Planificación Nodo I: 2013-2014

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NODO I: AGROECOSISTEMAS I

Planificación 2013-2014

INTRODUCCIÓN

Planteamiento del problema

Al iniciar el Nodo I los estudiantes cuentan con el conocimiento de la teoría general de los

sistemas aplicado a la agronomía, luego de haber finalizado el cursado de Introducción a los

Sistemas Agropecuarios.

El Nodo I, tal como lo establece el Plan de Estudio vigente de la carrera, se centra en el

nivel del Agroecosistema. Al respecto, el desarrollo de este núcleo de integración disciplinar, se

enfocará en dos niveles de intervención: el natural (ecosistema) y el intervenido (agroecosistema)

facilitando al estudiante comprender su estructura y funcionamiento, considerando sus principales

componentes , procesos y productos . Al mismo tiempo, este abordaje permitirá que el estudiante

comprenda los efectos generales de la intervención del hombre en los ecosistemas, desde el

punto de vista productivo y ambiental.

En el estudio de este nivel jerárquico de la naturaleza, confluyen dos conceptos que

definen los alcances de su estudio: i) el ecosistema, como conjunto de componentes bióticos y

abióticos, que en un lugar y tiempo, interactúan entre sí manteniendo el equilibrio (clímax); ii) el

agroecosistema que es consecuencia de la intervención del hombre que lo modifica con un

propósito productivo y con tendencia al disclimax. La agricultura en sí misma es una actividad

tendiente a modificar los ecosistemas para beneficio humano. Esta modificación supone la

introducción de nuevas especies de interés económico y la modificación de los componentes del

ecosistema original. Cuando esta modificación tiene cierta antigüedad, es difícil (sino imposible)

reconocer el ecosistema original.

Desde el punto de vista agronómico, el principal interés de estudio es el agroecosistema y

sus niveles de mayor complejidad jerárquica. La importancia de la ecología en este estudio, radica

en que se trata de una ciencia cuyo objetivo es entender la distribución y abundancia de tipos de

organismos. Y el nexo con la agronomía, es que históricamente la tecnología desarrollada por el

hombre le ha permitido manipular las densidades y abundancias. La mayoría de los procesos

estudiados por la ecología prosiguen en los agroecosistemas, de ahí la importancia de su estudio.

Por otra parte, desde un punto de vista más analítico, la explicación del efecto de las

agrotecnologías y su éxito para compatibilizar diferentes objetivos debe necesariamente abordar

otras disciplinas, más específicas, tales como la edafología, la agrometeorología, botánica

sistemática, la zoología agrícola, microbiología y la fitopatología.

En los ecosistemas, la estructura, las funciones y las fluctuaciones a nivel de paisaje son

producto de eventos geomorfológicos de gran escala y biológicos dependientes del flujo de

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energía solar. En cambio, en los agroecosistemas, una gran parte de la estructura, de las funciones

y fluctuaciones se deben a procesos tecnológicos dependientes de la energía fósil.

En su definición más sintética, la agronomía es la ciencia cuyo objetivo es mejorar la

calidad de los procesos de la producción, fundamentada en principios científicos y tecnológicos y

en el estudio de los factores físicos, químicos y biológicos junto con los económicos y sociales que

influyen o afectan al proceso productivo. El objeto de estudio del Ingeniero Agrónomo está

centrado en el agroecosistema, entendido éste como el ámbito específico de intervención del

hombre en la naturaleza, con fines de producción de alimentos y materia prima.

Los problemas con los que se enfrenta el Ingeniero Agrónomo son de índole muy variada

desde los que incluyen la complejidad regional hasta los que sólo dependen de procesos que

ocurren en una parcela o en un stand (fitosfera) de una comunidad. La eficiencia de un estudio

requerido para resolverlo, dependerá de la disponibilidad de recursos económicos y de tiempo, de

la experiencia de los responsables y del instrumental necesario, entre otros, pero sobre todo, de

la correcta visualización del problema, de una definición rigurosa de los objetivos, de una elección

adecuada de una metodología de trabajo y de la acertada elección de la escala de representación y

de observación.

El concepto de heterogeneidad de la vegetación tiene diferentes significados en ecología,

de acuerdo con el nivel de organización considerado y los métodos utilizados para caracterizarla

(Kolasa y Rollo, 1991). La heterogeneidad es aquí definida como la variabilidad espacial de la

composición de especies en un área de extensión conocida y representa el componente geográfico

de la diversidad de especies vegetales (Whittaker, 1977; Loreau, 2000; Crawley y Harral, 2001). La

heterogeneidad vegetal resulta de la distribución espacial de las poblaciones de plantas en

respuesta a la variación de los factores que afectan el crecimiento, la supervivencia y la

reproducción y que actúan seleccionando cuáles especies, pueden vivir en un sitio dado. La

naturaleza de la heterogeneidad vegetal de los sistemas complejos, así como la percepción de la

misma, dependen de la escala espacial en la que el sistema es analizado. La teoría de las jerarquías

(Allen y Starr, 1982; Allen et all., 1984; O’Neill et all., 1886) ofrece un marco conceptual para el

análisis de sistemas biológicos complejos cuyos componentes se disponen en diferentes niveles o

subsistemas que operan en distintas escalas espacio-temporales. Para estudios relacionados con la

vegetación de un área determinada pueden considerarse distintos niveles biogeográficos de

percepción de la heterogeneidad y sus variables activas, con sus correspondientes escalas de

representación. Siguiendo lo propuesto por Long (1968), se definen cinco niveles de percepción

que constituyen una simplificación pues son infinitos los planos desde los cuales se pueden

percibir la heterogeneidad de los sistema terrestres. Imaginemos una visión del objeto de estudio

desde distintos artefactos. El primer nivel de percepción (escala muy pequeña: > 1:5.000.000)

corresponde a la heterogeneidad perceptible desde un satélite orbital (36.000 km altura), desde

donde se distinguen categorías subcontinentales, por ejemplo: la amazonia, el sahara, la selvas y

bosques de Africa. El segundo nivel (escala pequeña: 1:1.000.000) se puede ver desde un avión en

vuelo a 10.000 m de altura corresponden a grandes zonas de uso del suelo: agrícola dominante,

pasturil exclusivo, mixto o forestal (Extensión desde 2.000 km2 hasta 60.000 km2 ) por ejemplo:

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oasis cuyanos, pastizales depresión del salado en Buenos Aires. En ambos niveles la distancia o

extensión es de 5.000 a 10.000 metros. El tercer nivel (escala mediana: 1:200.000) se puede

detectar la heterogeneidad de la vegetación con un avión en vuelo pero desde 1.000 m a 3.000 m

de altura distinguiéndose la estructura de las comunidades vegetales, es decir la fisonomía. Se

pueden diferenciar tipos de vegetación (praderas, estepas, bosques caducifolios, etc.) por

ejemplo: pastizales de altura en sierras pampeanas y distinguir géneros o especies dominantes. En

este caso la distancia es de 1000 a 5.000 metros. El cuarto nivel (escala grande: 1:50.000 a

1:5.000) corresponde a la visión desde un helicóptero distancia menor a 1.000 m de altura que

permite distinguir las parcelas y los distintos cultivos o malezas, es decir la comunidad vegetal con

la lista completa de sus componentes florísticos. Aquí la distancia es de 100 a 1000 metros. El

quinto nivel (escala muy grande: 1:5.000 a 1:100) permite considerar el “stand” o parche de una

comunidad (sitio en un cultivo) analizando su composición florística total, su heterogeneidad

interna, cobertura, fenología y su dinámica. La distancia es de 1 a 10 metros.

En síntesis, estos niveles permitirían orientarnos, una vez que sea ubicada la unidad

biogeográfica, a la que corresponde nuestro problema, respecto de los factores ambientales

activos a ese nivel, las características a observar o medir, las metodologías pertinentes y la escala

de representación cartográfica de los resultados. Es decir, si ubicamos el problema en el tercer

nivel deberíamos observar diferencias en los rasgos estructurales tales como formas de vida

dominantes, estratificación, cobertura estimada, función del follaje, tipo de hojas o afilia y

características como régimen climático general en relación con el balance hídrico. Los datos a

utilizar son promedios o balances hídricos estacionales correspondientes a los distintos tipos de

vegetación distinguidos. Si por el contrario fuera el cuarto nivel (La comunidad) estaríamos

tratando de ver la heterogeneidad dentro de un mismo tipo de vegetación y por lo tanto

pretendiendo identificar comunidades diferentes o describir gradientes haciendo listas completas

florísticas y cuantificaciones tales como frecuencia o cobertura de los integrantes de la

comunidad. Los factores activos (operantes) deberían relacionarse con tipos de suelos diferentes o

gradientes topográficos sutiles, causa de diferencia en el régimen de anegamiento o profundidad

de capa freática o de salinidad de los diferentes horizontes edáficos.

De acuerdo a los fundamentos precedentes, el Nodo I es un ámbito académico de

enseñanza y aprendizaje interdisciplinario, abocado al estudio de sistemas complejos ubicados en

el tercer y cuarto nivel de percepción (León, 2005).

Determinación del objeto de estudio

En esta instancia se considera la integración según niveles de organización de los sistemas

agropecuarios. Aquí se reconoce un sistema objeto de estudio (por ejemplo un lote, una empresa

o una región) y en cada caso un proceso principal (producción vegetal, animal, beneficio

económico, desarrollo regional...)

El objeto de interés o estudio del Nodo I será el sistema biológico complejo a nivel de lote o fitosfera en tres modalidades de uso: i) sistema agrícola (monocultivo); ii) sistema pecuario

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(pastura mixta) y iii) ecosistema natural. Quedando definida la escala biogeográfica de percepción en el tercer y cuarto nivel de jerarquía.

OBJETIVOS GENERALES

Caracterizar la heterogeneidad de la vegetación de sistemas biológicos complejos en interrelación

con factores ambientales, de manejo y con la presencia de grandes herbívoros que pueden afectar

su sostenibilidad.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Describir la estructura y el funcionamiento de los sistemas complejos (principales

procesos, flujos y ciclos) por modalidad.

- Comprender las relaciones entre la comunidad vegetal y los factores ambientales activos

considerando los dos equilibrios posibles.

- Realizar diagnósticos de situación comparativos entre sistemas, jerarquizando los factores

limitantes.

- Determinar balance de energía y producción biológica por modalidad baja estudio.

- Explicar la incidencia de la heterogeneidad vegetal y de los factores activos en el proceso

de producción de biomasa.

- Deducir la evolución de los sistemas analizados según diversos supuestos de modificación.

FUNDAMENTACIÓN DEL TRAYECTO CURRICULAR

La adopción de la Teoría General de Sistemas en este espacio académico y con este objeto de

estudio en particular, posibilita incorporar un concepto clave: el de “proceso”. Éste comprende un

movimiento complejo interior en los sistemas, mediador entre los estímulos externos y la

respuesta final, observada o medida. La estructura y funcionamiento de un sistema está

condicionada y condicionan a su vez a estos procesos. El desafío durante el desarrollo del presente

nodo es a considerar que el conocimiento de estos procesos no se descubre, sino que se construye

sobre la base de una propuesta de actividades prácticas en las que los estudiantes son los

principales protagonistas.

Durante el desarrollo de las actividades se motivará a que los estudiantes describan,

experimenten, argumenten y concluyan sobre la base de los resultados obtenidos. Esta propuesta

supone la promoción del diálogo con y entre los estudiantes, orientando el lenguaje coloquial al

científico. Las actividades de construcción del conocimiento en cada actividad práctica, estará

acompañada por los conceptos teóricos que los estudiantes aprenden al cursar cada una de las

disciplinas concurrentes y contemporáneas que intervengan durante el nodo.

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El planeamiento para la realización del Nodo I supondrá la realización de comparaciones descriptivas y luego, cuantitativas, de tipo empíricas para que los estudiantes comiencen a vincular o relacionar los componentes de un sistema complejo. A fin de posibilitar una mayor variabilidad y riqueza de situaciones, se trabajará con sistemas biológicos complejos en tres modalidades: i) sistema agrícola (monocultivo); ii) sistema pecuario (pastura mixta) y iii) ecosistema natural. Quedando definida la escala biogeográfica de percepción en el tercer y cuarto nivel.

La propuesta consiste en acompañar los procesos de enseñanza y aprendizaje mediante un

trayecto curricular que tenga en una primera instancia un carácter descriptivo, luego empírico-

cuantitativo y finalmente sintético, con una serie de conclusiones en donde se proporcione una

definición por parte de los estudiantes del objeto de estudio del nodo.

¿Por qué el carácter descriptivo inicial?

i) Porque en una primera instancia se sugerirá que los estudiantes visualicen el “todo”,

que para el objeto de estudio, de este nodo, tomaremos como ejemplo el lote pecuario y natural,

tal como si se tratara de una “fotografía” la que aún se encuentra carente de conceptos y

alcances. Esa imagen que cada uno tendrá representada en su cerebro, contendrá elementos que

sobre la base de la experiencia y la percepción de cada individuo podrán (o no) ser detectados. Por

lo tanto, en una primera instancia, el estudio de esa imagen, implica el reconocimiento de lo que

conforma la imagen misma (que es un fenómeno puramente subjetivo). Por eso, el esfuerzo inicial

consiste en elaborar una propuesta que les permita reconocer los elementos o componentes de la

imagen.

ii) Un tiempo después y luego del desarrollo de algunas actividades de reconocimiento

más pormenorizado, acompañados por docentes especializados, podrán percibir que ese cuadro

con algunos elementos reconocidos en una primera instancia, se “modificó”: no sólo porque serán

capaces de reconocer los elementos que la componían inicialmente y que no fueron percibidos,

sino porque también comenzaron a operar factores abióticos y bióticos interactuando entre sí y

con el cultivo. Además, el ambiente mismo se modificó, en cuestiones tales como composición y

densidad de malezas ó población de insecto, por ejemplo.

¿Por qué el carácter empírico?

Porque una vez realizados los experimentos cognitivos vinculados con los fenómenos de

composición y de cambios, comenzará la etapa en que deban indagar algunas relaciones empíricas

entre componentes y factores. En esa instancia, deberán continuar con su intervención las

disciplinas incrementando su participación cognitiva, procedimental y actitudinal buscando

garantizar la integración a través del ejercicio de la interdisciplinariedad.

El valor de establecer relaciones empíricas, se justifica pues aunque no se traten de

estudios con carácter explicativo, los estudiantes podrán inducir que existen vinculaciones y que

éstos se pueden cuantificar. Luego, estas mismas percepciones actuarán como motivación para la

búsqueda de las explicaciones subyacentes a los fenómenos experimentados, en las asignaturas

que se cursan contemporáneamente con el nodo. De esta manera, cuando avancen en los estudios

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de fisiología vegetal, edafología y ecología, entre otras disciplinas, comenzarán a poder (en parte)

explicar lo que antes observaron, midieron y vincularon empíricamente.

El objetivo es que logren una síntesis, hacia el final del cursado del nodo, en donde los

estudiantes elaboren un concepto integrador y sintético que a su entender les posibilite definir el

objeto estudiado.

ASIGNATURAS INTERVINIENTES Y TEMAS A DESARROLLAR

Agrometeorología: Balance de energía de un cultivo. Perfiles de temperatura, humedad, velocidad

del viento. Fenología Vegetal. Observaciones fenológicas. Fenofases en cultivos anuales y

perennes.

Diagnóstico y Tecnología de Aguas: estudio topográfico del paisaje.

Edafología: Concepto de perfil del suelo. Horizontes y subhorizontes en i) sistema agrícola

(monocultivo); ii) sistema pecuario (pastura mixta) y iii) ecosistema natural. Reconocimiento de

suelo y variaciones espaciales. Identificación de limitantes. Cálculo del balance hídrico. Toma de

muestras. Balance de agua en el suelo. Estudio de las limitantes del suelo. Influencia de la

agricultura sobre el suelo.

Fitopatología: Diagnostico, en base reconocimiento de síntomas y signos de enfermedades

foliares y de la espiga en cultivo de trigo y foliares de la alfalfa.

Botánica sistemática - Ecología agrícola: Identificación de las comunidades herbáceas presentes en las diferentes áreas. Selección de las comunidades a censar.

· Censado de las comunidades selectas. · Caracterización de las especies presentes por atributos de sus historias de vida (longevidad, posición de órganos de reproducción, inversión reproductiva, etc.)

Microbiología agrícola: Fijación Biológica de Nitrógeno. Importancia. Evaluación a campo de la

FBN en Leguminosas. Selección de ambientes y especies a evaluar. Registro de datos. Toma de

muestra. Momentos de muestreo. Nodulación. Actividad nodular. Códigos de evaluación de

parámetros de nodulación. Planillas de registro de datos. Análisis de resultados. Presentación de

informes.

Zoología Agrícola: Determinación de artrópodos plagas y benéficos en i) sistema agrícola

(monocultivo); ii) sistema pecuario (pastura mixta) y iii) ecosistema natural. Interpretación de la

diversidad y la estabilidad de los sistemas objeto de estudio, teniendo en cuenta los principios

básicos de la agroecología. Metodología de muestreos a campo. Interpretación de los datos

obtenidos. Conexiones conceptuales entre propiedades de sistemas complejos.

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MODALIDAD DE TRABAJO

Se formarán grupos de trabajo de 6 integrantes cada uno. Las actividades se desarrollarán

en aula y campo según lo especificado en el plan de actividades, las que se desarrollarán los días

martes. Las clases que se requieran de explicaciones teóricas, discusiones de datos o

informaciones obtenidas se desarrollarán por la mañana en el horario de 8:00 a 11:00. Las

actividades de campo se desarrollarán por la tarde horarios a convenir con el supervisor operativo

y se desarrollarán en predios cedidos por la dirección de la Escuela de Agricultura, Ganadería y

Granja de esta Universidad y de la Sociedad Rural del departamento Las Colonias. El trabajo grupal

de los estudiantes se desarrollará utilizando principalmente las técnicas del aprendizaje

cooperativo: se basa en que los estudiantes trabajen en grupos y aprovechen al máximo el

aprendizaje propio y el que se produce en la interrelación. Para ello y luego de la conformación de

los grupos, se asignará a cada integrante una tarea. Cada estudiante deberá ser responsable de

una línea temática del Nodo I, por ejemplo Zoología, Agrometeorología, Ecología, Microbiología o

Edafología, entre otras. Cada dos grupos habrá un coordinador Tutor-alumno que será adscrito, en

modalidad docencia y cada dos o cuatro grupos 1 docente de las disciplinas participantes como

facilitador y orientador en la gestión de tutores y estudiantes. Semanalmente o quincenalmente,

estos estudiantes se reunirán con los docentes responsables y transmitirán en forma escrita u oral,

de acuerdo a lo que corresponda o decida cada docente, memoria de lo actuado y de lo que queda

aún por resolver de la tarea de la cual son responsables. Este mecanismo será coordinado por el

supervisor operativo, quien se encargará de informar, recordar y coordinar la logística de las

tareas a desarrollar semanalmente. Además de estos encuentros, todos los docentes participantes

se reunirán, al menos, una vez al mes con todos los grupos y se realizará una evaluación de la

etapa utilizando distintas estrategias por ejemplo, confeccionar preguntas individuales cruzadas a

cada integrante a fin de evaluar el proceso de transmisión entre los integrantes de los diferentes

grupos. Esto permitiría evaluar el grado de desempeño de cada estudiante, el grado de trabajo

cooperativo realizado, evitando el trabajo solitario como suele ocurrir en los grupos, teniendo

además el alcance de poder evaluar el proceso de aprendizaje. La calificación en estas instancias

serán cualitativas apelando a rúbricas diseñadas ad- hoc. Además, estas reuniones con los grupos

facilitaría la implementación, ajustes o modificaciones de lo planeado, antes de llegar a la

instancia final de evaluación en cada semestre todo lo cual aportaría a la realización de una

evaluación sumativa y formativa del proceso de aprendizaje.

CRITERIO DE APROBACIÓN Y CALIFICACIÓN

Las instancias de evaluaciones serán en forma grupal e individual, además de la corrección

del informe final. Las grupales a través de las presentaciones de informes parciales. Las

individuales en el momento de la defensa de los informes, cada estudiante será interrogado por

los docentes.

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Instancias evaluativas Ponderación Instrumentos de

evaluación

Seminarios periódicos 30% Rúbrica

Informe final 30% Rúbrica (para informe escrito y exposición oral)

Producción a campo y

gabinete.

40% Rúbrica (asistencia, participación,

etc)

La calificación final será la suma de lo grupal y lo individual.

Se considerarán estudiantes libres durante el cursado aquellos que no alcancen el 80 % de

la asistencia o bien que no aprueben con el 60 % del puntaje final.

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Asignaturas participantes y docentes afectados:

Agrometeorología: Leva, Perla, Garcia Soledad y Toffoli Guillermo

Botánica sistemática: Gutiérrez Hugo

Diagnostico y tecnología de agua: Marano, Robert, Camussi German

Edafología: Pilatti, Miguel, Felli Osvaldo, Ghiberto Pablo y Miretti M. Celeste

Ecología: D`Angelo Carlos, Bortoluzzi Andrés

Fitopatología: Rista Luis

Fisiología Vegetal y Cultivos extensivos: Piertrobon Marianela y Micheloud Norma

Microbiología: Toniutti M. Antonieta Fornasero Laura

Zoología agrícola: Curis Cecilia.

Cronograma para el cuatrimestre agosto- noviembre

Clase Fecha Producto Actividades Docentes

1 20/8

Imagen ingenua de la fistófera

Objetivos, recorrida por lote individual y grupal, formación de

grupos

Butarelli, Leva,

García, Felli,

Pilatti

2 27/8 Primera imagen formal Teoría de estructura de sistemas Pilatti

3 3/9

Imagen formal de la fitósfera

(estructura)

Respuestas a la pregunta de imagen formal

Actividades: explicar en aula todas las metodologías a utilizar para

realizar mediciones a campo (biomasa, fenología, toma de

muestra de suelo, relieve)

Leva, García, Giberto, Alesso,

Butarelli

Curis

4 y 5 10 y 17 /9 Toma de muestras Salidas a campo

Leva, García, Ghiberto,

Butarelli, Felli

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6 24/9 Reflexión comparación entre imagen ingenua y formal

Informe preliminar Felli

7 1/10 Relaciones entre los

componentes Teoría y salidas a campo con Fitopatología y Microbiología

Toniutti, Fornasero y

Rista

8 8/10 Relaciones entre los componentes

Teoría y salida al campo con Zoología y Sanidad

Gutiérrez y Curis

9 15/10 Relaciones entre los

componentes ecofisiología

Micheloud y Pietrobon.

10 22/10 Relaciones entre los componentes

Ciclos del agua, fosforo, nitrógeno, carbono

Miretti María Celeste.

29/10 Entrega y evaluación

El cronograma de actividades para el segundo cuatrimestre (marzo-junio 2014) se presentará antes del 15 de febrero del 2014.

Coordinador académico: Dra. Perla Leva Coordinador operativo: Ing, Agr. Melina Butarelli.