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La Agricultura: desde el Neolítico hasta la Robotización

Álvaro Martínez Álvarez
Dr. Ing. Agrónomo

Cada vez se habla más de la Agricultura 4.0, en la que la electrónica y la informática harían posible la llegada al campo de tractores y máquinas agrícolas autónomos. Esto unido a la mejora del conocimiento de cada parte del campo llevaría a una agricultura productiva y sostenible con capacidad de alimentar a una población en crecimiento exponencial. Sin embargo, en grandes superficies de la Tierra se siguen utilizando técnicas agrícolas que en poco se diferencias de las que se practicaban en el Neolítico y que recopilaron los textos de Columela y de Alonso de Herrera. Seguidamente se analizan las características de las diferentes ‘revoluciones agrícolas’.

Del trabajo manual a la tracción animal
Primera Revolución Agrícola: del trabajo manual a la tracción animal.

La primera revolución agrícola

La producción de alimentos por el hombre, es decir su paso de recolectores a productores de alimentos y fibras textiles constituye la denominada Primera Revolución Agrícola.

Una de ellas fue la Civilización Sumeria en la llanura del Tigris-Eufrates, seguida de una segunda representación en el valle y delta del Nilo, ambas basadas en el uso de la fuerza muscular tanto humana como animal, y en el muy limitado empleo de la fuerza hidráulica y de la eólica. En otros grandes valles fluviales se produjeron cambios similares.

Las características fundamentales de esta ‘primera revolución agrícola’, claramente definidas ya en el séptimo milenio durante la colonización de la llanura mesopotámica, y perfectamente asentadas durante la Edad del Bronce sumeria, permanecieron, en sus líneas básicas, con muy poca variación hasta principios del siglo XIX de nuestra Era. Los métodos agrícolas de Inglaterra y de los Estados Unidos diferían muy poco de los de Egipto del año 2000 a.C.

Las especies vegetales y animales domesticadas en el Próximo Oriente, han sostenido a gran parte de la humanidad hasta nuestros días, comprendidas las especias que formaban parte del comercio sumerio y egipcio con los países cálidos del sur.

Modelo de arado. Ofrenda de una tumba del Imperio Medio (1991-1783 a.C.).
Modelo de arado. Ofrenda de una tumba del Imperio Medio (1991-1783 a.C.).

 

Nuestra civilización occidental, no vio incrementado el número de plantas cultivadas (plantas significativas) hasta que los árabes empezaron a cultivar las procedentes del Asia subtropical y tropical (plátanos, cítricos, caña de azúcar y arroz) en Egipto y, posteriormente en los siglos VI al VIII de nuestra Era, en Italia y en España. Desde esas fechas, hay que esperar hasta el siglo XV para ir recibiendo las aportadas por españoles y portugueses desde América, que, por orden alfabético, fueron: aguacate, algodón de fibra larga, boniato, cacahuete (o maní), cacao, calabaza, calabaza vinatera, girasol, guayaba, guindilla, judía, maíz, mandioca, papaya, patata, piña, tabaco y tomate.

La energía aportada al proceso productivo por los animales domesticados (bovinos, asno, camello y, posteriormente, caballo), que en el tiro de carretas y arados pueden producir entre 500 y 700 W de potencia en lugar de los 75 W del hombre, constituyó un avance solo comparable al obtenido milenios después por los combustibles fósiles.

Este hecho, que hizo posible la obtención de energía útil para el hombre a partir de un recurso hasta entonces inutilizado, la hierba, permitió arar suelos más pesados y más rápidamente, aumentar la capacidad de carga y la velocidad del transporte, y producir estiércol con el que nutrir los suelos cultivados.

Trillo de pedernal para ser arrastrado por los animales.
Trillo de pedernal para ser arrastrado por los animales.

 

A lo largo de esta ‘primera revolución agrícola’ se introdujeron considerables mejoras en las técnicas de producción, desde que los sumerios consiguieron una agricultura permanente, base de su civilización, tanto en regadío como en secano: en el primero, mediante la inundación periódica de sus campos, que se abonaban por los fértiles limos arrastrados por las aguas y, en el segundo, mediante las técnicas del barbecho, y el aporte del abono orgánico, tanto por deyecciones animales como por quema y enterrado de restos de cosechas.

Los progresos realizados en aquella Agricultura pueden resumirse en los siguientes:

  • Empleo del hierro en la fabricación de útiles agrícolas, sobre todo hachas, azadas y rejas de arado.
  • Mejoras en las herramientas agrícolas y empleo de la guadaña en sustitución de la hoz, cuando la siega lo requería.
  • Mejoras introducidas en los atalajes (pecheras y tiro) de los animales de carga y tiro. El atalaje primitivo era adecuado únicamente para los bovinos, pero no para el asno ni el caballo, en los que producía un estrangulamiento en su cuello cuando tiraban de los aperos o vehículos enganchados en él, razón por la cual perdían gran parte de su fuerza.
  • Difusión, en el siglo XI, de la herradura y de los estribos en las caballerías, así como del nuevo atalaje, que aumentaron la velocidad del trabajo y arrastre de arados, carros y carretas.
  • Fabricación de mejores vehículos, sobre todo con el uso de cojinetes metálicos, y de mejores barcos y técnicas de navegación, que incrementaron notablemente el comercio agrario.
  • Incremento del empleo del ganado caballar y mular para el trabajo de la tierra en detrimento de los bovinos, pues además de ser más robustos en su zona frontal que los bueyes, son más longevos: la velocidad media de tracción del caballo es un 50% mayor que la de la vaca y el buey. Mientras en el siglo XVII con bueyes solo era posible arar 0.4 ha/día, con caballos se araban 0.6 ha/día, y con la mejora del arado se llegó en el XVIII a 0.8 ha/día. En España, la sustitución del buey por la mula en el transporte y en el trabajo del campo tuvo lugar, principalmente, entre mediados de los siglos XVIII y XIX, si bien su comienzo se inicia en el siglo XVI.
  • Extendido uso de las energías hidráulica (muy apreciablemente a partir de los siglos VIII y IX de nuestra Era) y eólica, por medio de las ruedas hidráulicas y de viento, y los avances técnicos que incrementaron su rendimiento: fuertes ejes de madera con cojinetes metálicos, engranajes de ruedas dentadas, ruedas hidráulicas horizontales en cámaras cerradas y chorro de agua superior axial (molinos de ‘regolfo’), ruedas hidráulicas horizontales de propulsión superior, mecanismos de levas y bielas que convierten el movimiento circular en vertical y en alternativo, bombas hidráulicas de pistones, etc.
  • Expansión del cultivo a expensas del bosque y de las praderas naturales y la colonización de las grandes estepas gracias al ganado caballar.
  • Cultivo intercalar de leguminosas entre los cultivos de cereal, que incrementa la producción de estos últimos al fertilizar el campo con el nitrógeno aportado por las bacterias nitrificantes de los nódulos de las raíces de aquellas, siempre que se cosechen segándolas y no arrancándolas.
  • Expansión en el cultivo de secano, en las regiones más húmedas, de la rotación trienal (dos años consecutivos de cultivo y el tercero de barbecho) que liberó tierras para el cultivo de forrajes y leguminosas, lo que permitió, además de aumentar en un tercio la cosecha de cereales, incrementar la cabaña ganadera y, con ello, la fertilización con el estiércol producido. Esta expansión tuvo gran alcance a partir de los siglos XII y XIII en Francia, los Países Bajos y Oeste de Alemania, impulsada por los monjes de los grandes monasterios terratenientes.
  • Progresos en la alimentación de animales y hombres, que elevaron sus rendimientos en el trabajo.
  • Progresos en la selección masal de semillas y del ganado, que condujeron a variedades y razas más productivas.
  • Progresos en la industria agraria, que mejoraron los métodos de producción y la calidad del producto.

 

Mural en el que se presenta la prueba de la primera sembradora diseñada por Jethro Tull en el siglo XVIII. Museo de la Ciencia (UK).
Mural en el que se presenta la prueba de la primera sembradora diseñada por Jethro Tull en el siglo XVIII. Museo de la Ciencia (UK).

La segunda revolución agrícola

Hubo que esperar hasta finales del siglo XVII para que se produjera un cambio substancial para el desarrollo agrícola, que inició la ‘segunda revolución’: la modificación en el cultivo de secano por las técnicas de barbecho, técnicas empleadas ya en la agricultura sumeria.

En esta época y en las llanuras de los Países Bajos, primero, y, seguidamente, en Inglaterra, Escocia y Francia, se comenzó a reducir o a eliminar en el secano la hoja de barbecho, que quedaba de la rotación trienal, cultivando en ella leguminosas forrajeras (trébol y alfalfa) y forrajes de invierno (nabos, nabizas, coles y remolacha forrajeras), así como plantas industriales (lino y colza) y el cultivo de patatas y remolacha azucarera, la denominada ‘mixed farming’.

Los beneficios económicos de esta ‘segunda revolución agrícola’ llevaron, en Inglaterra, a privatizar las tierras comunales surgiendo, así, los campos cercados (enclosures) y, en los Países Bajos a desecar los polders mediante los molinos de viento, para ganar tierra al mar.

La siembra en surcos de los forrajes de invierno, permitía la eliminación de las malezas por medio de escardas sucesivas, con lo que se evitaba el consumo de agua por ellas y, por otra parte, el cultivo de todas estas plantas forrajeras, posibilitó el incremento de la cabaña ganadera y, con ella, el abono orgánico que se incorporaba al suelo. La mayor disponibilidad de ambos recursos, agua y fertilizantes, eliminaban las causas del barbecho anual en las regiones que disponían de suficiente lluvia para el cultivo.

 

La agavilladora para la siega de los cereales.

 

Esta ‘segunda revolución’ del finales del s. XVII y comienzos del s. XVIII cambia la Agricultura. Así, hasta el inicio del cultivo de las plantas forrajeras, el ganado solo podía alimentarse en los prados naturales (normalmente propiedad del señor del lugar), en las tierras comunales (monte alto, monte bajo y baldíos) y en la hoja de barbecho, que una vez segado el cereal pertenecía a toda la comunidad campesina.

El cultivo de forrajes artificiales liberó al campesino de utilizar la hoja de barbecho para la alimentación de su ganado, que determinaba la distribución del terreno en ‘hojas’, y la servidumbre de paso y pasto en las hojas de barbecho para el ganado que, a su vez, prohibía el cercado de los campos.

En las zonas más húmedas se fue pasando del barbecho bienal (un año de cultivo de cereal y otro en barbecho) al barbecho trienal (1er año siembra otoñal de trigo ó centeno; 2º año siembra primaveral de cebada ó avena ó arvejas; 3er año barbecho), y si había suficiente lluvia y aporte de estiércol, por el incremento de la cabaña ganadera alimentada por los forrajes sembrados en la hoja antes de barbecho, del barbecho trienal a la eliminación del barbecho.

En los secanos mediterráneos, el incremento de la producción de la tierra se obtuvo mediante la implantación de olivares, vides y almendros.

Hay que hacer notar que, para el cultivo de las llanuras húmedas europeas, fue preciso el uso de labores profundas con el arado de vertedera, para, al voltear la tierra, eliminar por evaporación la humedad excesiva.

En las zonas en las que no llovía lo suficiente para soportar una siembra intercalar de leguminosas, y por ello no existía el suficiente nitrógeno para producir una cosecha anual rentable1, la reducción o la eliminación del barbecho anual tuvo que esperar hasta el siglo XIX de nuestra Era, en el que se inició el abonado químico.

1 El aporte de nitrógeno al suelo por el cultivo de leguminosas solamente se produce si estas se recolectan segándolas y no si se arrancan a mano, pues en este caso las raíces, que portan las bacterias nitrificantes, no se quedan en el suelo.


Es ya avanzado el s.XIX (hacia 1850-1870) cuando, por el uso del abonado mineral y el empleo de la energía mecánica, generada por el vapor, la electricidad y, sobre todo, por el petróleo, se consolidó la denominada ‘segunda revolución agrícola’, impulsada, además, en los Estados Unidos de América y en Alemania con nuevas máquinas agrícolas, como sembradoras en líneas, segadoras y trilladoras.

 

Primeros tractores agrícolas con motores diesel.
Primeros tractores agrícolas con motores diesel.

 

Los vehículos movidos por los combustibles fósiles, la máquina de vapor en los ferrocarriles y la mejora de la red viaria, hicieron que cada región dejara de autoalimentarse; esto, unido al progreso de las ciencias agrarias, comenzó a divulgar la idea de que las producciones agrarias deberían adaptarse a las condiciones naturales de los distintos territorios de producción.

 

Recolección con cosechadora autopropulsada.
Recolección con cosechadora autopropulsada.

 

Durante toda esta ‘segunda revolución’, se logró aumentar en más del doble el peso del ganado, aplicando criterios de alimentación científica, se desarrolló la ganadería intensiva y se mejoraron las razas de ganado y las variedades de plantas cultivadas, incrementándose notablemente sus rendimientos y producciones. Estos avances se completaron, a partir de la segunda mitad del siglo XX, con la aplicación de los productos fitosanitarios y zoosanitarios, químicos y biológicos, y el gran avance técnico en máquinas y aperos.

Todo ello originó la llamada ‘revolución verde’, impulsada por el Dr. Borlaug entre los años 1960 y 1970, con semillas altamente productivas y fuertes inversiones en sistemas de riego, abonos y fitosanitarios.

Hay que resaltar la gran importancia que la producción económica de abonados nitrogenados ha tenido y tiene para la existencia continuada de esta ‘segunda revolución’, mediante la síntesis del amoniaco (síntesis Haber-Bosch), pues baste recordar que aproximadamente un tercio de las proteínas consumidas actualmente por la humanidad se deben a ellos.

 

Sistemas de guiado automático para las cosechadoras.
Sistemas de guiado automático para las cosechadoras.

La tercera revolución agrícola

En nuestros días estamos asistiendo a lo que se pude llamar la ‘tercera revolución agrícola’, consistente no solo en el uso generalizado y eficiente de fertilizantes minerales y de productos fitosanitarios y zoosanitarios de síntesis y biológicos, y a la selección de variedades y razas, y de máquinas y aperos cada vez más perfeccionados y de mayores rendimientos (lo que no sería otra cosa que una optimización de las técnicas de la ‘segunda revolución agrícola’), sino a la aplicación de la lucha biológica contra los parásitos perjudiciales y sobre todo, merecedora de un capítulo aparte, a la ingeniería genética, aplicada a la mejora de la resistencia a plagas y enfermedades de las plantas y del ganado y a la creación de nuevas razas y variedades más productivas, menos exigentes a las condiciones del medio, con menores necesidades de insumos (agua, fertilizantes, fitosanitarios) y, además, con capacidad de fabricar productos químicos.

Estos Organismos Genéticamente Modificados (OGM), que están conquistando rápidamente los mercados, constituyen, de hecho, la base de la ‘tercera revolución agraria’, tanto en plantas como en animales, tanto más cuanto que los avances en ingeniería genética y la simplificación de sus técnicas operacionales (CRISPR), permitirán, sin género de dudas y en breve plazo, la disponibilidad en el mercado de esta clase de alimentos y textiles.

 

Equipos autopropulsados para la aplicación de fitosanitarios con guiado automáticoy dosis variable.
Equipos autopropulsados para la aplicación de fitosanitarios con guiado automáticoy dosis variable.

 

Como complemento a la ingeniería genética, y con mucho menor rechazo ‘ecológico’, esta tercera revolución agrícola debería consolidarse incidiendo en los aspectos siguientes:

  • Un deseable cambio de la dieta en detrimento de los productos cárnicos a favor de los cereales, puesto que para producir un kilo de carne se consumen diez veces más alimentos y energía que para producir un kilo de cereales2. La eficiencia de la transformación de alimentos vegetales en animales no supera el veinticinco por ciento y, además, contribuiría a la reducción del consumo de agua, pues mientras la ganadería produce solo el 3.5% de los alimentos humanos consume el 45% del agua empleada en la agricultura, y a reducir la polución y los desechos producidos por la cabaña ganadera (una vaca produce unas dieciséis veces más basura que un hombre); lo precedente sigue una ley ecológica básica: ‘los organismos más bajos de la cadena alimentaria transmiten la energía de la luz con más eficiencia’.
  • Obtener gran parte de las proteínas de la alimentación de las piscifactorías (tanto costeras como oceánicas) y hacer que en ellas se consuma menos harina de pescado.
  • Impulsar la producción de algas para la nutrición humana y animal y para la obtención de biocombustibles.
  • Para la producción de biocombustibles utilizar los residuos celulósicos de las plantas y no sus partes comestibles (granos, azúcares, grasas…), pues en América el 40% del grano cosechado se ha destinado a biocombustibles, pudiéndose alimentar con ellos 350 millones de personas. (Datos del Earth Policy Institute-2011).
  • Convertir el estiércol en biogás.
  • Generalizar las técnicas de la siembra directa, o con laboreo mínimo, y los sistemas GPS en las labores agrícolas, para optimizar el uso de energía.
  • Optimizar el transporte, almacenaje y distribución de los productos agrarios, para reducir las cuantiosas pérdidas que se producen desde el campo al consumidor.
  • Optimizar el consumo de agua en el regadío mediante la generalización de riegos de bajo consumo de agua, como el riego por goteo, y el uso de sensores de humedad en el terreno; dado que actualmente los regadíos mundiales consumen un 70% del agua dulce disponible, y las estimaciones más pesimistas cifran un incremento del 20% en ella para el año 2050.

2 En USA se emplean como media 6 kg de grano y varios miles de litros de agua para producir 1 kg de carne de vaca.


Automatización de los procesos de recolección.
Automatización de los procesos de recolección.

Hacia la agricultura 4.0

Los avances en la producción de alimentos y textiles, que se han bosquejado, están íntimamente imbricados con el incremento de la población.

Con las técnicas procedentes de la ‘primera revolución agrícola’, perfeccionadas y desarrolladas en el transcurso de los siglos hasta comienzos del siglo XVIII de nuestra Era, la producción de alimentos y fibras textiles ocupaba algo más de las tres cuartas partes de la población activa, incluyendo en ella mujeres y niños. Se estima que cada trabajador agrícola producía un excedente del 20 al 30%, que muchos años era insuficiente para alimentar a la población no agraria, pues las fluctuaciones anuales de cosechas superaban el 25%.

Expresándolo de otro modo: A comienzos del Holoceno europeo, antes del inicio de la agricultura, los recolectores podían alimentar a una persona por cada 1 000 ha. En el Neolítico, cada hombre activo debía procurarse su alimento y vestido y en él los primeros agricultores podían alimentar de 50 a 100 personas por cada 1 000 ha.

En la ‘primera revolución agrícola’ se precisaba un mínimo de cuatro campesinos para alimentar a un hombre no dedicado directamente a la producción agraria. Las técnicas de la ‘segunda revolución agrícola’ lograron a finales del siglo XVIII, en los países en los que se desarrolló, que el excedente por trabajador agrario fuera algo más del 60 por ciento, con lo que se lograron eliminar las periódicas hambrunas.

En el transcurso de ella, cada campesino abastecía a un mayor número de personas no dedicadas directamente a la producción de alimentos y textiles: a él y a tres personas, hacia 1850; a él y a 11 personas, hacia 1940; a él y a 42 personas, hacia 1970; hasta las aproximadamente ochenta – cien personas en la actualidad.

Todo ello se refleja en el número de hombres sobre la Tierra. Al final del Paleolítico se cree que la población humana no superaba los cinco millones. Desde el inicio del Neolítico hasta el 3000 a.C., ya disponibles las técnicas de la ‘primera revolución agrícola’, la población alcanzó los cien millones. Ammerman y Cavalli-Sforza, indican que la agricultura podía haber multiplicado por 50 la población de cazadores-recolectores, que fijaban en, aproximadamente, un habitante por diez kilómetros cuadrados. Posteriormente, con el desarrollo y perfeccionamiento de las técnicas anteriores, la población alcanzó los 500 millones.

Tras el inicio de las técnicas de la ‘segunda revolución agrícola’, la población alcanzó, a finales del siglo XVIII, los mil millones. La generalización por toda la Tierra de las técnicas de esta ‘segunda revolución’, y sus incesantes avances científicos, sobre todo los sanitarios al reducir drásticamente la mortalidad infantil, han hecho que la población alcance los 7 000 millones, es decir, han conseguido multiplicarla por seis en apenas doscientos años, y por cuatro en los últimos cien años, con un incremento muy alto en los últimos cincuenta años (en 1950 habitaban la Tierra 2 500 millones de humanos).

Progresión inquietante para los no demasiado optimistas (actualmente el número de bocas a alimentar se incrementa en unas 220 000 al día) y muy preocupante para los neomaltusianos, que piensan que la implantación del modo de vida occidental a tan gran número de habitantes llevaría al agotamiento de los recursos naturales y a el deterioro, quizá letal, del planeta Tierra.

Esto último es cierto, puesto que, si seguimos con las técnicas agro-pecuarias actuales, la superficie cultivable de nuestro Planeta no podría alimentar a la población futura prevista, que para el año 2050 se cifra en 9 500 millones, ya que se precisaría una superficie agrícola adicional de 8.5 millones de kilómetros cuadrados y no se dispone de ella.

 

Gestión integral de las máquinas de campo
Gestión integral de las máquinas de campo.

 

La ‘cuarta revolución agrícola’ nos permitirá alejarnos del fantasma de Malthius, fantasma que se erradicaría totalmente si conseguimos desacelerar el crecimiento vegetativo de la especie humana, reduciendo la tasa actual de fertilidad global del 2.6 al 2.1, que es la tasa de reemplazo de la población, lo que impediría alcanzar los 9 500 millones previstos para mediados a mediados del s.XXI y desarrollar energías limpias (solar, eólica, nuclear de última generación), que limiten, y reduzcan la tasa de gases efecto invernadero en la atmósfera cuyo incremento distorsionará la producción de alimentos.

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