LÍNEAS DE GENERACIÓN Y/O APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO (LGAC) - clic para ampliar -

 

El Programa de Maestría tiene como objetivo principal proporcionar a los estudiantes las bases teóricas y prácticas necesarias para comprender el comportamiento de los Agroecosistemas tropicales y coadyuvar al planteamiento de nuevos esquemas de producción sostenible en el Estado y la región; así como a la solución de la problemática relacionada con la conservación del medio ambiente. El programa incluye las líneas de investigación: Producción Agrícola Sostenible, Integración del componente animal a los agroecosistemas tropicales y Ecología y biotecnología Forestal, mismas que se sustentan en las líneas de Investigación que se encuentran registradas y en renovación por el mismo Instituto y en los dos Cuerpos Académicos en formación.
A través del Programa de Maestría y de las líneas de investigación planteadas, el Instituto busca reforzar su pertinencia en la región, considerando la situación actual del desarrollo agropecuario y forestal del estado de Quintana Roo.

 

Profesores participantes en las Líneas de Generación y Aplicación del Conocimiento de la Maestría en Ciencias en Agroecosistemas Sostenibles.

Producción Agrícola Sostenible

Integración del componente
animal a los agroecosistemas
tropicales

Ecología y biotecnología
Forestal

Dr. Interián Ku Víctor Manuel*

Dr. Fernando Casanova Lugo*

Dr. Iván Oros Ortega*

Dra. Cázares Sánchez Esmeralda

Dr. Iván Oros Ortega

Dr. Fernando Casanova Lugo

M.C. Sánchez Azcorra Pablo Santiago

Dr. Pablo Jesús Ramírez Barajas

Dr. Luis Alberto Lara Pérez

M.C. Casanova Villarreal Víctor
Eduardo

M.C. Víctor Francisco Díaz
Echeverría

C. a Dr. Ismael Pat Aké

*Líder de la LGAC.

 

En la actualidad, existe una gran demanda y concientización hacia el consumo de alimentos libres de contaminantes químicos, tal es el caso de los nitratitos y del glifosato, ambos considerados como cancerígenos. De igual modo, se está cobrando conciencia hacia el cuidado del ambiente, en este sentido, la agricultura tiene un papel fundamental puesto que los medios utilizados para la producción son el suelo y el agua, los cuales son fundamentales; en el primero se gesta una gran cantidad de interacciones bióticas basadas en la microfauna, y el segundo es simplemente la base de la vida en la Tierra. En este sentido, atentar contras estos dos medios y generar residuos químicos peligrosos en ellos, conlleva a atentar contra la seguridad y soberanía alimentaria, no solo de un país, sino del mundo entero. De este modo, cuidar los recursos naturales y los fitogenéticos utilizados en los sistemas agrícolas, representa una necesidad innegable, no obstante, para llegar a ello, es mediante la generación de nuevos conocimientos científicos, mismos que sentaran las bases sólidas para las nuevas tecnologías productivas amigables con ambiente. La línea de investigación Sistemas de producción agrícola sustentable, tiene camino recorrido en los últimos cuatro años en la generación de conocimiento y nuevas tecnologías productivas, tal es el caso del uso de la miel, la vermicomposta y los lixiviados de lombriz para la producción de chile habanero a cielo abierto y en sistemas protegidos. Esta línea, se compone de profesores de tiempo completo cuya formación multidisciplinaria en las áreas de edafología, fitotecnia, agroecología, genética y horticultura imprimen un sello personal al objetivo que se persigue, sin dejar a un lado el incremento en la producción, mediante el uso de todos los recursos disponibles localmente y sin contaminar. En el área de influencia del Instituto Tecnológico de la Zona Maya, se cuenta con un gran potencial productivo en el sector agrícola, sin embargo, se requiere nuevos conocimientos y tecnologías para ello, aunado la necesidad de alimentos libres de contaminantes y cuidado de los recursos naturales, abre una ventana de oportunidad para esta línea de investigación para su consolidación y sobre todo responder a la realidad local y nacional.

El objetivo general de la presente línea de investigación es generar conocimiento científico y tecnologías tendientes a mejorar la productividad de los sistemas agrícolas, tanto a cielo abierto como en condiciones protegidas, con el menor uso de agroquímicos posible, cuidando en todo momento la conservación y el equilibrio de los recursos naturales para garantizar su sostenibilidad.

Lo anterior es debido a que en el Estado de Quintana Roo cuenta con una superficie de 4,713,146 hectáreas, donde puede observarse una gran pérdida de cobertura forestal ocasionada por incendios, huracanes, expansión de la agricultura mecanizada, incremento de la superficie ganadera y la roza-tumba-quema. La principal actividad económica de esta entidad federativa es la terciaria, y de acuerdo al INEGI aportó al PIB estatal el 86%, mientras que la actividad primaria sólo el 1% para el año 2014. Aparentemente, es una gran desventaja, sin embargo, representa una oportunidad para incrementar la participación agrícola, puesto que la zona norte del estado, donde se concentra el turismo sobre todo internacional, demanda día a día alimentos libres de contaminantes. De este modo, el mercado de los productos agrícolas denominados como orgánicos, representa un motor para la generación de conocimiento científico, para generar las tecnologías agrícolas productivas encaminadas a disminuir o eliminar el uso de pesticidas altamente residuales y contaminantes.

De acuerdo a la Secretaria y agricultura, delegación Quintana Roo, las especies agrícolas consolidadas son: el jitomate, la papaya, la naranja dulce, el limón persa, la sandía y el plátano, no obstante, existen otros emergentes como chiles, las hortalizas en general, piña y las hiervas de olor; todos ampliamente utilizados en los restaurantes y hoteles de la zona norte del estado. Todos estos cultivos consolidados y envías de lograrlo, dependen de ellos una gran cantidad de familias de las zonas rurales.

En este contexto, la LGAC denominado Sistemas de producción agrícola sustentable del ITZM, juega un papel fundamental, puesto que está generando conocimiento encaminado hacia la producción ecológica. Los integrantes de esta línea de investigación con formaciones complementarias en diversas áreas (edafología, fitotecnia, agroecología, genética, forestal, botánica, agroindustrial y horticultura), tienen la capacidad para enfrentar estos retos modernos de la actividad agrícola, más aún cuando se tiene camino recorrido en ello, tal es el caso de las tesis dirigidas y concluidas sobre dosificación de abonos orgánicos y miel en la producción de chile habanero y jitomate; así también en la evaluación y caracterización de diferentes materiales locales de las mismas especies.

Los ejes temáticos que sustentan esta línea son: Caracterización, conservación y uso de recursos fitogenéticos, Producción, caracterización y uso de abonos orgánicos, Producción orgánica a cielo abierto y en condiciones protegidas de especies hortícolas, frutícolas, hierbas de olor y básicos, Caracterización y aprovechamiento del potencial productivo de suelos, Manejo y control integrado de plagas y enfermedades agrícolas y, Ecotecnologías.

Esta línea de investigación tiene como eje fundamental el diseño y aprovechamiento de sistemas de producción sostenibles para la producción animal tropical en la región sureste de México. El enfoque de esta línea es multidisciplinario dado que, en la agronomía, forestaría, edafología, estadística aplicada, ecología, zootecnia, entre otras, que en su conjunto podrán contribuir a la reconversión de la ganadería extensiva de las zonas tropicales a una ganadería con bases agroecológicas con un mínimo de perturbación al ambiente. Además, dichos sistemas de producción deben ser resilientes al cambio climático, y capaces de producir alimentos suficientes e inocuos para la creciente población, con un menor de uso de insumos externos (fertilizantes, herbicidas, plaguicidas) y una mayor eficiencia en el uso de la energía solar, con una mínima perturbación al ambiente.

El objetivo de la presente línea de investigación es generar conocimientos y tecnologías para contribuir al diseño y manejo de los agroecosistemas para la producción animal tropical en la región sureste de México.

Lo anterior es debido a que, a nivel mundial, la ganadería es una actividad de la que depende la mayor parte de la gente en las áreas rurales para su subsistencia. Basta decir que en 114 países el 60% de los hogares rurales posee ganado. De hecho, esta actividad genera bienes y alimentos para casi un billón de personas y aporta el 15% de la energía que proviene de los alimentos además de aportar el 25% de la proteína en la dieta. No obstante, su importancia debida a la generación de productos de origen animal provoca una presión creciente sobre los recursos naturales y tiene un alto costo ambiental. Esto se traduce principalmente en su contribución al cambio climático global y en la deforestación que provoca, así como en la pérdida de la biodiversidad.

Su repercusión sobre el clima se da por la sustitución de la vegetación original por pastos, con lo que se promueve la emisión de gases de efecto invernadero (GEI). Por sí misma, la ganadería produce el 18% de las emisiones de GEI antropogénicas. En la actualidad, se estima que a nivel mundial genera casi 2.4 billones de toneladas de CO2, lo que sitúa a esta actividad como la que mayor aporte tiene en las emisiones de este compuesto a la atmósfera.

Pero el impacto de la producción ganadera sobre el ambiente no sólo se queda en la emisión de contaminantes;
aunado a ello se afecta de forma considerable la vegetación original en los ecosistemas. De hecho, el pastoreo ocupa 26% de la superficie terrestre libre de hielo y la producción de ganado consume el 33% de la superficie agrícola. Más aún, existe la tendencia de convertir una mayor superficie de bosques en pasturas para el ganado vacuno y de abrir grandes extensiones para cultivos como la soya, que sirven como alimento a cerdos y aves a escala industrial. De continuar dicha tendencia, se espera un incremento la deforestación a nivel mundial.

Esta tendencia de incrementar la superficie de praderas está relacionada principalmente con su productividad, ya que actualmente, a nivel mundial más del 64% de la superficie de pastoreo se encuentra en algún proceso de degradación, debido especialmente a diversos factores, como el sobrepastoreo de las praderas y otros procesos naturales como la erosión, debido a la falta de cobertura arbórea.

Lo antes descrito es aplicable en la escala regional de México, en donde además se dan algunas particularidades. En efecto, en las zonas tropicales del país, la producción ganadera se basa principalmente en sistemas de pastoreo en monocultivos de gramíneas, y se ven seriamente afectadas por la escasez y mala calidad de los forrajes durante la estación seca. Lo anterior provoca bajo consumo de materia seca de los animales repercutiendo en los índices productivos y reproductivos. Para hacer frente a ello, los ganaderos recurren a la compra de alimentos concentrados, lo que incrementa sustancialmente los costos de producción.

Por lo antes descrito, se reconoce la urgente necesidad de incorporar elementos en los sistemas ganaderos tropicales que aumenten la producción y calidad de los forrajes, especialmente; que sean resistentes a la época de sequía, y que contribuyan en la productividad de los animales, con una reducción de la dependencia de insumos externos para su alimentación. Además, que dichas estrategias sean amigables con el ambiente, es decir; que contribuyan a la restauración de los servicios ambientales, como la captura de carbono por la vegetación, y la reducción de las emisiones de metano por parte de los animales, que son los gases de efecto invernadero más producidos a nivel mundial debido al volumen producido anualmente.

En este contexto, en el estado de Quintana Roo, existe una gran diversidad de especies arbóreas y arbustivas de usos múltiples, tal es el caso de Guazuma ulmifolia Lam., Enterolobium cyclocarpum Jacq., Brosimum alicastrum Sw., Leucaena leucocephala (Lam) de Wit., Albizia lebeek Ben., Bursera simaruba (L.) Sarg., Piscidia piscipula (L.) Sarg., Acacia gaumeri Blake., Lysiloma latisiliquum (L.) Benth., Gliricidia sepium (Jacq.) Kunth ex. Griseb., entre otras, que pueden ser incorporados a los sistemas de producción animal tropical y promover diversas ventajas al ser empleados como cercas vivas, sombra, leña, forraje, medicina, madera, apicultura, etc. Con ello se busca diseñar sistemas de producción diversificados y sostenibles, que reduzcan la presión creciente de las actividades agropecuarias sobre los recursos naturales y, en consecuencia, disminuyan la fragmentación del paisaje y la pérdida de biodiversidad.

Los ejes temáticos que sustentan esta línea son: diseño de sistemas silvopastoriles para la producción pecuaria, Interacciones agro-ecológicas en sistemas silvopastoriles, Evaluación de forrajes tropicales alternativos en la nutrición animal, Comportamiento animal en sistemas silvopastoriles, Estudios de fauna silvestre en agroecosistemas.

En esta línea de investigación se conjuntan distintas disciplinas para abordar problemas de investigación actuales tales como la deforestación, pérdida de biodiversidad, pobreza, la inseguridad alimentaria, cambio climático, desertificación y contaminación de suelos. En esta línea se desarrollan proyectos con bases ecológicas y biotecnológicas para abordar estudios sobre la biodiversidad, interacciones ecológicas, productividad, rentabilidad, estructura y función de ecosistemas forestales y agroecosistemas, con énfasis en la conservación, restauración, manejo y aprovechamientos de recursos forestales para la producción de materias primas y alimentos. Estas actividades están enfocadas a diversos modelos con relevancia económica, ecológica y social, tales como maderas preciosas en ecosistemas y plantaciones forestales y agroforestales (cedro rojo, caoba, roble, pinos tropicales, etc.), forrajeras (guacimo, leucaena, etc.) y alimenticias (cocotero, ramón, etc.). Estas bases biotecnológicas permiten realizar investigación científica e innovación tecnológica orientada a la utilización de las plantas o sus procesos metabólicos para producir bienes o servicios en beneficio de la humanidad, así como productos de alto valor agregado mediante técnicas de selección genética y nuevos modelos de producción (i. e. sistemas agroforestales). Estas tecnologías contribuyen a preservar el medio ambiente con un menor uso de insumos externos (fertilizantes, herbicidas y plaguicidas), y así ayudar a conservar los suelos, los reservorios de agua y la calidad del aire. En esta línea de investigación se utilizan las tecnologías más avanzadas de ecología, biotecnología, forestería, agroecología, edafología, agronomía, estadística aplicada, nutrición tropical, zootecnia, genética, biología, química, cultivo in vitro, biología molecular y celular, entre otras. Además, estas acciones contribuyen a la conservación, aprovechamiento de ecosistemas forestales, y el diseño de nuevos modelos de producción, tales como sistemas agroforestales, para impactar en el desarrollo regional sostenible del sureste de México.

El objetivo General de esta línea de investigación es generar conocimientos y tecnologías para contribuir el desarrollo económico y el bienestar social de la región, a través de la generación de conocimiento innovador, asimilación y transferencia de tecnología, haciendo un manejo sostenible de sistemas forestales y recursos agroforestales en la región sureste de México.

Lo anterior es debido a que los bosques y selvas ocupan unos 4,000 millones de hectáreas, que representan cerca del 31 % de la superficie del planeta. Estos se encuentran en riesgo debido al alarmante incremento de la deforestación, dada principalmente por el cambio de uso de suelo de bosques a tierras de pastoreo y áreas agrícolas, la expansión urbana y el desarrollo industrial y turístico y la tala ilegal. Este problema de deforestación es muy grave debido a que en un lapso de 5,000 años han desaparecido 1,800 millones de hectáreas de zonas arboladas. Tan sólo de 1990 a 2015 se perdieron 129 millones de hectáreas de bosques. Por ejemplo, en América Latina se registró una pérdida neta de 88 millones de hectáreas de bosques en los últimos 20 años. Para el caso específico de México su patrimonio forestal consiste de 144 millones de hectáreas de tierras forestales. No obstante, del 2005 al 2010 se perdieron 775, 000 hectáreas de bosques y selvas a lo largo del país. A su vez, el estado de Quintana Roo cuenta con una superficie de 4,713,146 hectáreas de selvas bajas caducifolias, medianas subcaducifolias, medianas subperenifolias, vegetación secundaria, manglares y otros tipos de vegetación, donde puede observarse una gran pérdida de cobertura forestal ocasionada, principalmente, por incendios (en el 2009 se reportaron 40,000 hectáreas quemadas), huracanes, la expansión de agricultura mecanizada, el cultivo de caña, el incremento de la superficie ganadera y la roza-tumba-quema o milpa maya.

En respuesta a la creciente degradación y fragmentación de los hábitats en las regiones tropicales se reconoce la urgente necesidad de estudiar aspectos relacionados con la ecología y biotecnología para la rehabilitación y restauración ecológica de áreas prioritarias y establecer programas de manejo forestal en las comunidades de Quintana Roo, así como la implementación de nuevos modelos de producción forestal y agroforestal. A pesar de lo anterior, la restauración de los bosques, el establecimiento de plantaciones forestales y sistemas agroforestales enfrentan muchos retos, debido principalmente a la baja fertilidad de los suelos, la falta de prácticas adecuadas para producción de plántulas, la dependencia de agroquímicos, el escaso conocimiento desconocimiento en el uso de los recursos locales, y otros tantos que limitan la producción como las plagas (i.e. los taladradores Hypsipyla grandella Zeller e H. robusta, en consecuencia no existen modelos de desarrollo forestal que incluyan nuevas tecnologías para el éxito del establecimiento de las plantaciones forestales, sistemas agroforestales y restauración de ecosistemas.

En este contexto, en México, el sureste específico en el estado de Quintana Roo, existe una gran diversidad de recursos forestales. En el sur de Quintana Roo donde se incluye especies arbóreas y arbustivas de usos múltiples, es decir, modelos de estudio con relevancia económica, ecológica y social, preciosas en ecosistemas y plantaciones tales como especies maderables, forrajeras y alimenticias, entre las cuales destacan las siguientes: Albizia lebeek Ben.; barí (Calophyllum braziliense cambess.); cocohuite (Acacia gaumeri Blake.); chaca rojo (Bursera simaruba L. Sarg.); caoba (Swietenia macrophylla King.); cedro rojo (Cedrela odorata L.); chacteviga (Caesalpinia mollis); chicozapote (Manilkara zapota L.); ceiba (Ceiba pentandra L. Gaertn); cocotero (Cocus nucifera L.); Enterolobium cyclocarpum Jacq.; Gliricidia sepium (Jacq.); Guazimo (Guazuma ulmifolia Lam.); jabin (Piscidia piscipula L. Sarg.); leucaena (Leucaena leucocephala Lam de Wit.); Lysiloma latisiliquum (L.) Benth.; negrito (Simaruba glauca D.C.); Palo de Rosa (Simira savadorensis Standl Steyerm); pino tropical (Pinus caribaea), roble (Tabebuia rosea Bertol D. C.); ramón (Brosimum alicastrum Sw. Kunth ex. Griseb.); Siricote (Cordia dodecandra D.C.); Tsalam (Lysiloma latisiliquum L. Benth.), entre otras. Sin embargo, el conocimiento sobre estos recursos forestales todavía es muy limitado, por lo que aún es un reto obtener información en relación a estudios poblacionales, demografía, interacciones ecológicas, regeneración, procesos succiónales, biodiversidad, estructura y función de las comunidades forestales, fertilidad de los suelos, estudios de genética, almacenamiento de carbono, flujos de carbono, taxonomía, estudios evolutivos, estudios de productividad, entre otros. Hoy día, generar información sobre estos atributos en los ecosistemas forestales será fundamental para integrar programas de manejo que permitan diseñar paquetes tecnológicos con bases ecológicas, agro-ecológicas y biotecnológicas para la producción forestal y agroforestal para producir satisfactoriamente recursos maderables, leña, forraje, alimentos, medicinas, cercas vivas, sombra, etc. Con ello, se busca diseñar sistemas de producción diversificados y sostenibles, que reduzcan la presión creciente de las actividades forestales sobre los recursos naturales y, en consecuencia, disminuyan la fragmentación del paisaje y la pérdida de biodiversidad.

Los ejes temáticos que versan en esta línea son: el estudio de las Interacciones de microorganismos del suelo con especies de interés forestal, Interacciones ecológicas en sistemas agro-forestales, Ecología forestal, Sistemas de producción agroforestal y Plagas forestales.