Projecte H2020 EcoStack: Apilament de serveis ecosistèmics: mecanismes i interaccions per a una protecció òptima dels cultius, millora de la pol·linització i productivitat
- Tipus Projecte
- Estat Completat
- Execució 2018 -2024
- Pressupost assignat 9.963.866,00 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament H2020
- Web del projecte Proyecto EcoStack
EcoStack proporcionarà als agricultors europeus el coneixement i les eines necessàries per maximitzar els serveis ecosistèmics per a la producció de cultius, minimitzant alhora l'impacte ambiental de l'agricultura i garantint-ne la rendibilitat. Els objectius s'assoliran mitjançant la integració dels serveis ecosistèmics per millorar sinèrgicament la interacció efectiva entre els proveïdors de serveis. Els intents previs per aconseguir això han resultat ineficaços a causa de la incertesa sobre l'intercanvi de pol·linitzadors i enemics naturals entre els tipus de cultius i hàbitats, així com la reticència dels agricultors a establir refugis per a enemics naturals i pol·linitzadors. A EcoStack ens centrarem en la gestió d'organismes beneficiosos dins del camp, en comptes d'intentar gestionar l'afluència externa. Aprofitarem al màxim el coneixement adquirit sobre les interaccions entre nivells tròfics (microbi-planta-herbívor-enemic natural/pol·linitzador) i gestionarem i avaluarem els beneficis funcionals de la biodiversitat a diferents nivells (dins i entre espècies, camps, paisatges), i els combinarem per maximitzar els beneficis per als pagesos i la pagesia.
La nostra investigació abasta: sistemes de cultiu convencionals i orgànics; cultius herbacis, hortícoles i permanents; Sistemes pastorals i mixtos i totes les zones de producció pedoclimàtiques d'Europa. Ens centrem específicament en la colza, el blat i la patata; el tomàquet de camp; els horts (oliveres, fruiters) i vinyes, i les pastures. S'utilitzen eines moleculars avançades i altres tècniques per determinar les poblacions font d'organismes benèfics, així com per monitoritzar i registrar-ne els moviments i les interaccions. Un paquet de treball integral abordarà qüestions socioeconòmiques rellevants, incloent-hi l'adopció per part dels agricultors, i es desenvoluparà una eina específica basada en dades d'agricultura de precisió que permeti als agricultors vincular els insums (inclosa la biodiversitat funcional) amb els resultats (mapes de rendiment), basant-se en dades dels propis camps. Tenim accés a xarxes agrícoles integrals que cobreixen tot Europa per implementar i demostrar els nostres resultats.
EL PAPER DEL PAISATGE: Utilitzant dades de monitorització de rendiment recopilades per agricultors, demostrem que les disminucions de rendiment a la vora del cultiu poden mitigar-se mitjançant hàbitats seminaturals (HSN) fora del cultiu, com bardisses. Els pol·linitzadors van ser més abundants i els serveis de regulació de plagues van ser més grans en cultius adjacents a HSN que en altres cultius. S'han desenvolupat i provat eines moleculars i basades en imatges per ajudar a comprendre les interaccions entre espècies i com es veuen afectades pel HSN. L'impacte positiu de l'HSN s'ha àmpliament difós.
INTERVENCIONS EN EL CULTIU: Les pràctiques agronòmiques dins del cultiu, com ara barreges de varietats, cultius associats i l'ús de mantel orgànic, poden millorar significativament la provisió de serveis ecosistèmics dins del cultiu. Hem descobert que certes barreges de varietats redueixen el rendiment dels pugons i que la sembra associada (cultius intercalats, cultius trampa, sembra intercalada) i els mantels orgànics redueixen les plagues alhora que afavoreixen els insectes benèfics. Els resultats d'assajos de cultius dissenyats mitjançant consultes amb agricultors comercials i altres grups d'interès mostren com aquestes mesures es poden implementar amb èxit en cultius d'ordi, blat, colza i papa. PROTECCIÓ DE PLANTES BIOINSPIRADA: Es va avaluar l'eficàcia d'estratègies per promoure antagonistes de plagues i patògens, tant naturals com introduïts, i els resultats es van comunicar a pagesos i empreses de protecció de cultius. Es va ampliar la producció de molècules candidates a biopesticides, fent assaigs d'eficàcia i proves de bioseguretat. S'identificaren molècules de senyalització vegetal per millorar la defensa contra plagues d'insectes i patògens.
AVALUACIÓ DE RISCOS ECOLÒGICS: Es van recopilar dades sobre la biologia i l'ecologia d'espècies clau de PES per a estudis de modelització; es va avaluar la sensibilitat a insecticides seleccionats i les seves combinacions dels principals agents de control de plagues i pol·linitzadors a diferents països europeus. Les dades recopilades indiquen una alta probabilitat d'efectes inacceptables dels insecticides provats a les comunitats de PES. Tot i això, no es van trobar interaccions sinèrgiques significatives entre els productes fitosanitaris provats.
MODELITZACIÓ I AMPLIACIÓ DE L'ESCALA: Es va continuar desenvolupant models de paisatge per donar suport a la simulació de PES en col·laboració amb altres projectes H2020. Es van completar models de paisatge per a nou països (Bèlgica, Dinamarca, Finlàndia, França, Alemanya, Polònia, Portugal, Suècia i el Regne Unit). El desenvolupament d'ESP està en marxa: s'ha afegit a ALMaSS un nou enfocament de subpoblacions per modelar nombroses espècies (p. ex., pugons) i el desenvolupament d'espècies d'escarabats, abelles solitàries i aranyes del nord d'Europa. El model de subpoblacions és complet; tots els models de pugons del nord d'Europa estan calibrats i provats. IMPACTE SOCIOECONÒMIC - Per a l'avaluació socioeconòmica de les estratègies EcoStack, es van fer càlculs de cost-benefici per a la majoria de les mesures individuals a nivell d'explotació. La implementació de l'escenari d'acumulació d'"adopció realista" a ALMaSS va mostrar el possible rang de canvis en els impactes sobre els serveis ecosistèmics considerats que podrien passar si s'apliquessin restriccions a les mesures considerades a l'escenari d'"adopció màxima". L'avaluació dels impactes socioeconòmics d'EcoStack a països seleccionats de la UE, basada en anàlisi de cost-benefici, va mostrar que les mesures EcoStack generalment beneficien els serveis ecosistèmics i, en molts casos, també són econòmicament viables a nivell d'explotació.
La intensificació de les pràctiques agrícoles per satisfer la demanda duna població mundial en creixement presenta un desafiament significatiu per equilibrar la productivitat amb la preservació del medi ambient.
La conversió d'hàbitats naturals a terres de cultiu i l'ús intensiu d'agroquímics sintètics tenen efectes perjudicials per al medi ambient i la biodiversitat, cosa que impulsa la implementació de polítiques i directives agroambientals de la UE. Abordar aquest desafiament no és només un imperatiu ètic, sinó també una necessitat social. Amb l'augment previst de la població mundial, és crucial desenvolupar mètodes de producció agrícola que minimitzin l'impacte ambiental i alhora satisfacin la demanda d'aliments. A més, aquests mètodes han d'estar d'acord amb els objectius de mitigació del canvi climàtic.
Els agroecosistemes, encara que gestionats artificialment, depenen dels serveis ecosistèmics que presten diversos organismes per al control de plagues, la pol·linització, el reciclatge de nutrients i la conservació de la biodiversitat. El projecte EcoStack cerca millorar la sostenibilitat dels sistemes de producció agrícola a Europa mitjançant l'optimització de la gestió de la biodiversitat i l'ús d'eines d'inspiració biològica per a la protecció de cultius. En conclusió, EcoStack va abordar la qüestió urgent de conciliar la productivitat agrícola amb la protecció del medi ambient. En promoure i avaluar nous enfocaments de gestió del paisatge i diverses estratègies innovadores per als cultius, EcoStack ha contribuït significativament a la resiliència dels agroecosistemes.
Aquests resultats s'han integrat amb èxit amb eines de protecció vegetal d'inspiració natural, tot definint estratègies més àmplies amb un enfocament de modelatge, aconseguint així la màxima sostenibilitat ecològica, econòmica i social. Els resultats d'EcoStack contribueixen significativament a la seguretat alimentària, alhora que preserven els recursos naturals i la biodiversitat per a les futures generacions.
EcoStack proporcionarà als agricultors europeus el coneixement i les eines necessaris per maximitzar els serveis ecosistèmics per a la producció de cultius, minimitzant alhora els impactes ambientals de l'agricultura i garantint la rendibilitat de l'agricultura. Els objectius s'aconseguiran acumulant serveis ecosistèmics per millorar de manera sinèrgica la interacció efectiva dels proveïdors de serveis.
Els intents anteriors d'aconseguir això han estat ineficaços a causa de la incertesa sobre l'intercanvi de pol·linitzadors i enemics naturals entre tipus de cultius i hàbitats, així com la renúncia dels productors a establir refugis per a enemics naturals i pol·linitzadors. A EcoStack ens centrarem en la gestió d'organismes beneficiosos dins del camp, en comptes d'intentar gestionar l'afluència externa. Aprofitarem al màxim el major coneixement de les interaccions entre nivells tròfics (microbi-planta-herbívor-enemic natural/pol·linitzador) i gestionarem i avaluarem els beneficis funcionals de la biodiversitat en diferents nivells (dins i entre espècies, camps, paisatges) i els acumularem per maximitzar els beneficis per als agricultors i la resili. La nostra investigació cobreix: sistemes de cultiu convencionals i orgànics; cultius herbacis, hortícoles i permanents; sistemes pastorils i mixtos, i totes les zones de producció pedoclimàtica dEuropa.
Es presta especial atenció a la colza, el blat i la patata; tomàquet de camp; horts (oliveres, fruiters) i vinyes, i pastures/pastures. S'utilitzen eines moleculars i altres eines tècniques avançades per determinar les poblacions d'origen d'organismes beneficiosos i per monitoritzar i enregistrar moviments i interaccions. Un paquet de treball integral abordarà qüestions socioeconòmiques rellevants, inclosa l'acceptació per part dels agricultors, i es desenvoluparà una eina específica basada en dades d'agricultura de precisió per permetre als agricultors vincular els insums (inclosa la biodiversitat funcional) amb la producció (mapes de rendiment), basant-se en dades dels propis camps. Tenim accés a xarxes agrícoles integrals que cobreixen tot Europa per implementar i demostrar els nostres resultats.
La investigació i el modelatge empírics han portat a millors protocols de producció i protecció de cultius basats en la combinació de serveis ecosistèmics i eines i estratègies de control de plagues bioinspirades. Els sistemes alimentaris i agrícoles s'enfronten a reptes sense precedents per satisfer les necessitats alimentàries mundials, tant actuals com futures. Entre les nombroses raons hi ha la demanda creixent d'aliments per part d'una població en creixement, els efectes adversos del canvi climàtic, la sobreexplotació dels recursos naturals i la pèrdua de biodiversitat. Les pràctiques agrícoles sostenibles augmenten la seguretat alimentària alhora que garanteixen la protecció i l'estabilitat ambiental, social i econòmica.
El projecte EcoStack, finançat amb fons europeus, es va dissenyar per millorar la sostenibilitat dels sistemes de producció agrícola a Europa, conciliant la productivitat agrícola amb la protecció ambiental sostenible. Això es va aconseguir mitjançant l'ecocostacking, l'acumulació de serveis ecosistèmics de manera que augmenti sinèrgicament la seva contribució a la rendibilitat agrícola i la protecció ambiental sostenible. El projecte es va centrar en optimitzar la gestió funcional de la biodiversitat i utilitzar eines i estratègies bioinspirades per a la protecció de cultius com a part d'una gestió integrada de plagues. Millorar les contribucions dels proveïdors de serveis ecosistèmics “Encara que solen gestionar-se artificialment, els agroecosistemes depenen dels serveis ecosistèmics que proporciona la biodiversitat funcional”, explica Francesco Pennacchio, coordinador de projectes a la Universitat de Nàpols Federico II. Els serveis ecosistèmics més rellevants per als agricultors són el biocontrol natural de plagues i malalties, la pol·linització i el manteniment de la fertilitat del sòl.
Aquests són proporcionats pels proveïdors de serveis ecosistèmics, com els antagonistes naturals de plagues i malalties, els insectes pol·linitzadors, la microbiota del sòl, la fauna del sòl i la microbiota vegetal. Codiseny d'intervencions empíriques i nous models "L'estudi dels mecanismes moleculars subjacents a les interaccions tròfiques entre organismes va revelar funcions inesperades dels microbiomes dels organismes que interactuen en l'assignació de recursos", assenyala Pennacchio. EcoStack ha aprofitat aquest coneixement en les noves estratègies de protecció vegetal. Aquestes es basen en mecanismes de supressió de plagues utilitzats pels antagonistes naturals de les plantes o en la inducció de barreres de defensa vegetals —que poden ser molt específiques— amb un impacte mínim o nul a les espècies no objectiu. “En altres paraules, vam aprendre nous mètodes de control de plagues de la natura”, explica Pennacchio. A més, EcoStack va desenvolupar un nou enfocament de modelatge per definir l'ecoabastiment més eficaç i sostenible de mesures d'intervenció complementàries.
Aquest enfocament, recolzat per un modelatge detallat del paisatge per proporcionar especificitat contextual, aborda de manera òptima les necessitats dictades per diferents escenaris. Les estratègies i les eines d'intervenció d'EcoStack, tant fora del cultiu (al voltant de l'àrea cultivada) com dins del cultiu (dins l'àrea cultivada), són fàcilment accessibles per a diversos grups d'usuaris finals a través del Banc de Coneixement. "El Banc de Coneixement recopila el coneixement de pagesos i altres parts interessades i l'integra amb l'aprenentatge científic aconseguit pel projecte EcoStack, proporcionant informació i manuals a professionals", assenyala Pennacchio. Hi ha vídeos informatius disponibles al Centre de Recursos del lloc web. Comprendre la complexitat de les interaccions multitròfiques “Els resultats d'EcoStack ressalten la importància de comprendre els mecanismes subjacents a les interaccions tròfiques complexes per a la gestió controlada de la biodiversitat funcional, a fi d'aconseguir més seguretat alimentària”, afirma Pennacchio.
A més, el projecte va proporcionar evidència científica rigorosa que recolza la importància de les mesures complementàries i sinèrgiques d'ecoacomodament, atesa la complexitat i diversitat del món i els seus desafiaments. Finalment, EcoStack va destacar la gran necessitat de superar les limitacions actuals de la investigació purament empírica, que no pot abordar la complexitat, mitjançant el desenvolupament d'una comprensió profunda dels mecanismes subjacents a l'assignació de recursos a les xarxes tròfiques com a base per desenvolupar enfocaments de modelització que prediguin la resposta dels agroecobastemes. Els resultats científics, les eines i els informes fomentaran el diàleg, la comprensió, la investigació i l'aplicació pràctica, cosa que conduirà a pràctiques agrícoles més sostenibles.
- UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II (UNINA)
Projectes relacionats
