Tercera
parte
Sistemas
alternativos de producción
Introducción a los
sistemas alternativos de producción
En términos generales, la
producción de un cultivo se puede aumentar, incrementando el área de siembra,
aumentando el rendimiento por área en monocultivos (aumentando, generalmente,
el uso de insumos) o sembrando más cultivos al año en términos de espacio y
tiempo.
Cualquiera sea la
estrategia a usar, el rendimiento del cultivo (Y) se ve influenciado por el
manejo (M), medio ambiente (E) y el genotipo del cultivo (G) (Beets 1982;
Zandstra et al. 1981): Y = ƒ (M, E, G)
El manejo incluye arreglos
en los cultivos en lo que se refiere a tiempo, espacio y técnicas culturales.
El medio ambiente se ve comprometido por las variables climáticas y del suelo,
modificables por intermedio del manejo. El genotipo del cultivo es inherente a
la variedad elegida y a su rango de adaptabilidad. Usando este concepto, se
pueden reconocer tres variables principales para aumentar el rendimiento en los
monocultivos. La aplicación de cada estrategia dependerá principalmente de la
eficacia de los conocimientos técnicos y de las relaciones principales (costo
de los insumos y precio de los cultivos).
Aunque durante las últimas
décadas se ha puesto gran énfasis en los aumentos de rendimientos de áreas
unitarias a través del ahorro de mano de obra (mecanización) y tecnologías que
ahorran tierras (fertilizantes, pesticidas), recientemente los científicos
agrícolas se han dado cuenta que es importante, no sólo aumentar la producción
de alimentos, sino que hacerlo usando de la manera más eficaz la energía y los
recursos no renovables (Wittwer 1975). Algunos acercamientos provechosos a la
tecnología agrícola, dignos de atención, se han llevado a cabo basados sólo en
un proceso productivo de un sólo cultivo y sin considerar la totalidad del
ecosistema. La Tabla III.1
muestra una lista de las prácticas experimentales y/o recomendadas para una
producción eficiente en energía.
Para la mayoría, los
intentos más integrados se dirigen hacia el aumentar la eficiencia
fotosintética y el crecimiento del cultivo mediante (a) mejorar la arquitectura
de la planta usando plantas C4 o variedades con un alto índice de área foliar,
adoptando eficientes modelos de siembra y estipulación hormonal fotosintética
neta; (b) mejorar el manejo de los suelos mediante una labranza mínima, mulches
de hortalizas vivas, cultivos de cobertura, aumento de la fijación del N2 y uso de
microrrizas; (c) manejo más eficiente del agua mediante irrigación gota a gota,
mulching y cortavientos; y (d) manejo de las plagas con un enfoque ecológico.
Estas tecnologías proponen cambios menores en uno o dos componentes del
sistema, dejando la estructura del monocultivo intacta, pero sin estos pequeños
cambios, no se puede progresar en forma realística desarrollando
agroecosistemas sustentables.
Sin embargo, si se amplían
las fronteras para el manejo, yendo más allá del objetivo principal de control
(i.e., problemas de plagas, deficiencia en los nutrientes del suelo, infestación
de malezas) emerge todo un juego de nuevas disposiciones de manejo y diseño
(Edens y Koening 1981). Son de especial relevancia aquellas manipulaciones que
pueden afectar en forma simultánea a varios componentes del sistema.
Por ejemplo, los mejoradores
que adoptan sistemas agronómicos nuevos (cultivos múltiples o sistemas
agroforestales) pueden ejecutar varios objetivos de manejo de cultivos en forma
simultánea, requiriendo a veces el casi no hacer uso de fertilizantes o
pesticidas. Al sembrar intercaladamente heliotropo silvestre (Heliotropium
europaeum) entre cultivos de leguminosas, las poblaciones de malezas se
redujeron en un 70% como también la abundancia de plagas insectiles bajando el
umbral eco nómico (Putnam y Duke 1978). Al introducir caléndulas francesas y
africanas en campos de ciertos cultivos, las poblaciones de nemátodos se
controlaron de forma efectiva, y la germinación de malezas tales como la
maravilla, maleza lechón y otras malezas en Florida fueron también,
parcialmente inhibidas (William 1981). Adaptaciones de este tipo dan un nuevo
contexto para el manejo de los agroecosistemas, en donde la estabilidad depende
de la manipulación del aparataje ecológico a fin de promover interacciones
bióticas y sinergismos en los campos, para beneficiar a los campesinos (Altieri
et al. 1983b). En los capítulos siguientes, los caracteres distintivos,
ecológicos y agronómicos, más relevantes de cinco sistemas alternativos de
producción, serán descritos.
Capítulo 9
Sistemas de policultivos
Matt Liebman
En muchos lugares del
mundo, especialmente en los países en desarrollo, los agricultores realizan sus
siembras en combinaciones (policultivos o cultivos intercalados) más que en
cultivos de una sola especie (monocultivos o cultivos aislados). Hasta hace
unos veinte años, los investigadores agrícolas, en general, ignoraban las
características que caracterizaban a los policultivos. Sin embargo,
recientemente, la investigación del policultivo ha aumentado y muchos de los
beneficios potenciales de estos sistemas se han hecho más evidentes.
La enorme variedad de
policultivos existentes refleja la gran diversidad de cosechas y prácticas de
manejo que usan los agricultores en todo el mundo para suplir las necesidades
de comida, vestido, combustible, medicamentos, materiales de construcción,
forraje y dinero. Los policultivos pueden comprender combinaciones de cultivos
anuales con otros anuales, anuales con perennes o perennes con perennes.
Los cereales pueden
cultivarse asociados a leguminosas y los cultivos de raíces asociados a
frutales. Los policultivos se pueden sembrar en forma espaciada, desde la
combinación simple de dos cultivos en hileras intercaladas hasta asociaciones
complejas de doce o más siembras entremezcladas. Los componentes de un policultivo
pueden sembrarse en la misma fecha o en otra diferente (cultivos de relevo); la
cosecha de los distintos cultivos puede ser simultánea o a intervalos. Las
descripciones de los diferentes sistemas de policultivos se encuentran en
Papendick et al. (1976), Kass (1978), ICRISAT (1984), Beets (1982), Gómez y
Gómez (1985), Steiner (1984), Francis (1986), y otros.
La prevalencia de los policultivos en el mundo
Los sistemas de siembra en
policultivos representan una parte importante del paisaje agrícola en muchos
lugares del mundo. Constituyen alrededor del 80% del área cultivada en Africa
occidental (Steiner 1984) y predominan también en otras áreas de este
continente (Okigbo y Greenland 1976). Gran parte de la producción de los
cultivos básicos de las zonas tropicales latinoamericanas proviene de un
sistema de policultivos: más del 40% de la yuca, 60% del maíz y 80% de los
frijoles de aquellas regiones se cultivan combinados entre sí o con otros
cultivos (Francis et al. 1976, Leihner 1983).
Los policultivos son muy
comunes en áreas de Asia donde los principales cultivos son el sorgo, el mijo,
el maíz, el arroz de secano y el trigo de secano (Aiyer 1949, Harwood y Price
1976, Harwood 1979a, Jodha 1981). El arroz de inundación generalmente se
siembra en forma de monocultivo; sin embargo, en algunos lugares de Asia
sudoccidental, los agricultores construyen camas elevadas para producir
cultivos de secano entre las franjas de arroz (Suryatna 1979, Beets 1982).
Aunque los policultivos son
frecuentes en áreas tropicales, donde los predios son pequeños y los
agricultores carecen de capital o créditos para comprar fertilizantes
sintéticos, plaguicidas y maquinarias agrícolas, su uso no se restringe a estas
zonas.
Los policultivos también se
pueden encontrar en zonas templadas, en los predios más o menos extensos
altamente mecanizados, con disponibilidad de capital. Algunos ejemplos: los
pastos forrajeros y leguminosas que se siembran asociados a cultivos de maíz,
soya, cebada, avena o trigo (Stewart et al. 1980, Vrabel et al. 1980, Hofstetter
1984, Scott et al. 1987, Hartl 1989, Samson et al. 1990, Power et al. 1991, Wall
et al. 1991, Hesterman et al. 1992, Kunelius et al. 1992); la soya que se
entresiembra con un cultivo de trigo en crecimiento (Reinbott et al. 1987); las
arvejas de campo sembradas en combinaciones con granos pequeños para la
producción de forraje o semillas (Johnston et al. 1978, Murray and Swenson
1985, Izaurralde et al. 1990, Chapko et al. 1991, Hall y Kephart 1991); la soya
cultivada en hileras con maíz o girasoles (Radke and Hagstrom 1976, Francis et
al. 1986); pastos y leguminosas sembradas como vegetación de cobertura en
huertos de nueces y frutas (Altieri y Schmidt 1985, Bugg and Dutcher 1989, Bugg
et al. 1990); y por último combinaciones de pastos/leguminosas para la
producción de forraje (Heath et al. 1985).
Ventajas en la producción
Una de las principales
razones por la cual los agricultores a nivel mundial adoptan policultivos, es
que frecuentemente se puede obtener un mayor rendimiento en la siembra de una
determinada área sembrada como policultivo que de un área equivalente, pero
sembrada en forma de monocultivo o aislada. Este aumento en el aprovechamiento
de la tierra es especialmente importante en aquellos lugares del mundo donde
los predios son pequeños debido a las condiciones socioeconómicas y donde la
producción de los distintos cultivos está sujeta a la cantidad de tierra que se
pueda limpiar, preparar y desmalezar (generalmente en forma manual) en un
tiempo limitado.
El mayor aprovechamiento en
el uso de la tierra de un policultivo común en India, sorgo con guandul, se
ilustra mediante los datos obtenidos a partir de los experimentos realizados
por Natarajan y Willey (1981). Los investigadores encontraron que 0.94 hectáreas de
monocultivo de sorgo y 0.68
hectáreas de monocultivo de guandul fueron necesarias
para producir las mismas cantidades de sorgo y guandul que se cosecharon en un
policultivo de 1.0
hectárea. El coeficiente de tierra equivalente (LER) del
policultivo fue entonces 0.94 + 0.68 = 1.62 (para mayor información acerca del
concepto LER, vea Mead and Willey 1980). En este caso, el rendimiento de cada
especie cultivada en la combinación, se redujo por competencia del cultivo
asociado; pero el rendimiento total del policultivo, por unidad de superficie,
fue un 62% mayor comparado con el de los monocultivos.
Siempre que LER>1, un
policultivo tiene un rendimiento mayor en un área determinada que el que se
puede obtener de distintos monocultivos. Los valores de LER, obtenidos de
ensayos realizados con una gran variedad de sistemas de policultivos, señalan
que se pueden lograr considerables aumentos en la eficacia del uso de la
tierra: 1.26 para mijo/maní (Reddy y Willey 1981), 1.38 para maíz/frijol
(Willey y Osiru 1972), 1.53 para mijo/sorgo (Andrews 1972), 1.67 para maíz
/guandul (Dalal 1974), 1,85 para cebada/haba (Martin y Snaydon 1982), 2.08 para
maíz/ñame /camote (Unamma et al. 1985), y > 2.51 para yuca/maíz/maní (Zuofa
et al. 1992). En el último caso se calculó solamente el valor LER para el maíz
y la yuca; la producción del cultivo intercalado del maní fue adicional. De
este modo se necesitaron > 2.51 hectáreas de monocultivos para producir la
misma cantidad de alimento que produjo el policultivo en 1,0 hectárea.
Aunque los agricultores a
menudo trabajan con policultivos sin utilizar fertilizantes o plaguicidas, las
ventajas en el rendimiento de los policultivos no están sujetas a una condición
de bajos insumos. Se han dado a conocer altos valores de LER cuando se han usado
grandes cantidades de fertilizantes y plaguicidas (Osiru y Willey 1972, Willey
y Osiru 1972, Bantilan et al. 1974, Cordero y McCollum 1979). Esto es
importante porque sugiere que los agricultores pueden seguir aprovechando mejor
la eficacia de la tierra que otorgan los policultivos, mientras mejora la
productividad de sus sistemas agrícolas.
Algunos investigadores
sostienen que los altos valores de equivalencia de la tierra para combinaciones
de cultivos con diferentes períodos de madurez, sobreestiman la aparente
eficacia del uso de los policultivos, dado que varias siembras de corta
duración se podrían cultivar secuencialmente con el mismo período de duración
de un policultivo. Al parecer estas críticas no están del todo justificadas
dado que los agricultores a menudo necesitan producir cultivos de larga y corta
estación, que sólo pueden crecer normalmente, aun con riego en ciertas épocas
del año (Balasubramanian y Sekayange 1990). Es más, los rendimientos de los
policultivos, evaluados en términos de eficacia espacial y temporal, aún pueden
mostrar, mayores ventajas sobre los monocultivos (como frijol/yuca, Leihner
1983; maíz/yuca, Wade y Sánchez 1984; maíz/guandul, Dalal 1974, Ofori y Stern
1987; maíz/soya, Dalal 1974, Ofori y Stern 1987; maíz/camote/frijol,
Balasubramanian y Sekayange 1990).
En el futuro, la evaluación
de las características de los policultivos puede incluir diferentes criterios,
como la producción diaria por hectáreas de proteínas y calorías (Wade y Sánchez
1984). Estos indicadores se acercan mucho más al criterio usado por los
agricultores para elegir los mejores sistemas de cultivo capaces de
proporcionar diversos productos de alto régimen dietético para comerciar.
También es importante señalar que los agricultores en muchos casos ponen más
atención al rendimiento del cultivo principal, al cual han incorporado otras
especies, para asegurarse que no fracase, controlar la erosión, mejorar la
fertilidad de los suelos y controlar las malezas. En esta situación, la ventaja
en el rendimiento del policultivo se muestra claramente al ser la producción
del cultivo principal de la mezcla, igual o mayor al compararlo con el
monocultivo.
Por ejemplo, Obiefuna
(1989) informó que al entresembrar el melón egusi en una plantación de banano
se podrían aumentar las cosechas bananeras hasta en un 26%. Abraham y Singh
(1984) notaron que al intercalar semilla de caupí con sorgo, aumentaba el
rendimiento del sorgo en un 95%, como promedio.
La rentabilidad económica
neta de los policultivos puede ser mayor que la de los monocultivos que crecen
en áreas equivalentes. Norman (1977) estudió los sistemas de cultivos en el
norte de Nigeria y encontró que cuando tomaba en cuenta en sus análisis el
costo de mano de obra, la utilidad era de un 42% a un 149% mayor para los
policultivos que para los monocultivos. Leihner (1983) notó que en Colombia se
necesitaba más mano de obra para policultivos de yuca/frijol que para un
cultivo aislado de yuca, pero que el ingreso neto de los policultivos era
mayor. En experimentos llevados a cabo en Inglaterra, Salter et al. (1985)
encontraron que al sembrar intercaladamente col de bruselas con repollos se
podían obtener mayores márgenes y menores costos en insumos por unidad de
producción, al compararlos con los respectivos monocultivos.
Se debería señalar que las
utilidades de los sistemas de cultivos pueden variar considerablemente de un
año a otro. Sanders y Johnson (1982) informaron que, en un año, el cultivo de
frijol como monocultivo proporcionó mayores ganancias que el policultivo de
maíz/frijol; sin embargo al año siguiente, cuando cambiaron los precios de
ambos cultivos, las utilidades relativas de los dos sistemas se invirtieron. De
esta forma, el rendimiento económico de los sistemas de policultivos necesita
una mayor investigación, más que sólo unas pocas temporadas de cultivos.
La estabilidad de la producción
En sistemas agrícolas donde
la subsistencia es el objetivo principal, reducir el riesgo de perder
totalmente la cosecha parece ser tan importante como aumentar el potencial
nutricional y las ganancias económicas (Lynam et al. 1986). La variabilidad en
la producción de policultivos de cereales/leguminosas puede ser menor que la de
sus componentes como monocultivos, tal como se descubrió en Grecia para
combinaciones de trigo/leguminosa y avena/leguminosa (Papadakis 1941) y en
India para combinaciones de sorgo/guandul (Rao y Willey 1980). Por
consiguiente, la probabilidad de no tener nada para comer o vender es
aparentemente menor cuando se utilizan combinaciones de cultivos. De hecho,
Trenbath (1983) ha demostrado que para una determinada área de tierra, la
probabilidad de que una familia deje de producir las calorías suficientes para
subsistir es menor cuando esta área se encuentra sembrada con un policultivo de
sorgo/guandul que cuando lo está con los mismos componentes, pero éstos como
monocultivo. Francis y Sanders (1978), trabajando con maíz y frijoles, y Rao y
Willey (1980), con sorgo y guandul, descubrieron que la probabilidad de exceder
un «nivel específico de desastre en los ingresos» era mayor para los
policultivos que para los monocultivos.
Trenbath (1976) y Burdon
(1987) han sugerido que puede haber una compensación productiva entre los
componentes del policultivo, de manera que si uno de éstos falla debido a una
sequía, plaga u otro factor, se podría compensar al aumentar la productividad
del otro componente(s). Kass (1978) cita un estudio realizado por Gliemeroth
(1950) que ilustra este principio. Cuando los cultivos de avena se redujeron a
causa de un ataque del gusano alambre, la producción de las arvejas sembradas
con avena era mayor que la baja en la producción de avena; ésta última bajó
hasta la mitad, mientras que la producción de arvejas aumentó cuatro veces.
Existe una carencia general de datos que demuestre en forma concluyente este
fenómeno de tipo compensatorio (Harwood 1979b, Burdon 1987). Se necesita mucha
más investigación antes de asumir que la estabilidad creciente de la cosecha es
una característica general de los policultivos; en aquellos casos, donde la
estabilidad realmente aumenta, se requiere más investigación para entender el
(los) mecanismo(s) de causa.
El uso de recursos
A medida que los
investigadores dirigen sus investigaciones hacia los mecanismos de uso de
recursos en poli y monocultivos, se hace más evidente que las ventajas de
producción de los policultivos están a menudo asociadas con el uso de una mayor
proporción de luz, agua y nutrientes disponibles (captación mayor de recursos)
o con el uso más eficaz de una determinada unidad de recursos (mayor eficacia
de conversión de recursos) (Willey 1990). Estas formas de mejorar la
utilización de recursos reflejan tres fenómenos: complementación en el uso de
ellos, como también la facilitación entre especies y cambios en la partición de
recursos.
Si las siembras se realizan
con monocultivos que usan los recursos ambientales de distintas maneras, cuando
se siembran juntas, pueden «complementarse» entre sí y hacer un mejor uso
combinado de los recursos que por sí solas (Vandermeer 1989, Willey 1990). En
términos ecológicos, la complementación minimiza el traslape de nichos entre
las especies asociadas y, de tal forma, disminuye al mínimo la competencia por
recursos. La complementación puede considerarse como temporal cuando las
mayores demandas de recursos de los cultivos se producen en períodos
diferentes; espacial cuando los doseles o raíces captan recursos en
diferentes zonas; fisiológica cuando existen diferencias bioquímicas
entre los cultivos en cuanto a sus respuestas frente a los recursos del medio
ambiente.
Cuando la densidad total de
la siembra es mayor en los policultivos que en los monocultivos, los primeros
pueden interceptar más luz en las primeras etapas del desarrollo. Este fenómeno
se ha observado en combinaciones de maíz con frijol mungo, maní o camote
(Bantilan et al. 1974) en combinaciones de sorgo con caupí, frijol mungo, maní
o soya (Abraham y Singh 1984). Los policultivos compuestos por cultivos con
patrones no sincrónicos de crecimiento de doseles y diferentes períodos de
maduración (como las combinaciones de sorgo/guandul estudiadas por Natarajan y
Willey 1980), pueden proporcionar una mayor superficie de hojas a medida que
transcurre la temporada del cultivo e interceptar más energía luminosa que los
monocultivos.
La mayor cantidad de
cobertura por doseles que producen los policultivos, puede disminuir la luz
solar que alcanza la superficie del suelo, de manera que una mayor cantidad de
agua útil para el suelo se canaliza como transpiración a través de los cultivos
antes de perderse como evaporación proveniente del suelo; Reddy y Willey (1981)
observaron este hecho en combinaciones de mijo/maní. El aumento de la cobertura
del dosel producida por los policultivos, también puede aumentar la
infiltración del agua de lluvia en el suelo y disminuir la erosión reduciendo
el impacto de las gotas de lluvia en la superficie del suelo, como cuando se
realizan combinaciones de maíz/yuca (Lal 1980) y de maíz/trébol rosado (Wall et
al. 1991).
Los policultivos compuestos
de especies con patrones de raíces espaciales complementarias pueden explotar
un mayor volumen de suelo y tener un mayor acceso a nutrientes relativamente
inmóviles como el fósforo (O’Brien et al. 1967, Whittington y O’Brien 1968).
Los policultivos compuestos por especies que tienen patrones complementarios y
temporales de crecimiento radicular y absorción de nutrientes, pueden capturar
más nutrientes si éstos están continuamente disponibles gracias a la
mineralización. Natarajan y Willey (1980) observaron este fenómeno en
combinaciones de sorgo/guandul tal como lo hicieron Reddy y Willey en la mezcla
de mijo/maní.
La complementación
fisiológica puede manifestarse en policultivos compuestos de especies que
utilizan procesos fotosintéticos C4 y C3. El primer tipo de especies se adapta, a menudo,
mucho mejor a los ambientes bien soleados, como por ejemplo la parte superior
de los doseles en combinación, mientras que las últimas se adaptan mejor a
condiciones más sombreadas (Willey 1990). Las combinaciones comunes de C4/C3 incluyen
maíz/frijol, sorgo/guandul y mijo/maní. Esta complementación fisiológica también
se observa respecto a la nutrición de nitrógeno. La fijación de nitrógeno atmosférico
dado por los componentes leguminosos de los policultivos para satisfacer sus
propias necesidades, pueden dejar reservas de nitrógeno disponibles en el suelo
para uso de los componentes no leguminosos asociados (deWit et al. 1966, Martin
y Snaydon 1982, Ofori y Stern 1987). Aunque las ventajas en rendimiento de los
policultivos son más notorias bajo condiciones de una menor disponibilidad
nitrogénica del suelo (Hiebsch y McCollum 1987), éstas no necesariamente
desaparecen cuando aumenta la fertilidad del nitrógeno. Las mayores ventajas en
rendimiento de los policultivos se obtuvieron cuando el nitrógeno, como
fertilizante, se aplicó en dosis consideradas como adecuadas para satisfacer
completamente las demandas del policultivo (Osiru y Willey 1972, Willey y Osiru
1972).
La facilitación
interespecífica se hace presente cuando especies que crecen en policultivo
tienen acceso a recursos que no se encuentran en monocultivos, o cuando gozan
de mejores condiciones en un hábitat teniendo como resultado una conversión de
recursos más eficaz (Vandermeer 1989). Si una de las especies componentes de un
policultivo es una leguminosa que porta la bacteria que fija el nitrógeno en
sus raíces, el nitrógeno atmosférico puede transferirse a las no leguminosas
asociadas e incrementar considerablemente su rendimiento (Ofori y Stern 1987).
Agboola y Fayemi (1972) observaron este fenómeno en combinaciones de
maíz/frijol mungo como también lo hicieron Kapoor y Ramakrishnan (1975) en
combinaciones de trigo/ Trigonella polycerata y Eaglesham et al. (1981)
con maíz/caupí. El mejor aprovechamiento del uso del agua (valorada como CO2 obtenido
mediante la fotosíntesis /H2O pérdida como transpiración) se ha notado en siembras
de crecimiento lento cultivadas bajo el alero de cultivos superiores que actúan
como cortavientos (Radke y Hagstrom 1976).
La facilitación entre
especies es un rasgo característico importante de ciertos sistemas de cultivos
en callejón, en los cuales las siembras anuales se intercalan entre hileras de
perennes leñosas; siendo típico de la vegetación perenne el podarla para ser
usada como mulch, forraje, materiales de construcción o leña. Se descubrió que
el uso de una especie leguminosa arbórea, el Gliricidium sepium, como
fuente de mulch y sistema vivo de sostén para ñames, aumentaba el rendimiento
de los ñames al doble en Nigeria (Budelman 1990a, 1990b). Palada et al. (1992)
informó de aumentos en la condición nutricional y productiva de los cultivos de
cuatro hortalizas (Amaranthus cruentus, Celosia argentea, quimbobó y
tomate) sembradas entre franjas de Leucaena leucocephala, otra especie leguminosa
arbórea; los setos en hilera de Leucaena se usaron como mulch. Los
cultivos anuales en asociación con árboles, pueden ser benéficos cuando las
hojas de los árboles de raíces más profundas caen y se descomponen, liberando
nutrientes, como ocurre con el mijo sembrado junto a árboles de Acacia
albida (Charreau y Vidal 1965).
En los policultivos se
pueden manifestar cambios en la partición de los recursos de manera tal que los
mayores porcentajes del total de nutrientes y materia seca se fijan en la parte
cosechable de los cultivos cuando éstos se encuentran combinados que cuando
crecen separadamente (Willey 1990).
Cuando esto ocurre, cada
unidad de material obtenido a través de la fotosíntesis o de la absorción
radicular produce para el agricultor un beneficio mayor en policultivos que en
monocultivos. Por ejemplo, Natarajan y Willey (1981) observaron que las
semillas constituían el 19% de la biomasa aérea del guandul cuando éste se
sembraba en monocultivo; y 32% de su biomasa cuando se cultivaba en combinación
con el sorgo. La mayor presencia de carbono y nutrientes en las semillas
significó un mayor rendimiento en las plantas de guandul cultivadas
intercaladamente, aun cuando su tamaño total se redujo por su asociación con el
sorgo. Los resultados obtenidos por Natarajan y Willey (1986) tienen un
particular interés. Los investigadores descubrieron que los aumentos
porcentuales de distribución en el sorgo, mijo y maní ocurridos al crecer en
policultivos tenían una mayor connotación bajo condiciones de sequía. Los
policultivos resultaron ser provechosos para el rendimiento de semillas cuando
la escasez de agua influía con mayor rigurosidad sobre la productividad total
de la planta.
Influencias de los policultivos
Efectos de los
policultivos sobre los insectos plagas
Frecuentemente las plagas
de insectos son menos abundantes en policultivos que en monocultivos. Andow
(1991a) revisó 209 publicaciones de estudios agrícolas hechos sobre 287
especies artrópodas herbívoras y descubrió que el 52% de las especies de plagas
estudiadas eran menos abundantes en los policultivos, el 13% no mostraba
diferencias, el 15% era más abundante y el 20% mostraba una respuesta variable.
Además señaló que el 53% de
las especies de depredadores y parasitoides, que actúan como enemigos naturales
de las plagas de insectos, eran más numerosas en policultivos que en
monocultivos; el 9% de los enemigos naturales eran menos habituales, el 13% no
mostraba diferencia y el 26% señalaba una respuesta variable en policultivos.
Por lo tanto, el uso de los sistemas de producción en policultivos puede
aumentar la importancia de parasitoides y depredadores como controles naturales
de las poblaciones de plagas de insectos. Root (1973) calificó esta explicación
acerca de la baja población de plagas de insectos en los policultivos como la
«hipótesis de los enemigos» (enemies hypothesis).
¿Por qué habría mayor
posibilidad de que existan más enemigos naturales de plagas de insectos en
policultivos que en monocultivos? Andow (1991a) describe un número de posibles
razones que incluyen: incrementos en la variedad y cantidad de fuentes
disponibles de alimento, mejores condiciones del microhábitat, cambios en
señales químicas que afectan la ubicación de las especies de plagas de insectos
e incrementos en la estabilidad dinámica de poblaciones de depredador-presa y
parasitoide-huésped (ver los ejemplos del capítulo 13). Estos factores pueden
ayudar a mejorar el éxito en la reproducción, sobrevivencia y eficacia de los
enemigos naturales.
Una segunda explicación
respecto a la menor cantidad de plagas de insectos en policultivos que en
monocultivos es la «hipótesis de concentración de recursos» de Root
(1973): las plagas de insectos, especialmente las especies con un limitado
índice de huéspedes, tienen mayor dificultad para ubicar y permanecer en las
plantas huéspedes en sembrados pequeños y dispersos que para hacerlo en
cultivos grandes y densos. Estos cambios en el comportamiento se deben quizás a
la gran interferencia química y visual que existe con las señales usadas para
la ubicación de la planta huésped o a las modificaciones del microhábitat y de
la calidad de esta planta huésped (Andow 1991a). Los resultados de los estudios
que sustentan la hipótesis de concentración de recursos, se describen en el Capítulo
13.
Pese al gran número de
estudios que evidencian la menor abundancia de especies de plagas de insectos
en policultivos, relativamente pocos han investigado si existe una correlación
entre las poblaciones reducidas de plagas y la mayor productividad del cultivo.
Andow (1991b) al revisar 6 estudios le permitió realizar 41 comparaciones entre
las poblaciones de plagas y la productividad de los policultivos y
monocultivos, concluyendo que la disminución de estas poblaciones en los
policultivos por lo general, pero no siempre, estaba correlacionada con el
mayor rendimiento del cultivo.
Es necesario que se
investigue más para entender mejor los mecanismos ecológicos que afectan las
poblaciones de plagas de insectos y su relación efecto/rendimiento sobre los
sistemas de policultivos productivos.
Efectos de los
policultivos sobre los agentes patógenos de las plantas
Aún se ha investigado poco
acerca de la ecología y el manejo de los agentes patógenos de las plantas en
los policultivos (Sumner et al. 1981). En algunos casos, la incidencia de las
enfermedades demostró ser mayor en cultivos que se siembran en policultivos que
en monocultivos; en otros casos ocurre lo contrario. Por ejemplo, en
experimentos realizados en Costa Rica, Moreno (1975) descubrió que al comparar
un monocultivo de yuca, la gravedad de la necrosis de la yuca era mayor cuando
ésta se cultivaba con maíz, pero menor al cultivarla con frijoles o camotes.
Moreno (1979) también encontró que la gravedad de la alternariosis angular en
los frijoles era mayor cuando se asociaban con el maíz, pero menor con la yuca
o el camote en comparación con un monocultivo de frijoles.
Sólo ahora los
investigadores empiezan a comprender los mecanismos subyacentes que producen
las enfermedades en diferentes sistemas de cultivos. Los siguientes aspectos de
los policultivos pueden ser importantes para mejorar la salud de las plantas:
1. Las plantas de especies
susceptibles se pueden cultivar con una menor densidad en policultivos que en
monocultivos, pues el espacio entre ellas se puede ocupar con especies de
plantas resistentes que son de gran valor para el agricultor. Esta menor
densidad de las plantas susceptibles puede aminorar la propagación de
enfermedades al disminuir la cantidad de tejido infectado y que posteriormente
sirve como una nueva fuente de inoculación. En algunas enfermedades el sólo
hecho de aumentar la distancia entre las plantas susceptibles mediante una
reducción de su densidad, puede también disminuir la propagación del inóculo.
Esto se advirtió en monocultivos y combinaciones de cebada y trigo expuestos a
la necrosis de la cebada (Burdon y Whitbread 1979).
2. Las plantas resistentes
diseminadas entre plantas susceptibles, pueden interceptar la diseminación del
inóculo por el viento o el agua e impedir que las plantas susceptibles se
infecten el efecto mosquitero. Moreno (1979) señaló este hecho como un
mecanismo para explicar la menor incidencia del Ascochyta phaseolorum en
caupí cuando este cultivo se sembraba asociado con maíz.
3. El microclima de los
policultivos puede que sea menos favorable para el desarrollo de enfermedades.
Se ha observado que varias enfermedades de la arveja han disminuido en su
gravedad cuando las enredaderas estan asociadas con cereales, que cuando
permanecen enredadas en el suelo (Johnston et al. 1978). Al cultivar
intercaladamente las arvejas con los cereales, se mejora la circulación del
aire y se reduce la humedad. En otras combinaciones de cultivos, una cobertura
más densa de doseles puede aumentar la humedad y reducir la penetración de la
luz, lo que favorece a algunas enfermedades fungales y bacteriales (Palti
1981). Esto puede requerir el uso de disposiciones espaciales que fomenten una
configuración más raleada entre los doseles de los policultivos.
4. Los microbios o
excreciones de las raíces de una de las especies cultivadas pueden afectar a
los organismos patógenos del suelo que afectan las raíces de otra especie
asociada al cultivo. Este parece ser el mecanismo responsable de la baja
incidencia de Fusarium udum que causa la marchitez del guandul cuando
éste se sembró con sorgo (ICRISAT 1984).
Poco se ha investigado
acerca de los efectos de los policultivos en las poblaciones de nemátodos
fitoparásitos. Sin embargo, es claro que los nemátodos prefieren determinadas
especies de cultivo (Palti 1981) y que ciertas plantas, como las caléndulas (Tagetes
spp.), excretan sustancias que son tóxicas para ellos (Cook y Baker 1983).
Estos efectos dan a
entender que sería posible atraer, atrapar o exterminar a los nemátodos al
entresembrar algunas especies junto con cultivos que necesitan ser protegidos.
Visser y Vythilingam (1959) informaron que el cultivo de caléndulas entre
arbustos de té, reducía las poblaciones de nemátodos en el suelo y en la raíces
de éste. Cuando la leguminosa Crotalaria spectabilis se usó como cultivo
de cobertura en huertos de duraznos, los nemátodos atacaron las leguminosas en
vez de los árboles, lo que aumentó la producción de frutas (Cook y Baker 1983).
Otros ejemplos de los efectos de los policultivos sobre las bacterias
patógenas, hongos, virus y nemátodos se describen en el capítulo 13.
En una situación análoga a
la de los insectos plaga en policultivos, poco se sabe de la manera cómo
afectan el rendimiento los patógenos en los policultivos respecto a su
productividad. Burdon (1987) observó que sin modelos experimentales apropiados
es imposible decir si una mejor eficiencia en el uso de los recursos o una
menor incidencia en los síntomas de enfermedades, son responsables de una mayor
producción en los policultivos. Es necesario investigar más acerca de la
ecología y manejo de los patógenos en los policultivos.
Los efectos de los
policultivos sobre las malezas
El control de malezas es
una de las labores agrícolas que más necesita del uso de mano de obra en áreas
tropicales y que más requiere de productos químicos en las zonas templadas.
Comparados con los sistemas de siembra en monocultivos, los policultivos
parecen ofrecer muchas más opciones para mejorar el control de malezas con un
menor uso de mano de obra, menos productos químicos y bajos costos.
Un análisis de la
literatura sobre policultivos/malezas llevado a cabo por Liebman y Dyck (1993),
comparó el crecimiento de malezas en policultivos con los monocultivos en lo
referente a las especies componentes. Se revisaron dos tipos de sistemas de
policultivos: sistemas en los cuales el agricultor se interesa primordialmente
en el rendimiento de una especie principal, entresembrando un cultivo más suave
para controlar malezas, erosión, para aumentar la fertilidad del suelo y
obtener una pequeña cantidad productiva adicional del cultivo asociado; y
sistemas en los cuales el agricultor está interesado en el rendimiento de todas
las especies componentes, de las cuales ninguna se siembra específicamente para
el control de malezas. En la primera situación, el crecimiento de malezas en el
policultivo fue menor en 47 casos y mayor en 4 en comparación con la siembra
principal. En la segunda situación, en 12 casos el crecimiento de malezas en el
policultivo fue menor que en todos los monocultivos componentes, en 10 casos
normal entre monocultivos componentes y en 2 casos mayor que en los
monocultivos de todos los componentes.
A través de una cantidad
considerable de investigaciones se ha probado la utilidad de los policultivos
para controlar las malezas en Nigeria. Akobundu (1980) informó que en cuanto al
rendimiento de cultivos y al de la supresión de malezas, cultivos tales como el
melón egusi y camote podrían reemplazar 3 desmalezajes manuales cuando se
cultivaban con siembras de ñame y maíz, solamente, y en combinaciones de
policultivos con ñame, maíz y yuca. Los cultivos de protección no sólo
sirvieron como un medio para ahorrar mano de obra en el control de malezas,
sino que también ayudaron a controlar la erosión debido a su mayor cobertura de
suelo. Zuofa et al. (1992) descubrieron que un cultivo intercalado de maní,
caupí o melón con un cultivo principal de yuca/maíz, daba como resultado un
control superior de malezas, aumentaba los rendimientos totales y elevaba los
coeficientes equivalentes de la tierra. Se descubrió que el maíz intercalado
con cultivos de protección tales como camote, caupí, maní o melón más un
desmalezaje manual, entregaba un mayor ingreso neto que el maíz en un
monocultivo desmalezado manualmente tres veces o aplicando herbicidas (Zuofa y
Tariah 1992). Obiefuna (1989) informó que al cultivar melones entre plátanos,
se reducía el crecimiento de malezas de manera que el desmalezaje se podía
atrasar hasta siete meses después de la siembra.
En experimentos realizados
en India, Shetty y Roo (1981) descubrieron que al añadir cultivos de caupí o
frijol mungo a cultivos principales de sorgo o guandul, la maleza crecía menos
en la primera temporada y disminuía de dos a uno el número de desmalezajes
manuales necesarios para lograr altas producciones. Estos cultivos no tuvieron
ningún efecto en el rendimiento de las especies principales y aún más,
proporcionaron una producción adicional por sí solos. Abraham y Singh (1984)
midieron la producción de un cultivo y los efectos supresivos de las malezas al
añadir caupí, maní, soya o frijol mungo al sorgo. Al sembrar de manera
intercalada cualquiera de las cuatro leguminosas anuales, aumentaba la cosecha
y el contenido de nitrógeno en el sorgo y disminuía en gran cantidad el
crecimiento de malezas. La cosecha de las semillas o el forraje de las
leguminosas fue un beneficio extra. Resultados similares obtuvieron Tripathi y
Singh (1983) cuando añadieron soya al maíz. Sengupta et al. (1985) demostraron
que al sembrar entre surcos garbanzo negro en un cultivo de arroz (21 días
después de haber sembrado el arroz) suprimía eficazmente el nivel de
crecimiento de malezas, eliminaba la necesidad de un desmalezaje manual e
incrementaba el ingreso y la producción total del cultivo en comparación con el
arroz sembrado como monocultivo. Ali (1988) informó que el rendimiento total de semillas de los cultivos
intercalados de guandul/frijol mungo sin ningún desmalezaje manual, se acercaba
mucho al nivel de rendimiento obtenido del guandul en un monocultivo que se
había desmalezado. El crecimiento de maleza en policultivos era de un 22% a un
38% menor que en el guandul en un monocultivo no desmalezado; la cosecha
adicional obtenida del cultivo de protección de frijol mungo, compensó la
pérdida de rendimiento del guandul debido a la acción de la maleza.
En climas templados, la
entresiembra de leguminosas como abono verde en cultivos de cereales y
leguminosas en granos puede controlar más eficientemente la maleza en los
cultivos principales, proporcionar una cubierta vegetal de baja altura para el
control de erosión durante el otoño y el invierno y, además, aumentar la
fertilidad del suelo. Harwood (1984) informó que en Pensilvania, cuando se
cultivaba intercaladamente trébol rosado o algarroba con maíz o soya (sembrado
35 días antes y cosechada una sola vez) no afectaba los rendimientos de los
cultivos asociados de granos, reducía en gran escala el crecimiento de malezas,
formaba casi completamente una cubierta del suelo y reducía el requerimiento de
fertilizantes nitrogenados en cultivos subsiguientes. En experimentos
realizados en Gran Bretaña, al añadir reygrass italiano o trébol rosado a la
cebada o habas, se obtuvo una disminución en el crecimiento de malezas perennes
Agropyron repens que provenían de las semillas o de los fragmentos de
rizoma que permanecían en el suelo (Dyke y Barnard 1976). En Nueva Jersey
(EE.UU), el maíz sembrado sin labranza o herbicidas en un trébol subterráneo
establecido, produjo tanta o más biomasa y grano como el maíz de monocultivo
sembrado con herbicidas ya sea con o sin labranza (Enache y Ilnicki 1990).
El trébol subterráneo se
comportó como una planta anual de invierno la que creció especialmente en los
meses de primavera y otoño, y permaneció como mulch muerto entre las hileras
del maíz durante el verano. En Texas (EE.UU), al sembrar de manera intercalada
un trébol subterráneo o uno de hoja de flecha en praderas con bermuda o bahía,
se eliminaron drásticamente las malezas de éstas; la entresiembra proporcionó
un control sobre las malezas igual o mejor al que se obtiene aplicando
herbicidas (Evers 1983).
Algunos investigadores han
dado a entender que los policultivos pueden suprimir el crecimiento de malezas
más eficazmente que los monocultivos debido a un uso mayor de los recursos
prioritarios, dado que muchos policultivos explotan en proporción superior los
recursos disponibles de agua, nutrientes y luz en comparación a los
monocultivos. Sin embargo, a través de un análisis de datos que se disponen
acerca de los patrones del uso de recursos, de productividad de cultivo y el
enmalezamiento de policultivos, se demuestra que la hipótesis de dar prioridad
a los recursos puede ser verdadera sólo en algunos casos (Liebman y Dick 1993).
Con el objeto de comprender los mecanismos utilización de recursos en la
interacción policultivomaleza, se requerirá una mayor investigación en lo que
respecta a la disponibilidad de recursos y utilización de éstos por parte de
los cultivos y malezas durante la temporada de crecimiento.
Se ha demostrado que la
densidad del cultivo, la elección de las especies y variedades, la disposición
espacial y el régimen de fertilizaciones afectan las interacciones
policultivo/maleza (Moody y Shetty 1981, Liebman 1988, Liebman y Dick 1993).
En general, el aumento en
la densidad del cultivo dá por resultado una mayor supresión del crecimiento de
maleza (ver, Shetty y Roo 1981, Mohler y Liebman 1987). Los policultivos que
comprenden especies y variedades que tienen un follaje que se forma rápida,
vigorosa, densa y prematuramente sobre la superficie del suelo, son
particularmente eficaces para reducir el crecimiento de malezas (Bantilan et
al. 1974, Abraham y Singh 1984, Liebman 1989, Samson et al. 1990).
Los efectos de las
disposiciones espaciales de un cultivo y los regímenes de fertilización parecen
ser más variables. Por ejemplo, Prasad et al. (1985) informaron de un
crecimiento menor de malezas en policultivos de guandul/sorgo cuando el guandul
se sembraba en hileras pareadas que cuando se cultivaba en hileras mono espaciadas;
sin embargo, Ali (1988), por el contrario descubrió que al sembrar los policultivos
de frijol urdo, frijol mungo, soya, caupí o sorgo con guandul en una disposición
de hileras uniformes, disminuía, con mayor eficacia, el crecimiento de malezas
que cuando los policultivos de sorgo eran sembrados en hileras pareadas.
Bantilan et al.(1974)
observaron que la fertilización nitrogenada aumentaba la supresión competitiva
de la maleza con policultivos de maíz/frijol mungo, pero que aminoraba o no
tenía efecto en la supresión de ésta en policultivos de maíz/maní o maíz/camote.
Esta variabilidad de resultados indica que antes de hacer cualquier generalización
o predicción acerca de los efectos de las disposiciones espaciales del cultivo,
los regímenes de fertilización y otros factores en las interacciones
policultivo/ maleza, es necesario entender mejor los mecanismos
eco-fisiológicos que controlan estas interacciones.
Orientaciones futuras
El hecho de aumentar la
diversidad de la vegetación mediante el uso de los policultivos no es la
panacea para resolver los problemas de producción y protección de cultivos, pero
puede ofrecer a los agricultores opciones potencialmente útiles para disminuir la
dependencia de insumos externos, reducir al mínimo la exposición a los
productos agroquímicos, aminorar el riesgo económico, la vulnerabilidad
nutricional y proteger la base necesaria de los recursos naturales para la
sustentación agrícola. La tarea para el futuro es poder entender mejor la
dinámica y complejidad de los policultivos para que este sistema pueda
refinarse, transferirse y adaptarse de manera que se obtengan beneficios
predecibles. Vandermeer (1989) ha indicado muchas áreas donde la aplicación de
la teoría ecológica bien puede ayudar al diseño y manejo de los sistemas de
policultivos.
La prevalencia de los
policultivos en países en desarrollo sugiere que muchos agricultores están muy
conscientes de los beneficios de estos sistemas. Parece ser extremadamente
contraproducente tratar de convencerlos para que abandonen el uso de los
policultivos cuando sabemos cómo y cuándo obtener beneficios. Más bien, los investigadores
que trabajan en los países en desarrollo deberían crear variedades de cultivos
y prácticas de manejo (por ejemplo, la determinación de disposiciones óptimas de
espacio, las densidades, etc.) que sean compatibles con los sistemas del policultivo
y que mejoren el rendimiento de éstos (Francis et al. 1976, Krantz 1981).
Un ejemplo de una
tecnología apropiada para los policultivos es el diseño y producción de
sembradoras y cultivadoras de tracción animal que tengan un bajo costo y que
sirvan, específicamente, para combinaciones de cultivos (Anderson 1981). Los aspectos
del control de plagas y del manejo de la fertilidad del suelo en los sistemas de
policultivos requieren de mucha más atención en países en desarrollo donde se
ve limitado el acceso a fertilizantes y plaguicidas sintéticos, debido a las
condiciones socioeconómicas y a la preocupación por la salud del hombre y del
medio ambiente.
El papel de los
policultivos en la agricultura de los países desarrollados se expandirá probablemente
en la medida que aumente la percepción de los costos económicos y ambientales
de la gran dependencia en los productos agroquímicos (Horwith 1985). Pese a que
la agricultura de estos países es muy mecanizada, los sistemas de policultivos
pueden ser compatibles con la mecanización (por ejemplo, las leguminosas para
abono verde sembradas en forma intercalada con granos; soya cultivada en relevo
con trigo; cultivos de cobertura para el suelo de los huertos). Al igual que en
los países en desarrollo se necesitan variedades de cultivos y prácticas de
manejo que mejoren los beneficios de los sistemas existentes.
La atención puesta en el
diseño de máquinas que faciliten el manejo de combinaciones de cultivos, podría
permitir que los agricultores alcancen los beneficios biológicos potenciales de
estos sistemas de una manera práctica. Cordero y McCollum (1979) hicieron notar
que cualquier sociedad que puede llevar y traer gente a la luna de manera
segura, debería ser capaz de diseñar la maquinaria adecuada para sembrar, mantener
y cosechar policultivos.
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