Pejibaye Naranja Aguacate20

Mamn

10

Banano

Cacao

10

Cacao

0

0

Cacao - especies nativas30

Sistema rstico30

Ficus spp

Hura crepitans20

20

10

10

Banano

Cacao

B anan o

C acao

0

0

Figura 5. Estratos verticais em sistemas agroflorestais com diferentes espcies e nveis de diversificao (Fonte: SOMARRIBA et al. 2002)

34

5.8.

Manejando a Biota Produtiva No Perene (Rotao de culturas, Consrcios)

Muitos sistemas cultivo, ainda que no utilizem rvores para ampliar a diversidade do agroecossistema, adotam outras estratgias de diversificao fundamentadas no manejo do cultivo ou na diversificao dos cultivos anuais. Os consrcios entre culturas anuais j so amplamente aceitos e trazem a grande vantagem de alm de diversificarem espacialmente o agroecossistema, permitem a otimizao do uso dos insumos aplicados. Entretanto, conforme j mencionado no item anterior, importante saber as demandas nutricionais, de gua, espao, luz e arquitetura da parte area e razes das espcies a serem consorciadas. Estudos apontam para o fato de que indivduos de espcies praga tendem a permanecer menos tempo nos agroecossistemas ao pousarem em uma planta que no do seu interesse (ALTIERI, 1995). Portanto, o consrcio reduz o efeito das pragas sobre as culturas, minimizando os danos s plantas e sobre a produo final. A rotao de culturas outra forma de manejo de agroecossistemas que amplamente adotada e permite a diversificao do sistema ao longo do tempo. Esta prtica possibilita a ruptura do ciclo das pragas que afetam a cultura e dependem da sua presena para se reproduzir. Algumas vezes tanto os consrcios quanto a rotao de culturas so realizados utilizando-se espcies leguminosas sem valor comercial, mas que fazem parte da biota geradora de recursos, uma vez que atravs da simbiose com bactrias do gnero Rizbio fixam nitrognio e protegem o solo alm de minimizarem o efeito das pragas, atravs do estmulo a diversificao da biota do solo possibilitando uma economia importante em insumos qumicos.

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Os consrcios, seja com leguminosas ou com outras espcies de valor econmico, induzem a uma maior biomassa viva no sistema e tambm a maior entrada de resduos orgnicos (parte area das plantas e razes) que estimulam a presena de organismos do solo responsveis pela estruturao do solo e ciclagem de nutrientes, como visto no item 5.2.. Uma das mais antiga formas de cultivo, ainda hoje praticada principalmente na regio norte do Brasil, a agricultura migratria, onde uma sucesso de espcies cultivada _ milho seguido de arroz e mandioca_ e, posterior a colheita, a rea abandonada por um longo perodo (4 a 10 anos), denominado de pousio, quando a sucesso vegetal natural a vegetao que ocupa a rea. Apesar dessa tcnica se mostrar pouco produtiva, uma vez que so necessrios longos anos de pousio para que o solo recupere a sua fertilidade, ela diversifica a unidade produtiva como um todo uma vez que existiro lotes em diferentes estgios de regenerao e o revezamento das culturas permite uma diversificao na escala temporal. Estudos vm sendo realizados no sentido de haver um enriquecimento das reas de pousio com espcies que sejam economicamente produtivas (madeira, plantas medicinais etc.) e/ou gerem benefcios no sentido de acelerar a fertilidade do solo, conforme visto no item 5.3.. 5.9. Manejando a Paisagem (A Criao de Recurso Usando a Paisagem) A primeira tentativa de inserir o agroecossistema na paisagem foi a utilizao da teoria da biogeografia de ilhas (ver quadro 1) para o melhor entendimento do processo de recolonizao das reas modificadas para a agricultura. Muitos so os princpios da referida teoria que podem auxiliar no planejamento dos agroecossistemas, retardando a chegada de pragas e permitindo a chegada de espcies benficas, auxiliando nos seguintes aspectos: 1) melhor

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dimensionamento das reas cultivadas; 2) sua proximidade_ distncia e facilidade de acesso _ tanto com relao a locais que so fontes de pragas (outros agroecossistemas) quanto a reas que so fonte de espcies benficas (ecossistemas naturais que atuam como pequenos reservatrios). Conforme mencionado no quadro 1, quanto maiores as ilhas mais facilmente elas so localizadas por de seus grande colonizadores porte inseridos agrcolas (estrategistas em com reas r). onde Portanto, existem cultivadas agroecossistemas predominantemente

outros

sistemas

espcies

semelhantes sero rapidamente colonizado por pragas. Ao contrrio, pequenos cultivos isolados dos demais por reas de vegetao nativa estaro por mais tempo protegidos das pragas e tero o auxlio das reas naturais no fornecimento de predadores das futuras pragas, no caso de estas surgirem, e tambm de polinizadores. importante atentar, que por ser um sistema aberto, o agroecossistema recebe influncias de ecossistemas vizinhos e tambm os influencia, sendo grande a responsabilidade de conduzir uma unidade produtiva. Referncias BibliogrficasALTIERI, M. 1989 Agroecologia: as bases cientficas da agricultura alternativa; traduo Patrcia Vaz. Rio de Janeiro: PTA/FASE. 240 p. ALTIERI, M. A.1992. Agroecological foundations of alternative agriculture in California. Agr. Ecos. & Env., Amsterdam. 39:23 - 53. ANDERSON, J.M.;HUISH,S.A.; INESON,P.; LEONARD, M.A.; SPLATT, P.R. 1985 Interactions of invertebrates, microrganisms and tree roots in nitrogen and mineral element fluxes in deciduous woodland soils. In: Ecological Interactions in Soils. Eds. A.H. Fitter, D. Atkinson, D.J. Read &M.B. Usher. pp 377 - 392. Blackwell, Oxford. BOTTNER,P. 1985 Response of microbial biomass to alternate moist and dry conditions in a soil incubated with 14C and 15N labelled plant material. Soil Biol. Biochem. 17: 329-337. BRUSSAARD, L. et al. 1997 Biodiversity and Ecossystem Functioning in Soil. Ambio, Vol. 26, No 8, 563 570. CHABOUSSOU. F. 1987 Plantas doentes pelo uso de agrotxicos_ a teoria da trofobiose. Porto Alegre, LPM. Traduo: Maria Jos Guazelli COLLEMAN, D. C. & HENDRIX, P.F. (1988) Agroecossystems Process. In:Concepts of Ecossystems . Springer-Verlag. New York. pp.149-170. COLLEMAN, D.C., REIDC.P.P. and COLE CV 1983 Biological strategies of nutrient cycling in soil systems. Adv. Ecol. Res. 13, 1 55.

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