El manejo de los residuos de cultivos, de los cultivos de cobertura y de la rotación de cultivos

Transcripción

1 Conservación de los recursos naturales para una Agricultura sostenible El manejo de los residuos de cultivos, de los cultivos de cobertura y de la rotación de cultivos La importancia de los cultivos de cobertura en la Agricultura de Conservación Cultivos de cobertura versus abonos verdes Especies de cultivos de cobertura más comúnmente usadas Resistencia a la descomposición Manejo de residuos y cultivos de cobertura Mezclas de cultivos de cobertura Rotación de cultivos Producción de semillas de cultivos de cobertura en la finca Otras informaciones sobre cultivos de cobertura Bibliografía

2 La importancia de los cultivos de cobertura en la Agricultura de Conservación Los cultivos de cobertura constituyen un componente fundamental de la estabilidad del sistema de Agricultura de Conservación. Tienen efectos directos e indirectos sobre las propiedades del suelo gracias a su capacidad para promover un incremento de la biodiversidad en el agroecosistema. Mientras que los cultivos comerciales tienen un valor de mercado, los cultivos de cobertura tienen valor por su efecto sobre la fertilidad del suelo o como forraje para el ganado. En las regiones donde las cantidades de biomasa producidas son muy pequeñas, como las áreas secas y los suelos erosionados, los cultivos de cobertura son beneficiosos ya que: protegen el suelo en los períodos de barbecho movilizan y reciclan los nutrientes mejoran la estructura del suelo y rompen las capas compactadas y las capas duras permiten una rotación en un sistema de monocultivo pueden ser usados para el control de malezas y plagas. Los cultivos de cobertura son utilizados durante los períodos de barbecho, entre la cosecha y la siembra de los cultivos comerciales y utilizan la humedad residual del suelo. Su crecimiento es interrumpido antes de la siembra del siguiente cultivo o bien después de la siembra de este, pero antes de que comience la competencia entre los dos cultivos. Los cultivos de cobertura dinamizan la producción agrícola, pero a su vez presentan algunos desafíos. TABLA 1. Oportunidades y desafíos de los cultivos de cobertura Oportunidades Protegen el suelo Mantienen el nitrógeno en forma orgánica (-NH 2 ) evitando que se pierda por lixiviación Controlan el crecimiento de las malezas Repelen el desarrollo de plagas del suelo Adicionan materia orgánica y favorecen la fertilidad y las actividades de preparación del suelo Pueden solucionar problemas de compactación Incrementan la porosidad del suelo y el drenaje interno y, por lo tanto, reducen la posibilidad de inundaciones Las leguminosas incrementan el nitrógeno disponible Desafíos Requieren un más alto nivel de manejo La descomposición de los cultivos de cobertura puede llevar a un déficit de nitrógeno en el comienzo del periodo de crecimiento Los cultivos de cobertura son convenientes para: proteger al suelo cuando no está cultivado suministrar una fuente adicional de materia orgánica para mejorar la estructura del suelo y crear una capa arable enriquecida reciclar los nutrientes y movilizarlos en el perfil del suelo con el propósito de eliminar capas de nutrientes de movimiento lento como el fósforo y el potasio 2

3 actuar como «arado biológico» del suelo; las raíces de algunos cultivos, especialmente las crucíferas como la colza, son pivotantes y capaces de penetrar capas compactadas o muy densas (Lámina 1) incrementando la capacidad de percolación del agua del suelo. utilizar fácilmente los nutrientes lixiviados. Lámina 1 Las raíces de algunos cultivos de cobertura son capaces de romper el piso de arado o las capas compactadas del suelo. A. Calegari Diferentes plantas con diversos sistemas de raíces exploran diferentes profundidades del suelo y tienen la capacidad de absorber distintas cantidades de nutrientes; además, con la producción de varios exudados de las raíces (ácidos orgánicos) son beneficiosas para ambos, el suelo y los organismos. En la Agricultura de Conservación la presencia de una capa de mantillo (cubierta muerta del suelo) provoca una reducción en la evaporación de la humedad del suelo y favorece una más alta infiltración del agua en el perfil del suelo. El porcentaje de agua de lluvia que se infiltra en el suelo depende de la cantidad de cobertura de suelo proporcionada (Figura 1). FIGURA 1 Efecto de la cantidad de cobertura de suelo sobre la escorrentía y la infiltración del agua de lluvia. (Ruedell, 1994) Escorrentía Infiltración Porcentaje de precipitación ,3 0,6 1,1 2,2 4,4 Cobertura del suelo ( t/ha ) Ya sea a través de los poros dejados por las raíces de las plantas, por las lombrices de tierra, por los insectos o por otros organismos del suelo o gracias a una mejor porosidad del suelo y mayor número de agregados más grandes, la materia orgánica acumulada crea las condiciones favorables (ver módulo Salud del suelo y fertilidad). La Figura 1 muestra 3

4 claramente que en suelos descubiertos (cobertura = 0 t/ha) la escorrentía y, por ende, la erosión del suelo son más altas que cuando el suelo está protegido con una cobertura. Los residuos de cultivos dejados en la superficie del suelo conducen a una mayor agregación del suelo, a una porosidad más alta y a un número superior de macroporos y, por lo tanto, tienden a presentar tasas más altas de infiltración. Como los diferentes cultivos de cobertura producen diferentes cantidades de biomasa, la densidad de los residuos varía con los cultivos y, por lo tanto, la habilidad para incrementar la infiltración de agua (Figura 2). FIGURA 2 Efecto de diferentes cultivos de cobertura sobre la infiltración del agua de lluvia comparados con el suelo descubierto en un sistema de producción de maíz (Debarba y Amado, 1997). 100 Infiltración (en % de precipitación) Suelo desnudo Avena+arvejilla /maíz Maíz/m ucuna Maíz/ canavalia Los cultivos de cobertura contribuyen a la protección de la superficie del suelo y, por lo tanto, al mantenimiento y/o mejoramiento de sus características físicas, químicas y biológicas, incluyendo la adaptación de la profundidad efectiva del suelo por medio de las raíces. La cobertura vegetativa es esencial para la Agricultura de Conservación: para la protección del suelo contra el impacto de las gotas de lluvia, para mantener el suelo bajo sombra y con el más alto nivel de humedad posible, para utilizar y, por ende, reciclar los nutrientes y para usar sus efectos alelopáticos sobre las malezas, conduciendo así a la reducción del uso de agroquímicos y de esta manera a disminuir los costos de producción. Solo de esta forma se logra hacer que la función de la paja de los residuos actúe como una cubierta protectiva que atenúa la presión ejercida sobre la superficie del suelo por los tractores y los equipos de cosecha, evitando así problemas de compactación. 4

5 Cultivos de cobertura versus abonos verdes Uno de los componentes más importantes de la Agricultura de Conservación es el uso de cultivos de cobertura. En la Agricultura de Conservación los términos «abono verde» no son usados con frecuencia aunque generalmente las mismas especies de plantas son usadas en ambas prácticas. El abono verde es considerado como un cultivo en rotación con el objetivo de conservar o restaurar la productividad de la tierra mediante la incorporación de la materia vegetal no descompuesta en el suelo. En la Agricultura de Conservación esto no es deseable por dos razones: 1. en los sistemas de agricultura de conservación el suelo no es alterado (o lo es tan poco como sea posible) y, lo más importante, 2. cuando la biomasa es incorporada en el suelo la actividad microbiana se incrementa y descompone el material, resultando en una súbita liberación de altas cantidades de nutrientes que no pueden ser capturados por las plantas del cultivo siguiente y que, por lo tanto, desaparecen del sistema. La dinámica de la descomposición de los residuos depende, entre otras cosas, de la cantidad de microorganismos, pero además de la meso- y macrofauna del suelo. La macrofauna está constituida principalmente por lombrices de tierra, escarabajos, termitas, hormigas, milpiés, arañas, caracoles, babosas y otros animales. LÁMINA 2 Los organismos del suelo promueven la incorporación de residuos y modifican las propiedades físicas por medio de la creación de túneles o canales. C. Pruett En la Agricultura de Conservación, la incorporación de los cultivos de cobertura y de los residuos de malezas desde la superficie del suelo hacia capas más profundas del suelo es un proceso lento y depende de la actividad de estos macroorganismos. La actividad de los microorganismos es regulada por la actividad de los macroorganismos porque estos suministran «alimentos» y aire a través de sus túneles. En esta forma los nutrientes son liberados lentamente y pueden ser utilizados por el siguiente cultivo. Al mismo tiempo, de esta forma el suelo es cubierto por un largo tiempo y es protegido del sol y del impacto de las gotas de lluvia. En comparación, cuando los abonos verdes son mezclados con el suelo, una gran cantidad de oxígeno y «alimento» es procesado dentro del mismo, lo que lleva a un rápido desarrollo de la población de la microfauna. Esta gran población puede descomponer el «alimento» ofrecido en forma más bien rápida pero en el momento en que el «alimento» se termina los 5

6 microorganismos mueren debido a que no pueden sostener su forma de vida. En este momento es liberada una gran cantidad de nutrientes que si no son tomados por las raíces de las plantas pueden fácilmente ser perdidos por lixiviación. Durante todo el tiempo después de la incorporación del abono verde el suelo no está protegido por una cobertura, por lo que es susceptible al proceso de degradación que conduce a la erosión. 6

7 Especies de cultivo de cobertura más comúnmente usadas Hay varias alternativas de cultivos que pueden ser usadas como cobertura vegetativa, como los cereales, las leguminosas y los cultivos de oleaginosas. Todas estas especies son de gran beneficio para el suelo; sin embargo, algunos cultivos presentan mayores beneficios, lo cual es útil tener en cuenta para cuando se planee el esquema de rotación. Es importante comenzar los primeros años de la Agricultura de Conservación con cultivos de cobertura que dejen una gran cantidad de residuos sobre la superficie del suelo y que se descompongan lentamente (debido a su alta razón C/N). Los pastos y cereales son los más apropiados para esta etapa porque debido a su agresivo y abundante sistema de raíces requieren un corto tiempo para mejorar el suelo. En los años siguientes, cuando el suelo muestra un mejoramiento, las leguminosas pueden ser incorporadas a la rotación. Los cultivos de leguminosas enriquecen el suelo con nitrógeno y se descomponen rápidamente debido a su baja razón C/N. Más adelante, cuando el sistema está estabilizado es posible incluir cultivos de cobertura con una función económica, como por ejemplo forraje para el ganado. Cuando un agricultor considera el empleo de cultivos de cobertura, es importante conocer: si necesita tener más beneficios cual de los cultivos de cobertura disponibles es el más apropiado cuando sembrar y controlar el cultivo de cobertura si el cultivo de cobertura necesita gran cantidad de agua si es posible controlar el cultivo de cobertura de tal forma que no se convierta en una maleza si el cultivo de cobertura aporta los mismos beneficios que una rotación con sólo cultivos comerciales. A fin de que los cultivos de cobertura sean capaces de integrarse exitosamente en el sistema de producción, es fundamental seleccionar plantas adaptadas a las diferentes condiciones de suelo y clima y que muestren ventajas que les permitan ajustarse al esquema de rotación. Para esto, no solo es necesario conocer todos los detalles agronómicos de las especies, sino también todas las condiciones específicas del sitio donde serán sembradas (suelo y clima) y los objetivos anticipados y condiciones socioeconómicas de los agricultores. Las especies que serán usadas como cultivo de cobertura necesitan ser probadas y validadas por los agricultores en sus propias tierras con el propósito de familiarizarse con los detalles técnicos de las distintas especies. La selección de los cultivos de cobertura puede depender de dos criterios principales: la presencia de altos niveles de lignina y de ácidos fenólicos que dan a los residuos una más alta resistencia a la descomposición y, por lo tanto, dan lugar a una protección del suelo por un período más largo. Los siguientes aspectos deben ser considerados cuando se usan cultivos de cobertura: la época de siembra: muchas especies muestran latencia o fotoperiodismo. Esto significa que la producción de biomasa depende del período del año en que la especie es sembrada. La siembra debe ser hecha en la época adecuada. Con el objeto de no poner en peligro los siguientes cultivos, es necesario una buena planificación de los cultivos de cobertura. 7

8 es importante establecer un adecuado espaciamiento/densidad del cultivo de cobertura a fin de crear una rápida cubierta de la superficie para proteger al suelo de la lluvia y el sol y suprimir las malezas. manejo del suelo: para la siembra del cultivo de cobertura no es necesaria la preparación de la tierra. los cultivos de cobertura pueden ser sembrados usando la siembra directa o sembrando sobre el rastrojo del último cultivo; puede ser necesario usar un tronco de árbol, un rodillo de cuchillas, una grada de discos dispuesta como un rodillo con el ángulo de ataque de los discos a 0 o cadenas, para poner las semillas en contacto con el suelo. Algunas especies tienen la capacidad de resembrarse, como la vicia. calidad de las semillas: como en los cultivos comerciales, las semillas o el material deben ser de alta calidad y libres de patógenos para evitar fallos en la germinación. TABLA 2. Adaptación agroecológica de los cultivos de cobertura mas comúnmente usados Nombre científico Inglés Español Leguminosas adaptadas a tierras bajas húmedas Centrosema pubescens Centro, butterfly pea Jetirana, bejuco de chivo Phaseolus mungo Black gram Mungo Pueraria phaseoloides Tropical kudzu Kudzú tropical Leguminosas adaptadas al fuego Centrosema pubescens Centro, butterfly pea Jetirana, bejuco de chivo Desmodium adscendens Glycine wightii Glycine Soya perenne Macroptilium atropurpureum Siratro Siratro Leguminosas adaptadas a condiciones frías Clitoria ternatea Butterfly pea Campanilla, zapallito de la reina Desmodium intortum Greenleaf desmodium Pega-pega Desmodium uncinatum Glycine wightii Glycine Soya perenne Lotononis bainesii Lotononis Lotononis Medicago sativa Lucerne Alfalfa Phaseolus lathyroides Phasey bean Fríjol de monte, fríjol de los arrozales Trifolium spp. Clover Tréboles Leguminosas adaptadas a áreas frecuentemente empantanadas e inundadas Lotononis bainesii Lotononis Lotononis Phaseolus lathyroides Phasey bean Fríjol de monte, fríjol de los arrozales Pueraria phaseoloides Tropical kudzu Kudzú tropical Vigna luteola Dalrymplar vigna Vigna umbellata Rice bean Leguminosas que toleran la sequía Cajanus cajan Pigeon pea Gandul Canavalia brasiliensis Canavalia ensiformis Jack bean, sword bean Canavalia Clitoria ternatea Butterfly pea Campanilla, zapallito de la reina Desmanthus virgatus Desmodium uncinatum Silverleaf desmodium Dolichos lablab Lablab bean Fríjol caballo, gallinita Galactia striata Frijolillo, Galactia Glycine wightii Glycine Soya perenne Indigofera endecaphylla Indigo Leucaena endecaphylla Macroptyloma axillare Archer axillaris Stylosanthes guyanensis Common stylo, tropical lucerne Alfalfa de Brasil Stylosanthes hamata Caribbean stylo, pencil flower Tebeneque Stylosanthes humilis Townsville stylo, wild lucerne Alfalfa salvaje Stylozobium spp. Mucuna, velvet bean Fríjol terciopelo, mucuna 8

9 Vigna unguiculata Cowpea Caupí Leguminosas adaptadas a la sombra Arachis pintoi Horse groundnut Maní forrajero Calopogonium mucunoides Calapo Rabo de iguana Canavalia ensiformis Jack bean, sword bean Canavalia Indigofera spp. Indigo Leucaena leucocephala Leucaena Leucaena, acacia bella rosa, aroma blanca Pueraria phaseoloides Tropical kudzu Kudzú tropical Trifolium repens White clover Trébol blanco Leguminosas adaptadas a suelos fértiles Glycine wightii Glycine Soya perenne Medicago sativa Lucerne Alfalfa Stilozobium deeringianum Mucuna, Velvet bean Fríjol terciopelo, mucuna (= Mucuna pruriens) Trifolium spp. Clover Tréboles Vicia sativa Common vetch Vicia común Leguminosas adaptadas a suelos medio fértiles Centrosema pubescens Centro, butterfly pea Jetirana, bejuco de chivo Galactia striata Frijolillo, Galactia Macroptilium atropurpureum Siratro Siratro Lupinus albus White lupin Lupino blanco Lupinus angustifolius Blue lupin Lupino azul Lathyrus sativus Grass pea, chickling pea Guija Crotalaria juncea Sunn-hemp Crotalaria Leguminosas y otras especies tolerantes a suelos de baja fertilidad Cajanus cajan Pigeon pea Gandul Calopogonium mucunoides Calapo Rabo de iguana Canavalia brasiliensis Canavalia ensiformis Jack bean, sword bean Canavalia Centrosema spp. Centro, butterfly pea Jetirana, bejuco de chivo Desmodium spp. Desmodium Pega-pega Galactia striata Frijolillo, Galactia Indigofera spp. Indigo Leucaena leucocephala Leucaena Leucena Lotus corniculatus Birdsfoot trefoil Trébol pata de pájaro Lupinus luteus Yellow lupin Lupino amarillo Macroptilium atropurpureum Siratro Siratro Stylosanthes spp. Stylo Stylozobium aterrimum Black mucuna Fríjol terciopelo negro Teramnus uncinatus Maní de venado Vicia villosa Hairy vetch Vicia peluda Vigna unguiculata Cowpea Caupí Zornia diphlla Zornia Zornia, barba de burro Lolium multiflorum Italian ryegrass Raigrás italiano Ornithopus sativus Pink serradella, bird's foot Secale cereale Rye Centeno Spergula arvensis Corn spurry, spurry Linacilla 9

10 Resistencia a la descomposición Un factor importante determinante de la dinámica de la descomposición de los residuos es su composición bioquímica. De acuerdo a las especies, sus componentes químicos y su tiempo y forma de manejo, existen diferencias en la velocidad de descomposición, como se muestra en la Figura 3. Los cereales (avena y trigo) muestran más resistencia a la descomposición que la vicia común (leguminosa). Esta última tiene una razón C/N más baja y menos contenido de lignina y, por lo tanto, está sujeta a una rápida descomposición. FIGURA 3 Reducción de materia seca de diferentes cultivos de cobertura (Ruedell, 1995) 7 Materia Seca t/ha días despues del manejo 45 días despues del manejo 1 0 Avena Trigo Arvejilla común Puesto que uno de los objetivos principales del cultivo de cobertura es la protección del suelo, su resistencia a la descomposición debe ser uno de los criterios para seleccionar los cultivos de cobertura. La Figura 4 da una visión general de la resistencia a la descomposición de diferentes cultivos de cereales para cobertura. Los residuos del centeno y del trigo son más resistentes a la descomposición, mientras que el raigrás italiano es descompuesto más rápidamente. FIGURA 4 Resistencia a la descomposición de siete especies de cultivos de cobertura en tres momentos diferentes después del manejo (Roman, 1990). Porcentaje de materia seca remanente en la superficie del suelo dias despues del manejo 120 días despues del manejo 180 días despues del manejo Cebada Avena negra Raigrás italiano Centeno Triticale Trigo Avena blanca 10

11 También ha sido investigada la resistencia a la descomposición en el caso de los cultivos tropicales y subtropicales para cobertura, como se observa en la Figura 5. El mijo perlado seguido por el gandul, la mucuna blanca y Crotalaria paulina demostraron mayor resistencia y dejaron más cobertura de suelo por un período más largo comparado con los otros cultivos. Por lo tanto, estos cultivos son más adecuados como cultivo de cobertura, especialmente durante los primeros años de la Agricultura de Conservación. FIGURA 5 Resistencia a la descomposición de cultivos tropicales de cobertura, 73 días después del corte de los cultivos de cobertura (Pelá et al., 1999). Porcebtaje de materia seca remanente en la superficie Mucuna prieta Crotalaria juncea Crotalaria paulina Crotalaria spectabilis Mijo perlado Guandul Setaria italica Mucuna blanca Generalmente, el tipo de cultivo y el manejo posterior determinan la cantidad de residuos producidos, la cobertura de suelo generada y el tiempo que permanece la cobertura sobre la superficie antes de ser descompuesta. LÁMINA 3 Soya sembrada sobre los residuos de un cultivo previo de maíz. S. Bunning 11

12 TABLA 3 Resistencia a la descomposición Descomposición difícil (resistente) Algodón Maíz Avena Sorgo Trigo Descomposición fácil (frágil) Leguminosas Cultivos oleaginosos Papa Remolacha azucarera Girasol 12

13 Manejo de residuos y cultivos de cobertura Los sistemas de Agricultura de Conservación comienzan cada año con la producción y distribución de residuos de cultivos o con un cultivo de cobertura adicional. A menudo, erróneamente se piensa que la Agricultura de Conservación solamente puede ser implementada exitosamente si se aplican herbicidas. Afortunadamente, la creatividad y persistencia de muchos agricultores e investigadores han conducido a la situación actual en la cual existen una gran cantidad de conocimientos y equipos para manejar los cultivos de cobertura sin usar herbicidas. El material vegetativo adecuadamente manejado: adiciona materia orgánica que mejora la calidad de la cama de siembra e incrementa la capacidad de infiltración y retención de agua del suelo fija el carbono mediante la captura del dióxido de carbono de la atmósfera y lo retiene en el suelo amortigua el ph del suelo y facilita la disponibilidad de nutrientes favorece el ciclo del carbono en el suelo captura el agua de lluvia y, por lo tanto, aumenta el contenido de humedad del suelo protege al suelo de la erosión reduce la evaporación Los residuos mal manejados: provocan un desecamiento desuniforme del suelo y, por ende, una demora en el calentamiento de la cama de siembra o una germinación irregular del cultivo interfieren con las actividades de siembra y fertilización impiden la emergencia de las plántulas Los residuos son manejados durante: la cosecha la preparación de la tierra la siembra En la Agricultura de Conservación, los residuos deben ser manipulados desde el momento de la cosecha. Depende del siguiente cultivo de cobertura si los residuos deben ser o no distribuidos uniformemente sobre la superficie del campo o dejados intactos de modo que los cultivos de cobertura como la mucuna trepen sobre los residuos de los tallos de maíz. Una distribución uniforme de los residuos garantiza condiciones homogéneas de temperatura y humedad. Si los residuos no son distribuidos más o menos uniformemente sobre la superficie del suelo, pueden causar problemas: mala colocación de las semillas durante la siembra lo que resulta en una germinación desuniforme formación de un ambiente frío y húmedo alrededor de las semillas que favorece el desarrollo de plagas y enfermedades favorece la alelopatía El manejo de los residuos requiere un buen conocimiento de sus características, una distribución lo más uniforme posible sobre el campo y la modificación del equipo de siembra. 13

14 Según Monegat (1991) es importante escoger el momento preciso en el cual la cobertura vegetativa tiene que ser controlada debido a que la mayoría de las especies utilizadas pueden regenerarse si su crecimiento es interrumpido prematuramente. De lo contrario, si se permite que las plantas maduren, las semillas de los cultivos de cobertura pueden germinar, como puede suceder con la avena, el centeno, los garbanzos, las vicias, las arvejas y el rábano forrajero. Hay, sin embargo, especies y rotaciones donde los cultivos de cobertura se dejan madurar a propósito para formar un banco de semillas que permitirá la resiembra y crecimiento del cultivo de cobertura una vez que se coseche el cultivo comercial. El mejor momento para controlar la mayoría de las especies de cultivos de cobertura es en la floración completa, cuando han acumulado el máximo de biomasa. En el caso de las leguminosas, las vainas de la primera floración deben estar ya formadas pero no maduras aún. Las vicias deben tener algunas vainas maduras. La avena y el centeno pueden ser mejor manejados en el estado lechoso del grano. El rábano puede ser cortado en cualquier estado de crecimiento, pero en los sistemas de siembra directa o labranza mínima, las semillas deben estar verdes y fisiológicamente inmaduras para evitar la germinación de nuevas plantas. Crotalaria spp. y el gandul deben ser controladas antes de la floración debido a su alta tasa de recrecimiento y al excesivo desarrollo leñoso de los tallos. El modo más adecuado para manejar los cultivos de cobertura depende de la finalidad del cultivo de cobertura y de las posibilidades del agricultor. En caso de cobertura vegetativa muerta o mantillo debe cubrirse el suelo durante tanto tiempo como sea posible; la mejor forma de manejar la biomasa es usando un rodillo de cuchillas, cadenas, un trineo o herbicidas. LÁMINA 4 Un agricultor usando un trineo para manejar el cultivo de cobertura de mucuna. A. Calegari Cuando el proceso de descomposición tiene que empezar inmediatamente para liberar los nutrientes es recomendable cortar el cultivo de cobertura. En algunos casos puede ser necesario completar el proceso con herbicidas. LÁMINA 5 Cortar con machete o guadaña es una forma común de manejar el cultivo de cobertura en América Latina. FAO 14

15 Las investigaciones muestran que el período entre el corte/manejo del cultivo de cobertura y la siembra del cultivo comercial (maíz, fríjol, soya) define el nivel de producción del cultivo (Figura 6). Esto está relacionado con algunas de las sustancias que son liberadas durante la descomposición de los cultivos de cobertura, fenómeno conocido como alelopatía. En general, el manejo de los cultivos de cobertura de leguminosas y de rábano diez días antes de la plantación de maíz da altas respuestas de rendimientos. Hay ejemplos que muestran rendimientos del maíz que fueron 1,5 ton/ha superiores comparados con maíz sembrado en el mismo día. FIGURA 6 Rendimientos del maíz relacionados con el momento del manejo del cultivo de cobertura (Ruedell, 1995). Rendimiento del maíz ( kg/ha) días antes plantación 10 dias antes de plantación 20 días antesde plantación Arveja Trebol Rabano Avena Raigrás italiano El rábano muestra la menor fluctuación en el rendimiento en relación al manejo del cultivo de cobertura. El rendimiento del maíz con cobertura de especies de pastos como la avena y el raigrás italiano aumenta cuando quedan más días entre el manejo del cultivo de cobertura y la siembra del maíz. Esto obviamente está relacionado a una reducción de la inmovilización del nitrógeno y con el correr del tiempo a una reducción de los efectos alelopáticos y a diferentes niveles de lignina y hemicelulosas. LAM INA 6 Efecto alelopático de residuos de avena en la germinación de malezas, en este caso Cyperus rotundus. A.J. Bot En caso de una siembra directa sobre el cultivo de cobertura es recomendable sembrar 8-12 días después del manejo del cultivo de cobertura para cultivos de cobertura con una razón C/N de baja a media (12-22) y de días para cultivos de cobertura con una razón C/N alta (>24). 15

16 Mezclas de cultivos de cobertura La mezcla o asociación de cultivos no es una práctica agrícola nueva. Durante muchas generaciones, los agricultores han sembrado asociados maíz y fríjol en las áreas tropicales; en áreas templadas las leguminosas han sido sembradas dentro de pastos con el objetivo de mejorar el área de pastoreo. Las mezclas o asociaciones de cultivos generan numerosos beneficios en los sistemas de producción. El efecto de la disponibilidad de nitrógeno en cantidades apropiadas y en el momento adecuado para los subsecuentes cultivos y el hecho de proporcionar una cobertura del suelo por un período más largo, son algunos de los impactos positivos de las mezclas de los cultivos de cobertura. Los residuos de cultivos pueden ser una fuente efectiva de nitrógeno para los cultivos de cereales como el maíz, el sorgo y otros con una alta demanda de nitrógeno, siempre que la liberación de nutrientes de los residuos sea sincronizada con la demanda del cultivo comercial. Por consiguiente, la asociación ideal de cultivos es aquella que ofrece suficientes residuos para abastecer un depósito de N mineral proveniente de su descomposición para satisfacer al cultivo comercial. La estrategia para las asociaciones de cultivos es buscar especies de diferentes familias con diferentes razones C/N y contenidos de lignina y que son capaces tanto de suministrar los nutrientes como de proveer la cobertura de suelo por un largo tiempo. Las mezclas pueden ser hechas de cereales/pastos y leguminosas, cereales/pastos y cultivos oleaginosos o inclusive mezclando dos, tres o más especies, las que además presentan un importante impacto en el mejoramiento de las propiedades del suelo y presentan una razón C/N que favorece una mineralización gradual del nitrógeno. En general, cuando los residuos de las especies de pastos son mezclados con residuos de leguminosas no tendrá lugar la inmovilización del nitrógeno y la mineralización gradual favorece la disponibilidad de nutrientes para la absorción por las plantas. Las mezclas mas comúnmente usadas incluyen: Rábano + avena; avena + arveja forrajera; avena + vicia; avena + trébol + vicia; centeno + arveja forrajera + rábano; avena + arveja forrajera + rábano, para áreas templadas y subtropicales. Mijo + sorgo; mijo + Crotalaria juncea; gandul + sorgo; caupí + mijo; sorgo + Crotalaria juncea, para regiones tropicales Hay otras formas de mezclas de cultivos. Por ejemplo, el maíz puede ser mezclado con gandul y Crotalaria juncea, ambos sembrados cuando el maíz ha alcanzado una altura de 30 cm y usando la misma máquina usada para sembrar el maíz. Otra mezcla es el maíz sembrado con Stilosanthes spp.; en este caso ambos son sembrados en el mismo momento. En América Latina una práctica muy común incluye la mezcla de maíz con Mucuna spp. o Canavalia spp., en ambos casos sembrados después de días de la siembra del maíz. Después de la cosecha del maíz estas especies aceleran su desarrollo, produciendo un crecimiento por encima de los residuos del maíz. Los cultivos subsecuentes pueden incluir fríjoles, sorgo o girasol. 16

17 Rotación de cultivos Normalmente, en los agrosistemas los procesos de liberalización y absorción de nutrientes ocurren separadamente en el tiempo resultando una baja eficiencia en su uso. En los sistemas de agricultura de conservación se crea un nuevo equilibrio entre las propiedades del suelo (químicas, físicas y biológicas) y el ecosistema en su conjunto (suelo, agua y planta) y, por ende, se promueve un mejor equilibrio entre la mineralización, la inmovilización, la disponibilidad y las pérdidas, resultando en una mayor estabilidad biológica del suelo. Las rotaciones de cultivos incrementan los rendimientos de los cultivos, adicionan materia orgánica al suelo y mejoran su fertilidad. Los cultivos difieren por la cantidad y calidad de los residuos que producen y, por lo tanto, por sus efectos sobre las propiedades del suelo. Por ejemplo, los cultivos de leguminosas y de oleaginosas producen menos residuos que se descomponen más rápido, tienen una razón C/N más baja y son más fáciles de manejar durante la siembra directa, comparados con los cereales. Las rotaciones de cultivos pueden incluir cultivos comerciales y de cobertura. La rotación ideal en la Agricultura de Conservación es aquella en la cual los cereales y los pastos son diversificados con leguminosas, crucíferas, malváceas y otras. Este tipo de rotación: causa la interrupción de ciclos de plagas y enfermedades produce diferentes cantidades y tipos de residuos facilita el manejo de los residuos mejora los ciclos nutrientes varía las épocas de siembra Durante la planificación de una rotación de cultivo para la Agricultura de Conservación es necesario: alternar un cultivo de granos con uno de leguminosas u oleaginosas, alternar un cultivo que produce gran cantidad de residuos con uno que produce pocos residuos y determinar si el cultivo es rentable y si es costo/efectivo. El maíz, el fríjol, la soya, el girasol, el maní, el arroz, el algodón y el trigo son cultivos que usualmente muestran buenos rendimientos cuando se cultivan en rotación. El maíz, el trigo y el arroz son recomendados para ser cultivados en rotación ya sea con cultivos bien adaptados a zonas frías como la arveja, el lupino, las arvejas y el rábano o con cultivos tropicales como Crotalaria juncea, el gandul o la mucuna. Para la soya, el maní y el girasol es recomendable la rotación de cultivos con cereales como las avenas negra y blanca, el centeno o mezclas de avena + vicia, avena + colza, avena + arveja de campo o cultivos de ciclo corto como Setaria italica, mijo perla y sorgo. El girasol puede además ser rotado con leguminosas y otras especies que mejoran la fertilidad del suelo. La rotación más común en el trópico de Brasil es: Rábano oleaginoso/maíz avena negra/soya - trigo/soya En áreas infestadas con nematodos son sugeridas las siguientes rotaciones: Avena negra o mijo perla/algodón avena negra o mijo perla/soya mijo perla/soya Avena negra o mijo perla/algodón avena negra o mijo perla/soya/rábano oleaginoso/maíz 17

18 En regiones subtropicales son recomendadas las siguientes rotaciones: Lupino/maíz avena negra/soya - trigo/soya Vicia/maíz avena negra/soya - trigo/mijo/soya Avena negra/soya avena negra/arveja de campo/maíz rábano oleaginoso + avena negra/soya Avena negra/frijoles rábano oleaginoso + avena negra/maíz - avena negra +arveja de campo/soya En las regiones templadas del sur de Brasil se recomiendan las siguientes rotaciones: Trigo/soya - vicia/maíz avena negra + rábano oleaginoso/maíz Cebada/soya - vicia/maíz Triticale/soya - vicia/maíz Trigo/soya avena negra para pastoreo + vicia para pastoreo/maíz Trigo/soya - vicia/maíz o sorgo rábano oleaginoso + avena negra/frijoles Trigo/soya - colza (Brassica sp.)/soya o cebada/soya - vicia o rábano oleaginoso/maíz Trigo/soya - trigo/soya avena blanca/soya - vicia/maíz o sorgo Las validaciones con maíz, soya y fríjol realizadas en el estado de Paraná, Brasil (Derpsch y Calegari, 1992) muestran que los rendimientos difieren dependiendo del cultivo de cobertura anterior: en el caso del maíz los rendimientos más altos fueron obtenidos con cultivos de cobertura de lupino blanco y vicia peluda (6,4 y 6,3 t/ha, respectivamente); estos fueron superiores a los rendimientos obtenidos después de cultivos de cobertura como trigo, avena, centeno, Lathyrus o girasol. el rendimiento de la soya se incrementó promedialmente de 770 kg/ha a kg/ha después de un cultivo de cobertura de avena negra, comparado con todos los otros cultivos de cobertura. el rendimiento del fríjol se incrementó entre 85 y 67 por ciento después de cultivos de cobertura de avena negra y rábano oleaginoso, respectivamente, comparado con el barbecho. Las evaluaciones hechas con agricultores en la misma región muestran que los cultivos de cobertura de lupino blanco, vicia peluda y vicia común, cuando son sembradas antes del maíz, suministran un equivalente de 90 kg/ha de nitrógeno (Derpsch y Calegari, 1992; Calegari, 1995). La combinación de rotación de cultivos con cultivos de cobertura y siembra directa da altos rendimientos de maíz, comparado con el barbecho y los sistemas de labranza convencionales, como se aprecia en la Figura 7. En los sistemas donde Lathyrus, serradela, lupino azul o vicia común y peluda son usadas como cultivos de cobertura y la siembra directa es aplicada sin el uso de fertilizantes químicos, el rendimiento del maíz es incluso más alto que en el sistema de labranza convencional en el cual se aplicaron 90 kg de N (ver el módulo Salud y fertilidad del suelo). Los sistemas de siembra directa dan un rendimiento mas alto del maíz en todos los cultivos de cobertura, excepto para el raigrás italiano, la avena negra, la espérgula y el barbecho. 18

19 FIGURA 7 Rendimiento de maíz relacionado con cultivos de cobertura previos y con el manejo de la tierra (Calegari, 1998) 8 7 Siembra directa Labranza convencional 6 Rendimiento del maíz t/ha Raigrás italiano Centeno Avena negra Trigo Espérgula Rábano de aceite Lathyrus sativus Serradela Lupino azul Arveja peluda Arveja común Barbecho Como el sorgo, el mijo, Crotalaria juncea, el gandul de ciclo corto y el fríjol lablab son especies de crecimiento extremadamente rápido, son muy útiles como cultivos de cobertura entre dos cultivos comerciales o en situaciones donde hay escasez de agua. Estos cultivos pueden hacer uso de la humedad remanente en el suelo para crear biomasa y morirán naturalmente con la ausencia de agua pero la biomasa protegerá al suelo cuando comiencen las lluvias y, por lo tanto, se incrementará la infiltración de agua en el suelo: habrá más agua disponible para el siguiente cultivo comercial y, por ende, se formará más biomasa. Esta situación puede ser el comienzo del ciclo de la Agricultura de Conservación. Otros cultivos además del maíz, los frijoles y la soya pueden ser cultivados en rotación con cultivos de cobertura, como por ejemplo, las hortalizas, el tabaco, la caña de azúcar y la yuca. LÁMINA 7 Un nuevo cultivo de tabaco sobre residuos del cultivo de cobertura de mucuna. El sistema agresivo de las raíces de las plántulas de tabaco a menudo impide su siembra directa. V.H. de Freitas Generalmente, es recomendable una rotación de especies de diferentes familias y con diferentes necesidades nutricionales. El nitrógeno es usualmente más consumido por las hortalizas de hoja, mientras que las raíces, los tubérculos, los bulbos y los rizomas necesitan más potasio y las leguminosas extraen más fósforo del suelo. Por lo tanto, con el propósito de alcanzar un equilibrio en el suelo es recomendable que el cultivo de coliflor, brócoli, col, 19

20 lechuga y espinaca sea seguido por leguminosas como guisantes, fríjol verde o fríjol seco. Estos restaurarán y mejorarán el suelo de tal forma que las hortalizas de raíces y tubérculos como la zanahoria, la remolacha, el rábano y la cebolla puedan producirse bien en cultivos subsecuentes (Calegari y Peñalva, 1999). LÁMINA 8 Un agricultor costarricense siembra pimientos sobre maní forrajero (Arachis pintoi) entre las hileras. A.J. Bot LÁMINA 9 Producción de hortalizas en pequeña escala sobre residuos de cultivo de cobertura. A.J. Bot Como se ha señalado antes, los cultivos de cobertura tienen además un efecto residual sobre los subsecuentes cultivos de hortalizas, como se muestra en la Figura 8 donde se comparan los rendimientos de cebollas en relación a diferentes cultivos de cobertura. Como resultado, las siguientes rotaciones son usadas por los agricultores, tomando las opciones de acuerdo a sus intereses: Cebolla/maíz/avena: el maíz es sembrado después de la cosecha de cebolla; durante el segundo manejo de malezas en el cultivo del maíz la avena es sembrada a una densidad de 80 kg/ha. La ventaja de este sistema es que produce dos cosechas comerciales por año, pero depende del nitrógeno aplicado como fertilizante químico. Cebolla/maíz/avena + vicia común: la densidad recomendada es de 50 kg/ha de avena y 30 kg/ha de vicia común. La ventaja de este sistema es el reciclaje/aprovisionamiento de nitrógeno por la leguminosa. Cebolla/maíz/rábano oleaginoso: el rábano es sembrado al voleo a una densidad de 10 kg/ha cuando el cultivo del maíz está a mitad de su crecimiento. La rápida descomposición del rábano es compensada por la baja descomposición del cultivo de maíz que mantendrá el suelo cubierto por un tiempo más largo. Cebolla/mucuna: la mucuna se siembra a una densidad de 70 kg/ha cuando se cosecha la cebolla. Este sistema es prácticamente independiente de los fertilizantes químicos. 20

21 FIGURA 8 Rendimiento de bulbos de cebolla comercial (4-8 cm) relacionado con diferentes cultivos de cobertura E.E. Ituporanga (1989), citado por Calegari et al., (1993) Rendimiento de cebolla ton/ha Avena negra Canavalia Caupi Crotalaria mucronata Crotalaria spectabilis Mucuna (anual) Mucuna (g ris) Rabano de aceite Barbecho + fertiliz ante LAM INA 10 Cebollas plantadas directamente con un microtractor sobre residuos de maíz. V.H. de Freitas Otro cultivo con una buena respuesta a los cultivos de cobertura es la caña de azúcar. Especialmente con cultivos de cobertura de Crotalaria spp. mostró de un 7 a 9 por ciento de incremento del rendimiento comparado con el período de barbecho precedente al cultivo de la caña de azúcar (Caceras y Alcarde, 1995). La yuca también puede ser mezclada o rotada con diferentes cultivos de cobertura (avena negra, arvejas, centeno, arveja de campo, Canavalia sp., gandul o maní forrajero). En este caso, la yuca es plantada en hileras dobles entre las que es sembrado el cultivo de cobertura, en una o dos hileras. El único cultivo que no es recomendable rotar con la yuca es el rábano oleaginoso a fin de evitar problemas de pudrición de raíces (Fusarium spp., Rhizoctonia spp.) (Florentin et al., 2001). Para la rotación con especies de pastos y ser capaces de integrar el ganado con la producción vegetal ver el módulo Integración de sistemas cultivo-ganado. 21

22 Independientemente de los sistemas de labranza, la rotación de cultivos es siempre una buena práctica. En ausencia de labranza es aún más importante para romper los ciclos de plagas. Figura 11 Ejemplo de rotación de cultivos 22

23 Producción de semillas de cultivos de cobertura en la finca La producción en la finca de las semillas de los cultivos de cobertura es un requerimiento básico para los sistemas de la Agricultura de Conservación ya que da al agricultor la posibilidad de una máxima cobertura del suelo. En general, la compra de las semillas de cualquier tipo de cultivo de cobertura no es viable en razón de su alto costo (Monegat, 1991) o por la no disponibilidad de semillas. Un agricultor debe comenzar su propia producción de semillas obteniendo pequeñas cantidades de una o más especies. El proceso de producción debe basarse en los siguientes criterios: producir solo la cantidad necesaria para la finca, con un margen de seguridad de por ciento; cada año definir y reservar un área especifica de la finca con el único objetivo de producir semillas; producir más de una especie para disminuir los riesgos. La producción de semillas con fines comerciales por lo general no es factible debido a varias razones: la producción de semillas demanda una cantidad importante de mano de obra ocupa un área que puede ser usada para cultivos comerciales ausencia de infraestructura de procesamiento y comercialización de semillas bajos precios restricciones legales para la producción de semillas Muchos agricultores enfrentan serios problemas en la producción de sus propias semillas. Una de las razones es que la producción de semillas requiere más atención que la producción de granos. En general, deben ser considerados los siguientes aspectos: evitar áreas con alta incidencia de malezas evitar suelos muy fértiles enriquecidos por leguminosas reducir la densidad de plantación en la producción de semillas, comparada con la densidad de los cultivos de cobertura si el suelo es muy fértil o no hubo cultivos de cobertura, es mejor cortar o pastorear el cultivo antes de la floración período apropiado de plantación para evitar la incidencia de plagas y enfermedades, es importante cambiar el área de producción de semillas cada año periódicamente comprar nuevas semillas, intercambiar con los vecinos o cambiar especies Para plantas con tallos trepadores como algunas leguminosas, un apoyo evitará la incidencia de enfermedades y, por lo tanto, resultará en más altos rendimientos y semillas más sanas. Los medios de apoyo pueden incluir: los tallos de maíz doblados o los tallos de sorgo cosechado, cortados a 1-1,5 m plantas de apoyo asociadas, como el gandul, la sesbania o el lupino tallos secos de yuca árboles esparcidos paredes y cercas Al igual que en la producción de granos siempre se deben usar semillas sanas para la siembra. Si se espera la incidencia de alguna enfermedad, las semillas deben ser tratadas 23

24 antes de la siembra, algo que es recomendable (desde el punto de vista de costo/eficiencia) cuando el cultivo es usado solamente como cobertura. El ciclo completo (desde la siembra a la cosecha) puede variar para las mismas especies y en el mismo año, debido a: el fotoperiodismo el clima: temperatura y lluvias la fertilidad del suelo: el suelo pobre tiende a acelerar el ciclo de crecimiento de algunas especies como Lathyrus sp., vicias, arvejas de campo, frijoles, serradella y lupinos, pero puede retardar el desarrollo de la avena negra LÁMINA 11 La mucuna usa los tallos inclinados de maíz para trepar. A.J. Bot Antes de su almacenamiento, las semillas deben ser secadas, preferiblemente al sol o bajo cubierta, hasta un nivel de humedad del 8-12 por ciento. Un modo práctico para determinar este nivel es morder las semillas entre los dientes, que deben ser quebradizas. Las semillas deben ser limpiadas de desechos y polvo, de otras semillas o de semillas de cultivos. El almacenamiento a nivel de finca debe ser hecho en latas, botellas, papel, algodón o recipientes plásticos, cajas de madera u otros. Cuando las semillas son susceptibles a los ataques de insectos durante el almacenamiento, las hojas o las cenizas de Eucalyptus sp. pueden ser mezcladas con las semillas. 24

25 Otras informaciones sobre cultivos de cobertura Gran cantidad de información está disponible en Internet. Para aquellos que tienen acceso a los sitios web de Internet la siguiente información puede ser útil: Centre d'information et d'echanges sur les Plantes de Couverture en Afrique (CIEPCA) (Centro de Información para Cultivos de Cobertura e Intercambio de Semillas en África) CIEPCA IITA; 08 B.P Cotonou, République du Bénin Tel: (229) ; Fax: (229) ; ciepca@cgiar.org Su revista electrónica bianual y bilingüe (inglés y francés) 'CIEPCA newsletter' and 'Mucuna news' (solo en inglés) están disponibles en: CIAT-Uganda tiene en preparación Folletos de Extensión sobre Mucuna, Canavalia, Tephrosia y Crotalaria, tal como lo anuncia en su sitio web: El folleto sobre Mucuna está terminado y puede ser descargado o impreso desde: ILEIA: Es posible acceder al Centro de Investigaciones para Investigaciones e Información sobre Bajos Insumos Externos y Agricultura Sostenible a través de su sitio web: Su publicación trimestral también está disponible en Internet; algunos artículos sobre cultivos de cobertura se mencionan a continuación: «Between love and despair»: «Aggressive colonizers work for the farmers: experiences from South-East Asia»: «Green manures, a new chance for small farmers»: 16.htm «An Odyssey of discovery: principles of agriculture for the humid tropics»: «Legumes for sustainable food production in semi-arid savannahs»: «Edible cover crops»: «Achieving sustainability in the use of green manures»: «Monocultures towards sustainability»: «Reducing food poverty with sustainable agriculture: new evidence»: CIMMYT junto con IDRC y la Fundación Rockefeller ha producido un libro sobre el uso de Mucuna en América Latina: «Cover crops in hillside agriculture. Farmer innovation with Mucuna». El documento se puede descargar en: Base de datos sobre cultivos de cobertura en la Universidad de California, Davis en: 25

26 Bibliografía Caceras, N.T. y J.C. Alcarde Adubação verde com leguminosas em rotação com canade-açucar (Saccharum spp.). Revista Stab Vol.13, 5: Brasil. Calegari, A Leguminosas para adubação verde de verão no Paraná. IAPAR Circular 80, Londrina, Brasil. 118pp.. Calegari, A Espécies para cobertura do solo. In: Plantio direto. Pequena propriedade sustentável. Darolt, M.R. (Ed.) IAPAR Circular 101, Londrina, Brasil. p Calegari, A., A. Mondardo, E.A. Bulisani, L.P. Wildner, M.B.B. da Costa, P.B. Alcântara, S. Miyasaka y T.J.C. Amado Adubação verde no sul do Brasil. AS-PTA, Rio de Janeiro, Brasil. Segunda Edición, 346 pp. Calegari, A.y M. Peñalva Rotación de cultivos y abonos verdes. In: Abonos verdes como integrantes de sistemas de producción hortícola y frutícolas. Peñalva, M. y Calegari, A. (Eds.) Uruguay. p Debarba, L. y T.J.C. Amado Desenvolvimento de sistemas de produção de milho no sul do brasil com características de sustentabilidade. Revista Brasileira de Ciência do Solo 21, Brasil. p Derpsch, R. y A. Calegari Plantas para adubação verde de inverno. IAPAR Circular 73. Brasil. 80pp. Florentin, M.A., M. Peñalva y A. Calegari Abonos verdes y rotación de cultivos en siembra directa. Pequeñas propiedades. Proyecto Conservación de suelos, MAG- GTZ, Asunción. 84pp. Monegat, C Plantas de cobertura do solo. Características e manejo em pequenas propriedades. Chapecó, Brasil. 337pp. Pelá, A., M.S. Silva, L.A. de M. Costa, C.J. da Silva, C. Zucarelli, L.D. Decarli y U.F. Matter Avaliação da resistência a decomposição de dez espécies de plantas de cobertura visando o plantio direto. In: Revista Plantio Direto. Vol 53: 26. Brasil. Roman, E.R Effect of cover on the new development of weeds. In: Proceedings of International workshop on conservation tillage systems: Conservation tillage for subtropical area. Passo Fundo. p Brasil. Ruedell, J Plantio direto na região de Cruz Alta. FUNDACEP. 134pp. Brasil. Ruedell, J Pesquisa em plantio direto na palha e sua importância. In: IV Encontro nacional de plantio direto na palha. Cruz Alta. p Brasil. 26