Lagrosistema o agroecosistema, in ecologia, è un ecosistema terrestre fortemente antropizzato, le cui dinamiche, pur svolgendosi fondamentalmente secondo le leggi dell'ecologia, sono artificialmente controllate e finalizzate alla produzione di biomassa ed energia da utilizzare per scopi economici.
Può essere definito come un ecosistema secondario caratterizzato dall'intervento umano finalizzato alla produzione agricola e zootecnica.
Analogie fra ecosistema naturale e agrosistema
L'ecosistema terrestre naturale e l'agrosistema presentano molte analogie che si possono riassumere nei seguenti punti: Entrambi sono localizzati in un ambiente fisico naturale (biotopo) che si identifica con un insieme di fattori ambientali di natura non biotica, rappresentati fondamentalmente dal terreno, dal clima e dall'idrologia. Entrambi comprendono una biocenosi articolata, secondo il modello delle piramidi alimentari, su più livelli trofici corrispondenti, rispettivamente, a organismi produttori, consumatori primari e consumatori secondari. Entrambi sono caratterizzati da un certo grado di biodiversità. Entrambi fruiscono di un flusso energetico in ingresso rappresentato fondamentalmente dalla radiazione solare. In entrambi si svolge un flusso di energia e materia che, attraverso gli scambi trofici, si traduce materialmente in una rete alimentare più o meno complessa. Entrambi tendono a evolversi in una successione ecologica che porta all'assestamento di equilibri tali da consentire, al loro interno, la conversione totale della disponibilità energetica in biomassa, in subordine alle condizioni climatiche e pedologiche. Entrambi, salvo rare eccezioni, sono soggetti a interferenze dirette o indirette da parte dell'uomo.
Differenze fra ecosistema naturale e agrosistema
L'ecosistema naturale e agrosistema differiscono in modo marcato. Gli elementi ecologici che caratterizzano un agrosistema si riassumono in alcuni aspetti fondamentali. Il più evidente è il grado di interferenza del fattore antropico con le dinamiche interne dell'agrosistema. Questa interferenza si manifesta con il controllo della composizione della biocenosi, dei fattori fisici ambientali, del flusso di energia e materia, e si concretizza con la tecnica agricola in senso lato. L'obiettivo dell'intervento antropico è quello di massimizzare la produzione di energia e materia da parte dell'ecosistema realizzando un surplus che non si esaurisca all'interno della cenosi agraria, bensì possa essere asportato sotto forma di produzione economica.
L'esistenza di un surplus energetico in un ecosistema è causa di una successione ecologica, ovvero, una serie di adattamenti che si manifestano con un'alterazione della biocenosi. Il nuovo ecosistema presenta, in caso di successione evolutiva, i seguenti caratteri: aumento della biodiversità, ovvero del numero di specie; riduzione delle popolazioni delle singole specie; incremento del rapporto fra specie a strategia K e quelle a strategia r; incremento della capacità di reazione omestatica dell'ecosistema; instaurazione di una rete alimentare più complessa; riduzione del surplus energetico.
In definitiva, in un qualsiasi ecosistema aperto, l'esistenza di un surplus energetico rappresenta una situazione di squilibrio che porta all'insediamento di una nuova cenosi, in grado di sfruttare meglio le risorse energetiche e ambientali e di resistere meglio alle cause di squilibrio.
L'agrosistema si configura perciò come un ecosistema aperto, dotato di un grado di biodiversità molto basso e privo di quella connotazione propria degli ecosistemi maturi. Dal punto di vista ecologico è un ecosistema mantenuto forzatamente al primo stadio di evoluzione. Il ruolo dell'intervento antropico è quello di mantenere una situazione di forte squilibrio, fondamentale per ottenere una produzione economica significativa, e si configura con l'applicazione di una tecnica agronomica, della difesa dei vegetali, di investimenti economici finalizzati a incrementare la produttività del biotopo e, infine, con la sistematica asportazione dei prodotti delle colture o degli allevamenti.
Una particolare "anomalia" dell'agrosistema, sotto l'aspetto ecologico, è l'esistenza di continui scambi di materia con l'esterno, che si configurano da un lato con l'asportazione di una parte della biomassa prodotta e da un altro con un flusso in ingresso di materia, prevalentemente in forma inorganica, finalizzato quest'ultimo a impedire o rallentare il progressivo depauperamento del suolo. Questo fa sì che i cicli biogeochimici siano più complessi e comprendono una fase che si svolge all'esterno dell'agrosistema.
È evidente che il mantenimento di un basso livello di entropia comporti un continuo investimento energetico per mantenere lo stato di squilibrio necessario a ottenere una produzione economica. Produzione che altrimenti si esaurirebbe all'interno dello stesso sistema. Questo input energetico è indicato con il termine di energia ausiliaria.
Instabilità degli agrosistemi
Da quanto detto, si evince che nell'agrosistema è insito un marcato grado di instabilità dovuta alla pressione ecologica. In una situazione ideale, sotto l'aspetto economico, la cenosi di un agrosistema dovrebbe essere composta esclusivamente da una sola specie vegetale, quella coltivata, nel caso di una coltivazione, o di poche specie vegetali e animali, nel caso di un allevamento. In realtà questa situazione ideale non si verifica mai negli agrosistemi: a essa si avvicinano, entro certi limiti, solo gli allevamenti senza terra (ad esempio gli allevamenti intensivi di suini) e le coltivazioni fuori suolo (idroponica e aeroponica), che assumono però connotati tali da non potersi definire veri e propri agrosistemi.
L'instabilità si può osservare in modo palese, ad esempio, con l'abbandono della coltivazione di un frutteto. Negli anni immediatamente successivi si osserva un rapido sviluppo di piante erbacee infestanti spontanee che entrano in forte competizione con gli alberi da frutto, in quanto in grado di sfruttare meglio le risorse pedologiche e climatiche. Gli alberi da frutto saranno soggetti a un progressivo deperimento a causa della sospensione degli interventi colturali e, soprattutto, a causa degli attacchi subiti dai fitofagi e dai parassiti; la loro produzione si annulla o si riduce drasticamente e assume più le connotazioni di una produzione naturale, con fenomeni di alternanza e di dequalificazione sotto l'aspetto merceologico.
A distanza di diversi anni, del vecchio frutteto restano pochi esemplari improduttivi, in uno stato di degrado più o meno spinto, integrati in un'associazione vegetale spontanea di sostituzione, quella che caratterizza gli incolti, soggetta alle dinamiche determinate dalle condizioni ambientali naturali.
Dal punto di vista ecologico si è realizzata una successione che ha portato all'insediamento di una biocenosi più eterogenea e più matura, in grado di sfruttare meglio le risorse ambientali disponibili: nel caso di un terreno fertile e di un ambiente climatico favorevole, si insedia una vegetazione florida, destinata a evolversi verso un'associazione mista di piante legnose ed erbacee; nel caso di un terreno povero e di un ambiente climatico sfavorevole, si insedia invece la vegetazione erbacea tipica delle prateria, in grado di sfruttare meglio le condizioni ambientali transitorie tipiche della stagionalità.
Sia pure in modo meno palese, l'instabilità dell'agrosistema si manifesta implicitamente con la necessità dell'intervento antropico di mantenimento. Ad esempio, le lavorazioni e il diserbo hanno lo scopo di impedire o attenuare la competizione fra piante coltivate, specie a basso potenziale biologico, e piante infestanti, al contrario ad alto potenziale biologico. I trattamenti insetticidi e antiparassitari hanno lo scopo di prevenire o attenuare l'impatto dei rapporti trofici di predazione e parassitismo che entrerebbero in competizione con l'uomo, inteso come predatore nell'ambito dell'agrosistema. Le operazioni colturali in senso lato (lavorazioni, concimazione, irrigazione, potatura, ecc.) hanno lo scopo di creare quelle condizioni che da un lato incrementano direttamente la produttività del biotopo e da un altro migliorano lo stato di benessere delle piante coltivate, necessario affinché diano le alte prestazioni richieste. Nel complesso questo stato di instabilità consiste in un mantenimento di un basso grado di entropia che richiede necessariamente un input energetico artificiale remunerato, naturalmente, dalla produzione economica.
L'agrosistema nell'agricoltura convenzionale Nel recente passato, l'intensivazione dei sistemi agricoli nei Paesi sviluppati ha messo in evidenza alcuni limiti intrinseci dell'agricoltura convenzionale sotto l'aspetto ecologico.
Agricoltura tradizionale
L'agricoltura convenzionale tradizionale, che in Italia si può identificare con i sistemi agricoli ordinari fino agli anni cinquanta, mantiene in uno stato di latenza la debolezza dell'agrosistema sotto l'aspetto ecologico, grazie ad alcuni meccanismi correttivi o stabilizzanti che si manifestano nel lungo periodo. Salvo particolari eccezioni, in cui si attuano agricolture "di rapina", la si può considerare un'attività a basso impatto e nel corso dei secoli ha permesso il mantenimento degli agrosistemi in condizioni di stabilità.
La concimazione organica, pur senza fornire - per lo meno nei terreni poveri - le alte prestazioni della concimazione minerale, mantiene il terreno in uno stato di fertilità generale stabile, da cui traggono indubbiamente vantaggio le stesse colture agrarie. La concimazione minerale fornisce invece un potenziale produttivo notevole a breve termine, che, se non sfruttato adeguatamente dalle specie agrarie, predispone l'agrosistema agli squilibri destabilizzanti. Ad esempio, le laute concimazioni azotate se da un lato stimolano un forte incremento delle rese, da un altro incrementano l'invasività delle infestanti nitrofile e rendono le piante agrarie più vulnerabili agli attacchi parassitari, in particolare da parte dei funghi patogeni.
Le rotazioni colturali tradizionali avevano lo scopo implicito di ottimizzare l'allocazione delle risorse nell'ambito di un ciclo poliennale e contenere la pressione ecologica da parte delle specie "dannose": ad esempio il prato poliennale aveva un effetto di miglioramento della fertilità chimico-fisica del terreno e, nel contempo, limitativo nei confronti delle piante erbacee invadenti, la coltura da rinnovo, come il mais, la barbabietola da zucchero, la patata, migliorava lo stato di fertilità chimica del terreno e, grazie alle accurate lavorazioni conteneva la diffusione delle piante infestanti, le colture impropriamente considerate depauperanti, come l'orzo e il frumento, sfruttavano la fertilità residua e nello stesso tempo costituivano un sistema di profilassi che impediva l'accumulo di parassiti patogeni (funghi, nematodi, insetti terricoli) nel terreno, che si verificherebbe con un eventuale frequente ritorno della coltura da rinnovo.
L'indirizzo produttivo misto e l'ordinamento colturale diversificato costituivano una forma rudimentale di tutela della biodiversità. Ad esempio, la presenza dell'allevamento integrato nell'azienda agraria giustificava la destinazione di una parte della superficie agricola a prato polifita permanente o a pascolo e l'inserimento nelle rotazioni colturali del prato avvicendato o dell'erbaio; nel contempo valorizzava i sottoprodotti ottimizzandone l'utilizzazione con i reimpieghi (paglia, letame, ecc.). La consociazione erbacea-arborea o la coltivazione in appezzamenti limitrofi di piante erbacee e fruttiferi permetteva agli insetti ausiliari (predatori e parassitoidi) di completare i loro cicli biologici all'interno dell'azienda.