VALORACIÓN SEMI-INTEGRAL DE LOS SERVICIOS

ECOSISTÉMICOS DE ABASTECIMIENTO DE

ALIMENTOS, REGULACIÓN DE ESPECIES

INVASORAS Y REGULACIÓN DE EROSIÓN

PRESTADOS POR UN CULTIVO DE FRÍJOL EN LA

VEGA (CUNDINAMARCA).

Lina Herrera Cárdenas Asesora: Gwendolyn Peyre

Universidad de los Andes Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental

Enero de 2018

2

Tabla de contenido Índice de tablas 3

Índice de figuras 4

1. Introducción 6

2. Objetivos 10

General: ..................................................................................................................................... 10

Específicos: ................................................................................................................................ 10

3. Materiales y métodos 10

A. Área de estudio 10

B. Diseño experimental y trabajo de campo 11

C. Laboratorio 15

D. Análisis estadísticos 15

4. Resultados 17

A. Ecología 17

i. Ancho de las plantas ......................................................................................................... 17

ii. Alto de las plantas ............................................................................................................. 19

iii. Porcentaje hojas afectadas ........................................................................................... 21

B. Cuantificación de servicios ecosistemicos 23

i. Producción de alimentos ................................................................................................... 23

ii. Servicio ecosistémico de erosión ...................................................................................... 26

iii. Especies invasoras ......................................................................................................... 29

C. Valoración de servicios ecosistémicos 32

5. Discusión de resultados 37

6. Conclusiones 42

7. Referencias 42

3

Índice de tablas

Tabla 1. Combinaciones de los factores analizados para cada parcela. ........................................... 12

Tabla 2. Fechas de adición de pesticidas y fertilizantes. ................................................................... 14

Tabla 3. Como interpretar los resultados de los análisis de suelos. Espinoza et. al, 2012. .............. 15

Tabla 4. Resultados de ANOVA para el ancho de las plantas ........................................................... 18

Tabla 5. Resultados ANOVA para el alto de las plantas. ................................................................... 20

Tabla 6. ANOVA hojas malas. ............................................................................................................ 22

Tabla 7. Resultados ANOVA para la producción de semilla comercial. ............................................ 24

Tabla 8. Resultados ANOVA para la cantidad frijoles por vaina. ....................................................... 25

Tabla 9. ANOVA tamaño vaina. ......................................................................................................... 26

Tabla 10. ANOVA para la pérdida de tierra por erosión. .................................................................. 27

Tabla 11. ANOVA para la pérdida de arcilla por erosión. .................................................................. 28

Tabla 12. Diferencia de profundidad de horizontes para cada parcela. ........................................... 28

Tabla 13. ANOVA para especies invasoras. ....................................................................................... 29

Tabla 14. Convenciones..................................................................................................................... 30

Tabla 15. Resultados modelo de regresión. ...................................................................................... 31

Tabla 16. Ingresos económicos por parcela. ..................................................................................... 33

Tabla 17. Costos por deshierbar. ...................................................................................................... 35

Tabla 19. Producción a 30 años......................................................................................................... 36

Tabla 20. Ganancias esperadas con y sin erosión. ............................................................................ 37

4

Índice de figuras

Figura 1. a). Uso de fertilizantes en América Latina (kg/ha de tierra arable). b). Consumo de

fertilizantes de nitrógenos y fosfatos (ton/ha de tierra arable), FAO (2014). ............................ 6

Figura 2. Diagramas de caja para el ancho de las plantas según a) el tratamiento, b) el tipo de

semilla y c) la barrera ................................................................................................................ 17

Figura 3. Ancho de las plantas. .......................................................................................................... 19

Figura 4. Diagramas de caja para el alto de las plantas según a) el tratamiento, b) el tipo de semilla

y c) la barrera ............................................................................................................................ 19

Figura 5. Alto de las plantas. ............................................................................................................. 21

Figura 6. Diagramas de caja para el porcentaje de hojas afectadas de las plantas según a) el

tratamiento, b) el tipo de semilla y c) la barrera ...................................................................... 21

Figura 7. Porcentaje hojas malas. ..................................................................................................... 22

Figura 8. Diagramas de caja para el peso de frijol según a) el tratamiento, b) el tipo de semilla y c)

la barrera ................................................................................................................................... 23

Figura 9. Diagramas de caja para el número de fríjoles por vaina según a) el tratamiento, b) el tipo

de semilla y c) la barrera ........................................................................................................... 24

Figura 10. Diagramas de caja para el tamaño de la vaina según a) el tratamiento, b) el tipo de

semilla y c) la barrera ................................................................................................................ 25

Figura 11. Diagramas de caja para la cantidad de tierra según a) el tratamiento, b) el tipo de

semilla y c) la barrera ................................................................................................................ 26

Figura 12. Diagramas de caja para la cantidad de arcilla según a) el tratamiento, b) el tipo de

semilla y c) la barrera ................................................................................................................ 27

Figura 13. Diagramas de caja para el aumento del porcentaje de hierba según a) el tratamiento, b)

el tipo de semilla y c) la barrera ................................................................................................ 29

Figura 14. Porcentaje especies invasoras por parcela. ..................................................................... 30

Figura 15. Correlación producción de fríjol y a) porcentaje especies invasoras, b) erosión en la

parte de arriba de la parcela ..................................................................................................... 31

Figura 17. Diferencias de producción para la combinación de factores. .......................................... 32

Figura 18. Ingresos asociados a la producción de fríjol en cada parcela. ......................................... 33

Figura 19. Etapas de degradación del suelo bajo explotación agrícola inadecuada. (FAO, s.f). ....... 36

5

6

1. Introducción Según las Naciones Unidas, la población mundial en el 1994 se estimaba en 5.700 millones de

personas. Con un crecimiento anual de entre 80-100 millones, en el 2017 existían 7.600 millones y

se proyecta que para el 2050 habrán 9.800 millones de personas. Debido a estos importantes

cambios poblacionales, también se ha presentado un incremento significativo en la demanda de

alimentos, lo que implica un aumento de la producción por intensificación de las practicas o por

ampliación de las áreas geográficas explotadas. Según el Millenium Ecosystem Assesment –MEA-

(2005) alrededor de un cuarto de la tierra disponible en el mundo se encuentra cultivada, además

de que el 60% de los sistemas ecosistémicos en el mundo han sido degradados. El MEA busca

establecer la relación entre los servicios prestados por los ecosistemas y el bienestar humano,

clasificando los diferentes servicios y asociándolos a los componentes del bienestar: seguridad,

salud, libertad y opciones, relaciones sociales, y acceso a bienes materiales necesarios. Para

intensificar la producción de alimentos, una práctica común es el uso de fertilizantes en mayor

cantidad que aseguran una mayor producción y reducen el periodo de barbecho en la fertilidad del

suelo (FAO, 2014). Por ejemplo para el 2011, en los países de América Latina y el Caribe se aplicaron

45.7 toneladas de nitrógeno por hectárea de tierra agrícola, mientras que en el 2000 se aplicaban

solamente 30 toneladas por hectárea (Figura 1, FAO 2014).

Figura 1. a). Uso de fertilizantes en América Latina (kg/ha de tierra arable). b). Consumo de fertilizantes de nitrógenos y fosfatos (ton/ha de tierra arable), FAO (2014).

Según la FAO (2008) se observa que el consumo en el 2011 se encontró entre las 110 y 361.4

toneladas por hectárea de tierra arable en el país, valor que se encuentra en el rango más alto de

uso de fertilizantes para américa latina (FAO, 2014). Además, se espera un crecimiento anual del

1.8% en el uso de fertilizantes desde el 2008 hasta el 2018, por lo que para este año se espera que

7

el uso de fertilizantes sea superior a 200.5 millones de toneladas, un 25% superior al registro del

2008 (FAO, 2018). A pesar de que los fertilizantes logran una mayor producción de alimentos en un

menor tiempo, también tienen un fuerte impacto en los medios ambiente, social y económico.

Según Altieri (1987), los productos químicos y las prácticas agrícolas no sostenibles impactan

fuertemente los procesos energéticos, biogeoquímicos, hidrológicos y de regulación biótica de los

ecosistemas. Una de las opciones de cultivo sostenible es la agricultura orgánica, que corresponde

a aquellos sistemas agrícolas que mediante la producción sana y segura de alimentos desde un

punto de vista social, económico y ambiental, aprovechan las características del suelo (como su

fertilidad) para obtener una buena producción. De igual forma, esta metodología busca la menor

invasión posible del ecosistema, respetando las capacidades y exigencias naturales de las plantas,

los animales y el paisaje, teniendo como objetivo la optimización de la calidad de los productos

obtenidos al igual que del medio ambiente (Observatorio Agrocadenas Colombia, 2005).

De esta manera, la agricultura orgánica busca cumplir con los tiempos y condiciones

requeridas por el suelo, sin forzarlo ni acabar con nutrientes naturales, y utilizando procesos

biológicos de control de pestes y plagas para manejar los cultivos, y presenta varias ventajas frente

a la tradicional, algunas económicas y otras ambientales (Fedeorgánicos, 2013). En primer lugar, los

productos cultivados orgánicamente tienen un mayor valor agregado al momento de su venta, por

lo que se suelen vender a un precio más elevado por su calidad. En segundo lugar, estimula la

recuperación y mantenimiento de la fertilidad del suelo, a la vez que diversifica la producción

vegetal y animal. En tercer lugar, estimula la presencia de especies animales y vegetales del lugar,

lo que optimiza el equilibrio estructural de la biodiversidad nativa. En cuarto lugar, aprovecha los

recursos naturales buscando que perduren en el tiempo y reutiliza y recicla los desechos generados

por el cultivo, logrando así una agricultura más sostenible. Por último, la agricultura orgánica tiene

una mayor capacidad para superar los impactos negativos del cambio climático, lo que hace que los

cultivos sean más estables en el tiempo (Azadi et Al., 2011). Así, en la teoría los cultivos orgánicos

presentan ventajas económicas, ambientales y sociales frente a la agricultura tradicional.

Según PROCOLOMBIA (2015), en Colombia se contaba con 5.2 millones de hectáreas

cultivadas, de las cuales solo el 1% se cultivaba orgánicamente en 2015. Esto se debe a que los

productos orgánicos no han tenido mucho desarrollo en el país, debido a factores de

comportamiento, preferencias, ingresos económicos y de mercado y por falta de información sobre

las ventajas del producto (Martínez, 2016). Esta situación es contraria a la que se presenta en

Norteamérica y Europa, en donde los productos orgánicos se encuentran dentro de la canasta

familiar, ya que muchas personas reconocen las ventajas en cuanto a salud, impacto ambiental y

social asociadas a la producción sostenible. De acuerdo al Instituto de Investigación de Agricultura

Orgánica (2018), FIBL por sus siglas en inglés, para el 2016 57.8 millones de hectáreas se

encontraban cultivadas orgánicamente en todo el mundo, lo que equivale al 1.2% del total de la

tierra cultivada. Adicionalmente, para el 2014 se alcanzaron ventas equivalentes a 80 billones de

doláres americanos. El consumo per cápita promedio de alimentos orgánicos correspondía a 12.1

USD, siendo los países con mayor consumo Suiza (304 USD), Dinamarca (252 USD) y Suecia (218

8

USD). Sin embargo, se establece que la cultura de consumo orgánico se encuentra en crecimiento,

haciendo así que la demanda aumente, superando la oferta existente en Colombia (Martínez 2016).

Según el Instituto Humboldt y el Ministerio de Ambiente (2014) los sistemas sociales no son

independientes de los sistemas ecológicos y los primeros dependen de los segundos, en especial de

los servicios prestados por los ecosistemas. De acuerdo a la Organización de las Naciones Unidas

para la Agricultura y la Alimentación (FAO) los servicios ecosistémicos hacen referencia a los

beneficios que la sociedad recibe de la naturaleza y que intervienen en el bienestar humano. Estos

servicios son los que hacen posible la vida humana, y comprenden cuatro clases principales según

el MEA (2005). La primera es la de servicios de abastecimiento que hacen referencia a los beneficios

materiales que las personas obtienen de los ecosistemas. Dentro de estos se encuentran la

obtención de alimentos y agua potable, fibras, madera y combustibles y farmacopea entre otros.

Luego, se encuentran los servicios de regulación, que hacen referencia a la regulación de los

procesos a corto y mediano plazo en los ecosistemas. Algunos ejemplos son la regulación de la

calidad del aire, control de inundaciones, al igual que la regulación de la erosión y de las especies

invasoras. Después están los servicios culturales que son aquellos beneficios no materiales que las

personas obtienen a partir de los ecosistemas, como por ejemplo inspiración, identidad cultural,

bienestar espiritual y espacios de recreo. Finalmente, se encuentran los servicios de soporte que

hacen referencia a aquellos servicios necesarios para que puedan tener lugar los otros servicios

ecosistémicos, como por ejemplo el ciclo de regulación a corto plazo de nutrientes, el ciclo

hidrológico y la productividad vegetal.

Para la agricultura, la erosión es una problemática particularmente relevante porque genera

una estabilidad edáfica y una disminución en los nutrientes del suelo remanente (FAO, 1993) y

presenta una considerable disminución en el rendimiento de los cultivos (FAO, 2014. Según La

erosión afecta diferentes parámetros del suelo como el pH y la cantidad de nutrientes disponibles.

En efecto, la fertilidad del suelo se puede ver afectada hasta 150 centímetros de profundidad debido

a la erosión, que a su vez no permite el reciclaje de nutrientes. Estos cambios debidos a la erosión,

generan alteraciones en la fertilidad del suelo lo que termina afectando su capacidad para mantener

una agricultura productiva (Mobung, 1972). Según la FAO (1993), los factores asociados a la erosión

del suelo que reducen esta productividad se pueden clasificar en dos grupos principales: la

disminución de los contenidos de materia orgánica y nutrientes presentes en el suelo, y la

degradación de la estructura del suelo y disminución de su capacidad de retención de agua. La

cubierta vegetal presente contribuye a prevenir la erosión del suelo, restituye su contenido de agua

y controla la inundación del mismo mediante el aumento de la infiltración y de la reducción del

escurrimiento superficial. Esto a su vez evita que el agua que se escurre se lleve capa vegetal, de

tierra y arcilla, evitando así la erosión (Altieri, 1992). Una de las consecuencias más importantes de

la erosión del suelo (sobre todo en agricultura) es la degradación del mismo, lo que termina

afectando la fertilidad y por ende la producción en los cultivos.

Por otro lado, se habla de especies invasoras cuando una especie que aprovecha un nicho

disponible y/o compite con las otras especies presentes, y se propaga por el mismo a gran velocidad,

9

afectando la estructura y funcionamiento del ecosistema (Castro-Díez et al. 2004). La composición

y abundancia de especies invasoras presentes en un cultivo tiene diferentes consecuencias en el

ecosistema donde se encuentra el mismo (Ojasti, 2001). Según Aguilar (2005), al introducir

intencional o no intencionalmente especies invasoras se pueden presentar diferentes situaciones,

como desequilibrios ecológicos entre las poblaciones nativas, cambios en la estructura trófica del

ecosistema, pérdida de biodiversidad y de especies nativas y desplazamiento de las mismas, y un

incremento en las enfermedades de las especies debido a la reducción de la diversidad genética.

Según Santamaría et. al (2008)., una de las razones por las cuales se puede presentar este fenómeno

es por la hipótesis del Escape de los Enemigos naturales, que postula que al ser introducidas en un

ecosistema diferente al originario, las especies invasoras experimentan una liberación de la

regulación que sobre ellas ejercían sus enemigos naturales (depredadores, parásitos, etc.) por lo

que se presenta una tasa de mortalidad mucho menor, incrementando así su expansión y su rango

invasor. Además, el impacto de las especies invasoras es tanto ecológico como económico. El

primero se debe a la pérdida de irrecuperable de especies y ecosistemas nativos, lo que termina

afectando la integridad de los ecosistemas terrestres y acuáticos. Esto a su vez termina afectando

la agricultura, silvicultura y pesca impactando la economía, además de representar una riesgo para

la salud pública y los usos tradicionales de los recursos naturales. En cuanto a los cultivos, la

presencia de especies invasoras tales como malezas vegetales, disminuyen el rendimiento de la

producción ya que entran en competencia con las plantas cultivadas por los recursos hídricos y de

nutrientes, lo que incrementa los costos del cultivo y llevan a un uso intensivo de agroquímicos

(Ojasti, 2001).

Por otro lado, dentro del campo de la economía se ha empezado a tener en cuenta el valor de

los sistemas ecológicos en la toma de decisiones, ya que las decisiones que se tomen en cuanto al

manejo ecológico determinarán el estado presente y futuro de los recursos naturales disponibles

(Rodríguez y Cubillos, 2012). Según Constanza et. al (1997), en el manejo de sistemas económicos

teniendo en cuenta el aspecto ecológico, los principales objetivos corresponden a la evaluación y

aseguramiento de que las actividades antropológicas sean ecológicamente sostenibles, la

distribución justa de bienes y recursos tanto entre la generación actual, como entre la generación

actual y las futuras generaciones, al igual que entre los humanos y otras especies, y finalmente la

asignación eficiente de recursos (de mercado y de no mercado) y de servicios ecosistémicos. Sin

embargo, la valoración económica de muchos de los servicios ecosistémicos presenta grandes

dificultades, ya que muchos son cuantificables directamente y en algunos casos no existen mercados

en los que se podrían comercializar los bienes y servicios (de Groot et al, 2002). Debido a lo anterior,

una manera comprobada de valorar económicamente a los servicios es usar metodologías directas

para servicios de abastecimiento e indirectas para servicios de regulación, culturales y de soporte.

La valoración económica directa corresponde al valor de intercambio que se le puede asignar a un

bien dentro de un mercado (por ejemplo el precio de mercado de un alimento), mientras que la

valoración indirecta se presenta cuando no existen mercados para un servicio, por lo que es

necesario utilizar medios indirectos para calcular un valor económico aproximado (por ejemplo la

regulación de la erosión) (de Groot, 2002). Dichas valoraciones económicas permiten asignarle un

10

valor monetario a los servicios ecosistémicos estudiados, permitiendo así incluirlos en la toma de

decisiones a nivel personal (cada agricultor) e institucional (políticas gubernamentales).

En el presente proyecto se plantea el análisis ecológico y la valoración económica de tres

servicios ecosistémicos en cultivos orgánicos, semi-orgánicos y no orgánicos para cuantificar y

comparar su desempeño demostrando el valor económico agregado que presentan o no presentan

en las prácticas agrícolas sostenibles en sistemas de montaña tropical. Se tomará como cultivo de

referencia el frijol que es una especie no invasora en el área de cultivo, que se da bien bajo las

condiciones climáticas y de suelo de la finca ubicada en La Vega (Cundinamarca), y cuyo tiempo de

cosecha rápida de aproximadamente 4 meses. Según Fenalce (2014), el consumo per cápita de frijol

en Colombia era de 3.4 kg/habitante, por lo que es posible establecer que el fríjol es un producto

que presenta un alto consumo en la sociedad colombiana, por lo que se considera que al analizarlo

se tiene un mayor impacto social con el proyecto. Los tres servicios que se analizarán son

abastecimiento de alimentos, regulación de especies invasoras y regulación de la erosión.

Finalmente, se procederá a la valoración del primero con valoración económica directa, y la

valoración de los otros dos es una valoración económica indirecta.

2. Objetivos

General:

Comparar prácticas agrícolas sostenibles y no sostenibles de frijol, evaluar ecológicamente y

económicamente a sus servicios ecosistémicos de abastecimiento de alimentos, regulación de

erosión y regulación de especies invasoras

Específicos:

Evaluar ecológicamente a diversos cultivos de frijol que difieren en términos de

semilla, uso de pesticidas y presencia de barrera en base a su crecimiento y

resistencia a plagas

Realizar la valoración económica de los tres servicios ecosistémicos:

abastecimiento de alimentos, regulación de plagas y regulación de erosión en los

cultivos establecidos.

Realizar una recomendación sobre cual combinación de factores es mejor en el

aspecto ecológico y económico.

3. Materiales y métodos

A. Área de estudio

El área donde se desarrolló el proyecto corresponde a la finca Camino Real ubicada en la vereda El

Roble en el municipio de La Vega, Cundinamarca (4o56’15”N, 74o20’21”O). Cuenta con una

extensión de 23 hectáreas de las cuales 4.5 se encuentran cultivadas con eucalipto (variedades

pulvurulenta, silver dollar y baby blue), 1 cultivadas con pino patula y 1 con café (variedad casquilla).

El área que se destinó a establecer el cultivo del proyecto corresponde a 12 parcelas cada una de 4

metros de ancho por 5 metros de largo, con un espaciamiento entre parcelas de un metro, para un

11

total de 0.06 hectáreas. El cultivo se encuentra rodeado por un bosque andino nativo al norte,

cultivo de mora al oeste, cultivo de lulo al este y herbazal salvaje al sur. En cuanto a las condiciones

ambientales de la finca, ésta se ubica a una altura de entre 1900 y 2150 m.s.n.m, y presenta un clima

templado con aproximadamente 30 mm de lluvia al día. Los principales meses de lluvia

corresponden a Enero, Abril, Mayo, Octubre y Noviembre, y el resto son meses secos. En el mes de

Noviembre se pueden presentar fuertes lluvias llegando hasta los 120 mm/evento. De igual forma,

en ocasiones se tienen periodos de sequía alcanzando los 3 meses, principalmente a mediados de

año (Herrera, 2018). Según la clasificación de Köppen-Geigen, el área de estudio corresponde a una

zona Aw (Hübner, 2009). El terreno de la zona cultivado presente una fuerte pendiente superior a

45° y un substrato bastante rocoso .

B. Diseño experimental y trabajo de campo

Se establecieron parcelas de 5x4 metros con diferentes condiciones combinando varios factores

para identificar el efecto de cada uno de los factores en el cultivo y en los servicios ecosistémicos

prestados por el mismo (Figura 2). En cada parcela se sembraron 6 filas con 10 plantas cada una.

Primero, Se diferenciaron cultivos orgánicos, semi-orgánicos y no orgánicos según el tipo de

tratamiento: no-orgánico, semi-orgánico y orgánico. El tratamiento no--orgánico correspondió al

uso de fertilizantes y pesticidas químicos del mercado, el semi-orgánico al uso de fertilizantes y

pesticidas orgánicos (certificados), y el orgánico al no uso de fertilizantes ni pesticidas. Segundo, se

consideraron modalidades usando semilla comercial y orgánica. La semilla comercial hace

referencia a la semilla de fríjol que se consigue en tiendas agropecuarias (como Fedepapa). Dado

que no se consiguió semilla orgánica, lo que se realizó fue sembrar fríjol orgánico que se adquirió

en comercios que venden únicamente productos orgánicos, en este caso en Hortaliza Orgánica

Verdes El Rosal. Finalmente, se consideraron opciones de presencia o no de barrera biológica. Las

barreras se sembraron dejando un espacio de un metro y medio entre parcelas, mientras que en

las parcelas sin barreras, no se dejo espacio entre las mismas La especie que se utilizó para formar

las barreras ecológicas fue el arbusto duranta (familia Verbenaceae), una especie consideraba como

adecuada para el estudio por su porte denso ideal para limitar movimientos edáficos de erosión, ser

una especie nativa no invasora y su rápida adaptación a las condiciones ambientales del lugar.

De esta manera, se tuvieron 12 posibles combinaciones de los factores mencionados(Tabla 1)

12

Parcela Tratamiento Químico

Tratamiento Orgánico

Sin Tratamiento

Con Barrera

Sin Barrera

Semilla Comercial

Semilla orgánica

1 X X X

2 X X X

3 X X X

4 X X X

5 X X X

6 X X X

7 X X X

8 X X X

9 X X X

10 X X X

11 X X X

12 X X X Tabla 1. Combinaciones de los factores analizados para cada parcela.

Debido a las condiciones topográficas del área de cultivo y para no contaminar cultivos semi-

orgánicos y orgánicos con el tratamiento químico de los no-orgánicos, se ubicaron en consecuencia

las parcelas (Figura 2). Se observa que las tres parcelas que se trataron químicamente se encuentran

alineadas, y que lo mismo sucede que las que tienen tratamiento orgánico y sin tratamiento. Lo

anterior es importante debido a que si no hubiera sido así, la pendiente del terreno podría generar

que se filtraran los diferentes tratamientos a parcelas que se estaban cultivando de manera

diferente.

13

Una vez el diseño experimental establecido, los fertilizantes y pesticidas tanto químicos

como orgánicos se adicionaron después de que el fríjol empezó a germinar. Se adicionaron

fertilizantes y pesticidas varias veces a lo largo del cultivo (Tabla 2)

Figura 2. Diagrama de campo.

14

Tratamiento Semana 2 Semana 4 Semana 12

Químico 1 cm/L pesticida

20 gr/planta fertilizante

1 cm/L pesticida

20 gr/planta fertilizante

2 gr/4L agua pesticida

Orgánico 3 cm/L agua pesticida

30 gr/planta fertilizante

3 cm/L agua pesticida

30 gr/planta fertilizante

10 mm/L agua pesticida

Tabla 2. Fechas de adición de pesticidas y fertilizantes.

Se midió el tamaño de las plantas y el porcentaje de cada una que se encontraba afectada por

plagas o pestes cada 4 semanas. Adicionalmente, se estimó “a ojo” el porcentaje de maleza vegetal

en cada una de las parcelas. Esta medición se realizó 2 veces a lo largo de la cosecha, la primera en

la quincena 3 y la segunda en la quincena 8.

La medición de cada uno de los parámetros para la evaluación ecológica y para los diferentes

servicios ecosistémicos se presentan a continuación:

i. Ecología (crecimiento y afectación por plagas de las plantas): se realizaron mediciones de

crecimiento a las plantas cada tres semanas (1.5 quincenas). Se midió el alto de la planta

(desde el suelo hasta la última hoja presente) y el ancho de la misma. Además, se estimó el

porcentaje de afectación por plagas de las hojas de cada planta (hojas amarillentas o cafés).

ii. Servicio ecosistémico de abastecimiento de alimentos: se realizó una sola medición al final

del cultivo, cuando se obtuvo la cosecha. Se cuantificó la cantidad de fríjol producida para

cada una de las parcelas, al igual que las condiciones del fríjol (maduro verde, maduro

amarillo, maduro afectado por la lluvia) y las características del producto obtenido (color,

cantidad de granos por vaina y longitud de la vaina) para 10 muestras aleatorias de cada

parcela, teniendo en cuenta que las cosechas se realizaron con 15 días de diferencia (entre

las semillas comercial y orgánica) debido a la diferencia de tiempo en la siembra.

iii. Servicio ecosistémico de regulación de erosión: se realizaron dos mediciones, una al

comienzo del cultivo y una al realizar la cosecha. Utilizando una sonda de suelo se extrajo

suelo en cuatro puntos (para cada parcela), dos arriba y dos abajo entre los surcos centrales.

Se cuantificó la longitud de los horizontes A y B extraídos hasta llegar al substrato rocoso, y

se llevaron muestras de 1kg de cada horizonte del punto central del cultivo, para

caracterizar su edafología respectiva. Luego, cuando se realizó la cosecha se volvió a extraer

suelo en puntos muy cercanos a los originales para cuantificar la cantidad de cada capa

luego de la adición de los diferentes tratamientos.

iv. Servicio ecosistémico de regulación de especies invasoras: se realizaron tres mediciones de

la cantidad de malezas vegetales en las parcelas: una al comienzo del cultivo, una a la

quincena 4 (mitad del experimento) y una al final al momento de la cosecha. En cada

momento se estimo el porcentaje de la parcela que se encontraba cubierto por especies

invasoras, todas especies incluidas.

15

C. Laboratorio

Se realizó un análisis preliminar de caracterización del suelo donde se estableció el cultivo y se

analizaron los siguientes factores en los dos primeros horizontes A y B: Humedad, pH, materia

orgánica, Nitrógeno total y Fósforo total. Las muestras de los dos horizontes en bolsas Ziploc

marcadas, fueron llevadas al laboratorio de Geología de la Universidad de los Andes para realizar

los estudios pertinentes.

De acuerdo a los resultados obtenidos en el laboratorio y según Molina (2007), se puede

establecer que el suelo es ácido, ya que su pH corresponde a 5.61. Por otro lado, para la muestra de

suelo No. 1 (Horizonte A), el contenido de materia orgánica es óptimo pues se encuentra entre el 5

y el 10%. Para la muestra No. 2, el contenido de materia orgánica es alto pues es superior al 10%.

En cuanto a los nutrientes presentes en el suelo, según McKean (1993) el contenido de nitrógeno

presente para las dos muestras es medio, pues se encuentra entre el 0.2 y el 0.5%. En cuanto al

contenido de fósforo, según Espinoza et. al (2012), es muy alto, pues como se observa en la tabla 3

supera por varios ordenes de magnitud las cantidades óptimas de fósforo en el suelo (36-50 ppm).

Esto se puede deber al uso previo de productos químicos (como fertilizantes y pesticidas) que ha

podido ser utilizado en el terreno durante los años anteriores.

Tabla 3. Como interpretar los resultados de los análisis de suelos. Espinoza et. al, 2012.

D. Análisis estadísticos

Se analizaron los resultados obtenidos y se establecieron las principales diferencias entre los

factores influyentes. Se realizaron análisis estadísticos mediante el programa R Studio (R 3.3.1).

i. Ecología

Permitió evaluar y comparar el crecimiento en alto y ancho y la afectación por plagas de las plantas

de las diferentes parcelas. Se realizaron análisis de varianza (ANOVA) para establecer cuales de los

factores influían en el crecimiento de las plantas y en el porcentaje de hojas dañadas.

i. Cuantificación de servicios ecosistémicos

16

Para el Servicio ecosistémico de abastecimiento de alimentos: se realizó un análisis

estadístico mediante un ANOVA para identificar factores que influyeron en la cantidad

producida y las condiciones de la cosecha. Para el análisis de la producción se tuvieron en

cuenta tres estados de la vaina: dañado por agua, amarillo y verde (color de la cáscara de la

vaina). De igual manera, se realizó un análisis sobre la cantidad de los fríjoles por vaina, al

igual que de la longitud de la misma

Para el Servicio ecosistémico de regulación de erosión: se compararon las mediciones

realizadas al principio y al final de la cosecha, para poder identificar en qué parcelas se había

perdido suelo y que cantidad. Con una ANOVA, se identificaron los factores asociados a esta

perdida.

Para el Servicio ecosistémico de regulación de especies invasoras: se procedió a calcular el

incremento de este porcentaje de cobertura para cada una de las parcelas. Con una ANOVA,

se identificaron los factores asociados a estos cambios.

Finalmente, se relacionaron el peso de producción (fríjoles verdes, amarrillos y afectados por al

lluvia), considerada como la variable mas importante para producción, con las otras variables

involucradas: crecimiento, plagas, erosión y especies invasoras. Para realizar esto, se realizó un

modelo de regresión linear múltiple Ordinary Least Square. Para seleccionar las variables

significativas, se realizó un procedimiento “stepwise” con eliminación hacia atrás (backward). Este

análisis permitió evidenciar los roles de cada variable en afectar la producción y dirigir el tipo de

valoración de los tres servicios considerados, ya que según Moral (2006), los modelos de regresión

lineal permiten evaluar la relación entre una variable de interés (en este caso los servicios

ecosistémicos) y un conjunto de variables (las diferentes modalidades de agricultura).

ii. Valoración de servicios ecosistémicos

Para abastecimiento de alimentos, se realizo una valoración económica directa donde se pesó la

cantidad de frijol producido que es apta para la venta, la cantidad que se perdió debido a

pestes/plagas o lluvia y se cuantificó su equivalente monetario para los dos tipos de cultivo (precio

del mercado para fríjol orgánico y fríjol no orgánico). Así, se estableció cual sería la diferencia de

ganancias entre las modalidades de agricultura al igual que la diferencia de costos. Finalmente, se

procedió a calcular las utilidades monetarias para cada una de las técnicas.

Para la regulación de erosión, se procedió a una valoración económica indirecta. De acuerdo a

De Groot et al (2002) esta se puede realizar de acuerdo al costo evitado, el cual hace referencia al

costo en el que sería necesario incurrir si el servicio ecosistémico no existiera naturalmente. En este

caso, dicho costo sería el de las pérdidas monetarias asociadas a la baja productividad del terreno.

Si los resultados muestran que la erosión afecta significativamente a la producción de frijol,

entonces se calculará el tiempo productivo de un cultivo orgánico y uno no orgánico. Luego se

procedió a utilizar esta diferencia de tiempos para ver cuanto dinero se estaría perdiendo al no

poder producir más debido a la erosión generada en el suelo. Si los resultados muestran que la

erosión no afecta a la producción de frijol, entonces se calculara la pérdida de ganancias asociadas

17

a la producción de alimentos en el terreno debido a la baja productividad por el efecto de la erosión.

En caso de que la erosión no afecte la producción, se realizará una valoración menos fuerte en la

cual se calculará la erosión natural del suelo debida a lluvia. Esta valoración se relacionará con la

presencia o no de barrera ecológica en caso de que la barrera influencie la erosión.

Para la valoración de regulación de especies invasoras se empleo una técnica de valoración

indirecta. Al igual que en la regulación de la erosión, se cuantificó el costo en que sería necesario

incurrir para eliminar las especies invasoras presentes en el cultivo si las especies invasoras afectan

a la producción de frijol, entonces se estimará el costo del servicio en cuanto cuesta removerlas. En

caso de que el modelo arroje que la regulación de plantas invasoras no afecta la producción, se

procederá a calcular cuanto costaría remover las especies de los bordes de la parcela que puedan

afectar el drenaje de la misma.

4. Resultados

A. Ecología

i. Ancho de las plantas

En la figura 3 se presentan como el ancho de las plantas varia con el factor de tratamiento, el factor

de presencia de barrera y el factor tipo de semilla, al igual que la interacción entre los factores (figura

2):

Figura 2. Diagramas de caja para el ancho de las plantas según a) el tratamiento, b) el tipo de semilla y c) la barrera

Se puede observar que el tipo de tratamiento pareciera tener un efecto en el ancho de las

plantas, dado que el rango de valores al igual que la media varía entre los diferentes tratamientos.

Así, se observa que los valores más altos se presentan con el tratamiento químico, y que la menor

variación de tamaños se presenta en el tratamiento orgánico. De igual manera, se observa que las

medias de los tratamientos orgánico y sin tratamiento son iguales, mientras que la media del

tratamiento químico es mayor. En cuanto al factor tipo de semilla, se observa que se presenta una

diferencia entre las medias y las variaciones de los dos niveles del factor. Para el nivel comercial el

rango de valores es menor, pero la media es mayor, mientras que para el nivel orgánica sucede lo

contrario. En cuanto al factor presencia de barrera, se observa que se presenta una diferencia entre

18

los rangos y las medias de los dos niveles del factor. Así, la media del nivel con barrera es mayor a

la del nivel sin barrera, pero su variación es menor.

Por otro lado, se realizó un análisis de varianzas (ANOVA) teniendo en cuenta los tres

factores (tipo de tratamiento, tipo de semilla y presencia o no de barrera) (Tabla 4):

Tabla 4. Resultados de ANOVA para el ancho de las plantas

Para establecer si las variables y sus interacciones son influyentes en el ancho de las plantas,

es necesario observar la última columna de la tabla (Pr(>F), o p-value). El factor analizado esta

considerado como no significante si este valor es mayor al nivel de significancia de 0.05). Así, se

observa que para los tres factores (presencia barrera, tipo semilla y tratamiento) al igual que las

interacciones entre los factores barrera y tipo semilla, y barrera y tratamiento afectan el

comportamiento de la variable. Estos factores e interacciones son menores que el p-value. Por otro

lado, las interacciones de los factores tipo semilla y tratamiento, y de los tres factores no influyen

en el comportamiento de la variable. Estos resultados coinciden con los esperados de los diagramas

de caja presentados previamente, pues se establece que los tres factores influyen en la variables de

interés.

A continuación se presenta gráficamente el ancho de las plantas para cada parcela (Figura 3):

19

Figura 3. Ancho de las plantas.

Se observa que los mayores anchos se presentan para las parcelas 1 y la 5 que corresponden los

dos a tratamiento químico. Por otro lado, los menores anchos se presentaron en las parcelas 8 y 9,

que corresponden a tratamiento orgánico y sin tratamiento respectivamente (semilla comercial sin

barrera), es decir tratamiento semi-orgánico y orgánico.

ii. Alto de las plantas

A continuación se presentan los diagramas de caja que muestran el comportamiento del alto de

las plantas bajo cada uno de los factores (Figura 4).

Figura 4. Diagramas de caja para el alto de las plantas según a) el tratamiento, b) el tipo de semilla y c) la barrera

Para el alto de las plantas bajo el factor tratamiento se puede observar que las medias de

los tres niveles son bastante similares, pero que la dispersión de los valores es mayor para el

tratamiento químico. Además los valores más altos se presentan con este mismo tratamiento. En

cuanto al factor tipo semilla, no se evidencia una diferencia muy fuerte entre las medias de los dos

niveles. Sin embargo, la media del nivel orgánica es mayor que la del nivel comercial, y su rango es

mucho más amplio también. A pesar de tener una media más alta, el nivel semilla orgánica también

presenta los valores más bajos. En cuanto al factor presencia de barrera, se observa una diferencia

significativa entre las medias de los dos niveles. La media más alta al igual que el intervalo más

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 1 2 3 4 5 6

An

cho

de

las

pla

nta

s (c

m)

Periodo de tiempo (cada 3 semanas)

PARCELA 1

PARCELA 2

PARCELA 3

PARCELA 4

PARCELA 5

PARCELA 6

PARCELA 7

PARCELA 8

PARCELA 9

20

amplio se presentan para el nivel barrera. De igual manera, los valores más pequeños se presentan

en el nivel sin barrera.

Al realizar el ANOVA para el alto de las plantas de fríjol se obtuvieron los siguientes

resultados (Tabla 5):

Tabla 5. Resultados ANOVA para el alto de las plantas.

Se observa que los factores tratamiento, presencia de barrera y tipo semilla y las

interacciones entre los factores (de a pares y entre los tres) son significativos para la variable, es

decir que afectan el comportamiento de la misma. Es decir que todos los factores y todas las

interacciones afectan el comportamiento de la variable. Estos resultados difieren de los esperados

de los diagramas de caja, ya que los tres factores influyen en la variable de interés, pero en los

diagramas presentados se presenta un comportamiento similar para el tipo de tratamiento y el tipo

de semilla.

Por otro lado, a continuación se presenta gráficamente el crecimiento de las plantas en cada

parcela (Figura 5):

21

Figura 5. Alto de las plantas.

Se observa que el alto de las plantas es mayor para las parcelas 4, 6 y 7. Estas corresponden

a tratamiento químico, sin barrera y con semilla orgánica (parcela 4), tratamiento orgánico, con

barrera y semilla orgánica (parcela 6) y tratamiento orgánico, sin barrera y semilla comercial

(parcela 7). Las plantas con menor tamaño se encontraron en las parcelas 3 y 9, que corresponden

a tratamiento químico, sin barrera y con semilla comercial (parcela 3) y sin tratamiento, con barrera

y semilla comercial (parcela 9).

iii. Porcentaje hojas afectadas

Esta variable hace referencia a las hojas que tenían presencia de plagas (presentaban un

color amarillo-café y puntos blancos). Para establecer dicho impacto, a continuación se presentan

los diagramas de caja asociados a los diferentes factores (Figura 6):

Figura 6. Diagramas de caja para el porcentaje de hojas afectadas de las plantas según a) el tratamiento, b) el tipo de semilla y c) la barrera

Para el factor tratamiento, se observa que las medias de los diferentes niveles son bastante

similares, al igual que los rangos de los valores. Es decir que en la gráfica no se evidencia diferencias

entre los diferentes tratamientos. Para el factor tipo de semilla no se evidencia una diferencia muy

grande entre las medias de los dos niveles. Sin embargo, el rango de valores del nivel orgánica es

0

50

100

150

200

250

300

0 1 2 3 4 5 6

Alt

ura

(cm

)

Periodo de tiempo (cada 3 semanas)

PARCELA 1

PARCELA 2

PARCELA 3

PARCELA 4

PARCELA 5

PARCELA 6

PARCELA 7

PARCELA 8

PARCELA 9

22

menos amplio que el del nivel comercial, y su media es un poco menor que la de la semilla comercial.

Para el factor barrera, se observa que las medias de los factores son bastante similares, a pesar de

que los rangos de los valores cambian un poco.

Al realizar el ANOVA se obtuvo (Tabla 6):

Tabla 6. ANOVA hojas malas.

En el análisis de varianzas se observa que los factores presencia de barrera y tipo de semilla

afectan a la variable de interés, mientras que el factor tratamiento y la interacción entre factores

no son influyentes en la variable de interés, a excepción de la interacción entre los tres factores, que

si afecta la variable. Estos resultados difieren de los esperados en los diagramas de caja, ya que

existen dos variables significativas en el comportamiento de la variable de interés.

Por otro lado, a continuación se presenta gráficamente la cantidad de hojas malas de las

plantas en cada parcela (Figura 7):

Figura 7. Porcentaje hojas malas.

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

0 1 2 3 4 5 6

Po

rcen

taje

ho

jas

afec

tad

as

Periodo de tiempo (cada 3 semanas)

PARCELA 1

PARCELA 2

PARCELA 3

PARCELA 4

PARCELA 5

PARCELA 6

PARCELA 7

PARCELA 8

PARCELA 9

23

Se observa que los mayores porcentajes de hojas malas se presentan en las parcelas 6 y 8, que

corresponden a tratamiento orgánico, con barrera y semilla orgánica (parcela 6) y tratamiento

orgánico, sin barrera y semilla orgánica (parcela 8).

B. Cuantificación de servicios ecosistemicos

i. Producción de alimentos

Es necesario tener en cuenta que las parcelas que se sembraron con semilla orgánica y sin barrera

tuvieron que ser resembradas ya que ninguna planta se dio. Por lo anterior, no se alcanzó a

recolectar el fríjol para incluir los resultados en el presente estudio. En la figura 8 se presentan los

diagramas de caja asociados (figura 8):

Figura 8. Diagramas de caja para el peso de frijol según a) el tratamiento, b) el tipo de semilla y c) la barrera

En la figura 8 se observan las medias y rangos de los pesos de fríjol obtenido para cada una

de las condiciones cosechadas. Se tienen entonces: fríjol verde, fríjol amarillo, frijol afectado por la

lluvia y el total cosechado. Las medias entre las condiciones verde, amarillo y afectado por el agua

no son tan diferentes, y la del total es mayor ya que es la suma de las anteriores. Para el factor peso,

se observan similitudes entre las medias del tratamiento orgánico y del sin tratamiento. Sin

embargo, la media del tratamiento químico es superior a las otras dos, y su rango de valores es

mucho más amplio. Para el factor barrera, se observan diferencias entre las medias de los dos

factores. Sin embargo, es necesario tener en cuenta que de las parcelas sin barrera, aquellas

sembradas con semilla orgánica no se obtuvo cosecha por lo que la media se puede ver afectada.

Al realizar el ANOVA se obtuvo (tabla 7):

24

Tabla 7. Resultados ANOVA para la producción de semilla comercial.

De los resultados del análisis de varianzas se observa que los tres factores son influyentes en el

comportamiento de la variable. En cuanto a las interacciones, la única que influye en la variable es

aquella entre el tipo de semilla y el tratamiento. Estos resultados coinciden con los esperados de los

diagramas de caja presentados previamente.

En esta sección se analizó las diferencias entre el número de fríjoles por vaina (buenos y

podridos) y el tamaño de la vaina para las diferentes parcelas. Se tomaron 10 muestras aleatorias

de cada condición (dañado por agua, amarillo, verde) en cada parcela.

Variable número de fríjoles por vaina:

En la figura 9 se presentan los diagramas de caja para los diferentes factores y las diferentes

variables de interés. Sin embargo, dado que el número de fríjoles podridos por vaina fue muy

pequeño (3) no se tuvo en cuenta dado que no se considera que esta variable se vea afectada por

los diferentes factores.

Figura 9. Diagramas de caja para el número de fríjoles por vaina según a) el tratamiento, b) el tipo de semilla y c) la barrera

Para la variable número de fríjoles por vaina en cuanto al factor tratamiento, no se

evidencian diferencias entre las medias de los niveles. De igual manera, los rangos de valores

asociados a los cuartiles son iguales, por lo que no se cree que vaya a existir una influencia del factor

en la variable. Para la variable número de fríjoles por vaina y el factor semilla, se observa que los

dos niveles presentan la misma media y los mismos cuartiles. Debido a lo anterior, no se considera

25

que el factor sea influyente en la variable de interés. Para la variable número de fríjoles con el factor

presencia de barrera, se observa que las medias de los dos niveles son iguales, por lo que no se

esperaría que este factor sea influyente en el comportamiento de la variable.

En la tabla 8 se presentan los resultados del análisis de varianza:

Tabla 8. Resultados ANOVA para la cantidad frijoles por vaina.

Se observa que para esta variable, ninguno de los factores es significativo, por lo que no influyen

en el comportamiento de la variable analizada. En cuanto a las interacciones de los factores

solamente la interacción entre presencia de barrera y tipo de tratamiento afecta a la variable. Estos

resultados coinciden con los esperados en los diagramas de caja presentados.

Variable tamaño de la vaina:

En la figura 10 se presentan los diagramas de caja asociados:

Figura 10. Diagramas de caja para el tamaño de la vaina según a) el tratamiento, b) el tipo de semilla y c) la barrera

Para la variable tamaño de la vaina y el factor tratamiento se observa que las medias de los

niveles sin tratamiento y orgánico son bastante cercanas, mientras que la del nivel químico es un

poco mayor. Para la variable tamaño de la vaina y el factor tipo de semilla se observa que las medias

son iguales para los dos niveles analizados. Así, no se espera que el factor sea influyente en la

variable estudiada. En cuanto a la variable tamaño de la vaina y el factor presencia de la barrera se

26

observa que las medias para los dos niveles son bastante cercanas, por lo que en un principio no se

considera que este factor influya en la variable de interés.

En la tabla 9 se presenta el análisis de varianza para las distintas variables:

Tabla 9. ANOVA tamaño vaina.

Para esta variable se observa que los factores presencia de barrera y tipo de semilla no son

influyentes en el comportamiento del tamaño de la vaina. Sin embargo, el factor tratamiento si

afecta a esta variable. En cuanto a las interacciones, la de tipo de semilla y tratamiento, y la

interacción de los tres factores afectan el comportamiento de la variable. Estos resultados coinciden

con los esperados en los diagramas de caja presentados previamente.

ii. Servicio ecosistémico de erosión

Para el análisis de la erosión se calculo la variación en la cantidad de sustrato en cada uno de los

puntos de medición.

Variable tierra:

En la figura 11 se presentan los diagramas de caja asociados:

Figura 11. Diagramas de caja para la cantidad de tierra según a) el tratamiento, b) el tipo de semilla y c) la barrera

Para la variable horizonte A (tierra) bajo el factor tratamiento, se observar diferencias entre

las medias de los tres niveles. La menor es la del nivel químico, seguida por el nivel sin tratamiento

y finalmente por el nivel orgánico. Sin embargo, los rangos de valores son bastante similares para

los tres niveles. Para la variable tierra y el factor tipo semilla, se observan diferencias entre los dos

niveles. La media del nivel semilla orgánica es mayor que la del nivel semilla comercial. Los rangos

27

de valores son similares para ambos niveles. Para la variable tierra bajo el factor presencia de

barrera, se observa una diferencia entre las medias de los niveles para este factor. Cuando el nivel

es con barrera, la media es más baja que cuando el nivel es sin barrera. De igual manera, el rango

de valores del nivel sin barrera es más amplio que del nivel con barrera.

En cuanto al análisis de varianza, en la tabla 10 se presentan los resultados obtenidos:

Tabla 10. ANOVA para la pérdida de tierra por erosión.

Se observa que para la variable disminución de la tierra por erosión, solamente el factor tipo de

semilla es significativo con un nivel de significancia del 1%. Los otros factores y las interacciones

entre los mismos no son influyentes en el comportamiento de la variable. Estos resultados no

coinciden con los esperados en los diagramas de caja presentados previamente, ya que se esperaba

que las tres variables fueran influyentes.

Variable arcilla:

En la figura 12 se presentan los diagramas de caja asociados:

Figura 12. Diagramas de caja para la cantidad de arcilla según a) el tratamiento, b) el tipo de semilla y c) la barrera

Para el Horizonte B (Arcilla) bajo el factor tratamiento se observan algunas diferencias en

las medias de los niveles. La más baja es la del nivel químico, seguida por el nivel sin tratamiento y

finalmente por la del nivel orgánico. Los rangos de valores para los tres niveles son bastante

parecidos. Para la variable Arcilla bajo el factor tipo semilla, se observan diferencias entre las medias

de los niveles. La media de la semilla orgánica es un poco menor que la de la semilla comercial, y los

28

rangos de valores a pesar de no ser iguales (el del nivel orgánica es un poco más amplio) son

cercanos. Para la variable arcilla bajo el factor presencia de barrera, se observan diferencias entre

las medias de los dos niveles. Para el nivel barrera la media es más baja que para el nivel sin barrera,

y el rango de valores para este último es más amplio que para el primer nivel.

En la tabla 11 se presenta los resultados obtenidos al realizar el análisis de varianza:

Variable arcilla

Tabla 11. ANOVA para la pérdida de arcilla por erosión.

Para la variable arcilla, ninguno de los factores es influyente en el comportamiento de la

variable de decisión, ya que todos los p-value son mayores a la significancia, por lo que se espera

que deben ser otros factores los que influencian la variable de interés.

En la tabla 12 se presentan las diferencias de profundidad para los surcos de arriba y de

abajo en cada una de las parcelas:

Parcela Diferencia de profundidad surcos de arriba Diferencia de profundidad surcos de abajo

CQB 4.5 4

COB 19.5 9.5

CNB -3.5 4.5

CQS 9 -8

COS -3 26.5

CNS 15 19.5

OQB -7.5 17

OOB -2.5 4

ONB 3.5 23.5

Tabla 12. Diferencia de profundidad de horizontes para cada parcela.

Las parcelas que perdieron horizonte superior y ganaron inferior, son las que presentan mayor

erosión. Se observa que estas corresponden a la parcela 3 (semilla comercial, tratamiento químico,

con barrera), a la parcela 5 (semilla comercial, tratamiento orgánico, sin barrera), a la parcela 7

29

(semilla orgánica, tratamiento químico, con barrera) y a la parcela 8 (semilla orgánica, tratamiento

orgánico, con barrera).

iii. Especies invasoras

Al ingresar las diferencias de porcentajes en el programa se obtuvieron los siguientes

diagramas de cada (figura 13):

Figura 13. Diagramas de caja para el aumento del porcentaje de hierba según a) el tratamiento, b) el tipo de semilla y c) la barrera

Bajo el factor tratamiento, se observan diferencias entre las medias de los tres niveles. Se

evidencia que la más baja corresponde al nivel químico, seguida por la del nivel orgánico y

finalmente la de sin tratamiento. Además, se observan fuertes variaciones de los cuartiles y los

rangos de los valores. Bajo el factor tipo de semilla, se observa que la diferencia entre las medias de

los niveles es bastante significativa. La media del nivel semilla comercial es bastante menor que la

del nivel semilla orgánica, pero el 50% de los datos de la semilla comercial (caja) es mucho más

amplia que la de la semilla orgánica. Bajo el factor presencia de barrera, se observa una fuerte

diferencia entre las medias de los dos niveles. La media del nivel con barrera es menor que la del

nivel sin barrera, y el rango de datos de este último nivel es mucho más amplio que el del nivel con

barrera.

A continuación se presentan los resultados obtenidos en el análisis de varianza para la

variables especies invasoras (tabla 13):

Tabla 13. ANOVA para especies invasoras.

Para la variable de especies invasoras, se observa que ninguno de los factores ni las

interacciones son influyentes en la variable de decisión, pues todos los p-value son mayores al nivel

de significancia del 5%. Estos resultados difieren de los esperados en los diagramas de caja

previamente mencionados.

30

Por otro lado, a continuación se presenta gráficamente el aumento de la hierba en cada una

de las parcelas (figura 14):

Figura 14. Porcentaje especies invasoras por parcela.

*Nota: las convenciones de la figura 14 son como se presentan a continuación (tabla 14):

Convención Significado

Línea punteada Tratamiento químico

Línea rayas Tratamiento orgánico

Línea continua Sin tratamiento

Marcador triangular Con barrera

Marcador redondo Sin barrera Tabla 14. Convenciones.

Las parcelas 1, 3, 5, 7, 9 y 11 se sembraron con semilla comercial, y las parcelas 2, 4, 6, 8, 10 y

12 con semilla orgánica.

Se observa que las parcelas que menos incremento de maleza presentaron fueron la 1 y la 4.

Estas dos parcelas presentan tratamiento químico, con barrera y semilla comercial (parcela 1) y

tratamiento químico, sin barrera y semilla orgánica (parcela 4). Por otro lado, las que mayor

incremento presentaron fueron la 10 y la 11, que corresponden a sin tratamiento, con barrera y

semilla orgánica (parcela 10) y sin tratamiento, sin barrera y con semilla comercial (parcela 11).

i. Correlación entre la producción y las otras variables

El modelo inicial contuvo 7 variables: Tratamiento, Semilla, Barrera, Maleza, Erosión surcos de

arriba (Totalarriba) sumando las diferencias en los horizontes A y B, y Erosión surcos de abajo

(Totalabajo). Se eliminaron por orden de menor a mayor importancia: Totalabajo, Tratamiento,

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 8 16

Po

rcen

taje

mal

eza

Semana

PARCELA 1

PARCELA 2

PARCELA 3

PARCELA 4

PARCELA 5

PARCELA 6

PARCELA 7

PARCELA 8

PARCELA 9

PARCELA 10

PARCELA 11

31

Barrera y Semilla. El resultado del modelo final muestra la importancia de las variables maleza y

erosión arriba para la producción de frijoles (Tabla 15).

Tabla 15. Resultados modelo de regresión.

Los resultados muestran que la producción de alimentos disminuye significativamente cuando

aumenta la cobertura de especies invasoras (Figura 15.a). Estos resultados son consistentes con lo

que se esperaba inicialmente, ya que se presenta una competencia entre las plantas sembradas y

las especies invasoras por los recursos disponibles, lo que genera que se obtenga una menor

producción. Por otro lado, la producción de alimentos aumenta significativamente cuando la erosión

es menor, (valores más altos de la misma, es decir menor pérdida del horizonte arriba) (Figura 15.b).

Al igual que en el caso anterior, estos resultados son consistentes con lo que se esperaba

inicialmente, ya que entre menor erosión se presente en el suelo, mejores serán las condiciones

para que el cultivo se de. Así, al ser la erosión menor, se presentará una mayor cantidad de

nutrientes en el suelo disponibles para las plantas del cultivo, incrementando así la producción.

Figura 15. Correlación producción de fríjol y a) porcentaje especies invasoras, b) erosión en la parte de arriba de la parcela

32

Gracias a estos resultados, se puede dirigir la valoración del SE de abastecimiento de alimentos hacia

la mayor producción, el SE de regulación de erosión hacia el cálculo de la pérdida de producción

debida a erosión y el SE de especies invasoras hacia la remoción total de cobertura de especies

invasoras para garantizar la mayor producción de alimentos

C. Valoración de servicios ecosistémicos

i. Abastecimiento de alimentos

Para la valoración económica del abastecimiento de alimentos se presenta la tabla de diferencias

de pesos producidos en cada una de las parcelas (figura 17):

Figura 16. Diferencias de producción para la combinación de factores.

El costo del fríjol amarillo o verde corresponde a $3.000/kg para el no orgánico (Fenalce, 2017) y

$11.000/ kg para el orgánico (este precio se obtuvo preguntando el precio del kilogramo de fríjol en

los siguientes comercios orgánicos: Clorofila Orgánica, Aurora Orgánica, Balú Alimentos Orgánicos,

Ecosavia, El Molino Verde y Hortaliza Orgánica Verdes El Rosal ). Se tiene entonces que las ganancias

asociadas para cada parcela son (figura 18):

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

CQB COB CNB CQS COS CNS OQB OOB ONB

Pro

du

cció

n (

gr)

Parcela

VERDE

AMARILLO

33

Figura 17. Ingresos asociados a la producción de fríjol en cada parcela.

*Nota: el color azul hace referencia al tratamiento químico (metodología no orgánica), el color verde

al tratamiento orgánico (metodología semi-orgánica) y el color naranja a no tratamiento

(metodología orgánica).

Se tienen las siguientes diferencias económicas para las parcelas (tabla 16):

Total (gr) Total (kg) Ingresos

CQB 10885 10.885 $32,655

CQS 7708 7.708 $23,124

OQB 4434 4.434 $13,302

COB 5441 5.441 $59,851

COS 1499 1.499 $16,489

OOB 2858 2.858 $31,438

CNB 2020 2.02 $22,220

CNS 2182 2.182 $24,002

ONB 5366 5.366 $59,026

No orgánico 23027 23.027 $69,081

Semi-orgánico 9798 9.798 $107,778

Orgánico 9568 9.568 $105,248

Tabla 16. Ingresos económicos por parcela.

Dado que la producción semi-orgánica se puede vender como producto orgánico, el precio de venta

que se tuvo en cuenta fue el de $11.000 por kilogramo de fríjol. De esta manera, mediante la

$0

$10.000

$20.000

$30.000

$40.000

$50.000

$60.000

$70.000

CQB CQS OQB COB COS OOB CNB CNS ONB

Ingr

eso

s (C

OP

)

Parcela

34

metodología semi-orgánica se obtendrían ganancias equivalentes a 156% de las ganancias

obtenidas mediante la metodología no orgánica, y la producción orgánica generaría ganancias

equivalentes al 152% de las ganancias generadas mediante la metodología no orgánica.

Adicionalmente, los costos de cada una de las metodologías de producción se presentan a

continuación:

Bulto fertilizante químico: $30,0000

Frasco pesticida químico: $90,000

Bulto fertilizante orgánico: $13,000

Bulto pesticida orgánico: $50,000

Es importante tener en cuenta que es necesaria una unidad de cada uno de los anteriores (1 bulto

y 1 frasco) para el total del cultivo. Sin embargo, las parcelas con tratamiento químico consumen la

mitad de lo que consumen las parcelas con tratamiento orgánico. De igual manera, las cantidades

mencionadas alcanzan para un año, es decir más o menos 3 cosechas. Se tiene entonces que las

ganancias generadas por los cultivos corresponden a $38,098 para el cultivo no orgánico y $105,648

para el cultivo orgánico. Las ganancias de este último corresponden a aproximadamente 3 veces las

ganancias del primero.

Se puede observar en las figuras 15 y 16 que la producción con tratamiento químico es mayor que

la producción con tratamiento semi-orgánico y orgánico. Sin embargo, debido a que el precio de

venta de los productos semi-orgánicos y orgánicos es superior al precio de venta de los productos

no orgánicos, las ganancias generadas por los dos primeros son mayores a las del último. La ganancia

adicional por cultivar orgánicamente corresponde a $67,550 por cada 60 metros cuadrados.

ii. Especies invasoras

En cuanto a la regulación de especies invasoras, el modelo de regresión lineal permitió establecer

que este es un factor influyente en la producción de fríjol. Entre menor cobertura de especies

invasoras se presente en la parcela, mayor será la producción. Lo anterior se debe principalmente

por la competencia de recursos limitados que se da entre el fríjol y las especies invasoras (Ríos &

Vargas, 2003), caso en el que entre mayor competencia haya, menos nutrientes hay para que el

fríjol crezca. Debido a lo anterior, es necesario realizar la remoción manual de las especies que se

presenten en las parcelas constantemente, por lo que la valoración económica indirecta asociada a

este servicio ecosistémico corresponde al costo incurrido para realizar esta labor (contratación de

mano de obra).

Siguiendo con este orden de ideas, se calcula el costo que tendría contratar a un trabajador para

que quitara la maleza manualmente. Se tiene que una persona se demora aproximadamente 15

minutos por metro cuadrado para quitar la maleza presente. Dado que todas las parcelas son del

mismo tamaño, y que cada una mide 20 metros cuadrados, se calculará el tiempo necesario para

remover el porcentaje de maleza presente en cada una de ella y el costo asociado al mismo. El costo

de un jornal es de $30,000 y corresponde a 8 horas, es decir $937.5 por cada 15 minutos. Se tiene

entonces la siguiente información (tabla 17):

35

Tabla 17. Costos por deshierbar.

El costo total hace referencia al costo de deshierbe a lo largo del cultivo, que corresponde a 4 veces

por cosecha (cada 2 quincenas). Se observa entonces que las parcelas que sería mas costoso

deshierbar corresponden a las que presentan semilla orgánica, sin barrera y con tratamiento

químico y orgánico.

Se observa entonces que la metodología que mayores costos presenta es la semi-orgánica, siendo

la no orgánica la más económica. Estos resultados son coherentes con lo que se esperaba, ya que el

uso de fertilizantes químicos tiene un mayor impacto en el control de las especies invasoras que se

pueden presentar en un cultivo, mientras que los fertilizantes y pesticidas orgánicos contribuyen a

prevenir más no a controlar.

iii. Valoración servicio ecosistémico de erosión

Aquellos puntos en los que la cantidad de tierra o arcilla disminuyó en la parte de arriba y aumentó

en la parte de abajo es en donde mayor erosión se presentó, pues parte de la estructura de arriba

fue arrastrada hacia la parte de abajo. Dado que el modelo de regresión lineal mostró que este es

un factor influyente en la producción de frijol, la valoración económica de la erosión, se estableció

el tiempo productivo de un terreno erosionado y de uno no erosionado. A continuación se presenta

una gráfica que evidencia la productividad en función del tiempo y de la erosión (figura 19):

36

Figura 18. Etapas de degradación del suelo bajo explotación agrícola inadecuada. (FAO, 2014).

Se observa que a partir del año 25 la productividad del suelo es inferior al 50% para suelos

erosionados. De igual manera, desde el año 0 la productividad del suelo empieza a decrecer

significativamente. Asumiendo que la producción obtenida en la primera cosecha corresponde a

una productividad del 100%, y que si no se presenta erosión la producción será igual a lo largo del

tiempo, se tienen los siguientes resultados (tabla 19):

Parcela Tratamiento Producción 5 10 15 20 25 30 >30 años

1 CQB 10885 10885 10885 10885 10885 10885 10885 10885

2 COB 5441 5441 5441 5441 5441 5441 5441 5441

3 CNB 2020 1919 1717 1616 1414 808 606 303

4 OQB 7708 7322.6 6551.8 6166.4 5395.6 3083.2 2312.4 1156.2

5 OOB 1499 1424.05 1274.15 1199.2 1049.3 599.6 449.7 224.85

6 ONB 2182 2072.9 1854.7 1745.6 1527.4 872.8 654.6 327.3

7 CQS 4434 4434 4434 4434 4434 4434 4434 4434

8 COS 2858 2715.1 2429.3 2286.4 2000.6 1143.2 857.4 428.7

9 CNS 5366 5366 5366 5366 5366 5366 5366 5366

10 OQS 0

11 OOS 0

12 ONS 0 Tabla 18. Producción a 30 años.

*Nota: los valores en rojo representan aumento de la erosión.

Se tiene entonces una pérdida productiva a largo plazo del 85%. Si se asume que el precio de venta

del fríjol permanecerá constante durante los próximos 30 años, se tiene una diferencia de ganancias

económicas entre tratamientos de (tabla 20):

37

Parcela 5 10 15 20 25 30 >30 años

CQB $32,655 $32,655 $32,655 $32,655 $32,655 $32,655 $32,655

COB $59,851 $59,851 $59,851 $59,851 $59,851 $59,851 $59,851

CNB $21,109 $18,887 $17,776 $15,554 $8,888 $6,666 $3,333

OQB $21,968 $19,655 $18,499 $16,187 $9,250 $6,937 $3,469

OOB $15,665 $14,016 $13,191 $11,542 $6,596 $4,947 $2,473

ONB $22,802 $20,402 $19,202 $16,801 $9,601 $7,201 $3,600

CQS $13,302 $13,302 $13,302 $13,302 $13,302 $13,302 $13,302

COS $29,866 $26,722 $25,150 $22,007 $12,575 $9,431 $4,716

CNS $59,026 $59,026 $59,026 $59,026 $59,026 $59,026 $59,026

Total org. $514,685 $491,574 $480,018 $456,907 $387,574 $364,463 $329,797

Total semi-org. $526,908 $502,945 $490,963 $467,000 $395,109 $371,146 $335,200

Total no org. $339,624 $328,062 $322,281 $310,719 $276,033 $264,471 $247,128

Total orgánico $ 3,025,017

Total orgánico esperado $ 3,772,230

Total semi-orgánico $ 3,089,270

Total semi-orgánico esperado $ 3,772,230

Total no orgánico $ 2,088,318

Total no orgánico esperado $ 2,417,835 Tabla 19. Ganancias esperadas con y sin erosión.

Se observa que la diferencia entere las ganancias esperadas por el cultivo orgánico (tratamiento

orgánico y sin tratamiento) son de $670,812 y para el cultivo no orgánico (tratamiento químico) son

de $329,517.

5. Discusión de resultados

A pesar de que se han realizado estudios sobre el impacto de metodologías orgánicas en la

producción de diferentes alimentos en el mundo, no se ha realizado la valoración económica y

ecológica de los servicios ecosistémicos estudiados en el presente proyecto para la combinación de

los factores asociados a producción orgánica, semi-orgánica y no orgánica. De esta manera, se

esperaba cuantificar económicamente los servicios ecosistémicos prestados por la combinación de

los factores, para así proceder a realizar una recomendación sobre cual de ellos es el mejor en

términos ecológicos y económicos para un cultivo nativo en condiciones de montaña neo tropical.

38

Debido a lo anterior, el presente estudio es novedoso en cuanto a que busca incluir dentro de las

ganancias económicas de un cultivo los servicios ecosistémicos de abastecimiento, regulación de

erosión y regulación de especies invasoras. Según Camacho y Luna (2012) la valoración de los

servicios ecosistémicos y su introducción en los modelos económicos utilizados para la planeación

estratégica a nivel nacional es de gran importancia, pues son necesarios para el desarrollo social,

ambiental y económico de la sociedad. De esta manera, es necesario un análisis integral que permita

realizar valoraciones directas e indirectas para cuantificar la importancia de los mismos.

En cuanto a la ecología de las plantas, a lo largo de la cosecha se observaron diferencias

entre los diferentes factores. Para el factor Tratamiento, las plantas a las que se les adicionaron

fertilizantes y pesticidas químicos presentaban un mayor tamaño, además de un crecimiento más

rápido. Las parcelas en las que se adicionaron componentes orgánicos, las plantas presentaron un

crecimiento más lento y un menor tamaño que las del tratamiento químico, y en las parcelas en las

que no se adicionó ningún tipo de tratamiento se observaron menores tamaños. Esto debería

deberse a que los fertilizantes químicos proveen el suelo con mayores cantidades de nutrientes,

llegando a duplicarse o incluso triplicarse (FAO, 2002), lo que debería contribuir al más rápido

crecimiento de las plantas.

La valoración económica demostró que para el abastecimiento de alimentos, las ganancias

generadas por la venta de productos orgánicos son bastante mayores a las de productos no

orgánicos. Esto se debe a la diferencia de precios entre los dos producto, que según PROCOLOMBIA

(2015) se da porque los consumidores están dispuestos a pagar entre el 10 y el 30% más por

productos orgánicos frente a los no orgánicos. Según Martínez (2016), esto se debe principalmente

a que las personas entre los 14 y los 33 años buscan cada vez más productos alimenticios naturales,

menos procesados y que presenten mayores beneficios para la salud, además de que el incremento

en las restricciones dietarias de la población ha contribuido al aumento en la demanda de productos

orgánicos. Debido a lo anterior, la demanda de alimentos orgánicos presenta un fuerte crecimiento

a nivel mundial, casi del 50% en Estados Unidos y Canadá, del 40% en Europa y del 7% en Asia. El

crecimiento mundial proyectado a mediano plazo es del 15% según PROCOLOMBIA (2015).

Adicionalmente, los costos asociados a la producción orgánica son mayores que a la producción

tradicional, pero no lo suficientemente altos como para resultar en ganancias menores.

Además, a pesar de que la producción orgánica genera mayores ganancias que la producción

no orgánica, la cantidad de alimento producidos orgánicamente es bastante inferior a la producida

tradicionalmente. Según Birkhofer et. al (2008), los cultivos orgánicos presentan una menor

productividad que los cultivos en los que se utilizan fertilizantes y herbicidas químicos, pero tienen

menores impactos negativos en el medio ambiente. El presente estudio muestra que mediante

tratamiento químico se obtuvieron 23,027 gramos de fríjol en 3 parcelas, mientras que mediante

tratamiento orgánico (tratamiento orgánico + sin tratamiento) se obtuvieron 19,633 gramos en 6

parcelas. El equivalente de la producción de tratamiento orgánico corresponde a 9,683 gramos, es

decir aproximadamente el 42% de lo producido químicamente. Según la FAO, para cubrir la

demanda alimenticia que se proyecta para el 2050 (con una proyección poblacional de 9.700

millones de personas según la ONU), sería necesario que la agricultura a nivel mundial produjera

39

casi 50% más de lo que produce actualmente. Según Dibb et al. (2005), para poder suplir este

incremento en la producción es necesario el uso de fertilizantes en los cultivos, ya que su utilización

está directamente relacionada con la productividad de los mismos.

Sin embargo, es necesario también tener en cuenta los trade-offs entre los diferentes

servicios ecosistémicos. Esto hace referencia a que no son independientes, y que pueden tener

efectos entre ellos (Martín-López y Montes , 2010). En este caso, el servicio de abastecimiento de

alimentos puede ser mejor si se utiliza un tratamiento químico para mejorar la productividad del

cultivo, pero el uso de este tipo de productos puede influir negativamente en el servicio de

regulación de erosión, lo que Según el Instituto Humboldt (2014) hace referencia a un trade-off

temporal, en el cual se presenta un beneficio a corto plazo (mayor producción de alimentos) pero

se tiene un costo a largo plazo (degradación de los suelos y reducción de la productividad de los

mismos). Este tipo de trade-off también se cataloga como entre servicios ecosistémicos, pues se

está manejando la provisión de alimentos pero se está perdiendo la regulación de erosión.

En cuanto a la regulación de la erosión, es necesario tener en cuenta no solo la pérdida de

productividad de la tierra (que conlleva un impacto económico en el agricultor) sino también la

degradación ecológica del ecosistema. Según Quiroz e Hincapié (2008), en Colombia el 97% de la

erosión de los suelos es causada por la lluvia, además de otros factores como las altas pendientes y

el uso y manejo inadecuado de los suelos. Según estos autores, el manejo de coberturas vegetales

pueden contribuir a la prevención de la pérdida de suelos debido a la erosión hídrica, ya que

protegen al suelo del impacto de las gotas de lluvia, además de contribuir a la aireación y a la

estructura del suelo (debido a sus raíces). Adicionalmente, incrementan el contenido de materia

orgánica al igual que la infiltración de agua en el suelo, reduciendo así la velocidad y el volumen de

la escorrentía superficial, lo que se traduce en una menor corrosión del suelo (Quiróz e Hincapié,

2007). De esta manera, se mejora la productividad de los suelos y por ende la sostenibilidad de los

mismos.

En cuanto a la regulación de especies invasoras, la valoración económica estableció que es

más rentable contratar a una persona para que deshierbe regularmente a sembrar barreras

ecológicas en el cultivo. Sin embargo, en cuanto a la valoración ecológica, las especies invasoras

tienen diferentes efectos en los cultivos. Esto genera que el control de especies invasoras sea difícil

de realizar, además de la ventaja que tienen sobre las especies nativas. Por otro lado, según Ojasti

(2001), la expansión de las especies invasoras implica la competencia por espacio, luz, nutrientes y

otros recursos vitales con las especies nativas, lo que impacta negativamente en la abundancia,

distribución, viabilidad y funciones ecológicas de las especies nativas, o en este caso de las especies

que se están cultivando. Según Martín-López et al. (2010), las especies invasoras también tienen

una incidencia en la cantidad de activos ambientales (capital natural) presente en un ecosistema.

Además, afectan a los componentes del mismo (composición, estructura y funcionamiento),

influyendo en la capacidad de los mismos para prestar servicios a la sociedad.

Debido a lo anterior, en la valoración ecológica de la regulación de especies invasoras, es

necesario tener en cuenta el impacto que tendría el permitir que la maleza dentro del cultivo crezca

40

y removerla manualmente. A pesar de que la remoción manual de las especies puede convertirse

en un “enemigo natural” de las mismas, es necesario implementar medidas que aseguren la mínima

invasión posible, por lo que se considera que la utilización de barreras biológicas es una medida

recomendable que junto a la remoción regular de la maleza presente pueden contribuir al cuidado

de la biodiversidad del lugar. Además, según Pérez y Marasas (2013) la constante labranza para la

remoción de la maleza generaría una perturbación en el suelo, lo que impactaría negativamente la

erosión del suelo. Esto generaría nuevamente un trade-off entre servicios ecosistémicos, donde se

mejora la regulación de especies invasoras pero se ve afectada la regulación de la erosión.

Por otro lado, según la FAO (2017), algunos de los desafíos para la estabilidad alimentaria y

la disponibilidad de alimentos son en primer lugar mejorar la productividad agrícola de una manera

sostenible para poder cubrir el incremento en la demanda alimentaria y en segundo lugar garantizar

una base sostenible de producción agrícola para garantizar los recursos naturales. El primero hace

referencia al desarrollo de mejoras y metodologías en la conservación y uso de los recursos

naturales, con el fin de poder suplir la demanda creciente pero sin poner en riesgo los recursos

naturales (renovables y no renovables). El segundo trata de basar el incremento de la producción

agrícola en la conservación y uso eficiente de los recursos naturales, pues son necesarios no solo en

el presente sino también en el futuro, y por lo tanto es necesario garantizar su existencia a futuro.

Debido a lo anterior, se considera que económicamente el uso de tratamiento orgánicos es

mejor que el uso de tratamientos químicos. Sin embargo, a pesar de que los tratamientos químicos

proveen un mayor abastecimiento de alimentos, se considera que mediante el desarrollo de

tecnologías sostenibles se puede llegar a suplir el crecimiento de la demanda de alimentos,

asegurando así la conservación de los ecosistemas y de los recursos naturales, contribuyendo

además al desarrollo de otros servicios ecosistémicos como la regulación de la erosión. Según

Kilcher (2007) la agricultura orgánica contribuye al desarrollo económico, social y ambientalmente

sostenible, además de representar una alternativa más estable y segura en el tiempo.

Según Pérez y Marasas (2013), los sistemas agrícolas que cuentan con una alta tecnificación

son una alternativa viable a corto plazo para los productores que cuentan con un alto capital, pero

resultan ser ecológica y socialmente inviables a largo plazo. Los mismos autores establecen que el

mejoramiento de la calidad del suelo es un aspecto central en el manejo productivo agroecológico,

ya que contribuye a las sinergias e interacciones ecológicas positivas que optimizan el

funcionamiento de los ecosistemas. Algunas prácticas que pueden contribuir a la regulación de la

erosión son el uso de cultivos de cobertura y de cercas y corredores biológicos, la rotación de

cultivos, los barbechos naturales y el mantenimiento de especies silvestres en los cultivos y

labranzas manuales (Pérez y Marasas 2013). Estas contribuyen a mantener la cobertura vegetal,

además de amortiguar el impacto de los agentes erosivos (como la lluvia y la escorrentía) y la mejora

de las propiedades físicas del suelo. Adicionalmente, los sistemas de producción intensiva

esconden los efectos a corto plazo de la erosión, debido a que el alto uso de fertilizantes

contrarrestan la disminución de la productividad del cultivo (Brunel y Seguel 2011). Sin embargo,

dependiendo del espesor del horizonte superior del suelo (principalmente) y de las propiedades

fisicoquímicas del suelo superficial y sub-superficial la resiliencia del suelo variará. Esto tendrá

41

fuertes repercusiones en el impacto a futuro sobre la producción, pues un suelo con una baja

resiliencia podrá no recuperarse de grandes pérdidas asociadas a la erosión, resultando en un

terreno infértil. Debido a lo anterior, se considera que la mejor opción para un cultivo es el uso de

diferentes prácticas que contribuyan a la regulación de la erosión. Algunas de ellas (como el uso de

barreras biológicas y la reducción en lo posible de la labranza) contribuyen de igual manera a otros

servicios ecosistémicos, como la regulación de especies invasoras.

Los resultados del presente estudio establecieron que económicamente, el tratamiento

orgánico es el que genera mayores ganancias para el productor, pues se puede vender a un mayor

precio en el mercado y su productividad no se verá fuertmente afectada por la erosión a largo plazo.

De igual manera, el tratamiento químico es el que evita en mayor medida las especies invasoras,

por lo que es necesario incurrir en menos gastos asociados al deshierbe de la parcela. El uso de

barrera biológica contribuye también a que estos costos sean inferiores que cuando no se tiene

barrera. Sin embargo, debido a las implicaciones del uso de productos químicos en el suelo y su

efecto en la productividad del mismo, a largo plazo es mejor el tratamiento orgánico o el no

tratamiento, acompañado del uso de barrera. Para establecer cual es la mejor combinación de

factores, es necesario tener en cuenta los factores económicos al igual que los ecológicos. Debido a

lo anterior y de acuerdo a la información presentada previamente, se considera que la mejor opción

es la utilización de tratamientos orgánicos y el uso de barrera biológica, pues no solo se obtienen

ganancias económicas sino que además se aprovechan los servicios ecosistémicos prestados por el

cultivo. De igual forma, se considera que la valoración integral de los servicios ecosistémicos y su

inclusión en el estudio económico de los cultivos debe abarcar todos los servicios ecosistémicos

prestados por un cultivo, para así poder establecer el valor total del producto asociado al mismo.

Las principales dificultades que se presentaron en el desarrollo del presente estudio se

relacionan con las condiciones climáticas del lugar y las fechas en las que se realizo la cosecha. En

primer lugar, se presentaron eventos de lluvia anormales que afectaron de gran manera la

producción del fríjol, ya que no se encontraba aun listo para ser recolectado pero el exceso de agua

pudrió algunos de los frutos. En segundo lugar, debido a las fechas en las que se sembró el frijol, la

etapa final de la cosecha coincidió con la temporada de lluvia de Noviembre, factor que afecto el

cultivo. En tercer y último lugar, al principio del cultivo se presentó una plaga en el cultivo que afecto

en especial a las parcelas a las que se le adicionó pesticida orgánico y sin pesticida.

Se considera que el presente estudio es novedoso debido a que utiliza las metodologías de

valoración directa e indirecta para incluir en el valor económico y ambiental los servicios

ecosistémicos prestados por el servicio. Adicionalmente, la región seleccionada es poco estudiada y

el contenido del estudio tiene posibles repercusiones en la gestión ambiental de la agricultura

colombiana, ya que se propone expandir el estudio a otras regiones del país y a otras especies a

cultivar, buscando incluir los servicios ecosistémicos dentro de la selección de metodología de

cultivo. Para futuras replicas del estudio se propone la adición de pesticida desde el comienzo del

cultivo, además de un estudio más detallado de la mejor época para realizar el cultivo. Finalmente,

para realizar una valoración más integral es necesario tener en cuenta más servicios ecosistémicos

y replicar el estudio para poder comparar los resultados de los estudios.

42

6. Conclusiones

Es de gran importancia analizar y valorar los servicios ecosistémicos prestados por un cultivo y

establecer las implicaciones sociales, ambientales y económicas que tienen los mismos en la

sociedad. Dichas implicaciones deben ser tenidas en cuenta en los modelos económicos realizados

para determinar planes estratégicos para el desarrollo del país, al igual que para la conservación y

protección de los recursos naturales. De acuerdo a lo anterior, no es posible establecer cual

tratamiento es más adecuado basándose únicamente en la valoración económica de los servicios

ecosistémicos. Una vez realizado el análisis y la valoración económica y ecológica de los tres servicios

ecosistémicos analizados, y teniendo en cuenta los diferentes tratamientos y factores que se

modificaron para el desarrollo del presente proyecto, se recomienda realizar el cultivo con semilla

orgánica, utilizando un tratamiento con productos orgánicos (fertilizantes, pesticidas y herbicidas)

y con una barrera biológica (de especies nativas). De esta manera, se considera que se optimizan los

servicios ecosistémicos prestados por el cultivo, además de generar utilidades económicas positivas

para el agricultor y de tener un impacto social y ambiental positivo. De igual manera, se recomienda

el uso de labranza manual para remover la maleza que se pueda presentar, y la reutilización del

producto obtenido como semilla para futuras plantaciones.

Para mejorar la opción seleccionada, se recomienda implementar metodologías que

contribuyan a contrarrestar la erosión natural que se pueda presentar, tales como rotación de

cultivos, cosecha de diferentes productos y adición de biomasa. También se recomienda la

aplicación de pesticidas y herbicidas desde el comienzo del cultivo, ya que estos componentes

cuando son orgánicos no acaban con las plagas, sino que las previenen, razón por la cual se deben

adicionar previamente a que las plagas ataquen las plantas. Adicionalmente, se recomienda analizar

cuál es la mejor época del año para realizar el cultivo, ya que las condiciones climáticas pueden

contribuir ya sea al incremento o a la disminución de la productividad del mismo. Finalmente, se

propone la investigación de nuevas metodologías orgánicas y semi-orgánicas que contrarresten los

efectos negativos de éstas metodologías en la productividad de los cultivos, y se propone expandir

el estudio a otras zonas del país y con otros cultivos.

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