Agronomia: Principi di base e Agro-ecosistemi

Agronomia, Agricoltura e Agro-ecosistemi

• L'agronomia generale si occupa dei fattori che influenzano la produzione vegetale e delle tecniche per regolarla, massimizzando la produzione nel rispetto dell'ambiente.
• La scienza agronomica indaga l'ambiente fisico (clima, terreno) e i mezzi per migliorarlo per le colture.
• Si orienta verso la coltura, studiando i processi fisiologici alla base della produzione e l'adattamento colturale alle condizioni ambientali, o indirettamente tramite la lotta alle infestanti e la successione colturale.
• L'agronomia include lo studio del comportamento della singola pianta all'interno di una coltura e la sua interazione con atmosfera e terreno, definita ecologia agraria
• L'ecologia agraria è fondamentale per applicare correttamente la tecnica agronomica, ottimizzando l'uso delle risorse umane e ambientali.
• L'agronomia studia gli interventi sui fattori di produzione per realizzare una produzione economicamente, ecologicamente e socialmente valida.
• L'agronomo non è un mero specialista, bensì un professionista che conosce l'ambiente operativo da vari punti di vista per diagnosticare problemi agronomici e adattare le tecniche.

Agricoltura

• L'agricoltura incrementa l'efficienza con cui l'energia solare è usata dalle piante per produrre zuccheri, che vengono poi sintetizzati in carboidrati, proteine e lipidi.
• Gli animali domestici trasformano la produzione vegetale non adatta all'alimentazione umana in alimenti ad alto valore nutrizionale
• Gli animali, inclusi gli umani, possono digerire proteine semplici, grassi e zuccheri, ma la capacità di digerire carboidrati complessi varia notevolmente.
• La digestione della cellulosa è resa possibile da enzimi cellulosici prodotti da microrganismi.
• Gli animali con tratti gastrointestinali adatti alla fermentazione batterica della cellulosa, come il rumine, sono più efficienti nella digestione e nel rilascio del contenuto cellulare.
• A livello globale, le aree di pascolo superano di 2.5 volte quelle destinate alle colture e la maggior parte dei terreni agricoli alimenta il bestiame.
• Il bestiame rappresenta i principali consumatori della produzione vegetale, con un fabbisogno circa 2.5 volte superiore a quello degli esseri umani.
• L'efficienza del trasferimento alimentare al bestiame all'uomo dipende dal sistema digerente, dal livello e dalla qualità dell'alimentazione.
• Le catene alimentari dei sistemi agricoli sono più semplici di quelle degli ecosistemi naturali e si possono ricondurre a quattro tipologie.
• Oltre agli alimenti, l'agricoltura fornisce materiali grezzi per l'industria, come fibre e lipidi, e biomassa.
• Le catene alimentari si trasformano in reti complesse includendo malerbe, insetti, uccelli e la flora e la fauna del terreno.
• I decompositori microbici svolgono un ruolo essenziale nel riciclo dei nutrienti, prevenendo l'accumulo di materia organica morta.
• La produzione di sostanza organica nei campi è influenzata dalla fisiologia delle colture e dall'ambiente, aspetti analizzati ecologicamente.
• Le decisioni sulle colture e sulle pratiche agricole sono prese dall'uomo considerando utilità, costi e rischi.
• Gli agricoltori utilizzano la tecnologia, l'economia e le loro competenze, oltre ai principi scientifici.
• L'obiettivo principale si è evoluto dalla massimizzazione della produzione alimentare a basso costo alla considerazione dell'impatto ambientale.
• L'agricoltura intensiva e la dipendenza dai fertilizzanti hanno causato problemi ambientali, tra cui l'erosione accelerata, la diminuzione della fertilità del suolo e l'inquinamento delle acque.
• L'aumento atteso della produzione alimentare globale richiede pratiche sostenibili che proteggano l'ambiente.
• Le soluzioni ai problemi agronomici devono tener conto dei vincoli ambientali e sociali, insieme a quelli tecnologici.
• L'agricoltura sostenibile integra l'ecologia, l'efficacia economica e l'equità sociale.
• L'agricoltura sostenibile mira a un uso prudente delle risorse agricole per soddisfare i bisogni umani preservando o migliorando la qualità ambientale e le risorse naturali.
• Gli agricoltori hanno un ruolo chiave nella conservazione ecologica e necessitano un riconoscimento nei loro sforzi per migliorare l'ambiente.

Tecnica Agronomica

• L'attività agricola comporta la modifica dell'ambiente e delle comunità vegetali utilizzando una specifica tecnica agronomica, definita da:
  • Scelta delle colture (comunità di piante coltivate)
  • Organizzazione spaziale (monocoltura, consociazione)
  • Organizzazione temporale (rotazione, successione)
  • Input per la modifica dell'ambiente (acqua, fertilizzanti, ecc.)
• Il successo della tecnica agronomica dipende dalle risorse ambientali, dal genotipo delle colture e dalle condizioni ambientali, economiche e sociali.
• L'adozione di tecniche agronomiche implica delle decisioni soggettive basate sulla competenza, esperienza, propensione al rischio, e fattori socio-economici.
• La pratica agricola si fonda su una parte di tradizione, una parte di scienza e una parte di ipotesi.
• La tradizione rappresenta la saggezza innata e le abitudini consolidate che hanno prodotto risultati positivi.
• La ricerca scientifica fornisce strumenti per risolvere i problemi utilizzando le conoscenze.
• Ipotesi e tentativi affrontano problemi nuovi senza una base scientifica.
• Una maggiore conoscenza scientifica porta a decisioni più informate e riduce al minimo le congetture.
• L'aumento della conoscenza scientifica migliora la comprensione e le capacità di risolvere i problemi quando cambiano le condizioni ambientali.
• Il processo decisionale non è complesso: una volta che la coltura è stata decisa, segue la scelta automatica della cultivar, della data di semina ecc.
• Un aspetto importante è la flessibilità nelle scelte, che consente agli agricoltori di adattarsi alle variazioni del clima e al mercato
• Nelle aziende zootecniche, l'aggiustamento tra la produzione di foraggio e il numero di animali è un esempio di flessibilità.
• L'applicazione non uniforme dei trattamenti agricoli nello spazio o nel tempo può essere una strategia efficace.

Agroecosistemi

• Gli agroecosistemi comprendono tutti gli elementi e organismi su un'area specifica modificata dall'uomo per l'agricoltura.
• La struttura dell'agroecosistema e le sue funzioni dipendono dalla tecnica, dall'ambiente fisico e da quello sociale.
• Gli ingressi basilari per l'agroecosistema sono:
  • Fattori non sostituibili o primari (sementi, acqua e nutrienti utilizzati per la crescita)
  • Sostanze ausiliarie o secondarie (forza lavoro per piantare, macchinari ed erbicidi )
• Gli agro ecosistemi si differenziano dagli ecosistemi naturali perché sono finalizzati ad ottimizzare le rendite, massimizzando il profitto con un grande rapporto input-output.
• L'agricoltore massimizza l'efficienza nell'uso degli input minimizzando gli sprechi
• Lo scopo è quello di provvedere nutrimento agli esseri umani e agli animali.

Agroecosistemi: Organizzazione e Analisi

• Gli agro-ecosistemi sono organizzati gerarchicamente, a partire dal singolo campo.
• L'analisi si estende ai processi produttivi, al terreno e all'influenza dell'ambiente nel singolo campo.
• L'azienda agricola comprende i singoli campi ed è la base per analisi economiche e sociologiche.
• Le aziende sono organizzate principalmente per generare reddito.
• Le aziende agricole vicine e organizzate in modo simile creano sistemi agricoli e consentono analisi estese come quelle sui bacini idrografici o inquinamento, studio dei servizi e dei ruoli del sistema.
• I sistemi agricoli interagiscono fortemente con la società, tenendo conto degli input economici nei prodotti e della biologia delle colture.
• La tradizione svolge un compito importante, soprattutto in agricoltura dove si scelgono specifiche colture e tecniche in base all'esperienza, ma anche la politica influenza le scelte.

Agroecosistemi: Proprietà fondumentali

• Le proprietà basilari di un sistema agricolo sono:
  • Produttività (quantità di prodotto per unità di input)
  • Stabilità(misura delle fluttuazioni della produttività attraverso l'utilizzo di tecniche ripetibili)
  • Sostenibilità (l'abilità degli agroecosistemi di mantenere una produzione costante nel tempo)
• Le piccole variazioni ambientali possono causare ampie escursioni dei raccolti nel caso le colture non si trovino in un ambiente favorevole.
• Se questi fallimenti di raccolti persistono, bisogna cambiare tecnica agricola.
• L'alta stabilità è desiderabile, ma la sostenibilità di un ecosistema è ancora più importante, perchè se un ecosistema non è sostenibile la coltura può danneggiarsi o svanire
• La resistenza alla malattia può contribuire alla stabilità
• L'eccessivo trattamento è inversamente legato alla capacità del suolo di un agroecosistema di mantenere la produttività nel tempo.
• In caso di cattiva irrigazione, erosione o uso eccessivo di elementi chimici, l'agro-ecosistema può deteriorarsi
• Se l'aumento della produttività è effettuato con tecniche corrette, un impatto positivo può riverberarsi nella sostenibilità

Produttività

• La produttività dipende dall'attenzione ad un ecosistema e varia se un ingresso è preso inconsiderazione
• La produttività dovrebbe essere alta in rapporto di un input limitato e bassa all'eccessivo.
• Per i cacciatori-raccoglitori del passato, la velocità nel generare prodotto ed il sforzo erano un fattore importante, ma non lo è per i sistemi di produzione corrente.
• Con una sempre maggiore produttività, le pratiche agricole sono state ristrette alla quantità di area coltivabile, e quindi si sono orientate sempre di più al massimizzare le rendite.
• La quantità di acqua, nutrimento e terreni sono diventati un ulteriore fattore limitante, le produzioni sono state riconsiderate in termini di quantità dei materiali utilizzati per produrre
• Oggi gli ambienti prendono in considerazione come l'efficienza di un agrosistema è calcolata in termini di prodotto, in base alla quantità di area erosa
• Le tecniche agricole dovrebbero generare di solito un'alta attività a costo di una prudente allocazione di materiale e poca rischiosità
• La produzione/ unità di superficie è massimizzata solamente in alcune aree del mondo ove il fattore limitante principale è lo spzio agricolo, mentre altrove c'è una più alta richiesta di capitale per un'alta produttività del lavoro
• La produttività può essere trovata identificando 3 livelli diversi, quelli che costruiscono e limitano un raccolto.

I tre livelli di produttività

• Definiscono la produzione: tutti gli input e fattori che influenzano l'accrescimento ed aiutano a determinare il livello potenziale e la produzione.
• Limitano la produzione: fattori abiotici essenziali alle colture; una diminuzione di tali elementi fa sì che il tasso di crescita cali al di sotto del livello potenziale.
• Riducono la crescita: biotici- parassiti ed erbacce; fattori abiotici- sostanze inquinanti; la disponibilità di acqua ed elementi nutritivi determina quest'ultimo fattore.