Proxecto EcoStack H2020: Apilar servizos dos ecosistemas: mecanismos e interaccións para a protección óptima dos cultivos, a polinización mellorada e a produtividade
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2018 -2024
- Orzamento asignado 9.963.866,00 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto Proyecto EcoStack
EcoStack proporcionará aos agricultores europeos o coñecemento e as ferramentas necesarias para maximizar os servizos dos ecosistemas para a produción de cultivos, ao tempo que minimiza o impacto ambiental da agricultura e garante a súa rendibilidade. Os obxectivos acadaranse mediante a integración dos servizos dos ecosistemas para mellorar de forma sinérxica a interacción eficaz entre os provedores de servizos. Os intentos anteriores de conseguilo non tiveron éxito debido á incerteza sobre o intercambio de polinizadores e inimigos naturais entre tipos de cultivos e hábitats, así como á reticencia dos agricultores a establecer refuxios para inimigos naturais e polinizadores. En EcoStack, centrarémonos na xestión de organismos beneficiosos no campo, en lugar de tratar de xestionar a afluencia externa. Aproveitaremos o coñecemento adquirido sobre as 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), 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; hortas (olivos, froiteiras) e viñedos, e pastos. Utilízanse ferramentas moleculares avanzadas e outras técnicas para determinar as poboacións fonte de organismos beneficiosos, así como para controlar e rexistrar os seus movementos e interaccións. Un paquete de traballo completo abordará cuestións socioeconómicas relevantes, incluída a adopción dos agricultores, e desenvolverase unha ferramenta dedicada a agricultura de precisión dirixida a datos para permitir 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 completas por Europa para implementar e demostrar os nosos resultados.
O PAPEL DA PAISAXE: Usando os datos de seguimento do rendemento recollidos polos agricultores, demostramos que os descensos do rendemento no bordo do cultivo poden mitigarse mediante hábitats seminaturais (SNH) fóra do cultivo, como as sebes. Os polinizadores eran máis abundantes e os servizos de regulación de pragas eran maiores nos cultivos adxacentes a HSN que noutros cultivos. Desenvolvéronse e probáronse ferramentas moleculares e baseadas en imaxes para axudar a comprender as interaccións das especies e como se ven afectadas pola HSN. O impacto positivo do HSN foi amplamente difundido.
INTERVENCIÓNS DE CULTIVOS: As prácticas agronómicas dentro do cultivo, como mesturas de variedades, 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 acompañante (cultivos intercalados, cultivos trampa, interplantación) e os mantillos orgánicos reducen as pragas ao tempo que promoven insectos beneficiosos. Os resultados dos ensaios de cultivos deseñados en consulta cos agricultores comerciais e outras partes interesadas mostran como estas medidas se poden implementar 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 foron comunicados aos agricultores e empresas fitosanitarias. Ampliouse a produción de moléculas candidatas a biopesticidas, realizándose probas de eficacia e bioseguridade. Identificáronse moléculas de sinalización das plantas para mellorar a defensa contra pragas de insectos e patóxenos.
AVALIACIÓN DO RISCO ECOLÓXICO: recolléronse datos sobre a bioloxía e ecoloxía de especies clave de PES para estudos de modelización; Avaliouse a sensibilidade aos insecticidas seleccionados e as súas combinacións dos principais axentes de control de pragas e polinizadores en diferentes países europeos. Os datos recollidos indican unha alta probabilidade de efectos inaceptables dos insecticidas probados nas comunidades de PES. Non obstante, non se atoparon interaccións sinérxicas significativas entre os produtos fitosanitarios ensaiados.
MODELACIÓN E AMPLIACIÓN: Continuáronse desenvolvendo modelos de paisaxes para apoiar a simulación de PES en colaboración con outros proxectos H2020. Completáronse modelos de paisaxes para nove países (Bélxica, Dinamarca, Finlandia, Francia, Alemaña, Polonia, Portugal, Suecia e Reino Unido). O desenvolvemento de ESP está en marcha: engadiuse un novo enfoque de subpoboación a ALMaSS para modelar numerosas especies (por exemplo, pulgóns) e o desenvolvemento de especies de escaravellos, abellas solitarias e arañas do norte de Europa. O modelo de subpoboación está completo; Todos os modelos de pulgón do norte de Europa están calibrados e probados. IMPACTO SOCIOECONÓMICO: para a avaliación socioeconómica das estratexias EcoStack, realizáronse cálculos de custo-beneficio para a maioría das medidas individuais a nivel de explotación. A implantación do escenario de acumulación de "adopción realista" en ALMaSS demostrou a gama potencial de cambios nos impactos sobre os servizos dos ecosistemas considerados que poderían producirse se se aplicasen restricións ás medidas consideradas no escenario de "máxima adopción". A avaliación dos impactos socioeconómicos de EcoStack en determinados países da UE, baseada en análises custo-beneficio, mostrou que as medidas de EcoStack en xeral benefician os servizos dos ecosistemas e, en moitos casos, tamén son viables economicamente a nivel das explotacións.
A intensificación das prácticas agrícolas para satisfacer as demandas dunha poboación mundial en crecemento supón un importante desafío para equilibrar a produtividade coa preservación do medio ambiente.
A conversión de hábitats naturais en terras de cultivo e o uso intensivo de agroquímicos sintéticos teñen efectos prexudiciais sobre o medio ambiente e a biodiversidade, o que impulsa a aplicación das políticas e directivas agroambientais da UE. Abordar este reto non só é un imperativo ético, senón tamén unha necesidade social. Co aumento previsto da poboación mundial, é fundamental desenvolver métodos de produción agrícola que minimicen o impacto ambiental ao tempo que se satisfagan a demanda de alimentos. Ademais, estes métodos deben ser coherentes cos obxectivos de mitigación do cambio climático.
Os agroecosistemas, aínda que están xestionados artificialmente, dependen dos servizos ecosistémicos proporcionados por diversos 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 optimizando a xestión da biodiversidade e utilizando ferramentas de inspiración biolóxica para a protección dos cultivos. Como conclusión, EcoStack abordou a urxente cuestión de conciliar a produtividade agrícola coa protección ambiental. Ao promover e avaliar novos enfoques de xestión da paisaxe e varias estratexias innovadoras de cultivo, EcoStack contribuíu significativamente á resiliencia dos agroecosistemas.
Estes resultados integráronse con éxito con ferramentas de protección vexetal inspiradas na natureza, definindo estratexias máis amplas cun enfoque de modelización, logrando así a máxima sustentabilidade ecolóxica, económica e social. A produción de EcoStack contribúe significativamente á seguridade alimentaria, á vez que preserva os recursos naturais e a biodiversidade para as xeracións futuras.
EcoStack proporcionará aos agricultores europeos o coñecemento e as ferramentas necesarias para maximizar os servizos dos ecosistemas para a produción de cultivos, minimizando os impactos ambientais da agricultura e garantindo a rendibilidade da agricultura. Os obxectivos acadaranse acumulando servizos ecosistémicos para mellorar de forma sinérxica a interacción eficaz dos provedores de servizos.
Os intentos anteriores de conseguilo foron ineficaces debido á incerteza sobre o intercambio de polinizadores e inimigos naturais entre os tipos de cultivo e os hábitats, así como a reticencia dos produtores a establecer refuxios para os inimigos naturais e os polinizadores. En EcoStack, centrarémonos na xestión de organismos beneficiosos no campo, en lugar de tratar de xestionar a afluencia externa. Aproveitaremos o maior coñecemento das interaccións a través dos niveis tróficos (microbio-planta-herbívoro-inimigo natural/polinizador) e xestionaremos e avaliaremos os beneficios funcionais da biodiversidade en diferentes niveis (dentro e entre especies, campos, paisaxes) e agregalos 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.
Préstase especial atención á colza, trigo e patacas; tomate de campo; hortas (olivos, froiteiras) e viñedos, e pastos/pastos. Utilízanse ferramentas moleculares e outras técnicas avanzadas para determinar as poboacións fonte de organismos beneficiosos e para controlar e rexistrar movementos e interaccións. Un paquete de traballo completo abordará cuestións socioeconómicas relevantes, incluída a aceptación dos agricultores, e desenvolverase unha ferramenta dedicada aos datos de agricultura de precisión para que os agricultores poidan vincular as entradas (incluída a biodiversidade funcional) coa produción (mapas de rendemento), baseándose en datos dos seus propios campos. Temos acceso a redes agrícolas completas por Europa para implementar e demostrar os nosos resultados.
A investigación empírica e a modelización levaron a mellorar a produción de cultivos e os protocolos de protección baseados na combinación de servizos ecosistémicos e ferramentas e estratexias de control de pragas de inspiración biolóxica. Os sistemas alimentarios e agrícolas afrontan retos sen precedentes para satisfacer as necesidades alimentarias mundiais actuais e futuras. Entre as moitas razóns están a crecente demanda de alimentos por parte dunha poboación en aumento, 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 conciliando a produtividade agrícola coa protección ambiental sostible. Isto conseguiuse a través do "ecocostacking", a acumulación de servizos ecosistémicos de forma que aumenta sinérxicamente a súa contribución á rendibilidade agrícola e á protección ambiental sostible. O proxecto centrouse na optimización da xestión funcional da biodiversidade e na utilización de ferramentas e estratexias de inspiración biolóxica para a protección dos cultivos como parte da xestión integrada de pragas. Mellorar as contribucións dos provedores de servizos ecosistémicos "Aínda que a miúdo son xestionados artificialmente, os agroecosistemas dependen dos servizos ecosistémicos que proporciona a 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 dos ecosistemas, como antagonistas naturais de pragas e enfermidades, insectos polinizadores, microbiota do solo, fauna do solo e microbiota vexetal. Co-deseño de intervencións empíricas e novos modelos "O estudo dos mecanismos moleculares subxacentes ás interaccións tróficas entre organismos revelou roles inesperados para os microbiomas dos organismos que interactúan na asignación de recursos", sinala Pennacchio. EcoStack aproveitou este coñecemento nas súas novas estratexias de protección de plantas. 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 sobre as especies non obxectivo. "Noutras palabras, aprendemos novos métodos de control de pragas da natureza", explica Pennacchio. Ademais, EcoStack desenvolveu un novo enfoque de modelización para definir o eco-abastecemento máis eficaz e sostible das medidas de intervención complementarias.
Este enfoque, apoiado nun modelado detallado da paisaxe para proporcionar especificidade contextual, aborda de forma óptima as necesidades ditadas por diferentes escenarios. As estratexias e ferramentas de intervención de EcoStack, tanto fóra de cultivo (en torno á área cultivada) como en cultivo (dentro da área cultivada), son facilmente accesibles para varios grupos de usuarios finais a través do Banco de Coñecemento. "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. Os vídeos informativos están dispoñibles no Centro de recursos do sitio web. Comprensión da complexidade das interaccións multitróficas "Os resultados de EcoStack destacan a importancia de comprender os mecanismos subxacentes ás interaccións tróficas complexas para a xestión controlada da biodiversidade funcional, co fin de conseguir unha maior seguridade alimentaria", di Pennacchio.
Ademais, o proxecto proporcionou evidencia científica rigorosa que apoia a importancia de medidas complementarias e sinérxicas de ecoaloxamento, 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, desenvolvendo unha profunda comprensión dos mecanismos subxacentes á asignación de recursos nas redes tróficas como base para desenvolver enfoques de modelización que predigan a resposta dos agroecosistemas ás perturbacións. Os descubrimentos científicos, as ferramentas e os informes 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
