Medioambiente y sustentabilidad: desafíos para la horticultura en zonas áridas

Serie Documentos

Medioambiente y sustentabilidad: desafĂ­os para la horticultura en zonas ĂĄridas

Dra. Pilar Carolina Mazuela Aguila pilar.mazuela@gmail.com

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

Serie Documentos

Medioambiente y sostenibilidad

Medioambiente y sustentabilidad: desafíos para la horticultura en zonas áridas

Indice Globalización y medioambiente Producción de hortalizas en el desierto Superficie cultivada para contraestación Sustentabilidad hortícola Uso de los residuos vegetales Sustratos alternativos Reciclaje de plásticos provenientes de los invernaderos Eficiencia en el uso del agua

3 5 6 7 9 11

Bibliografía

15

11 13

Información comercial

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

2

Serie Documentos

Medioambiente y sostenibilidad

Se estima que un cuarto de la superficie terrestre corresponde a tierras áridas o semiáridas. Si se considera solo la superficie cultivada bajo riego, un quinto está afectado por salinidad, desertificación y degradación de suelo. Esta perdida en la productividad de los suelos bajo regadío se debe, principalmente, a: 1) aumento de la población y mayor demanda por alimentos asociado a una mejor calidad de vida; 2) alta presión en el uso de los recursos naturales, especialmente agua y, 3) cambio en el uso del suelo al destinar las mejores tierras arables en zonas urbanizables. La mejoras en las técnicas de cultivo; incorporación de sistemas de riego tecnificado; uso de híbridos y variedades resistentes a plagas y enfermedades; aplicación de la biotecnología para mejorar la calidad y producción de alimentos; mejor manejo de poscosecha, embalaje y transporte de los productos ha permitido el desarrollo de grandes centros de producción de alimentos en zonas alejadas de las grandes concentraciones urbanas. Sin embargo, no basta con producir bien, en términos de eficiencia productiva, es necesario producir bajo condiciones de sustentabilidad y responsabilidad, pues los consumidores exigen más cuidado en aspectos sociales y medioambientales.

El hábito del consumo de hortalizas durante todo el año esta muy vinculado a una dieta sana y balanceada y éstas no solo se consumen como ensaladas o como condimento en la preparación de diversos alimentos, sino también por las propiedades nutraceúticas asociadas a estas hortalizas. El cuidado por un futuro seguro ha incentivado una serie de normativas y certificaciones que garantizan procesos productivos sostenibles y con cuidado del medioambiente.

Globalización y medio ambiente Una de las características de los sistemas hortícolas intensivos es que han pasado de ser un sistema que busca mayor producción a uno que busca calidad. El desafío no es producir más, sino producir calidad.

Incluso en términos de rentabilidad, es mejor producir calidad que cantidad. Esta tendencia se origina por la mayor información disponible respecto al cuidado del medio ambiente que ha provocado cambios en la

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

3

Serie Documentos

Medioambiente y sostenibilidad

tecnología hortícola para satisfacer las demandas del mercado que valora los procesos de producción sustentables.

Hoy no se entiende un cultivo y su producción desligado de las consideraciones medio ambientales y sus efectos sobre la salud de consumidores y productores. Es común utilizar una serie de términos descriptivos o indicativos de una normativa o “etiqueta” que regula los procesos de producción y comercialización. Como ejemplo de estos términos cada vez más familiares para el horticultor que quiere ser competitivo tenemos: cultivo ecológico, cultivo biológico, agricultura sostenible, sustentable, agricultura no contaminante y amigable con el medio ambiente, producción controlada, producción integrada, etc. Todos ellos tienen de común un intento de racionalizar la producción con mayor o menor grado de exigencia y limitaciones en el sistema productivo.

Se estima que una hectárea de cultivo hortíc ola intensivo bajo protección, genera más de 29 toneladas de residuos vegetales; 0,7 toneladas de plástico y 68 envases plásticos de productos fitosanitarios (Cara y Ribera, 1998). En el caso de los desechos vegetales, estos se pueden reutilizar transformándolos en compost que luego se incorpora para mejorar la estructura del suelo como enmienda orgánica. También puede utilizarse como sustrato, solo o en mezcla, en cultivo sin suelo. Los beneficios del uso de los restos orgánicos incorporado al suelo en forma de compost son: a) mejora la estructura del suelo, especialmente en suelos con alto contenido de sodio; b) aporta fertilizantes al suelo, compatibles con la producción orgánica y, c) tiene un efecto supresor de hongos vinculados a enfermedades del suelo. Respecto a los residuos plásticos de invernaderos, químicamente se tratan de polietilenos de baja densidad. Entre los posibles usos de los residuos plásticos de invernadero esta reciclarlos en: tubería para riego, bolsas de basura, cajas para cultivar plantas, mezclas con otros polietilenos de alta densidad (para tablas ó perfil continuo, pallets, lámina de acolchado para uso agrícola).

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

4

Serie Documentos

Medioambiente y sostenibilidad

La comarca de Arica, el desierto en al norte de Chile

Producción de hortalizas en el desierto En zonas desérticas como el sur del Perú y norte de Chile, el clima permite la producción de frutas y hortalizas durante todo el año por: alta radiación solar, temperaturas moderadas, buenas condiciones de humedad relativa, escasez de precipitaciones y ausencia de heladas. Sin embargo, existen limitantes en la producción hortícola debido a la calidad y disponibilidad

de agua y de suelos. El agua es escasa y con alto

conductividad eléctrica; los suelos son pobres en materia orgánica, con altos contenidos de sales y con una alta incidencia de plagas y enfermedades debido a la práctica del monocultivo. Bajo estas condiciones, con altos costos de producción y gran distancia a los centros urbanos donde se concentran los consumidores (más de 2 mil kilómetros), la producción de hortalizas se concentra en productos de alta demanda durante los meses de invierno, como tomate, pimiento y judías. De estas hortalizas, el tomate es el de mayor valor económico y el clima permite que el 70% de la superficie cultivada aun se haga al aire libre. Pese a la alta inversión que debe hacer el agricultor en infraestructura para la protección del cultivo, éste se ha dado cuenta de las ventajas de producir

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

5

Serie Documentos

Medioambiente y sostenibilidad

bajo malla antiáfidos: disminución en aplicaciones de pesticidas y uso de abejorros para la polinización de frutos. Con mayor inversión en tecnología y mejora en el manejo del cultivo, se logra mantener la planta durante un periodo mas largo manteniendo el calibre y calidad de frutos.

Superficie cultivada para contraestación Los valles costeros de la comarca de Arica tienen condiciones climáticas excepcionales para el cultivo de hortalizas durante todo el año, siendo el principal proveedor de la zona Central (donde se concentra el 80% de los habitantes de Chile) durante el invierno. Según el Instituto Nacional de Estadísticas, 2007, la comarca cuenta con una superficie total de 2.877 ha cultivadas con hortalizas, desglosadas en 2.854 ha al aire libre y 24 ha bajo invernadero, sin embargo, se estima que en los últimos dos años las superficie bajo malla ha superado las 200 ha. La hortaliza de mayor importancia económica en el valle de Azapa es el tomate para consumo fresco que supera las 840 ha; le sigue el cultivo de judía y pimiento con 171 y 138 ha, respectivamente (INE, 2007). Los rendimientos medios superan significativamente las medias nacionales, alcanzando medias de 11 kg m-2 de tomate; 5 kg m-2 de pimiento y 1 kg m-2 de judía respecto a la media nacional de 7; 4 y 0,8 kg m-2, respectivamente (INE, 2010). En el valle Lluta, con limitaciones por la calidad de suelo y agua, las principales hortalizas se cultivan al aire libre siendo el maíz el de mayor importancia económica, con 958 ha, seguida por la cebolla que suma un total de 342 ha, considerando la cebolla temprana (264 ha) y la de guarda (78 ha). Los rendimientos medios son de 44.060 unidades de maíz y 30 t ha-1 de cebolla, menor que la media nacional que alcanza 46.420 unidades de maíz y 48 t ha-1de cebolla. De estas hortalizas, el tomate es el cultivo de mayor

importancia en la economía regional,

debido a la superficie cultivada, la intensificación cultural y su efecto en el empleo directo y el indirecto, este último vinculado principalmente a la industria anexa.

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

6

Serie Documentos

Medioambiente y sostenibilidad

Los valles costeros en la comarca de Arica en Chile tienen condiciones climáticas excepcionales para cultivar hortalizas

Sustentabilidad hortícola Actualmente, existen diversos incentivos del Estado para dar sustentabilidad a la agricultura local, de manera de mejorar la eficiencia en el uso de los recursos como agua, suelo e insumos. La intensificación cultural trae otra ventaja adicional vinculada a más y mejores empleos. La sustentabilidad hortícola debe ser cuantificada no solo en aspectos económicos, asociado a costes de producción y rentabilidad; sino también en aspectos medioambientales y sociales. En aspectos ambientales, se valora la eficiencia hídrica y energética, en Kg producidos m-3 y Kg producidos Kw-1, respectivamente. Las Buenas Prácticas Agrícolas (BPA) también buscan disminuir las emisiones y vertidos al medio. Para mejorar los indicadores medioambientales se ha incentivado el uso de malla para la protección de cultivos y la mejora en la tecnología en infraestructura de riego. Recientemente, se instaló en la comarca una empresa productora de tomate en sistemas de cultivo sin suelo. Debido a la mala calidad del agua, la empresa desaliniza el agua y luego la reutiliza en sistemas

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

7

Serie Documentos

Medioambiente y sostenibilidad

cerrados, mejorando la eficiencia en el uso del agua. El sistema de cultivo se hace en sustrato con lana de roca traída de Holanda.

La tecnología para protección de cultivos se trae, principalmente, del sur de España y en menor proporción de Estados Unidos, Holanda y Francia. Sin embargo, por la semejanza de clima y el idioma, las nuevas técnicas, materiales e insumos se traen de España, siendo la Expo Agro de Almería un punto de encuentro para traer nuevos negocios con productos amigables con el medioambiente. A diferencia de los países desarrollados, los procesos productivos intensivos requieren de mucha mano de obra, lo que significa una ventaja desde el punto de vista social en esta actividad económica, pues cada vez se busca aumentar y mejorar los puestos de trabajo.

INDICADORES DE SOSTENTABILIDAD Tipo

Nombre

Descripción de Indicadores

Unidad

E

Producción

Producción media

Kg m-2

E

Rentabilidad

Margen netos/ costos totales

0-1

E

Calendario

Calendario comercial

Semanas

S

Empleo

Generación de empleo

Jornales

S

Estacionalidad

Estacionalidad del empleo

0-1

S

Calidad

Calidad del trabajo manual

0-1

MA

Suelo

Eficiencia del suelo

m-2

MA

Agua

Eficiencia del agua en producción

Kg m-3

MA

Químicos

Emisión de agroquímicos

mg i.a. L-1

MA

Químicos

Emisión de fertilizantes

me L-1

MA

Vertidos

Vertidos totales al año

T ha-1

MA

Energía

Eficiencia energética en la producción

Kg KW-1

E: Económico; S: Social; MA: Medio ambiental

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

8

Serie Documentos

Medioambiente y sostenibilidad

Sin embargo, las mejores condiciones de la planta y los sistemas bajo protección traen como consecuencia el aumento de residuos vegetales y de plásticos de desecho, una vez finalizada la vida útil. Una forma de aprovechar los desechos vegetales es transformarlos en compost para luego utilizarlos como enmienda de suelo o como sustrato para cultivo sin suelo. Los sustratos alternativos, como el compost, al contrario que los sustratos tradicionales, pueden ser reincorporados al suelo una vez terminada la vida útil.

Uso de los residuos vegetales Los residuos vegetales son biodegradables ya que son capaces de descomponerse de forma aerobia y anaerobia. El gran volumen de residuos orgánicos producidos por la horticultura intensiva se generan por la labor de podas y deshojados de plantas y al término de los ciclos productivos de los cultivos anuales. Estos residuos generan focos de infección y son vectores de enfermedades para las plantas, contaminan el ambiente por su impacto sobre la atmósfera, el suelo y las aguas. Hasta ahora los residuos hortícolas eran utilizados principalmente para el enriquecimiento en materia orgánica en suelos de mala calidad y en ocasiones como alimento verde para el ganado. Otra forma de disminuir el impacto ambiental es mediante el compostaje con lo que se obtiene un abono orgánico, libre de malezas y patógenos. El compost es materia orgánica estabilizada, inocua y sin sustancias fitotóxicas que puede ser utilizado para fines hortícolas, tanto en enmiendas para suelos degradados y salinizados, como para sustrato en cultivo sin suelo. Los estudios han demostrado que el compost cumple con la normativa vigente para el contenido de metales pesados en hortalizas, ornamentales y enmienda orgánica. En zonas áridas y semiáridas, cuando se ha utilizado como sustrato en cultivo sin suelo ha resultado competitivo en su uso directo sin necesidad de realizar mezclas con otros sustratos.

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

9

Serie Documentos

Medioambiente y sostenibilidad

Contenido de metales pesados (mg kg-1 ) en compost de residuos hortícolas provenientes de invernaderos en Estados Unidos y España y límites aceptados según normativas Obtenido

en Límites Máximos Permitidos

compost Metal

EEUU1

España2

Hortalizas3

Ornamentales3

Enmiendas4

EEUU5

Zn

503

95,9-

1000

1500

1100

2800

100

500

450

1500

150

200

400

1200

600

1000

300

300

50

100

120

420

50

50

5

5

179 Cu

154

37,298,5

Cr

34,8

5,0211,2

Pb

215

6,189,1

Ni

24,8

3,66,45

Co

-

1,29-

-

-

2,07 Cd

2,9

0,11-

10

39

0,25 Fuente: 1 Epstein et al., 1992;

2

Mazuela et al., 2005;

3

Abad et al.,1993; 4 BOE,

1998, 5 US Composting Council, 1997

Al utilizar desechos vegetales compostados como sustrato se obtiene un sistema de producción cerrado capaz de disminuir el impacto ambiental derivado de los sistemas de producción intensivos. Diversos estudios han concluido que el compost de desechos hortícolas puede utilizarse en cultivo sin suelo sin que afecte la producción tanto en calidad como en cantidad durante, al menos, dos cultivos pudiendo constituirse en un sustrato alternativo y competitivo para su uso directo en los cultivos sin suelo sin necesidad de realizar mezclas con otros sustratos.

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

10

Serie Documentos

Medioambiente y sostenibilidad

Producción y calidad de melón comparando diversos sustratos Producción

Calidad

Sustrato

kg m-2

nº fruto m-2 kg fruto-1 Firmeza (kg) º Brix

Cáscara almendra

6,52

4,56

1,43

2,2

12,5

9,8

Lana de roca

6,57

5,00

1,31

1,7

11,8

7,4

Fibra de coco

6,55

5,08

1,29

1,7

12,3

10,1

Fibra de pino

6,19

5,12

1,21

1,6

11,8

9,9

% mat. seca

Fuente : Urrestarazu et al., 2005 Sustratos alternativos Como una forma de disminuir el impacto ambiental generado por los residuos de los sustratos inorgánicos (lana de roca y perlita) y sobre explotación de la turba se hacen esfuerzos por introducir sustratos alternativos, amigables con el medio ambiente, que puedan sustituir a los tradicionales. Otra forma de disminuir el impacto ambiental generado por el uso de los sustratos es su durabilidad. Autores como Raya y Vega (2004) indican como una practica cultural positiva en España la renovación de lana de roca cada tres años, a diferencia de Holanda, que renueva con más frecuencia por lo tanto los residuos generados en una hectárea son mayores. Esto obliga a que cualquier sustrato que intente sustituir a los tradicionales tenga una vida útil de, al menos, dos campañas. Por lo tanto, los requisitos deseables en un sustrato para ser considerado alternativo, agrícolamente viable y económicamente rentable son que sean biodegradables, la disponibilidad, el fácil manejo y la durabilidad.

Reciclaje de plásticos provenientes de invernaderos Los residuos plásticos pueden ser de distinta naturaleza y los usos más corrientes que se les pueden dar a los reciclados de plásticos de cubiertas de invernaderos y de plásticos negros de galga fina de acolchados son:

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

11

Serie Documentos

•

Medioambiente y sostenibilidad

·Polietileno baja densidad: Como envolventes en agricultura, para fabricar filme acolchado mezclándolo con materia prima virgen y lineal, en mangueras de riego, como telas asfálticas en la red viaria, como filme industrial, en fabricación de asas – tiras de envase, en bolsas de producción industrial, como capazos, sacos, cubos de playa, macetas

•

·Mezclas con otros polietilenos (fundamentalmente de alta densidad): cubos de basura, mesas, puertas, vallas, soporte de bicicletas, barreras de protección, perfiles de delimitación, perfiles protectores, postes reflectantes, señales en el sector viario, suelos para establos, sifones de aguas residuales, soportes de drenaje de césped, protector de garrafas, bolsas de residuo de hospital, cajas para cultivos.

Algunos productores utilizan mayor tecnología, con invernaderos tipo multitúnel, cubiertos con plástico, con sistema de cultivo recirculante en lana de roca. Para esto deben desalinizar el agua de riego. En la foto, la autora en uno de éstos invernaderos

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

12

Serie Documentos

Medioambiente y sostenibilidad

Eficiencia en el uso del agua La eficacia de uso o eficiencia, definida como unidad consumida (agua o nutrientes) por kg de producto agrícola obtenido. Normalmente, los sistemas de cultivo son sistemas abiertos o a disolución perdida, donde la disolución sobrante drena, percola, se infiltra en el subsuelo o simplemente sufre escorrentía fuera del suelo fértil o contenedor de cultivo, sin que el cultivo vuelva a tener ningún contacto con la misma.

Una forma de mejorar la eficiencia en el uso del agua es con un buen manejo del riego que considere las características del suelo, la especie de cultivo, el estado fenológico de la planta, el sistema de cultivo y el clima. De esta forma se puede programar la dosis y frecuencia de riego de manera de aumentar la eficiencia del uso de agua en términos de kg producidos por m-3

de agua aportado. En el caso de cultivos

hidropónicos se pueden generar sistemas cerrados que son los sistemas donde la disolución sobrante vuelve a incorporarse, total o parcialmente, como suministro a la fertirrigación del mismo cultivo. Los sistemas cerrados incorporan nuevos conceptos de producción dirigida a la calidad del producto valorada en el sentido comercial y sanitario, y la protección del entorno ambiental donde se encuentra el invernadero. La calidad comercial y sanitaria, se refiere al aspecto, homogeneidad y características organolépticas del producto y que no signifique un riesgo para la salud del consumidor por acumulación de pesticidas o nitratos.

Respecto al entorno ambiental diversos autores consideran que el paso a sistema cerrado se debe hacer exclusivamente por aspectos medio ambientales., la recirculación de los drenajes presenta una mayor eficiencia de uso que, finalmente, dependerá del manejo de la fertirrigación, el tipo de sustrato y la calidad del agua.

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

13

Serie Documentos

Medioambiente y sostenibilidad

Gasto de agua en diversos cultivos hortícolas con sustratos en un sistema cerrado y abierto (L m-2 ) y costes medios de fertilizantes (Euros m-2 ) Gasto de agua Judia

Coste fertilizante

Tomate

Pepino

Judia

Tomate

Otoño

Primavera

557

236

236

0,101

0,315

95

289

140

215

0,056

0,171

51

48

40

10

Siste 193 ma abierto Sistema cerrado % ahorro

Fuente: Urrestarazu y Salas, 2004

Efecto sobre la producción (kg m-2 ) de uso del sistema cerrado (SC) frente al sistema abierto (SA), y un tratamiento intermedio (SI) -recirculando el 50 % de los drenajes- para diversos cultivos hortícolas. Datos medios de dos cultivos para cada especie Judía Sistema de cultivo

Precoz

Tomate Total

Pepino

Precoz

Total

Precoz

Total

SA

0,29

1,75

2,03

9,31

-

13,90

SC

0,25

1,57

1,82

8,69

-

12,86

6,7

-

7,5

% medio de pérdida

13,8

10,3

10,3

Fuente: Urrestarazu y Salas, 2004

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

14

Serie Documentos

Medioambiente y sostenibilidad

Bibliografia:

Abad, M., Martínez, P.F., Martínez, M.D., Martínez, J., 1993. Evaluación agronómica de los sustratos de cultivo. Actas de horticultura 11, 141-154.

BOE. 1998. Boletín Oficial del Estado. Nº 131. España.

Cara, G. y Ribera, J. 1998. Residuos en la agricultura intensiva. El caso de Almería. Encuentro medioambiental Almeriense: En busca de soluciones.

Almería, España 7 y 8 de Marzo. pp. 128-132.

Epstein, E., Chanay, R.L., Henry, C. y Logan, T.J. 1992. Trace metals in municipals solid waste compost. BiomassBioenergy, 3(3-4):227-238.

Instituto Nacional de Estadísticas. 2007. VII Censo Agropecuario y Forestal 2006-2007. Resultados preliminares. INE Ediciones, Santiago de Chile, 444 p Instituto Nacional de Estadísticas. 2010. Información Hortícola. Publicación Especial 2008-2009. INE Ediciones, Santiago de Chile, 128 p Mazuela, P., Salas, M.C. y Urrestarazu, M. 2005. Vegetable waste compost as substrate for melon. Communication in Soil Science and Plant Analysis, 36 (11)-12): 1557-1572.

Urrestarazu, M., Mazuela, P., Del Castillo, J., Sabada, S. y Muro, J. 2005. Fibra de pino: un sustrato ecológico. Horticultura Internacional, 49: 28-33.

Urrestarazu, M. y Salas, M.C. 2004. Cultivo en sustratos alternativos. p.669690. En: M. Urrestarazu (ed.). Tratado de cultivo sin suelo. 3ª Ed. MundiPrensa, Madrid.

U.S. Composting Council. 1997. Teste Methods for examination of composting and compost. Interim Draft. US Composting Council: Bethesda, Maryland.

Vega, M. y Raya, J.L. 2004. Cultivo en lana de roca. p.603-621. En: M. Urrestarazu (ed.). Tratado de cultivo sin suelo. 3ª Ed. Mundi-Prensa, Madrid.

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

15

Serie Documentos

Medioambiente y sostenibilidad

Medioambiente y sustentabilidad: Desafíos para la horticultura en zonas áridas

Dra Pilar Carolina Mazuela Aguila pilarmazuela@gmail.com

Ingeniero Agrónomo; Profesora Departamento de Producción Agricola, Universidad de Tarapacá, Chile; Máster en Nutrición Vegetal por la Universidad Politécnica de Cartagena, España; Doctora en Agricultura en Zonas Semiáridas por la Universidad de Almería, España; Editora revista IDESIA.

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

16

Serie Documentos

www.poscosecha.com/es/publicaciones/ Grupo THM

Medioambiente y sostenibilidad

17