Proxecto EcoStack de H2020: Apilamento de servizos ecosistémicos: mecanismos e interaccións para unha protección óptima dos cultivos, unha mellor polinización e produtividade
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2018 -2024
- Orzamento asignado 9.963.866,00 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento Horizonte 2020
- Páxina web do proxecto Proyecto EcoStack
EcoStack proporcionará aos agricultores europeos os coñecementos e as ferramentas necesarias para maximizar os servizos ecosistémicos para a produción de cultivos, minimizando ao mesmo tempo o impacto ambiental da agricultura e garantindo a súa rendibilidade. Os obxectivos acadaranse mediante a integración dos servizos dos ecosistemas para mellorar sinerxicamente a interacción eficaz entre os provedores de servizos. Os intentos previos para conseguilo non tiveron éxito debido á incerteza sobre o intercambio de polinizadores e inimigos naturais entre os tipos de cultivos e os hábitats, así como á reticencia dos agricultores a establecer refuxios para inimigos naturais e polinizadores. En EcoStack, centrarémonos na xestión de organismos beneficiosos dentro do campo, en lugar de tentar xestionar a afluencia externa. Aproveitaremos o coñecemento adquirido sobre as interaccións entre os niveis tróficos (microbio-planta-herbívoro-inimigo natural/polinizador) e xestionaremos e avaliaremos os beneficios funcionais da biodiversidade a diferentes niveis (dentro e entre especies, campos, paisaxes), combinándoos para maximizar os beneficios para os agricultores e a resiliencia do sistema.
A nosa investigación abrangue: sistemas de agricultura convencional e ecolóxica; cultivos herbáceos, hortícolas e permanentes; Sistemas pastorais e mixtos, e todas as zonas de produción pedoclimática de Europa. Centrámonos especificamente na colza, o trigo e as patacas; o tomate de campo; pomares (oliveiras, árbores froiteiras) e viñedos, e pastos. Empréganse ferramentas moleculares avanzadas e outras técnicas para determinar as poboacións de orixe de organismos beneficiosos, así como para monitorizar e rexistrar os seus movementos e interaccións. Un paquete de traballo integral abordará as cuestións socioeconómicas relevantes, incluída a adopción por parte dos agricultores, e desenvolverase unha ferramenta específica baseada en datos para a agricultura de precisión que permita aos agricultores vincular as entradas (incluída a biodiversidade funcional) cos resultados (mapas de rendemento), baseándose en datos dos seus propios campos. Temos acceso a redes agrícolas exhaustivas que abarcan toda Europa para implementar e demostrar os nosos resultados.
O PAPEL DA PAISAXE: Usando datos de seguimento do rendemento recollidos polos agricultores, demostramos que as diminucións do rendemento na beira do cultivo poden ser mitigadas por hábitats seminaturais (SNH) fóra do cultivo, como sebes. Os polinizadores foron máis abundantes e os servizos de regulación de pragas foron maiores nos cultivos adxacentes ao HSN que noutros cultivos. Desenvolvéronse e probáronse ferramentas moleculares e baseadas en imaxes para axudar a comprender as interaccións entre as especies e como se ven afectadas pola HSN. O impacto positivo da HSN foi amplamente difundido.
INTERVENCIÓNS NOS CULTIVOS: As prácticas agronómicas dentro do cultivo, como as mesturas de variedades, os cultivos intercalados e o uso de mantillo orgánico, poden mellorar significativamente a prestación de servizos ecosistémicos dentro do cultivo. Descubrimos que certas mesturas de variedades reducen o rendemento dos pulgóns e que a plantación complementaria (cultivos intercalados, cultivos trampa, plantación intercalada) e os acolchados orgánicos reducen as pragas ao tempo que promoven os insectos beneficiosos. Os resultados das probas de cultivos deseñadas en consulta con agricultores comerciais e outras partes interesadas mostran como estas medidas poden implementarse con éxito nos cultivos de cebada, trigo, colza e pataca. PROTECCIÓN VEGETAL BIOINSPIRADA: Avaliouse a eficacia das estratexias para promover antagonistas de pragas e patóxenos tanto naturais como introducidos, e os resultados comunicáronse aos agricultores e ás empresas de protección de cultivos. Ampliouse a produción de moléculas de biopesticidas candidatas, realizándose probas de eficacia e bioseguridade. Identificáronse moléculas de sinalización vexetal para mellorar a defensa contra pragas de insectos e patóxenos.
AVALIACIÓN DE RISCOS ECOLÓXICOS: Recolléronse datos sobre a bioloxía e a ecoloxía das principais especies de PES para estudos de modelización; Avaliouse a sensibilidade a insecticidas seleccionados e ás súas combinacións dos principais axentes de control de pragas e polinizadores en diferentes países europeos. Os datos recompilados indican unha alta probabilidade de efectos inaceptables dos insecticidas probados en comunidades de PSA. Non obstante, non se atoparon interaccións sinérxicas significativas entre os produtos fitosanitarios probados.
MODELIZACIÓN E AMPLIACIÓN: Continuáronse a desenvolver modelos de paisaxe para apoiar a simulación de PES en colaboración con outros proxectos de H2020. Completáronse modelos de paisaxes para nove países (Alemaña, Bélxica, Dinamarca, Finlandia, Francia, Polonia, Portugal, Reino Unido e Suecia). O desenvolvemento de ESP está en marcha: engadiuse unha nova abordaxe de subpoboacións a ALMaSS para modelar numerosas especies (por exemplo, pulgóns) e o desenvolvemento de especies de escaravellos do norte de Europa, abellas solitarias e arañas. O modelo de subpoboación está completo; Todos os modelos de pulgóns do norte de Europa están calibrados e probados. IMPACTO SOCIOECONÓMICO: Para a avaliación socioeconómica das estratexias de EcoStack, realizáronse cálculos de custo-beneficio para a maioría das medidas individuais a nivel de explotación agrícola. A implementación do escenario de acumulación de "adopción realista" en ALMaSS demostrou o rango potencial de cambios nos impactos sobre os servizos ecosistémicos considerados que poderían producirse se se aplicasen restricións ás medidas consideradas no escenario de "adopción máxima". A avaliación dos impactos socioeconómicos de EcoStack en determinados países da UE, baseada en análises de custo-beneficio, mostrou que as medidas de EcoStack xeralmente benefician os servizos ecosistémicos e, en moitos casos, tamén son economicamente viables a nivel de explotación agrícola.
A intensificación das prácticas agrícolas para satisfacer as demandas dunha poboación mundial crecente presenta un desafío significativo para equilibrar a produtividade coa preservación do medio ambiente.
A conversión de hábitats naturais en terras agrícolas e o uso intensivo de agroquímicos sintéticos teñen efectos prexudiciais sobre o medio ambiente e a biodiversidade, o que impulsa a aplicación de políticas e directivas agroambientais da UE. Afrontar este reto non é só un imperativo ético, senón tamén unha necesidade social. Co aumento previsto da poboación mundial, é crucial desenvolver métodos de produción agrícola que minimicen o impacto ambiental e, ao mesmo tempo, satisfagan a demanda de alimentos. Ademais, estes métodos deben ser coherentes cos obxectivos de mitigación do cambio climático.
Os agroecosistemas, aínda que xestionados artificialmente, dependen dos servizos ecosistémicos proporcionados por varios organismos para o control de pragas, a polinización, a reciclaxe de nutrientes e a conservación da biodiversidade. O proxecto EcoStack busca mellorar a sustentabilidade dos sistemas de produción agrícola en Europa mediante a optimización da xestión da biodiversidade e o uso de ferramentas de inspiración biolóxica para a protección dos cultivos. En conclusión, EcoStack abordou a urxente cuestión de conciliar a produtividade agrícola coa protección ambiental. Ao promover e avaliar novas abordaxes de xestión da paisaxe e diversas estratexias innovadoras de cultivos, EcoStack contribuíu significativamente á resiliencia dos agroecosistemas.
Estes resultados integráronse con éxito con ferramentas de protección vexetal inspiradas na natureza, definindo estratexias máis amplas cunha abordaxe de modelización, acadando así a máxima sustentabilidade ecolóxica, económica e social. A produción de EcoStack contribúe significativamente á seguridade alimentaria, ao tempo que preserva os recursos naturais e a biodiversidade para as xeracións futuras.
EcoStack proporcionará aos agricultores europeos os coñecementos e as ferramentas necesarias para maximizar os servizos ecosistémicos para a produción de cultivos, minimizando ao mesmo tempo os impactos ambientais da agricultura e garantindo a rendibilidade agrícola. Os obxectivos acadaranse acumulando servizos ecosistémicos para mellorar sinerxicamente a interacción eficaz dos provedores de servizos.
Os intentos previos para conseguilo foron ineficaces debido á incerteza sobre o intercambio de polinizadores e inimigos naturais entre os tipos de cultivos e hábitats, así como á reticencia dos produtores a establecer refuxios para inimigos naturais e polinizadores. En EcoStack, centrarémonos na xestión de organismos beneficiosos dentro do campo, en lugar de tentar xestionar a afluencia externa. Aproveitaremos o maior coñecemento das interaccións entre niveis tróficos (microbio-planta-herbívoro-inimigo natural/polinizador) e xestionaremos e avaliaremos os beneficios funcionais da biodiversidade a diferentes niveis (dentro e entre especies, campos, paisaxes) e agregarémolos para maximizar os beneficios para os agricultores e a resiliencia do sistema. A nosa investigación abrangue: sistemas de agricultura convencional e ecolóxica; cultivos herbáceos, hortícolas e permanentes; sistemas pastorais e mixtos, e todas as zonas de produción pedoclimáticas de Europa.
Préstase especial atención á colza, ao trigo e ás patacas; tomate de campo; pomares (oliveiras, árbores froiteiras) e viñedos, e pastos/herbas. Empréganse ferramentas moleculares e outras ferramentas técnicas avanzadas para determinar as poboacións de orixe dos organismos beneficiosos e para monitorizar e rexistrar os movementos e as interaccións. Un paquete de traballo integral abordará as cuestións socioeconómicas relevantes, incluída a aceptación por parte dos agricultores, e desenvolverase unha ferramenta específica baseada en datos para a agricultura de precisión que permita aos agricultores vincular os insumos (incluída a biodiversidade funcional) coa produción (mapas de rendemento), baseándose en datos dos seus propios campos. Temos acceso a redes agrícolas exhaustivas que abarcan toda Europa para implementar e demostrar os nosos resultados.
A investigación e a modelización empíricas levaron a protocolos mellorados de produción e protección de cultivos baseados na combinación de servizos ecosistémicos e ferramentas e estratexias de control de pragas bioinspiradas. Os sistemas alimentarios e agrícolas enfróntanse a desafíos sen precedentes para satisfacer as necesidades alimentarias globais actuais e futuras. Entre as moitas razóns están a crecente demanda de alimentos por parte dunha poboación en crecemento, os efectos adversos do cambio climático, a sobreexplotación dos recursos naturais e a perda de biodiversidade. As prácticas agrícolas sostibles aumentan a seguridade alimentaria ao tempo que garanten a protección e a estabilidade ambiental, social e económica.
O proxecto EcoStack, financiado pola UE, foi deseñado para mellorar a sustentabilidade dos sistemas de produción agrícola en Europa mediante a conciliación da produtividade agrícola coa protección ambiental sostible. Isto conseguiuse mediante o "ecocostacking", a acumulación de servizos ecosistémicos dun xeito que aumenta sinerxicamente a súa contribución á rendibilidade agrícola e á protección ambiental sostible. O proxecto centrouse na optimización da xestión funcional da biodiversidade e no uso de ferramentas e estratexias bioinspiradas para a protección dos cultivos como parte da xestión integrada de pragas. Mellorar as contribucións dos provedores de servizos ecosistémicos «Aínda que a miúdo se xestionan artificialmente, os agroecosistemas dependen dos servizos ecosistémicos proporcionados pola biodiversidade funcional», explica Francesco Pennacchio, coordinador do proxecto na Universidade de Nápoles Federico II. Os servizos ecosistémicos máis importantes para os agricultores son o control natural de pragas e enfermidades, a polinización e o mantemento da fertilidade do solo.
Estes son proporcionados por provedores de servizos ecosistémicos, como antagonistas naturais de pragas e enfermidades, insectos polinizadores, microbiota do solo, fauna do solo e microbiota vexetal. Codeseño de intervencións empíricas e novos modelos «O estudo dos mecanismos moleculares subxacentes ás interaccións tróficas entre organismos revelou papeis inesperados para os microbiomas dos organismos que interactúan na asignación de recursos», sinala Pennacchio. EcoStack aproveitou este coñecemento nas súas novas estratexias de protección vexetal. Estes baséanse en mecanismos de supresión de pragas empregados por antagonistas naturais das plantas ou na indución de barreiras de defensa das plantas (que poden ser moi específicas) cun impacto mínimo ou nulo nas especies non obxectivo. «Noutras palabras, aprendemos novos métodos de control de pragas da natureza», explica Pennacchio. Ademais, EcoStack desenvolveu unha nova abordaxe de modelización para definir o ecoabastecemento máis eficaz e sostible de medidas de intervención complementarias.
Esta abordaxe, apoiada por unha modelaxe detallada da paisaxe para proporcionar especificidade contextual, aborda de maneira óptima as necesidades ditadas por diferentes escenarios. As estratexias e ferramentas de intervención de EcoStack, tanto fóra do cultivo (arredor da área cultivada) como sobre o cultivo (dentro da área cultivada), son facilmente accesibles para varios grupos de usuarios finais a través do Banco de coñecementos. «O Banco de Coñecemento recompila o coñecemento dos agricultores e outras partes interesadas e intégrao coa aprendizaxe científica acadada a través do proxecto EcoStack, proporcionando información e manuais aos profesionais», sinala Pennacchio. Hai vídeos informativos dispoñibles no Centro de recursos do sitio web. Comprender a complexidade das interaccións multitróficas «Os resultados de EcoStack salientan a importancia de comprender os mecanismos subxacentes ás interaccións tróficas complexas para a xestión controlada da biodiversidade funcional, co fin de lograr unha maior seguridade alimentaria», afirma Pennacchio.
Ademais, o proxecto achegou probas científicas rigorosas que apoian a importancia de medidas de ecoacomodación complementarias e sinérxicas, dada a complexidade e diversidade do mundo e os seus desafíos. Finalmente, EcoStack destacou a necesidade crítica de superar as limitacións actuais da investigación puramente empírica, que non pode abordar a complexidade, mediante o desenvolvemento dunha comprensión profunda dos mecanismos subxacentes á asignación de recursos nas cadeas tróficas como base para o desenvolvemento de enfoques de modelización que predigan a resposta dos agroecosistemas ás perturbacións. Os achados, as ferramentas e os informes científicos fomentarán o diálogo, a comprensión, a investigación e a aplicación práctica, o que levará a prácticas agrícolas máis sostibles.
- UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II (UNINA)
Proxectos relacionados
