Esta revisión de la literatura sobre la integración de cultivos y ganado en un sistema orgánico fue compilada por investigadores de Rodale Institute, La Universidad Estatal de Iowa y la Universidad de Minnesota por una propuesta de subvención de 2014 al Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura, Iniciativa de Investigación y Extensión Orgánica del USDA. Esa subvención fue financiada con la subvención No. 2014-51300-22541. Haga clic aquí para leer más sobre la investigación y los resultados.
Cultivos y ganado orgánicos
Impulsadas por la demanda de los consumidores, las ventas de alimentos orgánicos han aumentado de $ 3.6 mil millones en 1997 a $ 31.5 mil millones en 2013 (OTA, 2014) y $ 52.5 mil millones en 2018 (OTA, 2019). Varios factores han llevado a este mayor consumo de alimentos orgánicos en los EE. UU., Incluida la preferencia de los consumidores por menores residuos de plaguicidas (Baker et al., 2002), problemas de nutrición y salud (The Hartman Group, 2006), impactos ambientales negativos asociados con los producción (Venterea y Rolston, 2000), y la garantía de la integridad orgánica a través de estándares orgánicos federales consistentes (USDA-AMS, 2014). Los agricultores también están interesados en producir cultivos orgánicos que cumplan con el “triple resultado” de sostenibilidad ambiental, viabilidad económica y equidad social. En los últimos años, los agricultores orgánicos se han preocupado cada vez más por la seguridad de los productos agrícolas y los alimentos, lo que es particularmente importante para los agricultores que practican la producción integrada de cultivos y ganado (Pereira et al., 2013). Garantizar la seguridad alimentaria es fundamental en cualquier operación agrícola y, en el caso de los productos agrícolas, ha sido objeto de la reciente ley federal, "Ley de Modernización de la Seguridad Alimentaria de la FDA" (21 USC 2201; FDA, 2011), que tendrá un gran alcance efectos en toda la cadena de suministro de alimentos.
La mayor demanda de productos orgánicos ha superado la adopción de la producción orgánica a nivel nacional con los agricultores estadounidenses que producen $ 7.28 mil millones en ventas orgánicas (USDA NASS, 2018), solo el 13.8% de la industria orgánica de $ 52.5 mil millones de dólares. Actualmente, la producción orgánica en los EE. UU. Está dominada por los cultivos de granos comerciales, y la mayoría de los agricultores orgánicos en el Medio Oeste y Pensilvania utilizan compras fuera de la granja para alimentar a sus rebaños de animales orgánicos. En la encuesta más reciente, había 366,881 acres orgánicos de maíz y soja entre los 5.4 millones de acres orgánicos en los EE. UU. (USDA-ERS, 2013). Los beneficios productivos, ambientales y económicos pueden aumentarse mejorando la multifuncionalidad de la granja mediante la integración de cultivos comerciales con cultivos forrajeros para pastoreo y cultivos de heno para alimentación del ganado. En Iowa, se informa que los pastos orgánicos de gramíneas y leguminosas suministran hasta 6,000 lb / acre de materia seca por año (Acevedo et al., 2006). En Florida, el rendimiento del ganado en los pastos de bahiagrass condujo a un punto de ruptura de ganancia diaria promedio entre 1.4 y 2.0 kg de masa seca de forraje por kg de peso vivo del animal por día (Stewart et al., 2007). En Minnesota, los novillos de leche orgánica que pastaban predominantemente en pastos de bromegrass tenían ganancias de 0.6 a 0.9 kg por día (Bjorklund et al., 2013). Además, la incorporación de una leguminosa en los pastos a base de pasto aumentará la calidad general del forraje y proporcionará nitrógeno para mejorar la salud y la estabilidad de los pastos. Si bien se sabe que la producción de heno elimina una cantidad significativa de nutrientes, incluidos N y P, del suelo, el pastoreo ayuda al reciclaje de nutrientes a través de la excreción de orina y estiércol. Bajo presiones de pastoreo moderadas, el P y K del suelo se retienen principalmente y permanecen en equilibrio con las necesidades del cultivo, mientras que el N del suelo tiende a perderse. Las interacciones entre los sistemas de cultivo y pastoreo en las granjas orgánicas y convencionales no se comprenden completamente (Franzluebbers, 2007), particularmente en los sistemas orgánicos, donde la recolección y distribución del estiércol es fundamental para el equilibrio de nutrientes del cultivo.
Base histórica de la integración de cultivos y ganadería
El movimiento hacia la especialización de la producción agrícola y animal ha separado los sistemas integrados de cultivo y ganado de sus raíces históricas durante el siglo pasado (Russelle et al., 2007). El ganado era una parte integral del paisaje agrícola donde reciclaban nutrientes de pasto y granos producidos en la granja (Flora, 2003) y los agricultores manejaban sus recursos terrestres para mantener una fertilidad adecuada del suelo para sostener la producción agrícola y animal. En 1996, menos del 10% de las granjas estadounidenses integraban cultivos y ganado (Krall y Schumann, 1996). Sin embargo, los modelos contemporáneos de integración rentable de cultivos y ganado, conocidos como agricultura de ley, se encuentran en Nueva Zelanda y Australia, donde rotar varios años de cultivos de granos con 2 a 5 años de pastos de pasto-leguminosas ayuda a alcanzar los objetivos de autosuficiencia ( Haynes y Francis, 1990; Carr et al., 2005) y aumenta la producción de energía (Nguyen y Haynes, 1995).
Mejora de la calidad del suelo y ciclo de nutrientes: la construcción o el mantenimiento de reservas de carbono y nitrógeno del suelo para uso de cultivos es una consideración importante en la evaluación de sistemas agrícolas sostenibles. Los efectos beneficiosos de la integración del ganado en la rotación de cultivos se han asociado con mejoras en la calidad del suelo, incluida la mejora de la materia orgánica del suelo, la condición física del suelo y la supresión de enfermedades (Jawson et al., 1993). Los sistemas de cultivo y ganado bien integrados imitan los ciclos naturales de energía y nutrientes a través de la conversión de los alimentos celulósicos de los rumiantes en proteínas y el reciclaje de los nutrientes del estiércol de ganado en la estructura celular de los cultivos (Gates, 2003; Oltjen y Beckett, 1996). La incorporación de insumos de estiércol y residuos de cultivos secuestra carbono en el suelo, mejora la función del suelo y mitiga la erosión (Russelle y Franzluebbers, 2007). Franzluebbers (2005) encontró que la acumulación de carbono después del establecimiento de pastizales promedió 1 Mg / ha / año. Katsvairo y col. (2006) también informaron que una rotación de pasto perenne-ganado aumentó el contenido de materia orgánica y redujo la lixiviación de nitratos en los sistemas de cultivo de maní y algodón. El manejo de los nutrientes disponibles es necesario para apoyar la producción vegetal sostenible, particularmente en sistemas orgánicos, donde los aportes de fertilidad son limitados (Goulding et al., 2008). La complejidad del ciclo y la disponibilidad de nutrientes en los sistemas de pastoreo está influenciada por los procesos del suelo, la composición de las especies de plantas, las tasas de carga, la alimentación complementaria y muchos otros factores que afectan los insumos, las exportaciones y las pérdidas (Rotz et al., 2005). Una mayor retención y eficiencia en el uso de nutrientes dentro de los sistemas de producción láctea, por ejemplo, puede tener retroalimentaciones positivas para la producción de leche y la economía agrícola (Fanguerio et al., 2008; Ryan et al., 2011). Para establecer sistemas de pastoreo nuevos, económicos y ambientalmente beneficiosos, se debe establecer una comprensión del ciclo de nutrientes y la eficiencia en estos sistemas de producción. Los modelos de explotación completa y los enfoques de balance de nutrientes, que requieren la evaluación de reservas de nutrientes, insumos, exportaciones y pérdidas, se pueden utilizar para evaluar y establecer los mejores sistemas de gestión para la producción de rumiantes (Dou et al., 1996; Rotz et al., 2007).
Mejora del rendimiento de los cultivos
La literatura sugiere que con una rotación integrada de pastos / cultivos, los rendimientos de los cultivos siguen siendo comparables o superiores al cultivo continuo. Franzluebbers y Stuedemann (2004) no informaron ningún efecto negativo del pastoreo en la biomasa de los cultivos de cereales posteriores. Se encontró que el rendimiento de grano de maíz promedia 3.6 Mg / ha luego de un pasto de cinco años de festuca o bermudagrass en Georgia y Carolina del Sur (Parks et al., 5). Adams y col. (1969) obtuvieron un rendimiento de maíz de 1970 a 11% mayor después de cultivos de césped en comparación con el maíz continuo, mientras que Franzluebbers y Stuedemann (24) obtuvieron rendimientos de trigo de 2004 Mg / ha y rendimientos de sorgo de 3.8 Mg / ha luego de cultivos de mijo perla y centeno en pastoreo. , respectivamente. El rendimiento de grano fue mayor en las variedades altas de trigo de invierno a las que se les proporcionó una fertilidad y humedad adecuadas y que pastorearon solo hasta la etapa conjunta en comparación con el trigo sin pasto (Redmon et al., 5.1). Hill y col. (1995) reportaron una adición de 2004 Mg / ha de rendimiento de algodón y maní en rotaciones que contenían centeno o raigrás antes de la cosecha. Los cultivos de cereales que se cruzan en forrajes perennes dependen en gran medida de una humedad adecuada y de una competencia mínima entre forrajes y cultivos (Franzluebbers, 0.1). Este proyecto utilizará plantaciones secuenciales de cultivos de cereales y forrajes / pastos para obtener rendimientos consistentes.
El pastoreo proporciona servicios ecosistémicos: la compactación del suelo por el movimiento del ganado se cita como un problema potencial en las rotaciones integradas de cultivos y ganado, pero Studdert et al. (1997) encontraron que todos los indicadores de calidad del suelo, incluida la reducción de la densidad aparente, lo que significa una baja compactación, aumentaron con el pasto perenne en rotaciones de largo plazo. Krenzer y col. (1989) encontraron que la resistencia del suelo aumentaba con el pastoreo de ganado con trigo de invierno. Diaz-Zorita y col. (2002) y García-Prehac et al. (2004) informaron que la mayor reducción en la compactación del suelo resultó cuando se incluyó la labranza de conservación en estas rotaciones. Franzluebbers y Stuedemann (2004) encontraron que la resistencia a la penetración del suelo era mayor en cultivos forrajeros pastoreados que sin pasto, dependiendo del contenido de agua del suelo, pero que una mayor cantidad de carbono del suelo por la incorporación de estiércol y la adición de cultivos de cobertura pueden mitigar los problemas de compactación del suelo (Franzluebbers y Stuedemann, 2005). 64). En los sistemas en los que se aplicó fertilizante nitrogenado, más del 2003% del nitrógeno aplicado se acumuló como N orgánico del suelo en los pastos de bermuda pasto en comparación con los pastos sin pasto (Franzluebbers y Stuedemann, 2003b). La biomasa microbiana del suelo, otro indicador de la calidad del suelo, también se acumuló en mayor medida en los pastos de pasto bermuda (Franzluebbers y Stuedemann, 2004a). Por lo tanto, se necesita investigación adicional sobre el efecto de los cultivos de pastos pastoreados y no pastoreados dentro de las rotaciones de cultivos a largo plazo en sistemas orgánicos donde la labranza se usa típicamente para el manejo de malezas (Delate y Cambardella, XNUMX).
Interrupción de los ciclos de plagas
Se ha informado de la interrupción de plagas y enfermedades de insectos en cultivos debido a la rotación de cultivos de cereales con forrajes o cultivos de cobertura (Snapp et al., 2005). Las reducciones en la pudrición del tallo del maní (Brenneman et al., 2003) y nematodos en hortalizas (Sumner et al., 1999) y soja (Rodriquez-Kabana et al., 1988, 1989) fueron mayores después del pasto bahiagrass. También se ha demostrado que el centeno, el altramuz, el cáñamo, el frijol terciopelo y el sorgo repelen los nematodos. Hartzog y Balkcom (2003) informaron que bahiagrass y bermudagrass en un sistema de algodón o maní ayudaron a reducir los nematodos y otras plagas. También se ha demostrado que la rotación de cultivos basada en césped interrumpe los ciclos parasitarios de los animales (Franzluebbers, 2007). Loomis y Conner (1992) informaron de una reducción de los parásitos cuando los cultivos forrajeros pastoreados se rotaron con cultivos de trigo. Finalmente, el pastoreo del ganado en pastizales minimiza el riesgo de epidemias de enfermedades que a menudo se observan en áreas concentradas de alimentación de ganado (Flora, 2003).
Reducción de presión de malezas
Se ha informado que muchas especies de cultivos forrajeros ayudan a romper los ciclos de malezas en los cultivos anuales de cereales a través de la competencia, la alelopatía y las alteraciones microclimáticas (Gardner y Faulkner, 1991). Si bien no se comprenden bien las interacciones entre las malezas y el pastoreo-cultivo, hay indicios de que el pastoreo de ganado puede controlar algunos pastos invasores; sin embargo, los animales también pueden transportar semillas de malezas viables a otras áreas a través de sus excrementos. Entz y col. (1995) reportaron reducciones en la presión de las malezas cuando los forrajes se integraron con trigo y otros cultivos de granos, y los beneficios continuaron acumulándose cuando se incluyó el pastoreo (Entz et al., 2002). Martin (1996) citó reducciones de malezas cuando el trigo se rotó con un cultivo de pasto.
Rendimiento y salud animal
El ganado criado con una dieta a base de plantas al aire libre proporciona beneficios económicos y ambientales. Franzluebbers y Stuedemann (2004) encontraron que la ganancia de peso del ganado promedió 287 kg / ha y 419 kg / ha, respectivamente, en los cultivos de invierno de centeno y mijo perla. El rendimiento de los novillos en trigo de invierno pastado durante 84 a 115 días fue de aproximadamente 2 lb / animal / día a una carga de 2 cabezas / acre (Horn et al., 1995). El pastoreo en franjas también condujo a una alta eficiencia alimenticia para las vacas de carne durante un período de pastoreo de invierno de 54 días en Dakota del Norte (Neville et al., 2007). El equipo de enfoque integrado de UI Livestock hizo la transición de la granja Schuette de Breese, Illinois, a un sistema integrado y redujo sus necesidades de alimento almacenado de 5,000 lb / vaca / año a menos de 1,000 lb, sin pérdida de productividad (Univ. De Illinois, 2008 ). Los beneficios nutricionales de una dieta basada en plantas para el ganado incluyen concentraciones más altas de ácidos grasos omega-3, como el ácido linoleico conjugado, que tiene propiedades antiinflamatorias y anticoagulantes (Daley y Abbott, 2006; Flora, 2003; French et al. ., 2000).
Problemas de seguridad alimentaria
Las prácticas de seguridad alimentaria para reducir las toxinas y la contaminación microbiana están en la mente de todos los agricultores, pero especialmente de los agricultores que integran animales y cultivos en el mismo sistema. Los estudios que comparan cultivos de pastoreo y ganado criados de forma orgánica y convencional no han encontrado, en general, diferencias significativas en la seguridad alimentaria entre los sistemas convencionales y orgánicos (Bourn y Prescott, 2002; Maffei et al., 2013; Oliveira et al., 2012; Blanco-Penedo et al., 2012). En un estudio, se encontró que el trigo convencional tenía más micotoxinas en un proyecto piloto, pero no se encontraron diferencias significativas en un experimento más extenso. En una comparación de ganado en España, no hubo diferencias de seguridad alimentaria en el ganado de carne orgánico o convencional, pero se informó que la carne de vacuno orgánica tenía una calidad superior. En una encuesta de comparación de pollos de engorde orgánicos versus convencionales, no se encontraron diferencias significativas en la presencia de Salmonella, pero Campylobacter fue mayor en los pollos de engorde criados orgánicamente. Los sistemas de pastoreo que reducen la carga larvaria o desprendida de parásitos internos mejorarán la productividad del ganado en pastos orgánicos (Larsen, 2006). Los pastizales de pastoreo continuo no logran romper el ciclo de vida de estos parásitos, mientras que los pastos de pastoreo rotacional frecuentemente reducen la carga de larvas de parásitos (Stromberg y Averbeck, 1999). Este proyecto explorará un área de investigación relativamente nueva para integrar el ganado en los sistemas de cultivo y examinar el efecto sobre la salud de las plantas y los animales y la seguridad de los productos.
Beneficios Económicos
Stuedemann y col. (2003) estimaron que la conversión del 10% de las llanuras costeras del sur en pastos daría como resultado una ganancia anual de 40% más de ganado vacuno y mayores beneficios económicos, a través de una reducción en los costos de insumos y una mayor productividad de la tierra. Gardner y Faulkner (1991) encontraron que el ingreso total de la finca se incrementó en un 20% con la adición de ganado en el sistema agrícola. Hill y col. (2004) reportaron $ 311 / ha adicionales en ingresos agrícolas provenientes del ganado que pastaba en un cultivo de cobertura de invierno de centeno o raigrás, mientras que Gamble et al. (2005) obtuvieron de $ 185 a $ 200 / ha cada año que el ganado pastaba con cultivos de cobertura de invierno. Carr y col. (2005) promedió un retorno de $ 65 / acre a mano de obra y administración en un sistema integrado en comparación con los valores negativos para los cultivos de granos solamente. El rendimiento económico de la granja se puede mejorar cuando los productores alimentan su cosecha de forraje en pie o en hileras, pastan o empacan el exceso de cosecha para la alimentación de invierno, o almacenan para la venta posterior. Acevedo y col. (2006) encontraron que los costos anuales de pasturas orgánicas de gramíneas y leguminosas eran de $ 114 / acre, y el heno orgánico obtenía una prima del 10-30% sobre los precios convencionales. A través de una coordinación más efectiva entre los diversos participantes del mercado, han surgido mejoras en la calidad promedio de la carne de res (Hueth y Lawrence, 2002), ya sea como miembros de una cooperativa de mercadeo orgánico, como Organic Valley / Organic Prairie, vendiendo individualmente o comercializando directamente a tiendas minoristas. Los beneficios de mercado en un sistema alternativo incluyen la participación activa del productor en toda la cadena de valor, a diferencia del sistema convencional donde existen relaciones inconexas y de desconfianza entre los operadores de vacas / terneros y los corrales de engorde / empacadores (Flora, 2003). Los incentivos para producir carne de res orgánica incluyen precios superiores orgánicos, que a menudo obtienen un 50% más que los precios convencionales, y el potencial de exportar a países, como la UE, que han prohibido las hormonas artificiales (Flora, 2003).
La necesidad de investigación adicional sobre sistemas integrados
Actualmente, existe información limitada sobre la adecuación de los ciclos de cultivo y pastoreo con las condiciones climáticas para una producción agrícola y ganadera óptima (Franzluebbers, 2007). La reintegración del ganado en el paisaje agrícola tendría múltiples beneficios, incluida la mejora de la calidad del suelo y la posible mitigación de plagas. La protección o mejora del carbono y otros nutrientes en la materia orgánica del suelo está en el centro de las regulaciones orgánicas, a fin de mantener la fertilidad y la estructura del suelo en sistemas sostenibles (Manley et al., 2007). Los productores orgánicos encuestados en nuestra región se esfuerzan por lograr granjas orgánicas cerradas e integradas, confiando en los insumos producidos en la granja o localmente tanto como sea posible para satisfacer las necesidades de alimentos y nutrición de los cultivos y el ganado. La construcción o el mantenimiento de depósitos de C y N del suelo para el uso posterior de los cultivos es una consideración importante en el desarrollo de sistemas agrícolas sostenibles. En encuestas nacionales de agricultores orgánicos (OFRF, 2007), el manejo de malezas y la fertilidad del suelo se han citado como áreas de preocupación destacadas. Los investigadores han confirmado que la incorporación de estiércol y residuos de cultivos secuestra C en los suelos, mejora la función del suelo y mitiga la erosión (Russelle y Franzluebbers, 2007), y que la agricultura orgánica a largo plazo y la aplicación de estiércol mejoran el ciclo de nutrientes y la supresión de plagas al promover la calidad del suelo. y biodiversidad (Birkhofer et al., 2008; Carpenter-Boggs et al., 2000; Pimentel et al., 2005). Los mecanismos que subyacen a la mejora de las condiciones ambientales en las granjas orgánicas incluyen una mejor retención de agua y nutrientes del suelo debido al contenido mejorado de materia orgánica del suelo (MOS) resultante de diversas secuencias de cultivos, y la aplicación de enmiendas de base orgánica como cultivos de cobertura y estiércol (Liebig y Doran, 1999 ). Los sistemas integrados de cultivo y ganado brindan oportunidades para optimizar los servicios del agroecosistema, incluido el reciclaje de nutrientes del estiércol de ganado para la absorción de los cultivos y la devolución al ganado como alimento y forraje. Eliminar el carbono de la atmósfera y reciclarlo a través de sistemas basados en plantas también puede resultar un factor importante para mitigar la tasa de cambio climático global. Con la disminución de las materias primas baratas, se deben desarrollar fuentes alternativas de fertilidad, basadas en los principios ecológicos de la fijación biológica de nitrógeno de las leguminosas forrajeras y el reciclaje de nutrientes, tanto para las granjas orgánicas como para las convencionales (Badgley et al., 2007). Mediante un mayor uso de estrategias que mejoran o secuestran el carbono en los suelos agrícolas a través del estiércol y los residuos vegetales (Gaskell et al., 2000), la "huella de carbono" de la agricultura se reducirá considerablemente. Teasdale y col. (2007) encontraron que las mejoras del suelo ocurrieron cuando las prácticas de labranza cero convencionales fueron reemplazadas por métodos de agricultura orgánica, a pesar de que la labranza se utilizó en los sistemas orgánicos. El C y el N del suelo fueron más altos después de nueve años en un sistema orgánico en comparación con tres sistemas convencionales de labranza cero, dos de los cuales incluían cultivos de cobertura.
Si bien a menudo se cultivan para diferentes atributos, los cultivos forrajeros, pastos, césped, heno y cultivos de cobertura pueden usarse en sistemas integrados de cultivo y ganado. Los cultivos de cobertura que demuestran potencial para el pastoreo de ganado en nuestra región incluyen trigo, centeno, avena, cebada, raigrás anual, arveja vellosa, arveja común, trébol carmesí, pasto de huerto y festuca alta (Sojka et al., 1984), guisante de invierno, subterráneo trebol, lespedeza (Duck y Tyler, 1991; Rao y Phillips, 1999; Rao et al., 2003; Reeves y Delaney, 2002). Hendrickson y col. (1963a) estimaron que la pérdida de suelo podría reducirse de 45 Mg / ha bajo un sistema de cultivo (algodón) a menos de 1 Mg / ha bajo pasto perenne, pero incluso sin conversión a gran escala en pastos, integrando una rotación de avena de 3 años. / lespedeza forrage-lespedeza-cotton condujo a una reducción en la pérdida de suelo de 55 Mg / ha en comparación con las pérdidas en el algodón continuo (Carreker, 1946), y una reducción de 10 Mg / ha en un forraje de avena / vicia / sunnhemp-maní rotación en comparación con maní continuo (Hendrickson et al., 1963b). Se ha comprobado que el efecto del cultivo forrajero en la rotación dura varios años. Como Giddens et al. (1971a, 1971b) demostraron que el nitrógeno orgánico del suelo liberado después de un cultivo forrajero de festuca alta fue utilizado por un cultivo de maíz hasta por 5 años. Las operaciones de pastoreo integradas también podrían conducir a una mejor calidad del aire y el agua a través de la distribución uniforme del estiércol a través de la matriz del paisaje en contraste con las áreas concentradas (Grierson et al., 1991). Los cultivos de forrajes y pastos reducen la escorrentía de agua y nutrientes y mejoran la infiltración de agua (Gardner y Faulkner, 1991) y, como encontraron Hartzog y Balkcom (2003), el agua se conservó en el perfil del suelo cuando el pasto bahia y el pasto bermuda se integraron al algodón y rotaciones de maní.
El sobrepastoreo es un tema que requiere atención, particularmente donde la cobertura vegetal, la diversidad, la calidad del suelo, la calidad del agua subterránea y superficial se ven afectadas negativamente (Flora, 2003). Si bien se sabe que la producción de heno elimina una cantidad significativa de nutrientes, incluidos N y P, del suelo, el pastoreo puede ayudar en el reciclaje de nutrientes a través de la excreción de orina y estiércol. Por ejemplo, bajo presiones de pastoreo moderadas, el P y K del suelo se retienen en su mayoría y permanecen en equilibrio con las necesidades de los cultivos, mientras que el N del suelo tiende a perderse. Además, el comportamiento de pastoreo de los animales individuales puede influir en la distribución de nutrientes en el campo, lo que afecta la producción de grano posterior, mientras que aumentar la rotación de pastoreo ayuda a aliviar los efectos de la congregación de animales en la distribución de nutrientes del suelo. Franzluebbers y Stuedemann (2004) informaron un efecto neutro del ganado en la biomasa de los cultivos de cereales subsiguientes y una ganancia de peso animal proporcional en los cultivos forrajeros integrados en un sistema de cultivo de sorgo y trigo, con la productividad del sistema de componentes combinados de cultivos y ganado mejorando los rendimientos económicos. Se pueden lograr beneficios productivos, ambientales y económicos aumentando la multifuncionalidad de la finca a través de la integración de cultivos forrajeros con cultivos de granos, pero hay escasez de información sobre la integración de cultivos forrajeros de temporada corta en sistemas cultivo-ganadería (Gardner y Faulkner , 1991), y prácticamente no hay información sobre estos efectos dentro de los sistemas orgánicos. El desarrollo de un control eficaz de parásitos en sistemas integrados tampoco se comprende bien y se incluye en este proyecto.
Efectos sociales
El conocimiento y las habilidades que pueden mejorarse mediante la integración de cultivos y ganado incluyen el manejo y la salud del rebaño, las prácticas de cercado, la tecnología de suministro de agua, el equilibrio de los suministros de forraje y la mano de obra durante todo el año y la obtención de tierras adicionales potenciales para cubrir las necesidades de pastoreo (Gardner y Faulkner, 1991). ). Múltiples estudios han asociado cambios en el uso de la tierra agrícola con usos competitivos (Moak et al., 1994), cambios estructurales en el sector agrícola (Offutt, 1997) y oportunidades cambiantes de ocupación agrícola (Hines y Rhoades, 1994). Debido a que la mayoría de las granjas de EE. UU., Incluidas aquellas con operaciones basadas en pasto, consisten en operaciones pequeñas y medianas que están más diversificadas y enfatizan las relaciones familiares, dependiendo menos de la mano de obra contratada (Winrock International, 2001), es fundamental comprender sus sistemas de valores, y contrastar cómo negocian las ganancias en comparación con operaciones más grandes y menos diversificadas (Johnson, 1994). Este proyecto se centra principalmente en operaciones orgánicas de vacas / terneros en granjas pequeñas y medianas, ya que los productores de vacas / terneros normalmente dependen del pastoreo (Flora, 2003). En una encuesta de 2002 sobre las actitudes de los productores y las limitaciones de un sistema basado en pastos en Iowa, el 84% de los encuestados dijeron que estarían dispuestos a incluir forrajes porque es un "uso de la tierra más ambientalmente racional", y el 32% indicó que estarían dispuestos a cambiar porque reduciría el riesgo (Hanson et al., 2002).
Además de los valores económicos, los valores sociales que sustentan los sistemas orgánicos integrados, tales como maximizar la inversión en capital natural; reducir la contaminación y los efectos nocivos para la salud derivados de los agroquímicos persistentes en la agricultura convencional; mejora del bienestar de los animales en un entorno basado en pastos; y las interacciones familia-comunidad en torno a paisajes cambiantes y sus implicaciones se evaluarán en este proyecto. La mano de obra reviste una importancia clave, ya que se encontró que las necesidades de mano de obra aumentaron en un 50% cuando se agregó ganado al sistema agrícola en Dakota del Norte, y el 15% de ese aumento de tiempo se superpuso con los tiempos de manejo de cultivos (Gardner y Faulkner, 1991). Debido a que la educación y la experiencia se citan como los métodos más prometedores para superar muchas barreras sociales para la adopción de sistemas integrados de cultivo y ganado (Franzluebbers, 2007), se establecerán procesos iterativos, donde los participantes compartirán aspectos positivos y negativos de los sistemas integrados.
En contraste con los programas actuales de investigación y extensión que enfatizan una mayor producción por finca (Flora y Francis, 2000), este proyecto inspirará innovación, resiliencia y más alternativas para las operaciones agrícolas pequeñas y medianas que mejoran el flujo de información entre los productores y los usuarios finales de sus productos (Flora, 2001). Sin embargo, se deben evaluar las barreras sociales para que los sistemas integrados cultivo-ganadería progresen. Es necesario abordar la falta de apoyo de infraestructura y la información insuficiente sobre el equilibrio de las necesidades laborales para acelerar la aceptación de estos sistemas (Hardesty y Tiedman, 1996). Los indicadores de la sostenibilidad de las granjas y los hogares a partir de la integración de los componentes de cultivos y ganado orgánicos se evaluarán mediante encuestas y grupos de enfoque. Los indicadores incluirán, entre otros, la estabilidad económica, la calidad del suelo y el agua, el rendimiento y la salud de los cultivos y el ganado, el uso de energía, las condiciones de trabajo y la aceptación social. El intento de comprender las dimensiones y la dinámica de las decisiones de los productores puede contribuir a la formulación de políticas agrícolas más efectivas en aras de mantener prácticas basadas en el pasto (Dixon, 2000). Los ejemplos exitosos de conversión y demanda del mercado, demostrados a través de este proyecto, ayudarán a los productores a determinar si estos nichos de mercado son apropiados para ellos (Acevedo et al., 2006). Debido a que la investigación para construir una agricultura más sostenible requiere una perspectiva de sistemas con alta participación de los agricultores (Flora, 1992), los agricultores orgánicos están incluidos en el diseño, ejecución y evaluación del proyecto. Utilizando la definición de agricultura sostenible presentada por Francis y Youngberg (1990), este proyecto reducirá la degradación ambiental, mantendrá la productividad agrícola, promoverá la viabilidad económica a corto y largo plazo y ayudará a mantener comunidades rurales estables y calidad de vida. .