Agricultura urbana, condición para el desarrollo sostenible y la mejora del paisaje

Este artículo resulta de investigaciones en torno al “enverdecimiento” de las ciudades y las oportunidades de la agricultura urbana para la alimentación de una población en constante aumento que no trabaja la tierra. También es fruto de actividades de mejora de ambientes urbanos realizadas con la Escuela de Ingenieros Agrónomos de la Universidad Politécnica de Madrid. A través de casos de agricultura urbana, entendiendo por ella el conjunto de prácticas para la producción de alimentos y plantas ornamentales dentro de las ciudades y en sus entornos, se analizan alternativas para la recuperación de espacios construidos e incremento de la calidad de vida de la población. Todo ello se traduce, además, en creación de riqueza y mejora del paisaje urbano, siempre desde criterios de sostenibilidad que favorecen el desarrollo local desde la Cumbre de la Tierra de Río de 1992 y la Conferencia sobre Desarrollo Sostenible Río+20 de 2013.

Les pratiques agroécologiques dans les exploitations agricoles urbaines et périurbaines pour la sécurité alimentaire des villes d'Afrique subsaharienne

Les villes d’Afrique subsaharienne devront faire face à de grands phénomènes complexes dans les prochaines décennies : une forte croissance démographique, une demande alimentaire croissante, des impacts des changements climatiques, une augmentation des problématiques environnementales dues aux activités humaines en développement. Les difficultés de gestion de ces grands phénomènes s’ajouteront aux problématiques économiques, politiques, alimentaires, législatives, sanitaires et sociales déjà omniprésentes à différentes échelles dans les villes d’Afrique subsaharienne. L’ensemble de ces défis et ces contraintes nuit au développement des activités agricoles urbaines et périurbaines qui ont peu d’options à leur disposition pour bâtir des systèmes efficaces et productifs dans ces milieux denses et perturbés. Les préoccupations de durabilité et de santé peuvent alors souvent se trouver au bas de la liste de priorité des producteurs. L’agriculture maraîchère urbaine et périurbaine peut cependant offrir plusieurs bénéfices importants pour les citoyens et la gestion écologiques des villes. Elle participe d’une part à l’approvisionnement en aliments frais localement produits pour les citoyens urbains de diverses classes sociales. Elle a des impacts positifs sur la sécurité alimentaire et nutritionnelle ainsi que sur les conditions économiques des ménages à faible revenu. La proximité des marchés et des services urbains offrent aussi des avantages intéressants pour les producteurs qui peuvent écouler leur marchandise hautement périssable sur les marchés urbains et s’approvisionner en intrants dans les commerces et les industries urbaines. Les activités agricoles urbaines et périurbaines présentent cependant des risques pour la santé et la qualité de l’environnement urbain et périurbain puisqu’elles utilisent parfois de grandes quantités d’intrants synthétiques ou des sources de fertilisation inappropriée pour la culture des fruits et légumes. Les dernières décennies de domination d’agriculture conventionnelle nous ont permis d’apprendre que les pratiques tels que l’usage abondant d’intrants chimiques et synthétiques, le lourd travail des sols, l’utilisation d’une faible diversité de cultivars à haut rendement et les techniques d’irrigation inadaptée aux conditions locales engendrent des impacts négatifs importants sur le plan environnemental et écologique. Aujourd’hui, de nombreuses solutions de rechange sont proposées pour remplacer le modèle agricole conventionnel mondial. L’agroécologie fait partie de ces solutions de rechange et propose une vision plus intégrative de l’agriculture. Elle propose une vision des systèmes alimentaires en entier plutôt que des paramètres agricoles qui permettent d’augmenter la production alimentaire. Cet essai explore la possibilité de pratiquer une agriculture urbaine et périurbaine basée selon les principes de cette vision agroécologique dans les villes d’Afrique subsaharienne. Cet essai explore aussi de façon complémentaire l’opportunité que représente cette avenue pour répondre aux besoins alimentaires des villes d’Afrique subsaharienne. Les pratiques agroécologiques proposées et décrites offrent des possibilités différentes de travailler sur les principaux éléments agricoles d’une exploitation urbaine ou périurbaine (e.g. travail du sol, fertilisation, irrigation, protection des cultures, organisation des cultures et du paysage). Les pratiques agroécologiques présentent des possibilités variables de transformer les agroécosystèmes urbains en systèmes durables, équitables, socialement et culturellement sensibles ainsi qu’économiquement viables. Pour évaluer si les pratiques agroécologiques ont un bon potentiel d’application dans un lieu donné, il faut regarder si elles offrent la possibilité de répondre aux besoins et aux contraintes du type de production agricole concerné, des acteurs impliqués et des caractéristiques agroécologiques et environnementales du site d’exploitation. Si ces éléments ne sont pas tenus en compte, les agroécosystèmes ne pourront pas tirer profit au maximum des avantages que représente l’approche agroécologique. L’implication des autorités nationales et internationales, ainsi que des investissements dans le domaine de la recherche et du développement sont essentiels pour arriver à une plus grande adoption de pratiques agroécologiques dans les milieux urbains et périurbains.

Transforming agriculture through pervasive wireless sensor networks

A large-scale, outdoor, pervasive computing system based on the Fleck hardware platform applies sensor network technology to farming. Comprising static and animal-borne mobile nodes, the system measures the state of a complex, dynamic system comprising climate, soil, pasture, and animals. This data supports prediction of the land's future state and improved management outcomes through closed-loop control. This article is part of a special issue, Building a Sensor-Rich World.

Greenhouse Gas Fluxes in Tropical and Temperae Agriculture: The Need for a Full-Cost Accounting of Global Warming Potentials

Agriculture's contribution to radiative forcing is principally through its historical release of carbon in soil and vegetation to the atmosphere and through its contemporary release of nitrous oxide (N2O) and methane (CHM4). The sequestration of soil carbon in soils now depleted in soil organic matter is a well-known strategy for mitigating the buildup of CO2 in the atmosphere. Less well-recognized are other mitigation potentials. A full-cost accounting of the effects of agriculture on greenhouse gas emissions is necessary to quantify the relative importance of all mitigation options. Such an analysis shows nitrogen fertilizer, agricultural liming, fuel use, N2O emissions, and CH4 fluxes to have additional significant potential for mitigation. By evaluating all sources in terms of their global warming potential it becomes possible to directly evaluate greenhouse policy options for agriculture. A comparison of temperate and tropical systems illustrates some of these options.

Nitrogen fertilizer management for nitrous oxide (N2O) mitigation in intensive corn (Maize) production: an emissions reduction protocol for US Midwest agriculture

Nitrous oxide (N2O) is a major greenhouse gas (GHG) product of intensive agriculture. Fertilizer nitrogen (N) rate is the best single predictor of N2O emissions in row-crop agriculture in the US Midwest. We use this relationship to propose a transparent, scientifically robust protocol that can be utilized by developers of agricultural offset projects for generating fungible GHG emission reduction credits for the emerging US carbon cap and trade market. By coupling predicted N2O flux with the recently developed maximum return to N (MRTN) approach for determining economically profitable N input rates for optimized crop yield, we provide the basis for incentivizing N2O reductions without affecting yields. The protocol, if widely adopted, could reduce N2O from fertilized row-crop agriculture by more than 50%. Although other management and environmental factors can influence N2O emissions, fertilizer N rate can be viewed as a single unambiguous proxy—a transparent, tangible, and readily manageable commodity. Our protocol addresses baseline establishment, additionality, permanence, variability, and leakage, and provides for producers and other stakeholders the economic and environmental incentives necessary for adoption of agricultural N2O reduction offset projects.

Measuring and decomposing changes in agricultural productivity, nitrogen use efficiency and cumulative exergy efficiency: Application to OECD agriculture

This paper uses an aggregate quantity space to decompose the temporal changes in nitrogen use efficiency and cumulative exergy use efficiency into changes of Moorsteen–Bjurek (MB) Total Factor Productivity (TFP) changes and changes in the aggregate nitrogen and cumulative exergy contents. Changes in productivity can be broken into technical change and changes in various efficiency measures such as technical efficiency, scale efficiency and residual mix efficiency. Changes in the aggregate nitrogen and cumulative exergy contents can be driven by changes in the quality of inputs and outputs and changes in the mixes of inputs and outputs. Also with cumulative exergy content analysis, changes in the efficiency in input production can increase or decrease the cumulative exergy transformity of agricultural production. The empirical study in 30 member countries of the Organisation for Economic Co-operation Development from 1990 to 2003 yielded some important findings. The production technology progressed but there were reductions in technical efficiency, scale efficiency and residual mix efficiency levels. This result suggests that the production frontier had shifted up but there existed lags in the responses of member countries to the technological change. Given TFP growth, improvements in nutrient use efficiency and cumulative exergy use efficiency were counteracted by reductions in the changes of the aggregate nitrogen contents ratio and aggregate cumulative exergy contents ratio. The empirical results also confirmed that different combinations of inputs and outputs as well as the quality of inputs and outputs could have more influence on the growth of nutrient and cumulative exergy use efficiency than factors that had driven productivity change. Keywords: Nutrient use efficiency; Cumulative exergy use efficiency; Thermodynamic efficiency change; Productivity growth; OECD agriculture; Sustainability

Sequestration through forestry and agriculture

Current climate mitigation policies have not fully resolved contentious issues regarding the inclusion of carbon sequestration through changes in forestry and agricultural management practices. Terrestrial carbon sinks could be a low-cost mitigation option that fosters conservation and development, yet issues related to accurately documenting the amount of carbon sequestered undermine confidence that emission offsets through sequestration are equivalent to emission reductions. From an atmospheric perspective, net of CO2 removals through sequestration are equivalent to emission reductions over a given period of time. But carbon will not remain sequestered in biomass or soils indefinitely and investments in sequestration could stifle investments in reducing emissions from other sources. Many international climate agreements cap emissions from some countries or sectors but enable participation of uncapped countries or sectors for forestry and agricultural sequestration. This structure can prompt emission increases in parts of the uncapped entities that weaken the value of emission reductions earned through sequestration. This has been a minor issue under the Clean Development Mechanism of the Kyoto Protocol. Reduced emissions through deforestation and degradation is susceptible to the same problems. The purpose of this article is to review the science, politics, and policy that form the basis of arguments for and against the inclusion forestry and agricultural sequestration as a component of current and future international climate mitigation policies.

The Prehistory of Potyviruses: Their Initial Radiation Was during the Dawn of Agriculture

Background: Potyviruses are found world wide, are spread by probing aphids and cause considerable crop damage. Potyvirus is one of the two largest plant virus genera and contains about 15% of all named plant virus species. When and why did the potyviruses become so numerous? Here we answer the first question and discuss the other. Methods and Findings: We have inferred the phylogenies of the partial coat protein gene sequences of about 50 potyviruses, and studied in detail the phylogenies of some using various methods and evolutionary models. Their phylogenies have been calibrated using historical isolation and outbreak events: the plum pox virus epidemic which swept through Europe in the 20th century, incursions of potyviruses into Australia after agriculture was established by European colonists, the likely transport of cowpea aphid-borne mosaic virus in cowpea seed from Africa to the Americas with the 16th century slave trade and the similar transport of papaya ringspot virus from India to the Americas. Conclusions/Significance: Our studies indicate that the partial coat protein genes of potyviruses have an evolutionary rate of about 1.1561024 nucleotide substitutions/site/year, and the initial radiation of the potyviruses occurred only about 6,600 years ago, and hence coincided with the dawn of agriculture. We discuss the ways in which agriculture may have triggered the prehistoric emergence of potyviruses and fostered their speciation.