Evaluación de factores determinantes de la productividad en cultivos dependientes de la polinización entomófila

Abstract

La polinización entomófila es determinante en la producción agrícola, ya que más del 70 % de las especies cultivadas se benefician en mayor o menor medida de la misma, es decir son dependientes en algún grado de la polinización. Mientras que existe consenso sobre el nivel deficitario de la polinización entomófila en los sistemas agrícolas, la manera en la que ésta interactúa con otros factores de la producción agrícola, lo que podría brindar nuevas o más eficientes pautas de manejo, permanece relativamente inexplorada. Esta interacción debería estudiarse, entonces, en relación con factores que se manejan en los sistemas agrícolas, como la nutrición de los cultivos. Al mismo tiempo es necesario investigar cómo interactúan entre sí los polinizadores manejados. A su vez, el estudio de la interacción entre la polinización y el tiempo, o cómo la variación de la polinización entomófila modula la estabilidad espacial y temporal del rendimiento agrícola, también puede brindar nuevas pautas de manejo. Esta tesis tiene como objetivo estudiar la interacción de la polinización entomófila con otros factores manejados en los sistemas agrícolas, para profundizar nuestro entendimiento del vínculo entre la polinización, el manejo agrícola, y la cantidad, calidad y estabilidad del rendimiento de cultivos dependientes de la polinización animal. En primer lugar, se analizó la interacción entre la polinización y el estado nutricional de árboles de pera y manzana (dos cultivos dependientes de la polinización animal) en relación con el rendimiento. Se encontró que dichos factores no interactúan entre sí (i.e. su efecto es aditivo) y que el efecto positivo de la polinización entomófila es más determinante para el rendimiento que el estado nutricional. En segunda instancia, se estudió cómo la polinización afecta la estabilidad del rendimiento de estos cultivos. Se comprobó que existe una relación positiva: a mayor nivel de polinización, mayor estabilidad del rendimiento. Además, cuando la polinización es menos estable en el espacio y el tiempo, la estabilidad del rendimiento también disminuye. Finalmente, se comparó mediante un meta-análisis el efecto del uso del polinizador manejado más masivamente urilizado para polinización de cultivos, la abeja de la miel (Apis mellifera) con el de otros polinizadores manejados alternativos (Bombus spp., Osmia spp. y otros) sobre la productividad de cultivos dependientes de la polinización, así como posibles interacciones entre polinizadores. Mientras que no se halló diferencia en la productividad de los cultivos en función de la especie de polinizador, aquellos estudios en los que se incluyeron varias especies de polinizadores manejados tenían mejores índices de productividad que aquellos solo con Apis mellifera. Asimismo, se encontró un efecto sinérgico al incluir otra especie de polinizador junto con Apis mellifera. La evaluación de estos distintos aspectos revela que la polinización es un factor fundamental que mejora el rendimiento de los cultivos dependientes de la polinización, tanto en niveles absolutos de cantidad y calidad, como en la estabilidad del mismo. Entender a la polinización como un recurso clave de la producción agrícola, e incluir el manejo de la polinización dentro de las prácticas agrícolas permitirá avanzar hacia una agricultura sustentable.

Entomophilous pollination is decisive in agricultural production, since more than 70 % of cultivated species benefit to a greater or lesser extent from it, that is, they are dependent to some degree on pollination. While there is consensus on the deficient level of entomophilous pollination in agricultural systems, the way in which it interacts with other factors of agricultural production, which could provide new or more efficient management practices, remains relatively unexplored. This interaction should be studied, then, in relation to factors that are managed in agricultural systems, such as crop nutrition. At the same time it is necessary to investigate how managed pollinators interact with each other. In turn, the study of the interaction between pollination and time, or how the variation of entomophilous pollination modulates the spatial and temporal stability of agricultural yield, can also provide new management guidelines. This thesis aims to study the interaction of entomophilous pollination with other managed factors in agricultural systems, to deepen our understanding of the link between pollination, agricultural management, and the quantity, quality and stability of pollinator-dependent crop yields. First, the interaction between pollination and nutritional status of pear and apple trees (two crops dependent on animal pollination) was analyzed in relation to yield. It was found that these factors do not interact with each other (i.e. their effect is additive) and that the positive effect of entomophilous pollination is more determinant for yield than nutritional status. In the second instance, it was studied how pollination affects the yield stability of these crops. It was found that there is a positive relationship: the higher the level of pollination, the greater the stability of the yield. Furthermore, when pollination is less stable in space and time, yield stability also decreases. Finally, the effect of using the most massively used managed pollinator for crop pollination, the honey bee (Apis mellifera), was compared through a meta-analysis with that of other alternative managed pollinators (Bombus spp., Osmia spp. and others) on the productivity of pollinator-dependent crops, as well as possible interactions between pollinators. While no difference in crop productivity was found by pollinator species, those studies that included several managed pollinator species had better productivity indices than those with only Apis mellifera. Likewise, a synergistic effect was found by including another species of pollinator together with Apis mellifera. The evaluation of these different aspects reveals that pollination is a fundamental factor that improves the yield of crops dependent on pollination, both in absolute levels of quantity and quality, and in its stability. Understanding pollination as a key resource for agricultural production, and including pollination management within agricultural practices will allow progress towards sustainable agriculture