Biodiversidad como estrategia de reducción de niveles de Cadmio (Cd) en sistemas de producción de cacao en la zona occidental de Boyacá

El cacao (Theobroma cacao L.) es un cultivo promisorio tanto a nivel nacional como internacional, con un importante crecimiento en área sembrada, pasando de 115.882 ha en 2012 a 199.549 en el año 2014 y una demanda mundial que se espera tenga un incremento del 50% para el 2020 (Fedecacao 2016, Fedecacao 2013). La tendencia no ha sido ajena a Boyacá, debido al impulso que le han dado los gobiernos nacionales y departamentales, que han visto el cultivo de cacao como una alternativa para las zonas afectadas por la violencia asociada a la extracción de esmeraldas, contexto histórico de la presente propuesta de investigación. En este sentido, el gobierno nacional y la gobernación de Boyacá esperan lograr un aumento en las hectáreas sembradas con cacao, como estrategia económica y de generación de empleo, lo cual es corroborado con las cifras presentadas en el informe de la Unidad de planificación rural agropecuaria UPRA (2017), donde se afirma que Boyacá cuenta con 274.189 ha aptas para el cultivo comercial del cacao. La zona occidental de Boyacá sobresale por ser un territorio que históricamente ha sido escenario de múltiples sucesos de violencia. Hacia a mitad del siglo XX, se dieron los primeros conflictos caracterizados por violentas disputas entre facciones de esmeralderos interesados en controlar la extracción de minera de las piedras preciosas (Uribe 1992). Esto suscitó las conocidas “Guerras Verdes” que se dieron entre 1965 y 1990. Posteriormente con la formalización de la minería hacia el 2000, se da inicio a una bonanza del cultivo de la coca, convirtiéndose en la nueva forma de vida y sustento, acompañada de nuevas formas de violencia generadas por grupos armados ilegales que buscaron transformar la zona en un nuevo centro de narcotráfico. Debido a la preocupación nacional e internacional por el incremento de cultivos ilícitos, se inició la implementación de estrategias como las planteadas en el CONPES 3218 (2003) y el Programa de Desarrollo Alternativo (2003 – 2006), donde se priorizó esta zona boyacense como el centro de atención para la implementación de alternativas a los cultivos ilícitos, mediante la implementación de proyectos agroforestales, entre estos el Cacao (DNP 2003). Actualmente, la política de sustitución de cultivos ilícitos ha sido exitosa en la zona occidental de Boyacá al pasar de 594 ha en el año 2003 a 22 ha en 2017 (UNODC 2018), lo cual ha sido favorecido principalmente por el cultivo del cacao que paso de 1094 ha en 2007 a 4449 ha en 2015 (Agronet 2017). El cacao producido en Boyacá se destaca por tener características especiales de calidad y sabor cítrico, muy apetecido en mercados internacionales, gracias a los clones propios de la región y a las características de sus suelos, que lo han hecho acreedores a varios reconocimientos y premios a la calidad como el premio Cacao de Oro de Colombia obtenido en 2014. El cultivo es de gran importancia para el departamento y hoy constituye un renglón importante en la economía de la región, siendo cerca de 4500 familias agrupadas en 23 asociaciones legalmente constituidas que trabajan activamente en la cadena del cacao y que tienen como reto aumentar el rendimiento por hectárea, manteniendo la calidad y la sustentabilidad (Medina 2016). Sin embargo, en Colombia las áreas sembradas están lejos de alcanzar las proyecciones, con el agravante que la producción nacional se caracteriza por el bajo rendimiento. Por lo tanto, para que la producción de cacao colombiano pueda ser competitiva a nivel internacional se requiere trabajar en la eficiencia productiva de los cultivos. Recientemente, una preocupación adicional se ha sumado a las ya reconocidas limitaciones para el cultivo de cacao en Colombia. La Unión Europa, a partir de enero de 2019 disminuyó los límites permisibles de cadmio (Cd) en productos de cacao importados (Los límites de umbrales van desde 0,10 a 0,80 mg Cd kg− 1 materia seca) lo que limitaría la entrada de cacao procedente de Suramérica (Bertoldi et al., 2016, Comisión Europea, 2014). La decisión de la UE se deriva de que el Cd puede biocumularse en el cuerpo humano causando serias enfermedades con el tiempo como disfunción renal y la desmineralización ósea (Jiménez 2015). También está asociado con un mayor riesgo de cáncer, en el pulmón, endometrio, vejiga y mama (European Food Safety Authority, 2011). Además, está el agravante que el chocolate y el cacao en polvo que llega al consumidor final puede contener altos niveles de cadmio, y, frecuentemente, son consumidos por niños (European Comission 2013). Esta situación preocupa a los productores y comercializadores de cacao en Colombia, teniendo en cuenta que Europa es el primer destino en la exportación de cacao, con el 52% del total en el país (USAID, PURDUE Y CIAT 2019). Las fuentes conocidas de Cd son la liberación natural en los suelos a través de meteorización de rocas o por insumos originados de fuentes antropogénicas como la minería, la fundición, la industria microelectrónica y los fertilizantes de roca (Ross, 1994). Los productos de cacao producidos con frijoles de América Latina en general contienen concentraciones de Cd más altas que las de África Occidental (Mounicou et al., 2003). Los análisis de granos de cacao de diferente origen han mostrado que la concentración de Cd en frijol de Sudamérica es casi tres veces más alta que en Centroamérica y Oriente África y diez veces más que las de África Occidental (Bertoldi et al., 2016). El estudio de Bertoldi y colaboradores 2016 reportó que las altas concentraciones de Cd en América del Sur son de origen geogénico, no relacionado con contaminación puntual, sin embargo se han evidenciado factores que influencian la disponibilidad de Cd para las plantas de cacao como: pH bajo en el suelo, el contenido de arcillas, bajos contenidos de materia orgánica, alta salinidad y la baja concentración de zinc en el suelo (Zn) (Adams et al., 2004; Chavez et al., 2015; Fauziah et al., 2001; Kirkham, 2006). Diferentes estudios han establecido que el cacao muestra una alta afinidad por el Cd, esto puede ser expresado por las concentraciones de Cd en las hojas y mazorcas de cacao asociados con la concentración de Cd en el suelo (Gramlich et al. 2017; Arguello et al. 2019). En consecuencia, es necesario encontrar estrategias de mitigación que permitan disminuir la absorción de Cd en el suelo y que la planta lleve el metal a los frutos. La producción de cacao puede hacerse en monocultivos o en sistemas agroforestales donde los arboles de cacao son acompañados por otras plantas. La ausencia o presencia de otras plantas pueden afectar la absorción de Cd por los árboles Cd de cacao afectando directamente la cantidad de cadmio en el suelo disponible para la absorción, así como indirectamente afectando la capacidad de los arboles de cacao para acumular Cd como resultado de la competencia por la luz, agua y nutrientes. Como antecedentes, en el estudio de Gramlich et. al 2017, se compararon las concentraciones de Cd en hojas, cascaras y frijoles cultivados en monocultivos y sistemas agroforestales en la región de Alto Beni en Bolivia, encontrando menores contenidos de hojas de Cd en sistemas agroforestales que en monocultivos. Esto indicaría que el cacao producido en sistemas biodiversos podría promover la disminución de captación de Cd por las plantas. De esta premisa se deriva el principal objetivo del presente proyecto, que es evaluar la relación entre la composición arbórea y los niveles de Cadmio en suelo y mazorcas de cacao. Por otro lado, se sabe además que diferentes prácticas y factores genéticos también podrían influir en las concentraciones de Cd (Gramlich et al. 2017), así como colonización de micorrizas (Leyval et al., 1997; Jiang et al., 2016). Por lo tanto, se requiere determinar cómo en diferentes sistemas de producción de cacao en la zona occidental de Boyacá la colonización de micorrizas arbusculares podría tener una relación con la captación y translocación del metal a la planta de cacao. Así mismo, León-Sicard (2010) ha propuesto el concepto de Estructura Agroecológica Principal (EAP), que se refiere a las disposiciones de los conectores internos y externos de las fincas (cercas, setos, cercas vivas o parches de bosque) y pueden relacionarse con la probabilidad de adaptación de sistemas agrarios a perturbaciones de distinta naturaleza. En este sentido, la herramienta de EAP podrá permitir el diseño e implementación de estrategias de mitigación a la condición natural de alta presencia de Cd en el suelo del occidente de Boyacá. Por lo tanto, es fundamental estudiar además de la diversidad interna de los sistemas productivos, determinar si hay una relación entre los contenidos de cadmio en suelo y en las mazorcas, con los corredores de biodiversidad alrededor de los sistemas productivos. Por otra parte, el pasado 12 de abril de 2019, en Boyacá se celebró el primer comité de Cacao de 2019, donde se hizo la planeación de las actividades de interés del sector cacaotero de Boyacá con el apoyo de la Gobernación de Boyacá a través de la Secretaría de Agricultura. Durante la reunión quedo muy claro la preocupación e interés de los diferentes actores de la cadena, productores, comercializadores y entes gubernamentales por investigar la presencia de cadmio en los suelos y en las plantas y en los frutos de cacao del departamento. En el marco de la reunión, líderes de productores agremiados en la Fundación Red Colombia Agropecuaria Funderagro que representa a 1.600 familias asociadas constituidas en 11 organizaciones de productores de cacao de 10 municipios de la provincia del Occidente de Boyacá apoyaron la formulación y postulación del presente proyecto en la Convocatoria de investigación 2019 de la Vicerrectoría de investigación de la Pontificia Universidad Javeriana. Por lo tanto, los resultados del proyecto podrán ser usados por el sector público, comunidades y el sector empresarial, impactando directamente todos los actores relacionados con la cadena de producción de cacao en Boyacá.