Tierra Tropical (2011) 7 (1): 1-10
EFECTO DE TRES ESPECIES DE COBERTURA VIVA EN EL CONTROL DE MALEZAS EN UNA PLANTACIÓN DE BANANO ORGÁNICO (Musa AAA cv. WILLIAMS) O. Ramos, R. Vaquero1, R. León, F. Ayuso Universidad EARTH Las Mercedes de Guácimo, Limón, Costa Rica Recibido 26 de noviembre 2010. Aceptado 14 de abril 2011.
RESUMEN El presente trabajo se realizó con la finalidad de explorar alternativas para usar plantas de cobertura en el control de malezas del cultivo de banano orgánico en la Universidad EARTH. Se evaluaron tres tipos de cobertura en un diseño de bloques completos al azar, para determinar el control que ejercen sobre las malezas en un área sembrada con banano orgánico. Las especies evaluadas fueron Geophila macropoda, Desmodium ovalifolium y Pilea sp. Todas las coberturas ejercieron cierto nivel de supresión de malezas en comparación al testigo (cobertura natural), resultando D. ovalifolium la que presentó mayor eficacia al momento de controlar malezas (niveles menores al 3 %). En cuanto a Pilea sp., G. macropoda y el testigo, presentaron un área cubierta con malezas de 45%, 43% y 91%, respectivamente. Asimismo, D.ovalifolium tuvo mayor biomasa aérea (3111 kg/ha de materia seca). Los niveles nutricionales del cultivo no se vieron afectados por la presencia de cobertura; por el contrario existe una tendencia a mejorar los niveles del elemento nitrógeno en la planta, 2,11 % en el caso de D. ovalifolium frente a 1,95 %; 1,93 %; y 1,83 %, en G. macropoda, Pilea sp. y en el testigo, respectivamente. Por otro lado, no se observaron diferencias importantes en los niveles nutricionales del suelo a 300 días después de la siembra de la cobertura viva. Además, otras variables biométricas de la planta así como la cantidad de nematodos en las raíces de banano, no presentaron diferencias entre los tratamientos. Palabras clave: banano, cobertura viva, competencia, control malezas, orgánico.
ABSTRACT This work was carried out in order to explore alternatives to use cover crops to control weeds at an organic banana plantation at EARTH University. Three types of cover crops were evaluated in a randomized complete block design to determine their effectiveness on weed control. The species studied were Geophila macropoda, Desmodium ovalifolium and Pilea sp. All cover crops suppressed weeds to some extent compared to the control (no cover crop). Desmodium ovalifolium showed the lowest weed coverage (2.3 % of soil surface with weeds), while Pilea sp. G. macropoda and the control had 45 %, 43 % and 91 % of ground covered with weeds, respectively. Also, D. ovalifolium had the greatest biomass (3111 kg/ha of dry matter). Banana foliar nutrient levels were not affected by the presence of the cover crops. On the contrary, there was a tendency to increase the levels of foliar N in the banana plant, being 2.11 % in the case of D. ovalifolium compared to 1.95 %, 1.93 % and 1.83 % in G. macropoda, Pilea sp. and the control, respectively. Additionally, there were no significant differences in soil nutrient levels
1 Contacto: Roque Vaquero ([email protected])
ISSN: 1659-2751 2 Ramos et al. / Tierra Tropical (2011) 7 (1): 1-10 measured until 300 days after cover crop planting. In addition, other biometric variables such as the number of nematodes in the roots did not show differences between treatments. Key words: banana, cover crop, competition, weed control, organic.
INTRODUCCIÓN La producción de banano es una de las actividades de mayor flujo económico mundial y en términos de fruta fresca es el principal producto de comercio internacional tanto en volumen como en valor. En términos de exportación, forma parte importante de las economías de muchos países con bajos ingresos, entre ellos: Ecuador, Honduras, Guatemala, Camerún, Costa de Marfil y Filipinas (Arias et al., 2003). El banano al igual que cualquier cultivo está sujeto a una serie de problemas que reducen su rendimiento. Uno de los principales problemas es la competencia ejercida por las malezas, cuyas pérdidas mundiales anuales en los principales cultivos han sido estimadas entre el 10 % al 15 % aproximadamente (Riches, 2001). En el caso propio del banano, es muy sensible a la competencia en los primeros cinco meses de su fase de establecimiento y durante ese periodo se requieren cinco a seis deshierbas con una inversión aproximada de 15 jornales por hectárea (Belalcázar, 1997). La otra opción es hacer uso de herbicidas con el inconveniente de que reducen en forma importante la cobertura vegetal del suelo, favoreciendo el proceso erosivo. Cualquier reducción en los costos de producción e incremento en la protección del suelo pueden resultar beneficiosos en términos económicos y ambientales, ya que el banano es uno de los principales productos agrícolas de exportación y el mercado cada vez es más exigente en estándares de calidad, cuyas certificaciones premian un uso más eficiente del suelo y del ambiente. Lo anterior justifica la necesidad de desarrollar tecnologías que puedan reemplazar algunas prácticas de manejo convencional usadas en la producción del banano que se han señalado como riesgosas para la salud humana y ambiental si no se hacen adecuadamente, como es el caso del control de malezas mediante el uso inapropiado de herbicidas (Madsen y Streibig, 2004). La competencia que ejercen las malezas sobre el cultivo reduce la disponibilidad de recursos vitales (luz, nutrimentos, agua, espacio) limitando de esta manera el desarrollo de las plantas de banano. Sin embargo, no todas las plantas que no aportan ingresos económicos directos pueden considerarse malezas, de hecho muchas veces resultan benéficas, puesto que algunas de ellas pueden reducir la erosión, contribuyen a mejorar la infiltración del agua y la retención de humedad en el suelo y proporcionan alimento y refugio a la fauna silvestre (Gómez, 1989). Muchas de éstas no representan un riesgo de enfermedades o plagas. Esto es de mucha importancia, ya que muchas malezas contrariamente pueden ser hospederas de enfermedades, tal es el caso de Comelina spp., la cual es hospedera del nematodo Rotylenchus reniformis. Asímismo varios autores señalan a musáceas silvestres como hospedantes de Cosmopolites sordidus y el “Moko” P. solanacearum (Belalcázar, 1991). Otras especies de plantas aportan nutrientes al suelo, un claro ejemplo de ello son las leguminosas. Algunas de estas plantas presentes dentro del cultivo pueden actuar como inhibidores de la germinación, crecimiento y desarrollo de otras especies (Gómez, 1989). No solo por el efecto competencia en recursos sino también por efectos más directos como la alopatía, la cual ha sido muy estudiado en los últimos años y confirmada plenamente; ésta consiste en que una planta es capaz de segregar sustancias que pueden ser toxicas, estimulativas, o inocuas sobre el desarrollo de otras (Alemán, 2004). Ramos et al. / Tierra Tropical (2011) 7 (1): 1-10 3
Pese a que la idea de usar coberturas para evitar el crecimiento de malezas no es nueva, ya que fue propuesto en 1959 por Simmonds, el cual señaló una lista de leguminosas como alternativas viables para su utilización para este propósito. Se ha visto que los productores de banano aún hacen uso de prácticas convencionales, tanto de chapia como de herbicidas (Caseley y Parker, 1996). Stover y Simmonds (1987) explican que la mayor limitante para la adopción de esta tecnología está relacionada con el alto costo de establecimiento y un lento desarrollo de las coberturas. La planta que más se ha utilizado y ha dado mejores resultados para este fin es la oreja de ratón (Geophila macropoda (Ruiz & Pav.) DC.), por sus buenas características tales como su crecimiento rastrero, adaptación a la sombra y al tránsito de las personas. Debido a esto, se perfila como una planta con un alto potencial para cobertura; sin embargo, es poca la información sobre la interacción de esta planta con el cultivo del banano (Rodas, 2004; Stover y Simmonds, 1987). G. macropoda es una dicotiledónea rastrera cuyo desarrollo se da principalmente entre los 0 m.s.n.m. y los 800 m.s.n.m. y se encuentra distribuida en regiones de bosque húmedo y muy húmedo. Por su tamaño reducido, es recomendado en plantaciones bananeras como cultivo de cobertura, ya que no impide las labores propias de la plantación. Posee un sistema radical poco profundo, adaptación al pisoteo y a la sombra; sin embargo, posee la desventaja de ser muy susceptible al contacto directo con fertilizantes sólidos (Vargas y Abdelnour, 2010). El Desmodium heterocarpon subsp. ovalifolium (Prain) H. Ohashi, originario del sureste asiático (Tailandia, Indonesia, Filipinas, Vietnam, Laos y Malasia), es una especie perenne predominantemente de tierras bajas y trópico húmedo con clima caliente y precipitaciones variables (1200 mm a 4500 mm); crece y produce semillas en una gran diversidad de suelos (Pérez et al., 2002). Esta especie se caracteriza por poder formar raíces fácilmente a partir de los nudos inferiores y por tener las hojas trifoliadas con foliolos redondos ovalados. Las flores nacen en racimos cortos y son de color púrpura o rosa intenso (Skerman et al., 1991). D. ovalifolium es utilizada desde hace mucho tiempo como un cultivo protector en Sri Lanka y Malasia especialmente en las plantaciones de caucho, ya que se desarrolla muy bien bajo la sombra. También ha sido estudiada como posible planta forrajera encontrándose además que puede ser lenta en establecerse, pero el hábito de crecimiento estolonífero da una buena protección al suelo y además resiste la defoliación (Skerman et al., 1991). Otras especies con potencial como coberturas vivas pertenecen a la familia de las Urticaceas; estas plantas son ampliamente cultivadas como especies ornamentales en China y en otros lugares. Algunos géneros, como Elatostema, Pellionia y Pilea, se desarrollan con frecuencia en ambientes sombríos y húmedos de los bosques subtropicales y se convierten en elementos dominantes de la vegetación del suelo del bosque. Pertenecen a la familia Urticaceae por poseer pelos urticantes distintivos (Jiarui et al., 2003). Se encuentra casi en todas las regiones tropicales y subtropicales del mundo excepto Australia y Nueva Zelanda (ZIPCODEZOO, 2010). El propósito de esta investigación fue determinar la eficacia de tres coberturas vivas para el control de malezas en una plantación banano orgánico en el trópico húmedo. De esta manera, se buscó alternativas tecnológicas para una producción más sostenible con mayores beneficios económicos y ambientales.
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MATERIALES Y MÉTODOS La presente investigación se llevó a cabo en el área del proyecto experimental de banano orgánico de la Universidad EARTH, en la región húmeda tropical de la provincia de Limón, Costa Rica. Está ubicada en los 10°10’ latitud norte y los 83°37’ longitud oeste, a una altitud media 64 m.s.n.m. y temperaturas promedio de 25 °C. En el período 1996 - 2008 se registró una precipitación pluvial media de 3303 mm y una humedad relativa del 88 % (Rodríguez, 2009). El ensayo se estableció sobre dos domos con una superficie aproximada de 647 m2, cada una, con plantas de banano en plena producción, la propagación para todas las especies fue de tipo asexual y el método de siembra fue en hileras espaciadas a una distancia de 25 cm a 40 cm; el material usado se obtuvo de distintos lugares de la Universidad EARTH (Reyes, 2009). El ensayo contempló la siembra de tres tipos de cobertura y un testigo; el diseño utilizado para la distribución de los tratamientos fue en bloques completos al azar con cuatro repeticiones. Cada unidad experimental tuvo una superficie aproximada de 65 m2. Las especies usadas en este ensayo fueron: D. ovalifolium, G. macropoda y una especie local de la familia Urticaceae clasificada por el Museo Nacional de Costa Rica y la Universidad Nacional de Costa Rica como Pilea nummulariifolia (Sw.) Wedd. Esta última tiene la característica morfológica de poseer vellosidades en la lamina, y el tamaño de la hoja es capaz de superar los dos centímetros de diámetro, lo cual, no coincide con las características de la especie establecida para este experimento. Los botánicos atribuyen estas diferencias a que pertenece a otra variedad. Por esta razón, a lo largo de este documento se referirá a esta especie como Pilea sp. Se evaluaron las variables de las coberturas, de las plantas de banano y del suelo, durante el periodo de 300 días. Se hicieron mediciones del porcentaje de cobertura de las especies de interés en dos oportunidades 210 d y 300 d después de la siembra (DDS), mediante el uso de un marco con dimensiones 1 m x 1 m, el cual a su vez estuvo subdividido cada 10 cm. El muestreo consistió en lanzar aleatoriamente el marco sobre la superficie de la cobertura, para posteriormente realizar el conteo del número de cuadros con presencia de maleza y/o cobertura por separado. Para determinar la diversidad de especies de malezas, se realizó el conteo de número de especies en cada uno de los tratamientos en dos ocasiones (con un intervalo de tres meses entre cada conteo). Para dicho muestreo se lanzó aleatoriamente sobre la superficie ocupada por las coberturas un marco de 50 cm x 50 cm y posteriormente se hizo el conteo del número de distintas especies presentes tanto de gramíneas como de hoja ancha. Al final del experimento se tomaron 12 muestras de biomasa en cada tratamiento (tres muestras por cada unidad experimental). Esto permitió determinar la cantidad de materia seca por unidad de superficie. La altura de la cobertura es un indicador que permite anticipar cómo podría la cobertura afectar negativamente las labores agrícolas dentro de la plantación. Por esta razón, se midió la altura promedio de las especies de interés, desde el suelo hasta el estrato superior de ésas. Fue necesario evaluar el cambio existente en el incremento de la altura, diámetro y número de hojas del de los hijos de sucesión de banano en los diferentes tratamientos de cobertura. Para esta evaluación se seleccionó dentro de cada tratamiento ocho hijuelos con similares características biométricas (altura y circunferencia), y se evaluaron en dos oportunidades (tres meses entre cada medición). Para niveles nutricionales en el tejido de banano, se hizo un análisis de tejido foliar al final del ensayo. Las unidades a muestrear fueron tres plantas recién paridas (florecidas) de cada unidad experimental en cada bloque. Ramos et al. / Tierra Tropical (2011) 7 (1): 1-10 5
Los niveles de nutrientes en el suelo se determinaron mediante análisis de laboratorio previa recolección de muestras. Aproximadamente 10 meses después de la siembra de estas coberturas se analizó el contenido de nematodos en muestras de raíces tomadas del suelo de plantas de banano en cada tratamiento. Se adoptó la metodología descrita por Ayuso (2000), la cual consistió en tomar cuatro muestras de cada tratamiento (una por cada repetición). Cada muestra se formó a partir de tres submuestas (cuatro plantas), obtenidas en una superficie aproximada de 50 m2.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN D. ovalifolium alcanzó el mayor porcentaje de cobertura en comparación con G. macropoda y Pilea sp.; sin embargo, solamente existió una diferencia mínima, menor al 2 %, en los porcentajes de cobertura por parte de las especies estudiadas (Cuadro 1). Se evidenció un incremento de la cobertura de la maleza en el tratamiento testigo de 8 % a 91 % entre los dos muestreos (Cuadro 1). En el mismo periodo, los niveles de cobertura de las malezas en G. macropoda y Pilea sp., se incrementaron a más del 40 % lo que pone en evidencia que ambas especies son menos eficaces en la capacidad de generar supresión en la germinación y crecimiento de malezas en comparación a D. ovalifolium. Resultados similares fueron descritos por Veloz y Marín (1999) los cuales señalaron un establecimiento de malezas del 40 % a 16 semanas después de instalado el ensayo en un ambiente con 75 % de sombra en una plantación de banano con cobertura de G. repens. El Pilea sp. disminuyó su cobertura a los 300 DDS (Cuadro 1), lo que podría deberse al pisoteo al momento de realizar las distintas labores del cultivo.
Cuadro 1. Nivel de cobertura de las especies y la maleza, en la plantación experimental de banano orgánico. † Cobertura viva Maleza Especie 210 DDS 300 DDS 210 DDS 300 DDS ------Cobertura del suelo (%) ------D. ovalifolium 99,9 a 99,9 a 5,1 b 2,4 c G. macropoda 97,2 b 95,9 b 32,0 a 43,1 b Pilea sp. 99,6 ab 93,6 b 28,4 a 45,0 b Testigo − − 8,2 b 91,8 a † Letras distintas dentro de la misma columna describen diferencias estadísticamente significativas (p<0,05).
D. ovalifolium presentó la mayor altura en comparación a G. macropoda y Pilea sp. (Figura 1), característica que le facilitó captar la luz difusa necesaria para la formación de fotoasimilados (sustancias sintetizadas a partir de la fotosíntesis, vitales para todas las funciones fisiológicas de la planta). Al mismo tiempo dificultó que los brotes de malezas alcanzaran energía lumínica en sus primeros estadios de desarrollo.
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35
a 30
25
20
15
Altura (cm) Altura
10 b b 5
0 D. ovalifolium G. macropoda Pilea sp. Cobertura viva Figura 1. Altura de tres especies de cobertura viva en una plantación de banano orgánico a los 210 DDS.
Se encontraron diferencias entre los tratamientos para el número de especies de malezas dentro la plantación (Cuadro 2). El testigo presentó la mayor diversidad de malezas, lo cual puede deberse a que en un suelo descubierto existen recursos disponibles (nutrientes, agua, espacio físico). No se encontró una interacción entre el tratamiento y el momento de muestreo, en la variación del número de especies de malezas presentes en los 90 días de estudio. En el caso de las coberturas G. macropoda y Pilea sp., a pesar de ofrecer cierto nivel de competencia, albergaron mayor diversidad de especies tanto de hoja ancha como gramíneas y coincidentemente el porcentaje de cobertura de las malezas en estos tratamientos fue superior al 40 % (Cuadro 1).
Cuadro 2. Diversidad de maleza dentro los tratamientos. † Número de especies Especie 210 DDS 300 DDS D. ovalifolium 1,63 b 1,25 c G. macropoda 5,38 ab 5,42 ab Pilea sp. 3,00 ab 4,17 b Testigo 8,50 a 6,92 a † Letras distintas dentro de la misma columna describen diferencias estadísticamente significativas (p<0,05).
El tratamiento con D. ovalifolium produjo la mayor cantidad de biomasa aérea, 3111 kg/ha de materia seca (Cuadro 3), lo cual guarda estrecha relación con lo señalado por Van Heurck (1999) quien reportó, para esta misma especie, una producción de materia seca de 3119 kg/ha. Los tratamientos con G. macropoda y Pilea sp., no lograron sobrepasar los 1200 kg/ha de materia seca. García (2006) expone que la sombra densa dificulta que el banco de semillas presente en el Ramos et al. / Tierra Tropical (2011) 7 (1): 1-10 7 suelo, pueda estar expuesto al rojo lejano (aproximadamente a 660 nanómetros) factor que influye de manera directa en su germinación. Esto explica porqué D. ovalifolium fue capaz de lograr una alta supresión de malezas, lo cual está estrechamente relacionado a la gran cantidad de biomasa (Cuadro 3) y su altura superior a 30 cm (Figura 1).
Cuadro 3. Biomasa de las coberturas y las malezas. † Cobertura viva Maleza Especie Húmedo Seco Húmedo Seco ------kg/ha ------D. ovalifolium 10 413 a 3111 a 244 c 71 c G. macropoda 4961 b 1029 b 917 bc 211b c Pilea sp. 6761 b 1189 b 1481 b 415 b Testigo - - 3536 a 845 a † Letras distintas dentro de la misma columna describen diferencias estadísticamente significativas (p<0,05).
Dos evaluaciones hechas a los 210 DDS y los 300 DDS permitieron medir el crecimiento neto de los hijuelos y no existieron diferencias biométricas entre los tratamientos en los parámetros de altura del hijuelo, diámetro de su pseudotallo y número de hojas, que puedan atribuirse al efecto de las coberturas vivas (Cuadro 4). Tanto el diámetro del pseudotallo como el aumento en el número de hojas, son parámetros de menor variación en comparación a la altura de la planta; esto de alguna manera limita el detectar cambios al corto plazo.
Cuadro 4. Altura, diámetro y número de hojas de hijuelos de sucesión en superficies ocupadas por las coberturas. † Altura (cm) Diámetro (cm) Número de hojas Tratamiento 210 DDS 300 DDS 210 DDS 300 DDS 210 DDS 300 DDS
D. ovalifolium 126,25 203,50 8,20 14,16 6,00 7,49
G. macropoda 150,88 236,63 9,37 17,09 6,50 8,63
Pilea sp. 121,67 223,06 7,63 15,47 6,63 8,14
Testigo 140,85 221,18 8,02 15,42 6,65 7,38 † No se encontraron diferencias estadísticamente significativas (p>0,05).
Para los análisis de suelo realizados a los 210 DDS y a los 300 DDS no encontraron diferencias significativas en el contenido de nutrientes y otras características evaluadas ni para los tratamientos ni para las dos fechas de muestreo. Según comparaciones hechas con la tabla de interpretación de niveles óptimos para análisis de suelos basado en Olsen modificado (Bertsch, 2003), en ambos análisis el pH está dentro del rango medio, la acidez extractable se encuentra en niveles bajos. También, los niveles de Fe se encontraron clasificados como altos, lo cual es 8 Ramos et al. / Tierra Tropical (2011) 7 (1): 1-10 propio de suelos con alta precipitación pluvial. El resto de los elementos analizados se encontraron dentro del rango permisible. La comparación de medias del porcentaje de N en el tejido de banano permitió evidenciar que las plantas de banano que tenían como cobertura las especies evaluadas presentaron niveles de N ligeramente mayores que el testigo, siendo las plantas de banano expuestas a D. ovalifolium las que presentaron mayor diferencia con el testigo. Por otro lado, se hizo una comparación de los valores del análisis con la tabla de valores críticos tentativos en tejido de plantas completamente desarrolladas propuesto por los autores mencionados (los cuales se basaron en variedades enanas de Cavendish) permitiendo evidenciar que existió un exceso muy marcado del elemento Fe ya que el optimo ronda los 25 mg/kg y en todos los tratamientos superó los 300 mg/kg. El análisis estadístico de los datos de la cantidad de nematodos y del porcentaje de raíces funcionales, no mostró diferencias significativas entre los tratamientos a los 300 DDS de las coberturas. Su variabilidad poblacional pone en evidencia la necesidad de hacer muestreos repetitivos para evidenciar el aumento o disminución poblacional a través del tiempo. No se ha logrado encontrar documentos o estudios que señalen una relación entre aumento o disminución de nematodos por influencia de las plantas de cobertura. Sin embargo, un estudio hecho por De Waele et al. (2006) señala el potencial de G. repens como especie apta para uso de cobertura ya que no evidencia ser huésped de nematodos que representen un peligro para el cultivo. De acuerdo a Suárez y Rosales (2004) los valores de raíces funcionales (80 % y 90 %) encontrados en los tratamientos de este experimento se catalogan como plantas que poseen un control de nematodos de regular a bueno. Se ha logrado establecer umbrales críticos de Radopholus similis en banano. Estos se encuentran en 10 000 especímenes por 100 g de raíces, valores superiores a estos en América Central se consideran dañinos para la plantación (Volkers y Gamboa, 1988). Este umbral también es utilizado por CORBANA, para la clasificación de niveles críticos de nematodos.
CONCLUSIONES Todas las especies estudiadas ejercieron un control de malezas a distintos niveles, resaltando entre ellas D. ovalifolium que también poseyó una mayor capacidad de cubrir el suelo, limitando así el desarrollo y germinación de malezas, tanto de gramíneas como de hoja ancha. D. ovalifolium logró una un follaje denso y una altura que superó los 30 centímetros, propiedad que le permitió cubrir la superficie completamente (visualmente no se observaba el suelo). Esto podría ser una limitante para la adopción de esta tecnología porque una cobertura vegetal tan densa podría ser considerada como una dificultad adicional para la labor de los trabajadores. Sin embargo, en el presente estudio, este no fue el caso y los trabajadores no tuvieron inconvenientes para realizar las labores propias del cultivo. Las plantas de banano en los lotes sembrados con la especie D. ovalifolium mostraron mayores niveles de N en comparación al testigo. Sin embargo, no se encontró un efecto de las coberturas sobre el crecimiento de los hijuelos en sucesión, en un lapso de 90 días. Tampoco se detectaron diferencias en las poblaciones de nematodos en las áreas ocupadas por las coberturas.
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AGRADECIMIENTOS Este estudio se pudo realizar gracias al financiamiento brindado por la Administración Académica, la Unidad de Investigación y el Proyecto de Banano Orgánico de la Universidad EARTH, Guácimo, Costa Rica.
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