La flora arvense dels conreus cerealístics de secà: efectes de la intensificació agrícola - Weed diversity of dryland cereal fields: effects of agricultural intensification.

Abstract

La intensificació agrícola que s'ha produït al llarg de les darreres dècades ha fet possible un augment de la producció. Aquesta intensificació, però, ha ocasionat greus conseqüències pel medi, entre les que destaca, la pèrdua de biodiversitat. La pèrdua de diversitat d'espècies arvenses és un dels problemes més rellevants perquè tenen un paper clau en el funcionament dels sistemes agrícoles. La intensificació agrícola s’ha produït a diferents escales espacials. A escala de paisatge, l’agregació de parcel•les i la reducció dels hàbitats associats als conreus a causa de la concentració parcel•lària ha comportat una important simplificació del paisatge agrícola. A escala local, la intensificació agrícola s’ha posat de manifest amb el monocultiu, la llaurada intensiva, la fertilització química i l’aplicació d’herbicides. En aquesta tesi s'ha integrat aquests dos aspectes de la intensificació agrícola mitjançant diferents aproximacions, amb l’objectiu d’aprofundir en el coneixement dels seus efectes sobre la diversitat de la flora arvense dels conreus de cereals de secà. Amb aquesta finalitat, es van seleccionar 18 localitats de la Catalunya Central situades en un gradient de complexitat del paisatge i, en cadascuna d'elles, una finca cerealista amb gestió ecològica i una amb gestió convencional. Els resultats d’aquesta tesi doctoral mostren que la intensificació de les pràctiques agrícoles, avaluada per mitjà de (i) la comparació entre parcel•les amb gestió ecològica i convencional (Capítols 1, 3 i 4), (ii) diverses variables relacionades amb la gestió com ara les aportacions de nitrogen amb la fertilització (Capítols 2 i 3) i (iii) la seva integració en un índex d’intensificació agrícola (Capítol 2), afecta negativament la riquesa de la flora arvense. A més, la intensificació agrícola comporta la reducció de la riquesa de grups funcionals com les lleguminoses i la pèrdua d’espècies segetals poc freqüents i abundants (Capítol 1). La caracterització de les pràctiques agrícoles de cada una de les parcel•les estudiades ha permès constatar que la gestió ecològica és, en general, menys intensa que la gestió convencional (Capítol 2), però a més, ha permès conèixer que existeix una gran heterogeneïtat en la intensitat de la gestió en cada sistema. Això indica que no es pot associar sempre la gestió ecològica amb pràctiques agrícoles poc intenses, i la gestió convencional amb pràctiques agrícoles molt intenses. Els resultats també mostren que la riquesa d’espècies arvenses dels camps ecològics i convencionals no varia en relació a les característiques del paisatge que els envolta (Capítol 3). L’efecte de la complexitat del paisatge sobre la riquesa de la flora arvense és un tema de debat perquè s’han obtingut resultats contraposats. La majoria d’estudis que constaten un efecte positiu de la complexitat del paisatge sobre la riquesa d'espècies analitzen la flora arvense dels marges dels camps i/o de les vores (la part externa del camp adjacent al marge). Aquesta tesi constata que no es produeix aquest efecte als centres dels camps, bé per la limitada dispersió de les llavors o bé per la intensitat més gran de les pràctiques agrícoles als centres que als marges dels camps. Una de les conseqüències de la intensificació agrícola és l’increment de l’abundància d’algunes espècies arvenses, com ara el margall (Lolium rigidum) o la cugula (Avena sterilis). L’elevada dominància d’aquestes espècies fa que es puguin considerar espècies invasores dels conreus cerealístics. Els resultats d’aquesta tesi (Capítol 4) mostren que l’augment d’aquestes espècies invasores nadiues afecta negativament l’abundància i la riquesa d’espècies de la comunitat arvense resident, tal i com s’ha descrit per algunes espècies exòtiques.

Agricultural intensification over the past decades, at both the local (management intensification) and the landscape scale, is the main reason for the current biodiversity decline. The decline of arable weed diversity in agro-ecosystems is a matter of great concern because of its key role in supporting biodiversity at higher trophic levels. This thesis focus on the biotic and abiotic factors that may have an influence on arable weed species, in order to evaluate their effect and develop mechanisms to counteract the increasing loss of weed diversity.

To fulfil these objectives, several experiments were performed in central Catalonia, in 18 localities placed along a gradient of landscape complexity. In each locality, an organic and a conventional cereal farm were selected.

The results of this thesis show that intensification of management, evaluated by means of (i) the comparison of organic and conventional fields (Chapters 1, 3 and 4), (ii) several management variables (Chapters 2 and 3) and an index of land-use (Chapter 2), negatively affects weed flora. The characterization of farming practices (Chapter 2) indicates that land-use intensity is lower in organic fields but also that there is a gradient of land-use intensity between and within organic and conventional farms. These results suggest that it is an over-simplification to always equate organic farming with low intensive management. This thesis also demonstrates that landscape complexity does not influence weed flora within cereal fields (Chapter 3), although several authors have reported some effects on boundaries and crop edges. Finally, the results also highlight that native invaders, such as Lolium rigidum and Avena sterilis, could have negative effects on diversity of weed communities, as it has been previously proved for alien species (Chapter 4).