Proyecto H2020 EcoStack: Apilamiento de servicios ecosistémicos: mecanismos e interacciones para una protección óptima de los cultivos, mejora de la polinización y productividad
- Tipo Proyecto
- Estado Completado
- Ejecución 2018 -2024
- Presupuesto asignado 9.963.866,00 €
- Alcance Europeo
- Principal fuente de financiación Horizonte 2020
- Sitio web del proyecto Proyecto EcoStack
EcoStack proporcionará a los agricultores europeos el conocimiento y las herramientas necesarias para maximizar los servicios ecosistémicos para la producción de cultivos, minimizando al mismo tiempo el impacto ambiental de la agricultura y garantizando su rentabilidad. Los objetivos se alcanzarán mediante la integración de los servicios ecosistémicos para mejorar sinérgicamente la interacción efectiva entre los proveedores de servicios. Los intentos previos para lograr esto han resultado ineficaces debido a la incertidumbre sobre el intercambio de polinizadores y enemigos naturales entre los tipos de cultivos y hábitats, así como a la reticencia de los agricultores a establecer refugios para enemigos naturales y polinizadores. En EcoStack, nos centraremos en la gestión de organismos beneficiosos dentro del campo, en lugar de intentar gestionar la afluencia externa. Aprovecharemos al máximo el conocimiento adquirido sobre las interacciones entre niveles tróficos (microbio-planta-herbívoro-enemigo natural/polinizador) y gestionaremos y evaluaremos los beneficios funcionales de la biodiversidad a diferentes niveles (dentro y entre especies, campos, paisajes), y los combinaremos para maximizar los beneficios para los agricultores y la resiliencia del sistema.
Nuestra investigación abarca: sistemas de cultivo convencionales y orgánicos; cultivos herbáceos, hortícolas y permanentes; Sistemas pastorales y mixtos, y todas las zonas de producción pedoclimáticas de Europa. Nos centramos específicamente en la colza, el trigo y la patata; el tomate de campo; los huertos (olivos, frutales) y viñedos, y los pastizales. Se utilizan herramientas moleculares avanzadas y otras técnicas para determinar las poblaciones fuente de organismos benéficos, así como para monitorizar y registrar sus movimientos e interacciones. Un paquete de trabajo integral abordará cuestiones socioeconómicas relevantes, incluyendo la adopción por parte de los agricultores, y se desarrollará una herramienta específica basada en datos de agricultura de precisión que permita a los agricultores vincular los insumos (incluida la biodiversidad funcional) con los resultados (mapas de rendimiento), basándose en datos de sus propios campos. Tenemos acceso a redes agrícolas integrales que cubren toda Europa para implementar y demostrar nuestros resultados.
EL PAPEL DEL PAISAJE: Utilizando datos de monitoreo de rendimiento recopilados por agricultores, demostramos que las disminuciones de rendimiento en el borde del cultivo pueden mitigarse mediante hábitats seminaturales (HSN) fuera del cultivo, como setos. Los polinizadores fueron más abundantes y los servicios de regulación de plagas fueron mayores en cultivos adyacentes a HSN que en otros cultivos. Se han desarrollado y probado herramientas moleculares y basadas en imágenes para ayudar a comprender las interacciones entre especies y cómo se ven afectadas por el HSN. El impacto positivo del HSN se ha difundido ampliamente.
INTERVENCIONES EN EL CULTIVO: Las prácticas agronómicas dentro del cultivo, como mezclas de variedades, cultivos asociados y el uso de mantillo orgánico, pueden mejorar significativamente la provisión de servicios ecosistémicos dentro del cultivo. Hemos descubierto que ciertas mezclas de variedades reducen el rendimiento de los pulgones y que la siembra asociada (cultivos intercalados, cultivos trampa, siembra intercalada) y los mantillos orgánicos reducen las plagas a la vez que favorecen a los insectos benéficos. Los resultados de ensayos de cultivos diseñados mediante consultas con agricultores comerciales y otros grupos de interés muestran cómo estas medidas pueden implementarse con éxito en cultivos de cebada, trigo, colza y papa. PROTECCIÓN DE PLANTAS BIOINSPIRADA: Se evaluó la eficacia de estrategias para promover antagonistas de plagas y patógenos, tanto naturales como introducidos, y los resultados se comunicaron a agricultores y empresas de protección de cultivos. Se amplió la producción de moléculas candidatas a biopesticidas, realizándose ensayos de eficacia y pruebas de bioseguridad. Se identificaron moléculas de señalización vegetal para mejorar la defensa contra plagas de insectos y patógenos.
EVALUACIÓN DE RIESGOS ECOLÓGICOS: Se recopilaron datos sobre la biología y la ecología de especies clave de PES para estudios de modelización; se evaluó la sensibilidad a insecticidas seleccionados y sus combinaciones de los principales agentes de control de plagas y polinizadores en diferentes países europeos. Los datos recopilados indican una alta probabilidad de efectos inaceptables de los insecticidas probados en las comunidades de PES. Sin embargo, no se encontraron interacciones sinérgicas significativas entre los productos fitosanitarios probados.
MODELIZACIÓN Y AMPLIACIÓN DE LA ESCALA: Se continuó desarrollando modelos de paisaje para respaldar la simulación de PES en colaboración con otros proyectos H2020. Se completaron modelos de paisaje para nueve países (Bélgica, Dinamarca, Finlandia, Francia, Alemania, Polonia, Portugal, Suecia y Reino Unido). El desarrollo de ESP está en marcha: se ha añadido a ALMaSS un nuevo enfoque de subpoblaciones para modelar numerosas especies (p. ej., pulgones) y el desarrollo de especies de escarabajos, abejas solitarias y arañas del norte de Europa. El modelo de subpoblaciones está completo; todos los modelos de pulgones del norte de Europa están calibrados y probados. IMPACTO SOCIOECONÓMICO – Para la evaluación socioeconómica de las estrategias EcoStack, se realizaron cálculos de coste-beneficio para la mayoría de las medidas individuales a nivel de explotación. La implementación del escenario de acumulación de "adopción realista" en ALMaSS mostró el posible rango de cambios en los impactos sobre los servicios ecosistémicos considerados que podrían ocurrir si se aplicaran restricciones a las medidas consideradas en el escenario de "adopción máxima". La evaluación de los impactos socioeconómicos de EcoStack en países seleccionados de la UE, basada en análisis de coste-beneficio, mostró que las medidas EcoStack generalmente benefician los servicios ecosistémicos y, en muchos casos, también son económicamente viables a nivel de explotación.
La intensificación de las prácticas agrícolas para satisfacer la demanda de una población mundial en crecimiento presenta un desafío significativo para equilibrar la productividad con la preservación del medio ambiente.
La conversión de hábitats naturales en tierras de cultivo y el uso intensivo de agroquímicos sintéticos tienen efectos perjudiciales para el medio ambiente y la biodiversidad, lo que impulsa la implementación de políticas y directivas agroambientales de la UE. Abordar este desafío no solo es un imperativo ético, sino también una necesidad social. Con el aumento previsto de la población mundial, es crucial desarrollar métodos de producción agrícola que minimicen el impacto ambiental y, al mismo tiempo, satisfagan la demanda de alimentos. Además, estos métodos deben estar en consonancia con los objetivos de mitigación del cambio climático.
Los agroecosistemas, aunque gestionados artificialmente, dependen de los servicios ecosistémicos que prestan diversos organismos para el control de plagas, la polinización, el reciclaje de nutrientes y la conservación de la biodiversidad. El proyecto EcoStack busca mejorar la sostenibilidad de los sistemas de producción agrícola en Europa mediante la optimización de la gestión de la biodiversidad y el uso de herramientas de inspiración biológica para la protección de cultivos. En conclusión, EcoStack abordó la urgente cuestión de conciliar la productividad agrícola con la protección del medio ambiente. Al promover y evaluar nuevos enfoques de gestión del paisaje y diversas estrategias innovadoras para los cultivos, EcoStack ha contribuido significativamente a la resiliencia de los agroecosistemas.
Estos resultados se han integrado con éxito con herramientas de protección vegetal de inspiración natural, definiendo estrategias más amplias con un enfoque de modelado, logrando así la máxima sostenibilidad ecológica, económica y social. Los resultados de EcoStack contribuyen significativamente a la seguridad alimentaria, a la vez que preservan los recursos naturales y la biodiversidad para las generaciones futuras.
EcoStack proporcionará a los agricultores europeos el conocimiento y las herramientas necesarios para maximizar los servicios ecosistémicos para la producción de cultivos, minimizando al mismo tiempo los impactos ambientales de la agricultura y garantizando la rentabilidad de la agricultura. Los objetivos se lograrán acumulando servicios ecosistémicos para mejorar de forma sinérgica la interacción efectiva de los proveedores de servicios.
Los intentos anteriores de lograr esto han sido ineficaces debido a la incertidumbre sobre el intercambio de polinizadores y enemigos naturales entre tipos de cultivos y hábitats, así como a la renuencia de los productores a establecer refugios para enemigos naturales y polinizadores. En EcoStack nos centraremos en la gestión de organismos beneficiosos dentro del campo, en lugar de intentar gestionar la afluencia externa. Aprovecharemos al máximo el mayor conocimiento de las interacciones entre niveles tróficos (microbio-planta-herbívoro-enemigo natural/polinizador) y gestionaremos y evaluaremos los beneficios funcionales de la biodiversidad en diferentes niveles (dentro y entre especies, campos, paisajes) y los acumularemos para maximizar los beneficios para los agricultores y la resiliencia del sistema. Nuestra investigación cubre: sistemas de cultivo convencionales y orgánicos; cultivos herbáceos, hortícolas y permanentes; sistemas pastoriles y mixtos, y todas las zonas de producción pedoclimática de Europa.
Se presta especial atención a la colza, el trigo y la patata; tomate de campo; huertos (olivos, frutales) y viñedos, y pastizales/pastos. Se utilizan herramientas moleculares y otras herramientas técnicas avanzadas para determinar las poblaciones de origen de organismos beneficiosos y para monitorear y registrar movimientos e interacciones. Un paquete de trabajo integral abordará cuestiones socioeconómicas relevantes, incluida la aceptación por parte de los agricultores, y se desarrollará una herramienta específica basada en datos de agricultura de precisión para permitir a los agricultores vincular los insumos (incluida la biodiversidad funcional) con la producción (mapas de rendimiento), basándose en datos de sus propios campos. Tenemos acceso a redes agrícolas integrales que cubren toda Europa, para implementar y demostrar nuestros resultados.
La investigación y el modelado empíricos han llevado a mejores protocolos de producción y protección de cultivos basados ??en la combinación de servicios ecosistémicos y herramientas y estrategias de control de plagas bioinspiradas. Los sistemas alimentarios y agrícolas se enfrentan a retos sin precedentes para satisfacer las necesidades alimentarias mundiales, tanto actuales como futuras. Entre las numerosas razones se encuentran la creciente demanda de alimentos por parte de una población en crecimiento, los efectos adversos del cambio climático, la sobreexplotación de los recursos naturales y la pérdida de biodiversidad. Las prácticas agrícolas sostenibles aumentan la seguridad alimentaria, a la vez que garantizan la protección y la estabilidad ambiental, social y económica.
El proyecto EcoStack , financiado con fondos europeos , se diseñó para mejorar la sostenibilidad de los sistemas de producción agrícola en Europa, conciliando la productividad agrícola con la protección ambiental sostenible. Esto se logró mediante el «ecocostacking», la acumulación de servicios ecosistémicos de forma que aumente sinérgicamente su contribución a la rentabilidad agrícola y la protección ambiental sostenible. El proyecto se centró en la optimización de la gestión funcional de la biodiversidad y el uso de herramientas y estrategias bioinspiradas para la protección de cultivos como parte de una gestión integrada de plagas. Mejorar las contribuciones de los proveedores de servicios ecosistémicos “Aunque suelen gestionarse artificialmente, los agroecosistemas dependen de los servicios ecosistémicos que proporciona la biodiversidad funcional”, explica Francesco Pennacchio, coordinador de proyectos en la Universidad de Nápoles Federico II . Los servicios ecosistémicos más relevantes para los agricultores son el biocontrol natural de plagas y enfermedades, la polinización y el mantenimiento de la fertilidad del suelo.
Estos son proporcionados por los proveedores de servicios ecosistémicos, como los antagonistas naturales de plagas y enfermedades, los insectos polinizadores, la microbiota del suelo, la fauna del suelo y la microbiota vegetal. Codiseño de intervenciones empíricas y nuevos modelos “El estudio de los mecanismos moleculares que subyacen a las interacciones tróficas entre organismos reveló funciones inesperadas de los microbiomas de los organismos que interactúan en la asignación de recursos”, señala Pennacchio. EcoStack ha aprovechado este conocimiento en sus nuevas estrategias de protección vegetal. Estas se basan en mecanismos de supresión de plagas utilizados por los antagonistas naturales de las plantas o en la inducción de barreras de defensa vegetales —que pueden ser muy específicas— con un impacto mínimo o nulo en las especies no objetivo. “En otras palabras, aprendimos nuevos métodos de control de plagas de la naturaleza”, explica Pennacchio. Además, EcoStack desarrolló un nuevo enfoque de modelado para definir el eco-abastecimiento más eficaz y sostenible de medidas de intervención complementarias.
Este enfoque, respaldado por un modelado detallado del paisaje para proporcionar especificidad contextual, aborda de forma óptima las necesidades dictadas por diferentes escenarios. Las estrategias y herramientas de intervención de EcoStack, tanto fuera del cultivo (alrededor del área cultivada) como dentro del cultivo (dentro del área cultivada), son fácilmente accesibles para diversos grupos de usuarios finales a través del Banco de Conocimiento . “El Banco de Conocimiento recopila el conocimiento de agricultores y otras partes interesadas y lo integra con el aprendizaje científico logrado por el proyecto EcoStack, proporcionando información y manuales a profesionales”, señala Pennacchio. Hay videos informativos disponibles en el Centro de Recursos del sitio web. Comprender la complejidad de las interacciones multitróficas “Los resultados de EcoStack resaltan la importancia de comprender los mecanismos subyacentes a las interacciones tróficas complejas para la gestión controlada de la biodiversidad funcional, con el fin de lograr una mayor seguridad alimentaria”, afirma Pennacchio.
Además, el proyecto proporcionó evidencia científica rigurosa que respalda la importancia de las medidas complementarias y sinérgicas de eco-acomodo, dada la complejidad y diversidad del mundo y sus desafíos. Finalmente, EcoStack destacó la gran necesidad de superar las limitaciones actuales de la investigación puramente empírica, que no puede abordar la complejidad, mediante el desarrollo de una comprensión profunda de los mecanismos subyacentes a la asignación de recursos en las redes tróficas como base para desarrollar enfoques de modelización que predigan la respuesta de los agroecosistemas a las perturbaciones. Los resultados científicos, las herramientas y los informes fomentarán el diálogo, la comprensión, la investigación y la aplicación práctica, lo que conducirá a prácticas agrícolas más sostenibles.
- UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II (UNINA)
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