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investigacion en
agroecologia
Clara Ines Nicholls
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Apresentaçao Clara Nicholls CBA-Agroecologia2013
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alimentario

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Mercados
locales
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sociales

Acaparamiento
de tierrasSistemas
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alimentarios
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gaseous losses

harvest

Crop

O

fertilizer

R

erosion
crop
uptake

S

leaching

Tree

Condiciones
controladas

gaseous losses

N2
fixation

Crop

Prunings
mulch

fertilizer

erosion
competitive tree uptake crop
uptake

Medio real

‘safety-net’ tree uptake
leaching

Paisaje
agrícola

NPK
NPK
NPK

harvest
Grandes tareas de
investigacion en agroecologia
• Recuperacion de sistemas tradicionales y
mobilizacion del conocimiento tradicional
• Biodiversidad y manejo de plagas
• Regeneracion de cuencas y paisajes degradados
• Diseño de agroecosistemas resilientes al cambio
climático
• Transicion mas alla de la sustitucion de insumos
• Investigacion para explicar sistemas
agroecologicos exitosos y medir sustentabilidad
• Escalonamiento de propuestas agroecologicas
locales y exitosas
Recuperacion de sistemas
tradicionales y mobilizacion del
conocimiento tradicional
El conocimiento
indigenatradicioanl ha
nutrido
agroecosistemas
que han
soportado el
pasar de los
siglos es un punto
de partida
estrategico
¿?

Corpus

¿?
Chama- Pesmajme
Kilijme kijme (helechos)Kuome(platanillos)
(quelites)
kajme

¿?

Ixuajme
(¿?)

TAKTSON

(bejucos)
Xochijme
(ornam.)

Ouajme
(otates)
Nanakajme
(hongos)
Kuoxiujme
(palmas)

¿?

Xiuijme
(hierbas)

TAXONOMIA
NAHUAT

Kamojme
(camotes)

Kapolli
(capulín)
Chalahui
Uaxi
(chalahuite)
(uaje)

Xocojme
(cítricos)
Paspajme
(plátanos)

TAKTSON
Kouijme
(árboles)
Varios

Auakat
(aguacate)
Tzapot
(zapote))

Praxis

1 Ha
CAFÉ BAJO SOMBRA

• 350 spp útiles
en la SNP
• hasta 150 spp
útiles/ha
• predominan
spp destinadas a
alimentos y
medicinas
• 200 spp de
aves censadas
en los cafetales
Kuojtakiloyan
(monte útil o productivo)
40
140
especies
útiles/Ha

SUBSISTENCIA Y MERCADOS LOCAL Y REGIONAL
Árboles diversos 80 spp
Aguacates
8 spp
Zapotes
14 spp
Capulines
14 spp
Chalahuis
6 spp
Otates
5 spp
Chamakis
11 spp
Guajes
4 spp

Ornamentales
Plátanos
Cítricos
Zingiberales
Palmas
Plátanos
Plantas medic.

25 spp
11 var.
17 var.
9 spp.
7 spp
12 var.
150 spp.
= ± 350

MERCADOS NACIONALE INTERNACIONAL
Macadamia
Canela
Pimienta
Litchi
Maracuyá

Guayaba
Mango
Caoba
Cedro
Café
Sistema Silvopastoril Intensivo
Eficiencia de procesos biológicos

Elevada fotosíntesis
y producción de
biomasa

Elevada
actividad
biológica del
suelo. Materia
orgánica

Alta fijación de
Nitrógeno
atmosférico
Solubilización del
fósforo y
movilización de
otros minerales

Las entradas al
sistema son procesos
naturales, no energía
fósil ni productos
industriales
Apresentaçao Clara Nicholls CBA-Agroecologia2013
Apresentaçao Clara Nicholls CBA-Agroecologia2013
Apresentaçao Clara Nicholls CBA-Agroecologia2013
RF-Rice Fish
8000

RM-Rice Mono-culture
RMP-Rice-Mono-culture with Pesticide

7000

5000
4000
3000
2000
1000

RF
RM
RMP

Stability of rice yield

Rice yield (kg.ha-1)

6000

16
14
12
10
8
6
4
2
0

R+F RF

RM
RM

RMP
RMP

0

Fig. 2 Rice yields and temporal stability of 2008 yield (a),2009 fish yield and temporal
rice
and
2006
2007
2010
stability of rice yield (b) over the 5 experimental years. RF: rice-fish co-culture; RM:
rice monoculture; RMP: rice monoculture with pesticides; FM: fish monoculture.
Estudios del Rol ecologico de los peces en el sistema tradicional
Efecto de la Azola en la Fijacion de nitrogeno y alimento
para patos en sistemas tradicionales de Arroz en Asia
Sistemas tradicionales de Arroz y
patos en Asia
Estudios de las interacciones y funciones ecologicas de
los patos, peces y azola sistemas tradicionales
Rol de la
biodiversidad en el
manejo de plagas
Componentes
Polinizadores

Predatores y
parasitoides

Herbivoros

Vegetacion
circundante

Lombrices
de tierra

Macro, meso y
microfauna del
suelo

BIODIVERSIDAD
FUNCIONAL
Funciones
Polinizacion

Regulacion de
plagas

Acumulacion de
biomasa

Mejoramiento de
la estructura del
suelo, Reciclaje
de nutrientes

Descomposicion,
predacion,
supresion
enfermedades

Tecnicas
Policultivos

Agroforesteria Rotaciones

Cultivos de cobertura Labranza cero Compostaje
Una vez que se diversifica las cadenas troficas
se hacen mas complejas
Apresentaçao Clara Nicholls CBA-Agroecologia2013
A phacelia flower

Stamen appendages
partly protecting
nectaries

Upward projecting hairs
on the style

Nectaries
Efecto de la calidad del polen en la sobrevivencia de n
parasitoidide de la familia Ichneumonidae
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Viñedos con cultivos de cobertura en floración durante el verano se
caracterizaron por bajas densidades de cicadelidos & ninfas y adultos (2
años consecutivos)
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Efecto del corte del cultivo de cobertura en viñedos en sobre las
densidades de (a) ninfas de cicadelidos y
(b) Anagrus epos parasitoide de huevos de cicadelidos
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la sustitucion de
insumos
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degradadis a sistemas
silvopastoriles intensivos

2005

2010

Valle del río Cesar, Caribe de Colombia
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Diseno del
Agroecosistema
“Manejo de la biodiversidad
abajo del suelo”
Manejo Organico del suelo

“Manejo de la
biodiversidad arriba
del suelo”
Manejo del Habitat y
diversificacion

•Incremnento de la materia
organica del suelo
•Incremento del reciclaje de
Nutrientes

•Policultivos
•Cultivos de cobertura
•Rotaciones
Salud del cultivo

Salud del Agroecosistema
Apresentaçao Clara Nicholls CBA-Agroecologia2013
Investigacion para
explicar sistemas
agroecologicos
exitosos y medir
sustentabilidad
Sistema de evaluacion rapida de calidad de
suelo y salud del cultivo: protocolo
• Una vez que se asignan los valores a cada
indicador, se obtiene el valor promedio para
calidad de suelo y salud del cultivo
• Las fincas que tengan valores promedios de
caliad de suelo y salud del cultivo inferiores
a 5 se consideran que estan por debajo
umbral de sostenibilidad
• Graficar los valores de los indicadores en
una grafica tipo Ameba
Apresentaçao Clara Nicholls CBA-Agroecologia2013
Apresentaçao Clara Nicholls CBA-Agroecologia2013
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Diseño de
agroecosistemas
resilientes al cambio
climático
Señales de cambio
climático (1981-2010)
Aumento de temperaturas
• Medias: 0.5ºC
Mínimas: 0.45º C
Máximas: 0.25ºC

Incremento de precipitaciones
extremas

Reducción del balance
hídrico. Stress hídrico.

(Ocampo, 2012)
Cambio climatico y agricultura
campesina
• Entre muchas comunidades rurales
tradicionales, los agricultores parecen
afrontar la situación a pesar de las
fluctuaciones del clima
• Muchos agricultores se adaptan e incluso se
preparan para el cambio climático,
minimizando las pérdidas en productividad
mediante el uso incrementado de practicas
tradicionales
Descripción del estado del indicador
en un sistema de semáforo.
Color

Verde

Situación

Acción

Baja Vulnerabilidad o Alta

Mantener el nivel de conservación

resiliencia

(Vigilancia)

Amarillo

Vulnerabilidad Media

Rojo

Alta vulnerabilidad

Debe hacer algo para mejorar
(Precaución)
Debe hacer mucho para mejorar
(Riesgo)
Análisis de datos
COLOR DE

VALOR

CALIFICACION

NUMERICO

Verde

5

Amarillo

3

Rojo

1

test de Wilcoxon

Después de la conversión numérica fue aplicado el
para comparar diferencias generales (a−c) entre parcelas agroecológicas (a) e
convencionales (c). Donde valores p 0,05 muestran diferencias significativas entre os
tratamientos.
Indicadores de Resiiencia en 2 sistemas agroforestales de cacao
(A= diversificado, multistrata; B=cacao con banano
Indicator

Red
(hiph risk 1 – 2)
Agroforest
A

B

Slope

X

A

X

B

Green
(low risk, 5)
Agroforest

X

Exposure

Yellow
(medium risk, 3-4)
Agroforest
A

X

Landscape
diversity

X

X

Proximity to
forests

X

X

Wind breaks

X

Soil
conservation
practices

X

Plant
diversity

X

X
X

X

Soil cover

X

X

Root depth

X

X

infilltration

X

X

B
Ameba de Indicadores de Resiliencia en
dos istemas agroforestales de cacao
DIVERSIFIED
MULTISTRATA
AGROFOREST
CACAO +
BANANA

Infiltration
5
Root depth

4

Sllope

3
Soil cover

2

Exposure

1
0
Plant
diversity

Landscape
diversity

Soil
conservati
on…

Proximity
to forests
Wind
breaks
RIESGO
(Nivel de daño)

AMENAZA CLIMATICA

VULNERABILIDAD

•Frecuencia
•Intensidad
•Duración

•Matriz paisajística
• Diversidad
vegetación
•Materia orgánica del
suelo
•Cobertura de suelo
•Pendiente,
exposición , etc.

CAPACIDAD
REACTIVA
•Conocimiento
campesino
•Habilidades de
manejo
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•Diversidad de de
actividades, etc.
RIESGO ⁼

AMENAZA

₊ Vulnerabilidad

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La Rosita

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Subienda
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Explorar

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Análisis:
Como
funciona?Qué
pasa si...?

Los modelos pueden contribuir en estas etapas

Explicar
En la transicion agrecológica se requiere llegar al rediseño
Realidad (agroecosistemas)
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Análisis

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Función

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Propósito

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locales

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disponibilidad de
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interacciones bióticas
• Respuestas variables a
las intervenciones técnicas
• Percepciones,
preferencias y saberes
locales
•Nichos socio-ecológicos
para las innovaciones
Agroecologia
• La agricultura es una actividad técnica y
bio-ecologica que interactúa íntimamente
con sistemas socio-económicos imperantes
y por lo tanto no se puede concebir
separada de estos
• Los problemas del desarrollo rural son más
que problemas técnicos, son sociales y estos
deben ser solucionados tanto a nivel local,
como regional y global.
Es a travé s de esta comprensió n má s profunda
de la realidad socio-ecoló gica de los sistemas
agrı́colas que las puertas se abrirá n a nuevas
opciones de diseñ o y gestió n de las opciones
agroecoló gicas y polı́ticas, a tono con las
necesidades de los agricultores de pequeñ a
escala y los objetivos de una agricultura
verdaderamente sostenible, que promueva la
soberanı́a alimentaria y la resiliencia de los
agroecosistemas
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  • 3. Soberania alimentaria Rol y manejo de biodiversiidad Servicios ecosistemicos Dimension Salud de ecologica plantas Politicas conducentes < Agroecologia> Ecologia de suelos Indicadores Sostenibilidad resiliencia Conversion transicion Parcela, Agricultor Campo, Grupos de agricultores Agroecosistema Paisajecuenca, comunidad Region, Organizacio nes de productores Sistema alimentario Dimension Social y politica Mercados locales Movimientos sociales Acaparamiento de tierrasSistemas acceso a alternativos tierras alimentarios
  • 4. NIVELES DE COMPLEJIDAD Y ESCALA DE ANALISIS gaseous losses harvest Crop O fertilizer R erosion crop uptake S leaching Tree Condiciones controladas gaseous losses N2 fixation Crop Prunings mulch fertilizer erosion competitive tree uptake crop uptake Medio real ‘safety-net’ tree uptake leaching Paisaje agrícola NPK NPK NPK harvest
  • 5. Grandes tareas de investigacion en agroecologia • Recuperacion de sistemas tradicionales y mobilizacion del conocimiento tradicional • Biodiversidad y manejo de plagas • Regeneracion de cuencas y paisajes degradados • Diseño de agroecosistemas resilientes al cambio climático • Transicion mas alla de la sustitucion de insumos • Investigacion para explicar sistemas agroecologicos exitosos y medir sustentabilidad • Escalonamiento de propuestas agroecologicas locales y exitosas
  • 6. Recuperacion de sistemas tradicionales y mobilizacion del conocimiento tradicional El conocimiento indigenatradicioanl ha nutrido agroecosistemas que han soportado el pasar de los siglos es un punto de partida estrategico
  • 7. ¿? Corpus ¿? Chama- Pesmajme Kilijme kijme (helechos)Kuome(platanillos) (quelites) kajme ¿? Ixuajme (¿?) TAKTSON (bejucos) Xochijme (ornam.) Ouajme (otates) Nanakajme (hongos) Kuoxiujme (palmas) ¿? Xiuijme (hierbas) TAXONOMIA NAHUAT Kamojme (camotes) Kapolli (capulín) Chalahui Uaxi (chalahuite) (uaje) Xocojme (cítricos) Paspajme (plátanos) TAKTSON Kouijme (árboles) Varios Auakat (aguacate) Tzapot (zapote)) Praxis 1 Ha
  • 8. CAFÉ BAJO SOMBRA • 350 spp útiles en la SNP • hasta 150 spp útiles/ha • predominan spp destinadas a alimentos y medicinas • 200 spp de aves censadas en los cafetales
  • 9. Kuojtakiloyan (monte útil o productivo) 40 140 especies útiles/Ha SUBSISTENCIA Y MERCADOS LOCAL Y REGIONAL Árboles diversos 80 spp Aguacates 8 spp Zapotes 14 spp Capulines 14 spp Chalahuis 6 spp Otates 5 spp Chamakis 11 spp Guajes 4 spp Ornamentales Plátanos Cítricos Zingiberales Palmas Plátanos Plantas medic. 25 spp 11 var. 17 var. 9 spp. 7 spp 12 var. 150 spp. = ± 350 MERCADOS NACIONALE INTERNACIONAL Macadamia Canela Pimienta Litchi Maracuyá Guayaba Mango Caoba Cedro Café
  • 10. Sistema Silvopastoril Intensivo Eficiencia de procesos biológicos Elevada fotosíntesis y producción de biomasa Elevada actividad biológica del suelo. Materia orgánica Alta fijación de Nitrógeno atmosférico Solubilización del fósforo y movilización de otros minerales Las entradas al sistema son procesos naturales, no energía fósil ni productos industriales
  • 14. RF-Rice Fish 8000 RM-Rice Mono-culture RMP-Rice-Mono-culture with Pesticide 7000 5000 4000 3000 2000 1000 RF RM RMP Stability of rice yield Rice yield (kg.ha-1) 6000 16 14 12 10 8 6 4 2 0 R+F RF RM RM RMP RMP 0 Fig. 2 Rice yields and temporal stability of 2008 yield (a),2009 fish yield and temporal rice and 2006 2007 2010 stability of rice yield (b) over the 5 experimental years. RF: rice-fish co-culture; RM: rice monoculture; RMP: rice monoculture with pesticides; FM: fish monoculture.
  • 15. Estudios del Rol ecologico de los peces en el sistema tradicional
  • 16. Efecto de la Azola en la Fijacion de nitrogeno y alimento para patos en sistemas tradicionales de Arroz en Asia
  • 17. Sistemas tradicionales de Arroz y patos en Asia
  • 18. Estudios de las interacciones y funciones ecologicas de los patos, peces y azola sistemas tradicionales
  • 19. Rol de la biodiversidad en el manejo de plagas
  • 20. Componentes Polinizadores Predatores y parasitoides Herbivoros Vegetacion circundante Lombrices de tierra Macro, meso y microfauna del suelo BIODIVERSIDAD FUNCIONAL Funciones Polinizacion Regulacion de plagas Acumulacion de biomasa Mejoramiento de la estructura del suelo, Reciclaje de nutrientes Descomposicion, predacion, supresion enfermedades Tecnicas Policultivos Agroforesteria Rotaciones Cultivos de cobertura Labranza cero Compostaje
  • 21. Una vez que se diversifica las cadenas troficas se hacen mas complejas
  • 23. A phacelia flower Stamen appendages partly protecting nectaries Upward projecting hairs on the style Nectaries
  • 24. Efecto de la calidad del polen en la sobrevivencia de n parasitoidide de la familia Ichneumonidae
  • 27. Viñedos con cultivos de cobertura en floración durante el verano se caracterizaron por bajas densidades de cicadelidos & ninfas y adultos (2 años consecutivos)
  • 29. Efecto del corte del cultivo de cobertura en viñedos en sobre las densidades de (a) ninfas de cicadelidos y (b) Anagrus epos parasitoide de huevos de cicadelidos
  • 31. Relacion entre la fertilidad de suelos y plagas
  • 33. Transicion mas alla de la sustitucion de insumos
  • 34. ETAPAS DE LA CONVERSION AGROECOLOGICA
  • 36. Conversion de sistemas ganaderos degradadis a sistemas silvopastoriles intensivos 2005 2010 Valle del río Cesar, Caribe de Colombia
  • 37. Principios Agroecologicos Diseno del Agroecosistema “Manejo de la biodiversidad abajo del suelo” Manejo Organico del suelo “Manejo de la biodiversidad arriba del suelo” Manejo del Habitat y diversificacion •Incremnento de la materia organica del suelo •Incremento del reciclaje de Nutrientes •Policultivos •Cultivos de cobertura •Rotaciones Salud del cultivo Salud del Agroecosistema
  • 40. Sistema de evaluacion rapida de calidad de suelo y salud del cultivo: protocolo • Una vez que se asignan los valores a cada indicador, se obtiene el valor promedio para calidad de suelo y salud del cultivo • Las fincas que tengan valores promedios de caliad de suelo y salud del cultivo inferiores a 5 se consideran que estan por debajo umbral de sostenibilidad • Graficar los valores de los indicadores en una grafica tipo Ameba
  • 45. Señales de cambio climático (1981-2010) Aumento de temperaturas • Medias: 0.5ºC Mínimas: 0.45º C Máximas: 0.25ºC Incremento de precipitaciones extremas Reducción del balance hídrico. Stress hídrico. (Ocampo, 2012)
  • 46. Cambio climatico y agricultura campesina • Entre muchas comunidades rurales tradicionales, los agricultores parecen afrontar la situación a pesar de las fluctuaciones del clima • Muchos agricultores se adaptan e incluso se preparan para el cambio climático, minimizando las pérdidas en productividad mediante el uso incrementado de practicas tradicionales
  • 47. Descripción del estado del indicador en un sistema de semáforo. Color Verde Situación Acción Baja Vulnerabilidad o Alta Mantener el nivel de conservación resiliencia (Vigilancia) Amarillo Vulnerabilidad Media Rojo Alta vulnerabilidad Debe hacer algo para mejorar (Precaución) Debe hacer mucho para mejorar (Riesgo)
  • 48. Análisis de datos COLOR DE VALOR CALIFICACION NUMERICO Verde 5 Amarillo 3 Rojo 1 test de Wilcoxon Después de la conversión numérica fue aplicado el para comparar diferencias generales (a−c) entre parcelas agroecológicas (a) e convencionales (c). Donde valores p 0,05 muestran diferencias significativas entre os tratamientos.
  • 49. Indicadores de Resiiencia en 2 sistemas agroforestales de cacao (A= diversificado, multistrata; B=cacao con banano Indicator Red (hiph risk 1 – 2) Agroforest A B Slope X A X B Green (low risk, 5) Agroforest X Exposure Yellow (medium risk, 3-4) Agroforest A X Landscape diversity X X Proximity to forests X X Wind breaks X Soil conservation practices X Plant diversity X X X X Soil cover X X Root depth X X infilltration X X B
  • 50. Ameba de Indicadores de Resiliencia en dos istemas agroforestales de cacao DIVERSIFIED MULTISTRATA AGROFOREST CACAO + BANANA Infiltration 5 Root depth 4 Sllope 3 Soil cover 2 Exposure 1 0 Plant diversity Landscape diversity Soil conservati on… Proximity to forests Wind breaks
  • 51. RIESGO (Nivel de daño) AMENAZA CLIMATICA VULNERABILIDAD •Frecuencia •Intensidad •Duración •Matriz paisajística • Diversidad vegetación •Materia orgánica del suelo •Cobertura de suelo •Pendiente, exposición , etc. CAPACIDAD REACTIVA •Conocimiento campesino •Habilidades de manejo •Acceso a recursos •Diversidad de de actividades, etc.
  • 52. RIESGO ⁼ AMENAZA ₊ Vulnerabilidad Capacidad reactiva y de Recuperación
  • 55. El ciclo de aprendizaje (Kolb) y el ciclo de análisis/diseño El enfoque de sistemas Diseñar Acción: Implementar una ‘idea’ Observación: Evaluar consecuencias Planificación: Seleccionar mejoras Explorar Describir Análisis: Como funciona?Qué pasa si...? Los modelos pueden contribuir en estas etapas Explicar
  • 56. En la transicion agrecológica se requiere llegar al rediseño Realidad (agroecosistemas) Problemas Diseño Preguntas Estructura Análisis Función Propósito Función Conocimiento Propósito Síntesis Conclusiones Nuevas realidades Estructura Decisiones Adaptado de: Goewie, 1993
  • 57. Propiedades del sistema a re-diseñar Agroecosistemas: sistemas socioecológicos complejos Contexto socioeconómico Organización del paisaje Asignación de los recursos en el espacio Temporalidad y previsibilidad en el corto y largo plazo Prioridades y saberes locales Contexto biofísico Temporalidad y disponibilidad de recursos Diversidad de ‘nichos’ y de interacciones bióticas • Respuestas variables a las intervenciones técnicas • Percepciones, preferencias y saberes locales •Nichos socio-ecológicos para las innovaciones
  • 58. Agroecologia • La agricultura es una actividad técnica y bio-ecologica que interactúa íntimamente con sistemas socio-económicos imperantes y por lo tanto no se puede concebir separada de estos • Los problemas del desarrollo rural son más que problemas técnicos, son sociales y estos deben ser solucionados tanto a nivel local, como regional y global.
  • 59. Es a travé s de esta comprensió n má s profunda de la realidad socio-ecoló gica de los sistemas agrı́colas que las puertas se abrirá n a nuevas opciones de diseñ o y gestió n de las opciones agroecoló gicas y polı́ticas, a tono con las necesidades de los agricultores de pequeñ a escala y los objetivos de una agricultura verdaderamente sostenible, que promueva la soberanı́a alimentaria y la resiliencia de los agroecosistemas