El valor de la biología de suelos y los agronegocios

El valor de la biología de suelos y los agronegocios

El valor de la biología de suelos y los agronegocios.
Ing. Agr. M.Sc. Santiago Lorenzatti
Int. Pedro Carleta 43. (2589) Monte Buey (Córdoba)
[email protected] / [email protected]
Grupo Romagnoli. Okandú. Aapresid
El estudio de la biología de suelos abre nuevas oportunidades en la definición y caracterización
de las Buenas Prácticas Agrícolas, las cuales se transforman en el elemento clave de la
competitividad y el acceso a mercados.
Introducción
Intentar vincular términos como biología de suelos y agronegocios puede sonar un tanto extraño.
Pero si se analiza concienzudamente cual es el verdadero desafío que hoy enfrenta la especie humana tal
vez se pueda comenzar a encontrar vínculos entre biología y agronegocios.
Al respecto, el gran dilema de la sociedad moderna es cómo lograr una convivencia armoniosa
entre la economía y la ecología (Viglizzo 2001). Las leyes de la física juegan una mala pasada, ya que
hay un determinismo condenatorio en la segunda ley de la termodinámica. De una manera simplista, esta
ley demuestra que cuanto más producimos, más energía y desechos generamos, y que este costo llamado entropía- es inevitable porque así lo determinan las leyes inmutables de la Física (Prigogine
1996). Este dilema se da, además, en un contexto de demanda creciente de alimentos y energía en
cantidad y calidad. Al respecto, se prevé que en los próximos cuarenta años la población que hoy supera
los 7.000 millones de personas aumente en un 50 por ciento; es decir que, hacia 2060 habría –para las
estimaciones más conservadoras – 9.000 millones de personas (Solbrig 2001); en tanto que otras
estimaciones prevén una cifra de 11.000 mil millones (Izquierdo 1998). El 90 por ciento de esta
explosión demográfica ocurrirá en los llamados países en vías de desarrollo de Asia, África y América
Latina y el Caribe, donde hoy habitan más de 4.200 millones de personas (Izquierdo 1998).
En consecuencia, se abre un nuevo interrogante: ¿cómo hará la especie humana para alimentar a
ese número de individuos sin seguir la tendencia de degradación de recursos experimentada hasta el
momento y que afecta negativamente al medio ambiente?
Aspirar a una armonía perfecta entre la producción de alimentos y energía de manera suficiente,
y la inalteración del ambiente es una utopía. No hay posibilidad física de lograrlo. Es en cambio posible
diseñar y ejecutar estrategias productivas que resulten más sustentables que otras. La clave está en el
planteo productivo que se adopte y en la tecnología que se aplique (Viglizzo 2004 a). En consecuencia,
el conocimiento será clave en el abordaje de este desafío y su resolución. La ciencia es la llave para
encontrar las alternativas productivas y tecnológicas que más se acerquen al concepto de sustentabilidad.
Y específicamente, en agronomía el conocimiento en profundidad del suelo es el pilar o basamento;
siendo actualmente – al menos desde la óptica de la producción agrícola- la biología de suelos la
principal caja negra.
Adicionalmente, la importancia de la protección del medio ambiente es incuestionable debido a
que el futuro de la Humanidad es incompatible con el modo actual de extracción de recursos y patrones
de consumo -sobre todo en los países más ricos-; con lo que la problemática ambiental se torna
inevitablemente compleja, ya que además de estar compuesta por los medios físicos, biológicos,
sociales, culturales, existen fuertes componentes de intereses. Ha surgido un gerenciamiento ecológico
que entraña en sí mismo una contradicción insoluble al querer conciliar el consumo actual, con la
preservación de los recursos naturales (Viglizzo 2004b).
El ambiente cobra una importancia mayúscula en los procesos de desarrollo y de comercio
internacional, más allá de los mitos, dogmas y eslóganes que circulan entre ciertos ambientalistas (di
Castri 2001).Lo cierto es que, a pesar de los inevitables aspectos irracionales, de las distintas
percepciones y de las grandes diferencias y preferencias culturales entre consumidores de los distintos
continentes, son ellos que están destinados a controlar el mercado más que los gobiernos y que los
productores, son ellos el blanco directo de un marketing que no puede sino ser diferenciado. La
certificación de la calidad ambiental de producción se vuelve un requisito indispensable para el
marketing de ciertos productos, incluidos los agroalimentos.
Resulta evidente que la demanda creciente de alimentos y energía debe ser satisfecha a partir de
una expansión de la oferta, la cual debe ser sustentable social, ambiental y económicamente. Este
desafío es el que tiene la Humanidad en su conjunto y la agricultura en particular. Producir más
alimentos es una necesidad ineludible, como así también lo es preservar la productividad de los recursos
naturales involucrados en el proceso, suelo, aire y agua. La biología de suelos aparece como un pilar
básico para lograrlo.
Desarrollo:
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Historia de la agricultura y su relación con el ambiente
La historia de la agricultura es la historia de la labranza. El hombre, mayoritariamente, a lo largo
de su historia agrícola utilizó a las labranzas como una herramienta indispensable para la obtención de
alimentos. La agricultura convencional, basada en las labranzas de los suelos, fue el paradigma agrícola
que la humanidad aplicó desde sus inicios, hace más de diez mil años. Es más, actualmente, la mayor
proporción de la agricultura mundial sigue realizándose con las labranzas como eje; proceso que en los
últimos 50 a 100 años se vio intensificado de la mano de la incorporación de tractores de potencia
creciente, herramientas de labranzas y demás implementos. Sin embargo, y aún reconociendo que sirvió
para alimentar a la humanidad en el pasado, la agricultura convencional -por vía de la erosión de los
suelos- y por la aplicación de un criterio de explotación, minero o extractivo de los recursos, en muchos
casos hizo llegar a extremos de deterioro de magnitud escalofriante. Bajo este análisis aparece en forma
difusa el concepto de externalidad negativa de la agricultura convencional sobre el ambiente y la
sociedad. Es una externalidad porque el efecto degradativo no es asumido en forma directa por ningún
actor de la sociedad; es decir, que el efecto del laboreo sobre el ambiente no tiene una cuantificación
económica que sea puntualmente incorporada como costo a la contabilidad de algún actor de la
sociedad. Y es negativa ya que es un proceso que genera perjuicios sobre el ambiente – con principal
impacto en el recurso suelo - , y por ende sobre la sociedad en su conjunto.
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Una nueva agricultura y su impacto en suelo
La siembra directa revolucionó la agricultura. Su llegada implicó un verdadero cambio de
paradigmas, desterrando a las labranzas como herramienta básica para hacer agricultura. Sin embargo, la
siembra directa concebida como sistema de producción ha evolucionado conceptualmente. De ser sólo
una herramienta para proteger de la erosión y cuidar el agua almacenada en el suelo, llegó a ser vista
como el sistema que permite gestionar eficientemente a la oferta ambiental con el objetivo de maximizar
la productividad de manera sustentable. Esta nueva formar de hacer agricultura implica la interpretación
de la real y amplia de la oferta ambiental de cada zona productiva y en la adecuación de una estrategia
agronómica que maximice el uso eficiente de esos recursos disponibles; incorporando aquellos insumos
externos limitantes, de manera de maximizar la producción sustentable. En términos energéticos esta
nueva agricultura tiende a elevar al máximo la eficiencia de transformación de la energía disponible ofrecida por los recursos naturales y los insumos externos y su “almacenamiento” en forma de
alimentos, fibras y más recientemente en biocombustibles. Se trata de una nueva agricultura, basada en
la incorporación de los conocimientos que la ciencia genera; principalmente en lo que a ecología,
ecofisiología, genética, nutrición y protección de adversidades bióticas y abióticas respecta.
El hecho de inmovilizar el suelo y cubrirlo con rastrojos genera un cambio en el ambiente
edáfico. Inicialmente el foco de observación e investigación sobre el cambio en las propiedades del
suelo a partir de la irrupción de la siembra directa estuvo orientado en el cambio de las propiedades
físicas y químicas del suelo y se encontraron así nuevos valores fisicoquímicos que caracterizan y
diferencian a la siembra directa en comparación con la labranza convencional. El suelo cubierto,
protegido y sin alteración provocada recurrentemente con las labranzas logra recuperar su
estructuración, alcanzando mayor estabilidad. El suelo aumenta su macroporosidad, mejorando aspectos
relacionados con la dinámica del agua y del aire. Menos agua escurre superficialmente, minimizando la
erosión; aumenta la infiltración y disminuye la evaporación directa desde la superficie. Las menores
pérdidas de agua permiten que la misma sea almacenada en el suelo y esté disponible para los cultivos,
habilitando a una mayor eficiencia en el uso del agua a través del ajuste de intensidad y diversidad de la
rotación de cultivos.
La acumulación de rastrojos en superficie y su posterior descomposición tienen como
consecuencia una readecuación del stock de carbono en el suelo. Así, en la medida que la rotación
aporte suficiente cantidad de rastrojos en cantidad y calidad, podrá experimentarse un aumento de la
materia orgánica en los primeros 5 a 10 centímetros de suelos, como lo evidencian númerosos trabajos
de investigación.
La dinámica de nutrientes también se modifica; principalmente la de aquellos asociados a la
dinámica de la materia orgánica; haciendo que los modelos de manejo nutricional a través de la
fertilización deban ser readecuados a este nuevo ambiente.
Por otro lado, esos cambios que suceden en el suelo impactan en la diversidad de comunidades
microbiana y su dinámica. Muchas de las cuales están involucradas en mediar los procesos de
descomposición de la materia orgánica y del ciclado de nutrientes; pero otras pueden ser perjudiciales a
los cultivos ya que se comportan como patógenos. Al respecto, los microorganismos del suelo causantes
de enfermedades de raíz y tallos de los cultivos se tornan en una nueva limitante de la siembra directa
que debe ser abordada como el gran desafío a resolver (Carmona 2014). Este problema es mucho más
acuciante cuando se practica monocultivo en los suelos, ya que la presencia continua de un mismo tipo
de rastrojo de una campaña a la siguiente, garantiza la multiplicación in situ de microorganismos que
crecen sobre esos rastrojos y por ende son capaces de atacar a las plantas en la próxima campaña. La
rotación de cultivos ha mostrado ser una eficiente herramienta de control o manejo de estas
enfermedades, probablemente por qué la alternancia o cambio de rastrojo respecto del cultivo de una
campaña a la siguiente, impediría el desarrollo de los patógenos en los nuevos rastrojos (Marcelo
Carmona, comunicación personal).
Todos estos cambios, si bien son evidentes desde el punto de vista práctico; no siempre son
comprendidos en profundidad. Quien gestiona la producción conoce los cambios que puede introducir, y
ve los resultados; ajustando la estrategia de manejo en función a un mecanismo prueba-error de mejora
continua. Sin embargo, no siempre se tiene dimensión de los procesos que allí suceden. El suelo pasa a
ser una verdadera caja negra, dónde se pueden conocer las entradas y las salidas pero no siempre
entender y desmenuzar los procesos involucrados. Y es justamente en este punto dónde la biología de
suelos recobra importancia; ya que todos estos procesos están mediados por organismos del suelo.
En consecuencia, y sin ánimo de exagerar, se puede afirmar que la biología de suelos es la actual
llave para terminar de comprender los procesos que suceden en los suelos en siembra directa; y a partir
de ese nuevo conocimiento, ajustar las herramientas tecnológicas que permitan, producir más de manera
sustentable. Justamente, comenzando a dar respuesta al desafío que enfrenta la Humanidad. El abordaje
para generar este nuevo conocimiento deberá ser necesariamente holístico e interdisciplinario, tratando
de entender la integralidad y complejidad del sistema y a la vez ahondar en el estudio analítico y
pormenorizado que cada rama del conocimiento permita.
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Buenas Prácticas Agrícolas, Agricultura Certificada y el Proyecto BIOSPAS.
El reconocimiento de los beneficios de la adopción de la siembra directa asociada a la rotación de
cultivos y el uso de cultivo de cobertura, al manejo integral de plagas y al manejo responsable de
agroquímicos, ha permitido redimensionar el concepto de Buenas Prácticas Agrícolas (BPAs).
El concepto de BPAs nace como respuesta a problemas de falta de inocuidad y falta de
sostenibilidad en la producción de alimentos. Sin embargo, las BPAs en la actualidad más que un
atributo, son un componente de competitividad, que puede permite al productor rural diferenciar su
producto de los demás oferentes, con todas las implicancias económicas que ello supone: mayor calidad,
acceso a nuevos mercados, consolidación de los mercados actuales, y reducción de costos, entre otros.
La FAO define a las BPAs como “la aplicación del conocimiento disponible a la utilización
sostenible de los recursos naturales básicos para la producción, en forma benévola, de productos
agrícolas alimentarios y no alimentarios innocuos y saludables, a la vez que se procuran la viabilidad
económica y la estabilidad social”. La aplicación de las BPAs implica el conocimiento, la comprensión,
la planificación y mensura, registro y gestión orientados al logro de objetivos sociales, ambientales y
productivos específicos. Las BPAs constituyen una herramienta cuyo uso persigue la sustentabilidad
ambiental, económica y social de los sistemas productivos agropecuarios, lo cual debe traducirse en la
obtención de productos alimenticios y no alimenticios más inocuos y saludables; en un marco de
minimización del daño ambiental. O mejor aún, conservando y aún mejorando muchos parámetros y
atributos de los recursos naturales involucrados en el proceso productivo; en el caso de la agricultura,
principalmente el suelo. Todo ello, sin resentir los rendimientos de los cultivos; por el contrario,
teniendo como objetivo su aumento permanente a partir de la incorporación de conocimientos.
Más allá de las definiciones, en el terreno real y considerando a la producción agropecuaria
comercial, no es común abordar el tema de las BPAs desde la óptica de la gestión ambiental y de cómo
se afectan los recursos naturales involucrados. Por el contrario, la mayoría de los protocolos y
normativas hacen hincapié en la inocuidad y salubridad del producto para el hombre; relegando a
segundo plano el impacto de esas prácticas sobre el ambiente. Por lo tanto, uno de los principales
desafíos que actualmente enfrenta la implementación de BPAs es la profundización del conocimiento y
aplicación de prácticas que realmente tengan un impacto negativo mínimo sobre el ambiente; o mejor
aún permitan mantener o mejorar muchos atributos de los recursos naturales involucrados en el proceso
de producción.
Por otra parte, en el terreno de los agronegocios la implementación de protocolos que contengan
a las BPAs constituyen una oportunidad; ya que de su cumplimiento puede que dependa la entrada de
sus productos agropecuarios a los mercados con mayor sensibilidad ambiental y creciente exigencia en
calidad. La implementación y certificación de BPAs de manera proactiva puede generar oportunidades
de negocio con agregado y captura de valor.
Apoyada sobre este nuevo enfoque de las BPAs, Aapresid desarrolló la Agricultura Certificada
(AC), sistema de gestión de calidad productivo y ambiental que involucra un conjunto de buenas
prácticas agrícolas, empresariales y ambientales, y la medición de indicadores de suelo de tipo físicos y
químicos (Lorenzatti 2006). Si bien resultaría interesante incorporar indicadores biológicos a la fecha de
lanzamiento de AC, no existía aún en la comunidad científica un consenso global respecto de
indicadores de calidad de suelo de base biológica. Las razones de esta carencia de conocimiento radican
en la complejidad biológica de los suelos y las limitaciones de conocimiento en esas áreas como
consecuencia de las limitaciones técnicas para abordar el problema.
Es por ello que en el año 2006 Aapresid lideró una iniciativa de investigación multidisciplinaria,
bajo la conducción académica de Luis Wall (CONICET, UNQ), para armar una propuesta en respuesta a
la convocatoria de la por entonces Secretaría de Ciencia y Técnica, hoy MINCyT, para Proyectos de
Áreas Estratégicas (PAE). El objetivo planteado fue encarar el estudio de la Biología del Suelo de modo
de avanzar en el sentido de construir indicadores de calidad de suelo de base biológica que permitan
caracterizar a las Buenas Prácticas Agrícolas. El desafío tuvo un resultado positivo en dicha
convocatoria y dio origen al proyecto multidisciplinarios BIOSPAS (Biología del Suelo y Producción
Agropecuaria Sustentable, www.biospas.org) en el que se combina la acción pública con la privada en la
participación concurrente de 12 grupos de investigación provenientes de 11 Instituciones académicas, y
tres entidades del ámbito productivo privado: Aapresid, Rizobacter Argentina S.A. y La Lucía S. A. del
Grupo Romagnoli; quienes cofinancian el proyecto junto con el FONCyT del Ministerio de Ciencia
Tecnología e Innovación Productiva y las Instituciones Beneficiarias del Proyecto, varias universidades
nacionales como UNQ, UNLP, UNC, UCC, UNRC, UNNE, UBA, el CONICET y el INTA (Wall
2011).
En el marco del proyecto se estudió en forma comparativa suelos manejados con BPAs y suelos
con manejos no-sustentables que se alejan de éstas y que tienden al monocultivo de soja, utilizando
ambientes naturales cercanos a los sitios de estudio como suelos de referencia. Los tres tratamientos se
replicaron a lo largo de una transecta de 400 km en cuatro sitios/ambientes diversos localizados en las
regiones de Bengolea (Córdoba), Monte Buey (Córdoba), Pergamino (Buenos Aires) y Viale (Entre
Ríos). El estudio se planteó con un enfoque multidisciplinario trabajando en forma simultánea utilizando
diferentes tipos de análisis y miradas sobre la misma muestra física del suelo (Wall 2011).
Así se analizaron en estas muestras: la dinámica de la materia orgánica y variables
fisicoquímicas, la física y la micromorfología estructural de los suelos, la bioquímica de los mismos
analizando actividades enzimáticas, perfiles de ácidos grasos de lípidos del suelo, fracciones de
glomalina, actividad respiratoria de los suelos; actividad nitrificante, la diversidad de micorrizas desde
un punto de vista morfológico y desde un punto de vista molecular; la actividad de degradación de
rastrojos y actividad celulolítica; los grupos de bacterias Pseudomonas y Burkholderia por técnicas
cultivables y por técnicas independientes de cultivo, la diversidad bacteriana en general analizada por
técnicas independiente de cultivo a partir del análisis del DNA ambiental extraído de la muestra de
suelo, los grupos de bacterias fijadoras de nitrógeno por técnicas independientes de cultivo; la meso y
macro fauna asociada a estos suelos; la expresión de enfermedades y la capacidad supresiva de estos
suelos. (Wall 2011).
El Proyecto se puso en marcha en 2009, hubo un muestreo exploratorio en junio de 2009 y las
muestras se tomaron en febrero y setiembre de los años 2010 y 2011. Se trabajó con muestras
compuestas obtenidas a partir de la combinación de al menos 20-25 piques independientes, y por
triplicado o quintuplicado según el análisis, para cada tratamiento y sitio de muestreo, conservando las
muestras a 4ºC desde su toma hasta el laboratorio. Fracciones equivalentes de cada muestra se
repartieron a cada laboratorio desde el momento de la toma en el campo (Wall 2011).
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Resultados emergentes del BIOPAS
Del análisis de los resultados en el seno de cada grupo y ajustados a la lógica de cada tema /
concepto investigado, surgen una serie importante de variables que permitirían discriminar entre suelos
con Buenas Prácticas Agrícolas o prácticas no sustentables, incluso en forma independiente a veces de la
importante diferencia de textura entre los suelos de los diferentes lugares de muestreo (desde los suelos
arenosos en Bengolea, en el sur oeste de Córdoba, hacia los suelos arcillosos en Viale, en el centro de
Entre Ríos).
Entre las diferentes variables que aparecen cuantitativamente capaces de discriminar entre
diferentes manejos del suelo Wall (2012) menciona: C orgánico particulado / C orgánico total;
estabilidad de agregados; hidrofobicidad de agregados; hidratos de carbono solubles; niveles de fauna
total y del grupo Lumbricina; niveles de mesofauna total y de algunos grupos en particular como
Oribatida y Prostigmata; niveles de agregados biogénicos, niveles de recuentos de colonias de
Pseudomonas totales / colonias de bacterias heterótrofas totales; niveles de recuento de colonias de
Pseudomonas fluorescentes / Pseudomonas totales; niveles de algunos grupos de bacterias no cultivables
asociados a acidobacterias y bacterias asociadas al género Rubillimicrobium; potencial de
desnitrificación; niveles de fracción de proteínas relativas a la glomalina fácilmente extraíble; densidad
de esporas micorrícicas; humedad y respiración basal; perfil de ácidos grasos de lípidos neutros;
respiración inducida por diversos sustratos y su dependencia con la disponibilidad de N; niveles de
supresividad de los suelos.
Además de las diferentes variables que discriminan las BPAs de las prácticas no sustentables,
uno de los resultados más relevantes del proyecto BISOPAS ha sido encontrar, mediante un análisis
metagenómico de la fracción bacteriana de los suelos analizados, que la diversidad bacteriana a nivel
regional es mantenida por la BPAs a un nivel equivalente a lo que sucede entre ambientes naturales
mientras que el monocultivo disminuye la diversidad bacteriana a nivel regional en forma
significativamente diferente a las BPAs (Figuerola, Guerrero, Turkowsky, Wall y Erijman, 2014, aún no
publicado). Este hallazgo plantea la enorme importancia de la rotación de cultivos para preservar la
diversidad biológica de los suelos que garantiza su funcionalidad plena.
Según Wall (2011) y citando los principales resultados del BIOSPAS, la conclusión más
interesante que surge de este listado de datos es que la hipótesis de partida ha sido ampliamente y
categóricamente corroborada, es decir que las buenas prácticas agrícolas podrían caracterizarse por
variables de origen biológico. Queda aún pendiente la validación de estos hallazgos en un número mayor
de muestras y de ambientes para poder determinar cuáles serían los valores deseables de estas variables
que en su conjunte configuren una caracterización diagnóstica de BPAs. Es interesante resaltar que la
mayoría de las variables biológicas que discriminan BPAs de prácticas no sustentables lo hacen, en la
mayoría de los casos, en forma independiente de la variable sitio o textura de suelo.
Como desafío futuro, Wall (2012) menciona que se debe aún avanzar en el análisis multivarial de
estos datos buscando encontrar qué relación existe entre los mismos, de manera de construir un modelo
de funcionamiento de la biología de suelo para explicar biológica y bioquímicamente las Buenas
Prácticas Agrícolas utilizadas en los suelos y su deriva hacia lo que ocurre en suelos bajo manejos con
prácticas agrícolas no sustentables.
Adicionalmente, es importante mencionar que a partir del estudio de diversidad de algunos
grupos de bacterias cultivables en el marco del proyecto BIOSPAS se han creado colecciones de
aislamientos de bacterias de los grupos Pseudomonas spp, Burkholderia spp, y Azotobacter spp., con
interesantes propiedades de capacidad de solubilización de fósforo, promoción del crecimiento vegetal y
actividad antagonistas contra agentes patógenos de las mismas enfermedades encontradas en los sitios
de muestreo. Esta realidad construye las bases sólidas de un futuro trabajo en el desarrollo de nuevas
herramientas biológicas de control de enfermedades que con toda seguridad irá ganando terreno en la
biotecnología aplicada al agro y adoptada por los productores en los próximos 20 años (Wall 2012).
A futuro, sería deseable que estos u otros indicadores biológicos puedan ser incluidos en
protocolos y certificaciones ambientales como AC, de manera de complementar a los indicadores físicos
y químicos existentes.
Conclusiones
La biología de suelos es una de las ramas de las ciencias agronómicas más promisorias a la hora
de intentar resolver la actual encrucijada de aumentar la producción de alimentos o cuidar el ambiente.
Los conocimientos que en la materia puedan generarse aportarán a una resolución no conflictiva del
dilema, permitiendo aumentar la producción y a la vez cuidar el ambiente en un marco de
sustentabilidad social.
En términos prácticos, sería necesario profundizar los conocimientos en cuatro grandes áreas:
i) interpretación de los procesos biológicos que suceden en el suelo y su impacto en la productividad del
agroecosistema; principalmente los ligados a la dinámica de la materia orgánica y la disponibilidad de
nutrientes: ii) el impacto de los patógenos de suelos causantes de enfermedades de raíz y tallo, que se
vislumbran como la nueva limitante de la siembra directa; iii) el uso de variables biológicas de suelo
como indicadores de la performance de la gestión ambiental de los sistemas de producción; iv) el uso de
microorganismos con aplicaciones agronómicas específicas; fijación biológica, solubilización de
nutrientes, bio-remediación, estimuladores del crecimiento vegetal y más recientemente los
biocontroladores de adversidades bióticas de los cultivos.
Quienes están en la gestión de la producción agrícola ven en la biología de suelos –en interacción
con otras ciencias - una gran oportunidad para dar un nuevo salto productivo y de gestión ambiental.
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