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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA SUR ÁREA DE CONOCIMIENTO DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE AGRONOMÍA
T E S I S
CONTENIDO NUTRIMENTAL DE TRES ESPECIES DE FRIJOL PRODUCIDOS MEDIANTE TRES SISTEMAS DE LABRANZA
QUE COMO PARTE DE LOS REQUISITOS
PARA OBTENER EL TITULO DE:
INGENIERO AGRONOMO
PRESENTA
JAVIER ENRIQUE MORENO PERALTA
La Paz, Baja California Sur, México
Diciembre de 2009
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA SUR ÁREA DE CONOCIMIENTO DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE AGRONOMÍA
T E S I S
CONTENIDO NUTRIMENTAL DE TRES ESPECIES DE FRIJOL PRODUCIDOS MEDIANTE TRES SISTEMAS DE LABRANZA
QUE COMO PARTE DE LOS REQUISITOS
PARA OBTENER EL TITULO DE:
INGENIERO AGRONOMO
PRESENTA
JAVIER ENRIQUE MORENO PERALTA
COMISIÓN REVISORA
DR. FELIX ALFREDO BELTRAN MORALES
PRESIDENTE
DR. BERNARDO MURILLO AMADOR
SECRETARIO
DR. LIBORIO FENECH LARIOS
VOCAL
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA SUR ÁREA DE CONOCIMIENTO DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE AGRONOMÍA
T E S I S
CONTENIDO NUTRIMENTAL DE TRES ESPECIES DE FRIJOL PRODUCIDOS MEDIANTE TRES SISTEMAS DE LABRANZA
QUE COMO PARTE DE LOS REQUISITOS
PARA OBTENER EL TITULO DE:
INGENIERO AGRONOMO
PRESENTA
JAVIER ENRIQUE MORENO PERALTA
COMITÉ DE ASESORES
DR. FELIX ALFREDO BELTRAN MORALES
DIRECTOR
DR. BERNARDO MURILLO AMADOR
DIRECTOR EXTERNO
DR. FRANCISCO HIGINIO RUIZ ESPINOZA
CO-DIRECTOR
i
ÍNDICE DE CONTENIDO
DEDICATORIA ............................................................................... v
AGRADECIMIENTOS ....................................................................... vi
RESUMEN ................................................................................. viii
ABSTRACT .................................................................................. ix
1. INTRODUCCIÓN ........................................................................ 1
ANTECEDENTES ........................................................................... 3
Funciones de los abonos verdes. .................................................... 3
Características que deben ser observadas para seleccionar abonos verdes. 4
Abonos verdes intercalados con los cultivos. ..................................... 6
FACTORES A CONSIDERAR PARA EL USO DE LOS ABONOS VERDES .............. 6
Manejo de la fitomasa ................................................................ 8
Efectos del abono verde en las propiedades del suelo ......................... 11
Efecto de los abonos verdes en el rendimiento de los cultivos ............... 15
2. OBJETIVOS ............................................................................. 17
3. HIPOTESIS ............................................................................. 17
4. REVISIÓN DE LITERATURA ........................................................... 18
4.1 SISTEMAS DE LABRANZA ......................................................... 18
4.1.1 Labranza convencional ....................................................... 18
4.1.2 Labranza cero ................................................................. 20
4.1.3.Labranza mínima, reducida y óptima ..................................... 20
4.1.4 Labranza de conservación ................................................... 21
4.2 AGRICULTURA ORGÁNICA Y EL DILEMA DE LA LABRANZA .................. 22
4.3 ABONOS VERDES .................................................................. 23
4.4 FRIJOL DOLICHOS ................................................................ 25
4.4.1 Historia y distribución ........................................................ 26
4.4.2 Descripción de la planta ..................................................... 26
4.4.3 Características agronómicas ................................................ 27
4.4.4 Suelo ............................................................................ 28
4.4.5 Plagas y enfermedades ....................................................... 28
4.4.6 Uso agrícola .................................................................... 29
4.5 FRIJOL YORIMON ................................................................. 31
4.5.1 Selección del terreno ........................................................ 32
4.5.2 Principales plagas que atacan al frijol yorimón .......................... 33
4.5.3 Enfermedades más comunes en el frijol yorimón ....................... 33
4.6 NUTRIENTES ESENCIALES ........................................................ 34
ii
5. MATERIALES Y METODOS ............................................................ 35
5.1 Descripción del sitio experimental ............................................ 35
5.2 Suelo ............................................................................... 35
5.3 Clima ............................................................................... 35
5.4 Siembra ............................................................................ 35
5.5 Riego ............................................................................... 36
5.6 Croquis de campo ................................................................ 36
5.7 Sistemas de labranza ............................................................ 36
5.8 Obtención de material (follaje) ............................................... 37
5.9 Análisis nutrimentales ........................................................... 37
5.9 Diseño experimental ............................................................ 49
6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .......................................................... 50
6.1. Producción de materia seca ................................................... 50
7. CONCLUSIONES ....................................................................... 58
8. LITERATURA CITADA ................................................................. 59
iii
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro 1. Composición química de 100 g de semilla. ............................. 31 Cuadro 2. Composición química de 100 gr. de forraje ............................ 31 Cuadro 3. Producción de materia seca y aporte de nutrimentos por cultivar de frijol y sistema de labranza. ............................................ 50 Cuadro 4. Aporte de fitomasa y nutrientes de especies de plantas utilizadas como abono verde en el periodo lluvioso a los 60 días. Suelo ferraltico rojo. La Habana, Cuba. (García y Treto, 1997). ....................... 51 Cuadro 5. Valores porcentuales promedio de nutrimentos mayores en tres cultivares de frijoles producidos bajo tres sistemas de labranza. .............. 52 Cuadro 6. Concentraciones adecuadas de nutrimentos en el follaje del cultivo de frijol. Malavolta (1989). ................................................... 52 Cuadro 7. Porcentaje de macro y microelementos encontrados en el follaje de las especies más comunes encontradas en los tapaderos de frijol en Costa Rica. Herrera y Meléndez (1997). ......................................... 54 Cuadro 8. Valores porcentuales promedio de nutrimentos menores en tres cultivares de frijoles producidos bajo tres sistemas de labranza ............... 55
iv
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Planta de frijol dolichos ................................................... 27
Figura 2. Uso de maquinaria para la incorporación del abono verde. ......... 30
Figura 3. Abono verde incorporado al suelo. ...................................... 30
Figura 4. Plantas de frijol yorimón. ................................................. 32
Figura 5. Representación de parcelas con abono verde cada tratamiento tiene dimensiones de 6 x 10 m, Superficie total 1,080 m2. ............................. 36
Figura 6. Determinación de nitrógeno. ............................................. 39
Figura 7. Contenido de nutrimentos mayores en tres cultivares de frijol producido en tres sistemas de labranza. ............................................ 55
Figura 8. Contenido de nutrimentos menores en tres cultivares de frijol producido en tres sistemas de labranza. ............................................ 56
v
DEDICATORIA
A todas las personas que me han apoyado en mi formación en toda la carrera
comenzando por mi familia, que en las buenas y en las malas han estado
conmigo y sobre todo en la formación desde los niveles básicos de la
educación, pero más en la licenciatura... gracias por enseñarme a enfrentar
las cosas que hoy por hoy nos enfrentamos en la vida cotidiana, y que puede
desarrollarse cada uno de los obstáculos si uno se lo propone, por aprender a
valorar y confiar en mi día a día, para fomentar los deseos de poder
superarse.
vi
AGRADECIMIENTOS
A Dios por darme la oportunidad de conocer lo más grande de la vida, por
saber que todo esfuerzo aplicado tiene su recompensa, por permitir tener una
hermosa y maravillosa familia, que me ha estado apoyando en toda mi carrera
profesional y a lo largo de la formación que se me ha brindado. Gracias mi
Dios.
A mis padres Francisco y Martha por la enseñanza, formación y valores que me
dieron para poder sobresalir… por enseñarme que nunca hay que darse por
vencido y siempre hay una solución en la vida de sobresalir de los problemas
cotidianos…. Gracias padres hermosos los amo…
A mis hermanos Jovanny y Adahenna por su apoyo, cariño y amor que siempre
me han brindado durante toda la vida.
A mis abuelos Enrique Moreno Murillo† y Eliseo Peralta Verdugo†, que siempre
me dieron consejos y enseñanzas que me brindaron…
A mis abuelas Elsa Aguilar Monroy y Julia Aguilar Murillo, por su amor, cariño y
consejos que durante toda la vida me han brindado.
A mis maestros Dr. Félix Alfredo Beltrán Morales, Dr. Bernardo Murillo Amador
y Dr. Francisco Higinio Ruiz Espinoza, por el apoyo y dirección del presente
trabajo realizado, la enseñanza de poder salir adelante siempre en mis
estudios, por haberme transmitido de sus conocimientos y ejemplos que todo
se puede realizar en la vida con esfuerzo, y por el tiempo que me dedicaron
para la realización de la tesis.
Al Dr. Liborio Fenech Larios, por el apoyo brindado durante la realización del
presente trabajo.
vii
A mis maestros Ing. Juan de Dios Duarte Osuna y M.D. Juan Manuel Lozano
Romero, por haberme enseñado y ayudado a salir todo el tiempo adelante en
la vida de estudiante y consejos brindados que en alguna ocasión tuve
problemas.
Al M.C. Jorge Agúndez Espinoza, por los consejos y enseñanza que me ha
brindado durante la vida profesional.
A mis compañeros de generación 2004-2009, Esly Alexis, Gpe. Candelaria,
Zulma Berenice y Álvaro Michell, por el apoyo durante toda la carrera, por
haber pasado momentos gratos tanto en los buenos como malos.
A los compañeros de Agronomía, que siempre me apoyaron durante la carrera
que debemos de salir adelante, sin importar los obstáculos que se interpongan
en el camino.
A la Universidad Autónoma de Baja California Sur, por ser la casa que me ha
brindado la formación.
viii
RESUMEN
Se evaluó el contenido de los nutrimentos N, NO3-N, P, K, Mg, Ca, Mn, Zn, Cu,
Fe y B en tres cultivares de frijol de dos especies con potencial para ser
utilizados como abono verde. Los cultivares fueron: dolichos rojo (DR) (Lablab
purpureus), dolichos café (DC) (Lablab purpureus) y yorimon (YO) (Vigna
unguiculata). Se utilizaron tres sistemas de labranza para la producción:
labranza convencional (LC), labranza mínima (LM) y labranza óptima (LO). Los
resultados mostraron que con respecto al contenido nutrimental de N, NO3, P
y K no existió diferencia estadística (P≤0.05) entre los cultivares de frijol y los
sistemas de labranza utilizados; sin embargo, el mayor contenido de N se
encontró en DC producido en LC con 4.85 %. El contenido de P fluctuó entre
0.38 hasta 0.41 %. Con relación al K se encontró un rango de concentración de
2.40 a 2.84 %. El Ca se encontró en mayor concentración en DR-LO con un
2.88 %, en contraste el menor porcentaje se encontró en YO-LC con un 2.12 %
(P≤0.05). Con respecto a Mg se observó el mayor porcentaje en el cultivar YO-
LO con un 0.89 % y la menor concentración se encontró en DC-LC presentando
un 0.52 % (P≤0.05). El comportamiento de los nutrimentos menores fue
diferente. La mayor concentración de Fe se encontró en DR-LO con 0.15 % y la
menor en DC-LC con 0.10 %. El contenido de Mn fue significativamente mayor
en YO sin importar el sistema de labranza utilizado con 0.39%, y la menor
concentración se obtuvo en DR-LM con 0.17 %. El mayor contenido porcentual
de B se localizó en DC-LO, DR-LC, YO-LM y YO-LO con un rango de entre 0.024
a 0.030 %; en contraste, el menor contenido se manifestó en el DR-LM con un
0.015 %. Se observó que con respecto al contenido de Zn no hubo diferencia
estadística con respecto a los cultivares y los sistemas de labranza utilizados
en su producción, el menor contenido de Zn se presentó en YO-LO con
0.0026% y el mayor porcentaje se observo en DC-LO con 0.0040. El contenido
del nutrimento Cu fue significativamente mayor en DC-LC, DC-LM, DC-LO, DR-
LC, DR-LM, DR-LO y YO-LO, siendo DC-LM y DC-LO en donde se presentó la
mayor concentración con 0.0061% y la menor concentración se encontró en
YO-LM y YO-LC con un 0.0048 % y 0.0044 % respectivamente.
ix
ABSTRACT
The nutrimental content of N, NO3-N, P, K, Cl, Mg, Ca, Mn, Zn, Cu, Fe, and B
was evaluated in three bean cultivars of two species with potential to be used
as green manure. Cultivars were red lablab bean (DR) (Lablab purpureus),
brown lablab bean (L. purpureus) and cowpea (Vigna unguiculata). Three
tillage systems were tested: conventional tillage, minimum tillage and
optimal tillage. Results showed that the nutrimental content of N, NO3, P, K
had not statistical difference (P≤0.05) among bean cultivars and tillage
systems; however the greater content of N was in DC-LC with 4.85 %. The
content of P was found between 0.38 to 0.41 %. The concentration of K was
from 2.40 to 2.84 %. Ca showed the highest concentration in DR-LO with 2.88
%, while the lowest percentage was found in YO-LC with 2.12 % (P≤0.05). The
highest percentage of Mg appeared in YO-LO with 0.89 % and the lowest
concentration was registered in DC-LC displaying 0.52 % (P≤0.05). The highest
Fe concentration was observed in DR-LO with 0.15 % and the lowest in DC-LC
with 0.10 %. The content of Mn was significantly greater in YO without
concerning tillage system with 0.39 % and the smallest concentration was
obtained in DR-LM with 0.17 %. The greatest percentage content of nutriment
B was located in DC-LO, DR-LC, YO-LM and YO-LO between 0.024 to 0.030 %;
in contrast, the lowest content of B was found in DR-LM with 0.015%. The
content of Zn did not showed statistical differences respect to the cultivating
system; the lowest concentration of Zn was observed in YO-LO with 0.0026 %
and the highest percentage in DC-LO with 0.0040. Cu was significantly highest
in DC-LC, DC-LM, DC-LO, DR-LC, DR-LM, DR-LO and YO-LO, being DC-LM and
DC-LO where the highest concentration (0.0061 %) appeared and the lowest
concentration was observed in YO-LM and YO-LC with 0.0048 % and 0.0044 %,
respectively.
1
1. INTRODUCCIÓN Las malas prácticas de cultivo y el constante uso de fertilizantes químicos han
provocado que en algunas regiones agrícolas del mundo, la producción
agrícola disminuya, se bloquee la asimilación de nutrientes y se reduzca la
población de microorganismos presentes en el suelo. El uso de abonos verdes
es una alternativa para incrementar y mantener la fertilidad en la práctica de
la agricultura orgánica, además, el uso de abonos verdes es viable y
económico para aportar nutrimentos y mejorar las propiedades de los suelos.
Esta es una práctica agronómica importante que utilizan las plantas
(especialmente las leguminosas) como abono, en rotación, sucesión y
alternancia de cultivos. La fertilización de los cultivos en la actualidad se
basa en el uso de productos químico-sintéticos que no benefician de alguna
manera los contenidos de materia orgánica ni las propiedades físicas de los
suelos, lo que ocasiona la disminución de la retención de humedad, el
deterioro de la estructura y la disminución de la permeabilidad, entre otros
(SAGARPA, 2004).
La aplicación de una agricultura altamente mecanizada contribuye a agravar
aún más el problema de la degradación acelerada de los suelos, y por lo tanto
baja el rendimiento en lo que a producción se refiere. Con el uso de abonos
verde es posible recuperar la fertilidad del suelo, proporcionando aumento
del contenido de materia orgánica, de la capacidad de intercambio catiónico
y de la disponibilidad de macro y micronutrimentos; formación y
estabilización de agregados; mejoramiento de la infiltración de agua y
aeración; disminución diurna de la amplitud de la variación térmica; control
de nemátodos y, en el caso de leguminosas, incorporación al suelo de
nitrógeno, efectuado a través de la fijación biológica (Beltrán-Morales, 2006).
La agricultura en México tiene una producción escasa y fluctuante frente a un
consumo en constante crecimiento que obliga a producir más y mejor con
base en cultivos intensivos cada vez más mecanizados, lo cual origina la
degradación de los suelos, que tiene un efecto irreversible como es el caso de
la erosión.
2
Sin embargo, el avance tecnológico surge por la necesidad de producir más
intensamente sobre una unidad de suelo; esto ha implicado la utilización más
intensa de las labores agrícolas y abuso en el uso de la maquinaria agrícola,
con la creencia de que entre más se disgrega el suelo mejor es su preparación
para la producción de cultivos (Beltrán-Morales, 2006).
Por muchos años, el argumento de los agricultores convencionales y
promotores del uso de fertilizantes químicos ha sido el menor costo y cantidad
de fertilizantes químicos en comparación con los abonos orgánicos. Sin
embargo, la incorporación de materia orgánica aporta nutrientes y
microorganismos mejorando las condiciones del suelo para las plantas
(Beltrán-Morales et al., 2004).
En relación al transporte de nutrientes, la nutrición vegetal es otro punto
primordial, por lo que es necesario conocer antes que nada, los siete factores
considerados que interactúan en la producción de los cultivos: 1) apoyo
mecánico, 2) temperatura, 3) agua, 4) aire, 5) nutrientes, 6) luz y 7)
tecnología. Dentro de los nutrientes están los elementos esenciales que toda
planta necesita indispensablemente para su desarrollo normal. Tales
elementos son básicamente 16, con algunas excepciones. Estos además se
clasifican como macro y microelementos, de acuerdo con la cantidad de
elemento requerida por la planta. Los macroelementos son aquellos de los
que la planta requiere más del 0.1 % de la biomasa seca producida (Etchevers,
1987) y son los siguientes: 1) Los que la planta toma principalmente de la
atmósfera: Carbono(C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), 2) Los macroelementos
primarios que la planta toma del suelo: Nitrógeno (N), Fósforo (P), y Potasio
(K), 3) Los macroelementos secundarios: Calcio (Ca), Magnesio (Mg) y Azufre
(S). Mientras que los microelementos son aquellos que la planta requiere en
menores cantidades y son los siguientes: Hierro (Fe), Cloro (Cl), Boro (B),
Cobre (Cu), Manganeso (Mn), Molibdeno (Mo) y Zinc (Zn) (Potash and
Phosphate Institute, 1988).
Una de las principales ventajas de estas especies es su adaptabilidad, no
solamente es tolerante a la sequía, si no que puede crecer en una gama
diversa de condiciones ambientales, permaneciendo verde durante la estación
3
seca, y puede proporcionar hasta 60 t ha-1 de materia verde, lo que
representa aproximadamente 6 t ha-1 de materia seca (Flores, 1993).
Con base en lo anterior se evaluaron tres sistemas de labranza e incorporación
del abono verde así como la utilización de tres especies de frijol; frijol
dolichos, rojo y café (Lab-lab purpureus), frijol yorimón (Vigna unguiculata L.
Walp.)
ANTECEDENTES
La utilización del abono verde como practica agrícola, conocida ya antes de la
era cristiana, consistía en la incorporación al suelo masa vegetal no
descompuesta, con la finalidad de conservar y/o recuperar la productividad
de las tierras agrícolas. Para esta finalidad ya en ese entonces eran utilizadas
básicamente leguminosas. Actualmente se conceptúa como abono verde a la
utilización de plantas en rotación, sucesión y asociación con cultivos
comerciales, incorporándose al suelo o dejándose en la superficie, ofreciendo
protección, ya sea como mantenimiento y/o recuperación de las propiedades
físicas, químicas y biológicas del suelo (Costa et al. 1992). Eventualmente,
parte de esos abonos verdes pueden ser utilizados para la alimentación animal
y/o humana, producción de fibras o producción de forraje (Miyasaka, 1984).
Este es un aspecto importante para la adopción de esta práctica, puesto que
mayor sea su utilidad en la propiedad, mayores serán sus beneficios
potenciales. Además de las leguminosas que son plantas mas utilizadas para
este fin también se usan gramíneas, crucíferas y cariofiláceas, entre otras.
Funciones de los abonos verdes.
Protege la capa superficial del suelo contra las lluvias de alta intensidad, el
sol y el viento, mantiene elevadas tasas de infiltración de agua por el efecto
combinado por el sistema radicular y de la cobertura vegetal. Las raíces
después de su descomposición, dejan canales en el suelo y la cobertura evita
una degradación y sellado de la superficie y reduce la velocidad de
4
escurrimiento. Promueve un aporte considerable y continuo de biomasa al
suelo, de manera que mantiene e incluso eleva, a lo largo de los años, el
contenido de materia orgánica. Atenúa la amplitud térmica y disminuye la
evaporación del suelo, aumentando la disponibilidad de agua para los cultivos
comerciales. Por medio del sistema radicular, rompe capas duras y promueve
la aireación y estructuración del suelo, induciendo la preparación biológica
del suelo. Promueve el reciclaje de nutrimentos; el sistema radicular bien
desarrollado de muchos abonos verdes. Tiene la capacidad de traslocar los
nutrimentos que se encuentran en capas profundas hacia las capas
superficiales del suelo, poniéndolos a disposición de los cultivos posteriores.
Disminuye la lixiviación de nutrimentos; la ocurrencia de lluvias intensas y de
precipitaciones elevadas; normalmente induce a un intenso proceso de
lixiviación de nutrimentos. El abono verde, al retener nutrimentos en la
fitomasa y liberarlos de forma gradual durante la descomposición del tejido
vegetal, atenúa este problema. Promueve la adición de nitrógeno al suelo a
través de la fijación biológica de las leguminosas; esto puede representar una
importante economía de este elemento en la fertilización de los cultivos
comerciales, además de mejorar el balance de nitrógeno del suelo.
Reduce la población de malezas a través del efecto supresor y/o alelopático
ocasionado por el rápido crecimiento inicial y exuberante desarrollo de la
biomasa. El crecimiento de los abonos verdes y su descomposición activan el
ciclo de muchas especies de macroorganismos y principalmente
microorganismos del suelo, cuya actividad mejora la dinámica física y química
del suelo.
Características que deben ser observadas para seleccionar abonos verdes.
Según Amado y Wildner (1991) las principales características que deben ser
observadas para la selección de abonos verdes son:
• Presentar rápido crecimiento inicial y eficiente cobertura del suelo.
• Producción de elevadas cantidades de fitomasa (materia verde y seca).
5
• Capacidad de reciclaje de nutrimentos.
• Facilidad de implantación y manejo en campo.
• Presentar bajo de ataque de plagas y enfermedades.
• Presentar un sistema radicular profundo y bien desarrollado.
• Ser de fácil manejo para su incorporación al suelo.
• Presentar potencial para uso múltiple en la finca.
• Presentar tolerancia o resistencia a la sequia y/o heladas.
• Tolerancia a la baja fertilidad y capacidad de adaptación a suelos
degradados.
• Producción de semillas en cantidades suficientes para aumentar sus
áreas de cultivo.
• No responder como planta invasora.
Muzilli et al. (1980) sugiere además:
• Pertenecer a la familia de las leguminosas
• Poseer semillas de tamaño medio (1000 a 1500 semillas Kg-1), aptas
para germinar.
• Especies con plántulas robustas, capaces de soportar la inclemencia del
tiempo.
• Poseer semillas permeables al agua, lo que facilita la germinación.
• No ser plantas trepadoras, principalmente se fueran de ciclo perenne.
A pesar de requerir tantas características, esto no significa que cada especie
deba cumplir todos estos prerrequisitos. En realidad, dependiendo de la
especie de abono verde (invierno o verano; arbustiva o rastrera, ciclo corto o
largo), del sistema de cultivo y de la condición del agricultor, algunos de los
puntos pueden ser despreciados. Amado y Wildner (1991), subrayan que
difícilmente una especie cumplirá al mismo tiempo con todos los
prerrequisitos mencionados anteriormente.
Por esta razón, en el ámbito agrícola, solo algunas de estas características
serán de importancia fundamental, siendo por lo tanto utilizadas como
criterios de selección.
6
Normalmente las especies más utilizadas son leguminosas como la mucuna, el
frijol de puerco, el gandul, las crotolarias, el frijol dolichos, entre otras. Las
principales ventajas de esta práctica son la gran producción de biomasa, la
elevada cantidad de nitrógeno fijado biológicamente y la cobertura del suelo
durante el periodo de lluvias de alta intensidad.
Abonos verdes intercalados con los cultivos.
En esta modalidad el abono verde se siembra en la entrelinea del cultivo
comercial, y es especialmente adaptada a situaciones en las cuales el suelo
tenga que ser utilizado de la manera más intensa posible. Este tipo de abono
verde debe utilizarse cuidadosamente, para evitar que el abono verde entre
en competencia con el cultivo comercial, ocasionando inclusive reducción en
la productividad. Las principales ventajas de este sistema son el uso intensivo
del suelo, el control eficiente de la erosión y la reducción de la propagación
de las malezas.
FACTORES A CONSIDERAR PARA EL USO DE LOS ABONOS VERDES
Para que los abonos verdes puedan expresar al máximo su potencial de
protección de biomasa, es necesario que se les ofrezcan condiciones mínimas
para su crecimiento y desarrollo. Es fundamental conocer las exigencias para
su cultivo, en lo que se refiere a temperatura de suelos y disponibilidad de
agua (Bulisani y Roston, 1993). Estos tres parámetros posibilitarán el
conocimiento del efecto de los abonos verdes y la definición de las mejoras
épocas de siembra, así como las mejores regiones de cultivo en función de los
suelos que las forman. En lo que respecta a la temperatura, los abonos verdes
se pueden dividir en dos grupos básicos: abonos verdes de regiones
subtropicales/templadas y abonos verdes de regiones tropicales, o más
comúnmente conocidos como abonos verdes de invierno y de verano. Las
especies invernales son adecuadas para el periodo del año en el cual comienza
la disminución de las temperaturas altas de verano, en especial la ocurrencia
7
de temperaturas más moderadas durante la noche. La siembra debe realizarse
de manera tal que no perjudique el crecimiento vegetativo o la fase
reproductiva, que ocurre al inicio de la primavera.
En el caso de las especies tropicales o de verano, es necesario observar la
ocurrencia de bajas temperaturas al inicio del crecimiento, puesto que
pueden causar daños irreversibles al retardar el crecimiento, o la final del
crecimiento imposibilitando la reproducción (abono de flores, quema de
frutos), o evitando la producción máxima de biomasa. La época de siembra de
los abonos verdes de verano es determinante de la altura final y de la
producción de biomasa de las especies de hábito rastrero/trepador (Wildner y
Massignam, 1994). De este modo, siembras tardías de gandul (Cajanus cajan
L) y cotrolarias a partir del periodo lluvioso resultan en condiciones
significativas de la altura de las plantas, disminución de la biomasa (Wildner y
Massignam, 1994), disminución de la cobertura del suelo, aumento de la
incidencia de plagas. Los abonos verdes más utilizados tienen una amplia
adaptación a los distintos tipos de suelo; las leguminosas en general, son
exigentes a un mínimo de fertilidad, traducido principalmente por una
disponibilidad adecuada de Ca, Mg, P y K (Bulisani y Roston, 1993). Algunas
leguminosas de invierno son más tolerantes a condiciones de suelos
degradados. Otras especies de gramíneas, crucíferas y cariofiláceas son
también menos exigentes que las leguminosas.
La disponibilidad de agua, representada por la cantidad y la distribución,
influyen marcadamente en el desarrollo de los abonos verdes y en la
determinación de su época de siembra. Es importante, por lo tanto,
identificar los periodos de déficit acentuando de agua para que sea posible
anticipar o retardar la siembra de los abonos verdes. Según Bulisani y Roston
(1993) la fase más critica en la implantación de las leguminosas es la de la
germinación y emergencia de las plántulas, cuando la falta de agua puede
restringir la obtención de una población adecuada de plantas. En las fases
siguientes del ciclo vegetativo, por la naturaleza del sistema radicular, por la
menor demanda de agua y por el propio estado de crecimiento, los perjuicios
por deficiencia hídrica son poco aparentes.
8
Manejo de la fitomasa
La cantidad de fitomasa a ser producida en determinada área de explotación
agrícola, depende básicamente del interés y del objetivo del agricultor. El
tiempo de permanencia de la cobertura vegetal es definido considerando el
sistema de producción adoptado en la propiedad agrícola, pudiendo ser mayor
o menor que aquel hasta entonces recomendado para esa práctica agrícola.
No debe de prescindirse de la cobertura del suelo bajo cultivo, en cualquier
época del año, con miras al mantenimiento de su integridad física, química y
biológica (Wutke, 1993).
Incorporación total de fitomasa. Es el manejo más conocido y difundido
entre los agricultores. La incorporación puede realizarse en cualquier
momento, dependiendo de los objetivos del agricultor; la época
tradicionalmente recomendada para ello es durante la floración plena del
abono verde. Es en esta fase que ocurre la máxima acumulación de biomasa y
nutrimentos. Cuando se realiza anticipadamente, la velocidad de
descomposición de la biomasa será mayor y los niveles de nutrimentos serán
menores. Cuando el manejo se retarda, las plantas se tornan mas leñosas
(relación C/N mayor) y la descomposición será más lenta. La opción por esta o
aquella época estará en función, principalmente de la época de siembra del
cultivo sucesivo. Esta operación debe realizarse con arados y discos.
Incorporación parcial de la fitomasa. Para obtener la incorporación parcial
de la fitomasa se utiliza el mínimo de operaciones de preparación del suelo,
necesarias para brindar condiciones favorables a la germinación de las
semillas y al establecimiento de las plantas (Curi et al., 1993). Monegat (1991)
menciona que para las condiciones de los pequeños agricultores de la región
sur de Brasil, la opción del cultivo mínimo con tracción animal es la más
recomendable, utilizando plantas de cobertura del suelo en el invierno
(cultivo mínimo con Vicia sativa). En este caso, la única operación de
preparación del suelo es la apertura de un surco, con el distanciamiento en
9
que se hará la siembra del cultivo posterior, permitiendo que las entrelineas
del suelo permanezcan protegidas. En este sistema, la cobertura vegetal es
prácticamente se incorpora durante el surcado (20 a 40 %). El resto de la
cobertura vegetal podrá mantenerse en la superficie sea total o parcialmente
incorporada durante la fertilización nitrogenada o durante el control de las
malezas. El cultivo mínimo, además de los beneficios que proporciona, reduce
la cantidad de mano de obra necesaria para la implantación de los cultivos, al
ser comparado con el cultivo convencional.
Cultivo mínimo antes de la floración del abono verde. Se realiza en áreas
cultivadas con abonos verdes de porte bajo o rastrero y con un desarrollo
inicial lento, poca producción de biomasa y ciclo largo. El manejo se efectúa
cuando las plantas presentan 100 % de cobertura del suelo. Los surcos deben
ser anchos y la siembra, de preferencia, en líneas apareadas. Este sistema
permite la siembra anticipada de los cultivos principales como puede ser el
maíz y la resiembra natural del abono verde.
Al final del ciclo del abono verde, entre las líneas apareadas del cultivo
principal es posible establecer una nueva siembra tardía directa,
caracterizando así una asociación de sustitución o sucesión de cultivos.
Cultivo mínimo en la fase de floración plena del abono verde. El manejo se
realiza en la época plena de floración. Por lo común, cuando la producción de
biomasa es muy grande, ocurren dificultades para realizar el surcado; aunque
en algunas ocasiones se atasca la reja del arado; otras veces, la biomasa del
abono verde cae sobre el surco abierto, perjudicando la siembra y la
emergencia del cultivo posterior. Para evitar estos problemas, se recomienda
realizar un surcado cuando haya una cobertura total del suelo, también
llamado presurcado. En este caso debe de usarse un arado con reja media o
grande. El presurcado retarda el crecimiento del abono verde y no permite la
producción excesiva de biomasa. Durante la floración se realiza el surcado
definitivo. Este tipo de cultivo mínimo se lleva a cabo con arvejilla común
(Vicia sativa L), arvejilla aterciopelada (Vicia articulata Horn), chícharo
(Pisum sativum) y otras especies afines. Al final del ciclo vegetativo del abono
10
verde también es posible implantar un nuevo cultivo, con siembra directa,
como asociación de sustitución o sucesión de cultivos en las entrelineas del
cultivo principal.
Cultivo mínimo después de la incorporación del abono verde. Este es un
ejemplo típico del cultivo mínimo con abonos verdes de verano, pero también
puede usarse con abonos verdes de invierno. Para la incorporación de las
plantas se utilizan equipos típicos como la rastra de picos, la rastra de discos,
el arado de discos o incluso una segadora manual o mecánica. Después de una
o dos semanas después de la incorporación cuando la biomasa se encuentra en
estado avanzado del secado, se procede al surcado. Para el surcado con
presencia de abonos verdes de porte erecto se recomienda el uso del arado
surcador tradicional. En presencia de abonos verdes de hábito rastrero, se
recomienda adaptar un disco de corte al frente de la reja del arado para
cortar los tallos de las plantas.
Manejo de la fitomasa sin incorporación al suelo. La secuencia de
operaciones se inicia con el manejo de la biomasa sin incorporación al suelo y
termina con la siembra del cultivo principal sin la preparación del suelo, lo
que es conocido como siembra directa. Para la siembra directa se utilizan
maquinas especiales que abren un pequeño surco de profundidad y ancho
suficientes para garantizar una buena cobertura y contacto de la semilla con
el suelo (Curi et al., 1993).
Para el manejo de la biomasa pueden utilizarse métodos mecánicos o métodos
químicos (desecación con herbicidas). Los métodos mecánicos deben usarse
con mucho criterio, principalmente en relación a la época del manejo, para
evitar problemas de una mala incorporación. Por eso, esta debe de efectuarse
en plena floración en el caso de las leguminosas o en fase de grano lechoso en
el caso de las gramíneas. La variedad de maquinas sembradoras para la
siembra directa es muy amplia; existen a disposición maquinas manuales
especialmente adaptadas y maquinas de tracción motorizada, con sistema
sembrador de precisión y accionando electrónicamente. La tecnología de la
11
siembra directa para grandes áreas ofrece múltiples alternativas, mientras
que para los agricultores pequeños son necesarios aun más y menores equipos.
Efectos del abono verde en las propiedades del suelo
Efectos en las propiedades físicas del suelo
Los abonos verdes influyen directamente en las características físicas de los
suelos incluyendo la estructura, capacidad de retención del agua, densidad,
velocidad de infiltración y aireación, dependiendo estos efectos de la calidad,
cantidad y tipo de manejo dado al material adicionando, de los factores
climáticos y de las características de los suelos.
Los residuos vegetales con bajos niveles de N tienen efectos directos sobre las
propiedades fiscas del suelo. En California, según Alvarez et al. (1995), se
demostró que cuando la cebada se incorporó en un estado avanzado, la
concentración de N disminuyo de 2.7 % a 1.2 % mientras que la tasa de
infiltración aumento en 60 %. En un suelo más permeable, el residuo de un
cultivo de maíz (0.7 % de N) incrementó la infiltración al doble comparado con
el cultivo de cobertura de caupí (2.5 % de N).
Asimismo, después de tres temporadas de cultivos de cobertura con pasto
Sudan (1.3 % de N), alternando con cultivos de altos rendimientos durante los
inviernos, los resultados mostraron un 45 % de incremento de infiltración,
comparados con el barbecho mientras que el mejoramiento con cultivos de
cobertura de sesbania (Sesbania speciosa) en el primer y tercer año (2.9 % de
N) no mostró diferencia alguna.
Las gramíneas han destacado por la eficiencia en la formación de agregados, a
través de la acción directa e indirecta de las raíces; es por ello que uno de los
métodos más adecuados para mejorar la estructura de un suelo es mediante
la mezcla de una gramínea con vigoroso sistema radicular en constante
renovación y una leguminosa que acelere la descomposición de los residuos
vegetales. De acuerdo con García (1997) con esta mezcla se incrementa la
relación C:N del material añadido y se reducen los índices de descomposición
lográndose incrementar rápidamente la materia orgánica del suelo.
12
Según este mismo autor los resultados encontrados en China mostraron un
incremento de la materia orgánica activa el suelo a 17 %, del complejo
orgánico mineral a 52 % y de los ácidos húmicos en 6.1 % con la incorporación
de los abonos verdes. Asimismo se observaron incrementos de la MO en 1.68 %
cuando se incorporaron abonos verdes por nueve años consecutivos; sin
embargo las parcelas testigos mostraron solo 1.21 % de incremento. Por otra
parte, la densidad aparente disminuyo 0.07 g/cm3 cuando el abono verde fue
aplicado en el primer año, en 0.12 g/cm3 en el segundo año y 0.14 % g/cm3 en
el tercer año. La porosidad se incrementó en 2.43, 4.97 y 8 %,
respectivamente y los agregados estables o menores de 0.25 mm se
incrementaron a 6.84, 14.85 y 18.96 %, comparativamente.
La cobertura vegetal también ejerce influencia sobre la humedad y la
temperatura del suelo. La influencia en la reducción de las pérdidas de
humedad puede atribuirse a una sumatoria de varios factores. Se destacan las
reducciones en la evaporación y el escurrimiento superficial y el incremento
de la infiltración y capacidad de retención de agua en el suelo. Las diferencias
en el contenido de humedad del suelo se hacen más pronunciadas en épocas
de sequia, evidenciándose que la preparación del suelo cubierto atenúa el
déficit hídrico de corta duración (Amado et al., 1990).
Derpsch et al. (1995) estudiando sistemas de manejo de suelos en maíz,
observaron que los mayores contenidos de humedad en el suelo se registraron
en parcelas con residuos de avena negra (Cajanus cajan L) y los menores con
chícharo. La humedad del suelo durante el periodo vegetativo del maíz, en
parcelas con residuos de avena negra fue de 3.0 a 7.4 % superior a la humedad
del suelo de la parcela mantenida es descanso. Es importante subrayar que el
análisis de las temperaturas máximas y mínimas es de fundamental
importancia debido a los efectos que ejerce la temperatura del suelo en la
actividad biológica, la germinación de las semillas, el crecimiento radicular y
la absorción de iones.
Derpsch et al. (1958) indicaron que las tasas de infiltración de agua en el
suelo después de una cobertura verde evaluada con anillos concéntricos,
aumentaron hasta en 41.6 % en un latosol rojo y en 62.8 % en un suelo de
13
tierra roja estructurada, en comparación con la parcela de trigo. Incluso, la
mayor infiltración persistió hasta el próximo cultivo de soya.
Efectos en las propiedades químicas del suelo
Los principales efectos químicos esperados en la utilización de los abonos
verdes son los siguientes (Da Costa, 1991).
- Aumento en el contenido de materia orgánica (MO) del suelo a lo largo
de los años, por la adición de fitomasa.
- Mayor disponibilidad de nutrimentos principalmente de Nitrógeno, a
través de su adición al suelo así como la fijación biológica.
- Disminución de lavado de nutrimentos.
- Incremento de la capacidad de reciclaje, absorción y reincorporación
de los nutrimentos que al ser lavados o lixiviados se encuentran en las
capas más profundas del suelo y que no pueden ser aprovechados por
los cultivos con sistema radical superficial.
- Elevación del pH del suelo y una consecuente disminución de la acidez.
- Ayudan a la formación de ácidos orgánicos fundamentales en el proceso
de la solubilización de minerales del suelo.
- Disminución de los contenidos de aluminio.
- Movilizan formas estables de P y K, convirtiéndolos en formas
asimilables para las plantas atacando como biofertilizantes fosfóricos y
potásicos.
- Reducen la acumulación de sales en la superficie del suelo y crean
condiciones favorables para el desarrollo de las cosechas en suelos
salinos-alcalinos.
Se han realizado numerosos trabajos que corroboran lo anteriormente
planteado; en Australia se condujo un experimento por Alvarez et al.
(1995) quien utilizó el caupí (Vigna unguiculata L. Walp.)i intercalado con
maíz, obteniéndose como resultado que el 59.6 % del N de toda la biomasa
aérea provino del suelo, el 3.3 % del fertilizante y un 37.3 % de la fijación
atmosférica.
Otros trabajos demostraron que al intercalar soya o Vigna spp en el cultivo
de maíz era equivalente a adicionar al suelo 80 kg de N ha-1, además de
14
que se produjo un incremento en el porcentaje de proteína en los granos
de maíz. En Brasil se condujeron dos estudios durante tres años
consecutivos por Smyth et al. (1991) para determinar el valor de la
sustitución de la fertilización nitrogenada y la influencia de las
leguminosas, comprobando que el principal valor de sustitución fue de 74
kg ha-1 por la mucuna (Stizolobium aterrimum) y 26 kg ha-1 por indigofera
(Indigofera tinetoria) y caupí. En las condiciones de California, Álvarez et
al. (1995) informaron que la veza (Vicia sativa) proporcionó maíz el
equivalente a 2225 kg ha-1 de fertilizante nitrogenado. Se ha demostrado
que en términos de suministro de nutrimentos, los abonos verdes pueden
aportar de 30 a 60 kg ha-1 año-1 de N y llegar hasta 100 kg ha-1 de N (Da
Costa, 1991). También en Filipinas fueron evaluadas ocho especies de
leguminosas como sustitutas de la fertilización nitrogenada, obteniendo
como resultado que en dos años la sesbania (Sesbania speciosa) y la
crotolaria (Cotrolaria mucronata Desv) acumularon cantidades de N
superiores a las requeridas por el cultivo del arroz, además de aumentar el
C orgánico del suelo y el N total (Meelu, 1992).
De acuerdo a García (1997) los abonos verdes incorporados en suelos
ligeramente salinos, redujeron el contenido de sales en la capa superficial
en 30 %, en suelos medianamente salinos el contenido de sales redujo a 67
% y en suelos fuertemente salinos dicha reducción fue de 25 %.
Efecto en las propiedades biológicas del suelo
Las plantas utilizadas como abonos verdes benefician la actividad biológica
debido a que aportan un material orgánico para el suelo, determinante en
la actividad de los microorganismos, constituyendo una fuente de energía
para el desarrollo de los mismos. Cuando un suelo es manejado, preparado
y logrado su cobertura total, las oscilaciones térmicas serán menores y por
tanto habrá un mayor desarrollo de los microorganismos y un amento del
numero de nódulos por planta; además, al existir una mayor concentración
de residuos en la superficie, existirá una mayor disponibilidad de fosforo
en las primeras capas del suelo favoreciendo la acción de las bacterias
fijadoras de N (Da Costa, 1991). Lo anterior se demostró en experimentos
15
conducidos por García (1997), el cual se refiere con la incorporación de los
abonos verdes, la población de bacterias fijadoras de N fue de 2.36 x 104/g
de suelo y solo 0.2 x 104 en las parcelas testigo, en tanto que la intensidad
respiratoria se presentó en el rango de 33.41 mg/100 g/día a 25.22
mg/100/día y la capacidad de nitrificación de 21.77 a 17.5 %.
En general, los abonos verdes contribuyen a mantener el equilibrio
biológico del suelo, protegiendo la micro y macro vida del mismo.
Las plantas usadas como abonos verdes, aun antes de su manejo como tal,
influyen sobre la actividad biológica del suelo por el atenuante efecto
físico sobre la variación de la temperatura y por el mantenimiento de las
condiciones adecuadas de la humedad del suelo (Derpsch et al., 1985).
Después del manejo de la biomasa, la presencia del material orgánico es el
factor que más influye en la actividad y población de microorganismos, ya
que la MO es fuente de energía para los organismos del suelo. Por esta
razón, cuanto mayor sea la producción de biomasa de los abonos verdes,
mayor será la población macro y microbiana del suelo.
Según Almeida (1995) las operaciones de preparación del suelo provocan la
disminución de gran parte de los contribuyentes orgánicos, imponiendo
condiciones de elevadas temperaturas y situaciones alternas de secado y
humedecimiento, que afectan a los organismos del suelo con mayor o
menor grado de intensidad.
Efecto de los abonos verdes en el rendimiento de los cultivos
Resultados obtenidos por Derpsch (1985) demostraron que la influencia
marcada de los abonos verdes de invierno sobre la producción de maíz,
frijol y soya; en dicho trabajo mayores rendimientos de maíz fueron
obtenidos después de utilizar altramuz blanco (Lupinus albus) y arvejilla
(Vicia sativa), mientras que en la producción de frijol, los mayores
rendimientos fueron obtenidos después del nabo forrajero (Raphanus
sativus) y avena negra (Cajanus cajan L). Según los citados autores por
Scherer y Baldissera (1988) en un suelo característico de las costas
16
basálticas de la región oeste catarinense (Brasil) se observó efecto positivo
del cultivo de mucuna (Mucura pruriens L.) como abono verde intercalado
con maíz. Este caso fue evidente un mayor beneficio de la mucuna en el
cultivo convencional que en la siembra directa y cultivo mínimo. Los
autores suponen que este efecto sea la resultante de la mayor cantidad de
N proveniente de la tasa de mineralización de los compuestos orgánicos y
de la mayor liberación de este elemento a corto plazo.
Constataron también que el aumento de la productividad provocado por el
uso de la mucuna fue equivalente a una dosis de 30 kg N ha-1 (700 kg ha-1
de maíz), pero que esta diferencia disminuyó a medida que hubo aumento
de la fertilización nitrogenada.
17
2. OBJETIVOS
• Evaluar el contenido nutrimental (nitrógeno, fosforo, potasio, calcio
magnesio, sodio, cloro, azufre, Boro, Cobre, Manganeso, Fierro,
Molibdeno y Zinc ) de un cultivar de frijol yorimón (Vigna unguiculata L.
Walp.) cultivado bajo tres sistemas de labranza con incorporación de
abono verde.
• Evaluar el contenido nutrimental (nitrógeno, fosforo, potasio, sodio,
magnesio, cloro, azufre, Boro, Cobre, Manganeso, Fierro, Molibdeno y
Zinc ) de un cultivar de frijol dolichos rojo (Dolichos Lab-Lab) cultivado
bajo tres sistemas de labranza con incorporación de abono verde.
• Evaluar el contenido nutrimental (nitrógeno, fosforo, potasio, sodio,
magnesio, cloro, azufre, Boro, Cobre, Manganeso, Fierro, Molibdeno y
Zinc ) de un cultivar de frijol dolichos cafe (Dolichos Lab-Lab) cultivado
bajo tres sistemas de labranza con incorporación de abono verde.
• Comparar el contenido nutrimental (nitrógeno, fosforo, potasio,
magnesio, sodio, cloro, azufre, Boro, Cobre, Manganeso, Fierro,
Molibdeno y Zinc ) de las tres especies de frijol y basados en el,
determinar la mejor especie con fines de utilización como
biofertilizante (abono verde).
3. HIPOTESIS
Existe un diferencial entre las tres especies de frijol respecto al contenido
nutrimental, donde el frijol dolichos rojo mostrará cantidades mayores en
todos los nutrimentos evaluados (nitrógeno, fosforo, potasio, magnesio, sodio,
cloro y azufre) por lo que se espera sea seleccionado como la mejor especie
por el aporte de minerales para la recuperación de la fertilidad del suelo.
18
4. REVISIÓN DE LITERATURA
4.1 SISTEMAS DE LABRANZA
Labranza es toda acción mecánica que altere la estructura del suelo y que se
realiza con el objetivo de establecer condiciones adecuadas para la siembra,
germinación de semillas y el desarrollo de raíces y plantas cultivadas (Novelo-
Guizar, 2000).
Otra definición similar (Moreno, 1994) menciona que la labranza es toda
manipulación física, química y biológica del suelo, la cual comúnmente se
realiza con el objetivo de optimizar la germinación, la emergencia,
establecimiento, desarrollo y producción de las plantas. Para entender la
agricultura de conservación es sumamente importante aprender a diferenciar
entre los tipos de labranza que existen.
4.1.1 Labranza convencional
Se refiere a las operaciones de labranza primaria y secundaria adoptadas en
una región. Actualmente en México entendemos por sistema de producción
convencional a todo aquel que se rige por los métodos establecidos con la
Revolución Verde, la cual, además del uso abundante de agroquímicos y de
variedades mejoradas, obliga al uso frecuente de maquinaria para las
diferentes etapas de producción (Beltrán-Morales et al., 2004).
Como un ejemplo del manejo que se da en la agricultura convencional se
enumeran a continuación los pasos de maquinaria con diferentes fines e
implementos que se realizan en la producción de maíz de riego en regiones
tecnificadas como La Comarca Lagunera, El Bajío; Baja California, Región
norte de Tamaulipas, etc. (García-Hernández et al., 2000).
19
En la preparación de suelo, siembra y fertilización:
Aradura de preparación.
Primer paso de rastra.
Rastra cruzada.
Trazo de riego (preparación de camas de siembra, bordeo, etc.).
Siembra.
Fertilización.
En el control de malezas:
Escarda antes del primer riego de auxilio (50-60 días después de la siembra).
Escarda después del primer riego de auxilio.
Escarda después del segundo riego de auxilio.
Cosecha mecánica.
Desvare.
Barbecho fitosanitario.
Control de maleza en tiempo muerto (Antes de iniciar el siguiente ciclo).
Se han encontrado reportes como Mendoza y Acosta (1988); Celada et al.
(1984); Figueroa (1983); Hargrove et al. (1982); Lal y Vleeshauwer (1982);
Santos (1984); Young III y Youngberg (1996), que indican que el utilizar estos
sistemas de producción en diferentes cultivos principalmente en cereales
como maíz, trigo, cebada, pastos, etc. y leguminosas como fríjol, trébol,
soya, etc. resulta en una notable disminución de costos y sobre todo
rendimientos comparables a los sistemas convencionales de altas inversiones.
Además, utilizar leguminosas en rotación de cultivos provee al cultivo
subsecuente de un aporte de nitrógeno valioso.
La utilización de estos implementos provocan que la superficie del suelo este
desnuda y pierda la estructura natural y deflocule y sea polvoso, de manera
que este nivel del perfil este propenso a perderse por los medios mencionados
(Beltrán-Morales et al., 2004).
20
4.1.2 Labranza cero
Como labranza cero se designa al sistema de producción donde se eliminan
todas las labores mecánicas tanto de cultivo como de preparación para la
siembra, a excepción únicamente de la siembra, aunque en algunas ocasiones
incluso ésta se realiza a mano. Generalmente cuando se siembra
mecánicamente se hace con sembradoras de precisión tal como en labranza
mínima y labranza de conservación, la fertilización se realiza junto con la
siembra, por lo general con el mismo implemento o se aplica en el agua de
riego, cuando este se realiza por métodos presurizados como el goteo o
aspersión (Beltrán-Morales et al., 2004).
4.1.3. Labranza mínima, reducida y óptima
los términos descritos anteriormente tienen una estrecha relación entre si y
se catalogan de forma subjetiva, es decir, se pueden aplicar a circunstancias
variables y no es precisamente una receta tecnológica sino representa más
bien una filosofía, en la que las herramientas como la maquinaria e insumos
agrícolas, se utilizan en la menor cantidad posible, pero a la vez en forma
racional tratando de no afectar los rendimientos a la vez que se conservan y/o
mejoran los recursos básicos agua y suelo (Beltrán-Morales et al., 2004).
Se designa así a los sistemas de producción donde prácticamente se suprimen
todos los movimiento de tierra con maquinaria no indispensables, la supresión
de tal o cual labor es considerada por el criterio del productor, entre las
labores que se suprimen está la preparación de suelo con pasos de rastra y el
control de maleza mecánica, pero si algún movimiento de suelo mecánico se
considera necesario si se lleva a cabo. Generalmente en el sistema de
labranza mínima se incorporan por medio mecánico los residuos de cada
cosecha. Un tipo de labranza en la que el único laboreo se realiza para la
incorporación de abono verde es llamado labranza óptima (ASAE, 2002).
21
Definición de términos relacionados con los sistemas de labranza
Cama de siembra.- Es la porción de suelo preparada para sembrar la semilla y
promover su germinación y desarrollo.
Labranza primaria.- Es toda actividad realizada con la finalidad de preparar la
cama de siembra.
Labranza secundaria.- Es la remoción del suelo después de la siembra con el
fin de romper costras superficiales, arropar humedad y aflojar el suelo.
Labranza en franjas.- Sistema en el cual solamente son laboreadas franjas
aisladas del suelo (Beltrán-Morales et al., 2004).
4.1.4 Labranza de conservación
La labranza de conservación puede ser una combinación de la labranza cero, o
mínima, o reducida, pero con la condición de mantener por lo menos un 30 %
de cobertura vegetal sobre la superficie del suelo y además cumpla con toda
una serie de adecuaciones agronómicas. Esta cobertura vegetal; cuyo origen
puede ser la cosecha anterior o un cultivo realizado ex profeso, protege al
suelo del intemperismo, por lo que la erosión se reduce, se conserva y
mejoran la fertilidad del suelo y se incrementa su capacidad agronómica
general (Beltrán-Morales et al., 2004).
El termino labranza de conservación es sumamente importante para entender
la agricultura de conservación. Actualmente existe un cierto grado de
confusión entre técnicos y agricultores respecto a la agricultura de
conservación, principalmente por lo ligado que se encuentran los tipos de
labranza reducida como se denotó en los párrafos anteriores. De acuerdo con
Erenstein (1997) para algunos, labranza de conservación es simplemente
evitar la quema de residuos, para otros es sinónimo de labranza cero o
labranza mínima o reducida.
El sistema de labranza de conservación permite la acumulación gradual de
materia orgánica, en primera instancia la integración del sistema radicular y
22
después cada de las capas de mantillo que están en contacto con la humedad
(Moreno, 1994).
La función de la materia orgánica no es únicamente aportar nutrientes al
suelo, en especial nitrógeno, si así fuera, aunque seria relevante, tendría
poco interés, ya que la fertilización mineral actúa en este sentido
cuantitativamente con mayor rapidez. Sin embargo, el papel de la materia
orgánica en la complejidad del suelo es mucho más importante y por ello
insustituible (Labrador, 1990).
4.2 AGRICULTURA ORGÁNICA Y EL DILEMA DE LA LABRANZA
En la primera mitad del siglo XX en los países industrializados y hasta las
décadas de 1960 y 1980 en los países en desarrollo como México, la labranza
convencional (agricultura tipo revolución verde) era la base de toda
agricultura, los agricultores tecnificados buscaban a toda costa mantener sus
parcelas limpias de toda brizna de hierbas que no fueran propiamente los
cultivos (ATTRA, 2005). Al incrementarse el uso de herbicidas, la importancia
de algunas prácticas de laboreo disminuyo.
Por el contrario, los productores orgánicos continuaron realizando numerosas
prácticas mediante laboreo mecánico y fuego. Sin embargo, una cosa en
común tanto para productores convencionales como orgánicos hasta el
segundo y tercer cuarto del siglo XX es la gran cantidad de suelo desnudo
entre hileras durante la producción, y desnudo total entre cada temporada
productiva.
Actualmente, en una forma general, se reconoce que la agricultura orgánica;
que no puede usar ningún tipo de herbicida, está restringida a la labranza
mecánica. Este supuesto se ha usado para etiquetar a la agricultura orgánica
como erosiva y ambientalmente destructiva. Este cargo se vio reforzado con
los resultados de un estudio muy serio publicado en la prestigiada revista
Science (Robertson et al., 2000).
23
En este estudio se contrastó el Potencial Neto de Calentamiento Global
(PNCG) de diversos ecosistemas naturales y agrícolas. Se registraron diversos
parámetros tales como la liberación de CO2, CH4 y N2O, fijación de carbón en
forma de materia orgánica y el uso de insumos generadores de CO2 tales como
los fertilizantes y combustibles. Todos los sistemas de cultivos anuales,
incluyendo aquellos de leguminosas de cobertura incrementaron el PNCG en
varios grados.
Los sistemas orgánicos registraron valores considerablemente mejores que
aquellos de agricultura convencional, pero aun así, el PNCG de los organismos
fue mucho mayor que en los sistemas de labranza conservacionista. Este
resultado claramente demuestra que la agricultura orgánica sería sumamente
beneficiada con una combinación con labranza de conservación (Beltrán-
Morales et al, 2004).
4.3 ABONOS VERDES
Cuando hablamos de "abonado en verde" hacemos referencia a la utilización
de cultivos de crecimiento rápido, que se cortan y se entierran en el mismo
lugar donde han sido sembrados y que están destinados especialmente a
mejorar las propiedades físicas del suelo, a enriquecerlo con materia orgánica
de rápida mineralización enriquecedor del suelo mediante los nutrimentos
minerales y sustancias fisiológicamente activas, así como activar la población
microbiana del suelo (Angel y Prager, 1990).
Tradicionalmente el término abono verde se ha usado para referirse a plantas
que se incorporan al suelo cuando aun están verdes, o un poco después de la
floración con el objetivo de enriquecer los suelos. Pero en épocas recientes el
término abonos verdes, se ha usado más ampliamente y puede referirse a
plantas cuya vegetación se deja en el suelo estando verde o en estado seco
con el propósito de abonar el suelo. Los abonos verdes son de valor especial
debido al nitrógeno que pueden aportar por medio del proceso de fijación de
nitrógeno. A menudo a estas plantas se les llama leguminosas de abono verde.
Por ejemplo, Lathwell (1990) indica que bajo condiciones favorables, grandes
24
cantidades de nitrógeno puede ser fijado por los abonos verdes de plantas
leguminosas. Para lograrlo, las leguminosas deben primero estar bien
adaptadas a las condiciones climatológicas de la región. En este sentido, la
diversidad genética existente asegura que se cumpla este requisito. Segundo,
para lograr la máxima fijación de nitrógeno se requiere que haya condiciones
de suelo que favorezcan la acumulación de materia seca. Los abonos verdes
por si solos no son la única vía para restaurar la fertilidad de los suelos, sino
una forma de hacer un uso más eficiente de los recursos existentes al
combinarse con otras alternativas de conservación y enriquecimiento de los
suelos (Flores, 1993).
Ventajas de la incorporación de abonos verdes al suelo (Valdivieso, 1995).
- Aumenta el contenido de materia orgánica del suelo, especialmente
cuando son incorporadas mezclas de plantas.
- Aumenta la disponibilidad de macro y micronutrientes en el suelo, en
forma asimilable para las plantas.
- Incrementa la capacidad de reciclaje y movilización de los nutrientes poco
solubles.
- Aseguran la renovación del humus, acelerando su mineralización.
- Mejora la estructura del suelo y su capacidad de retención de agua.
- Permite una buena cobertura vegetal, reduciendo la erosión y la
desecación durante el desarrollo vegetativo y mejora la circulación del
agua en el mismo.
- Favorece la actividad de los microorganismos del suelo y mejoran la
estructura del suelo, por la acción mecánica de las raíces, por los
exudados radiculares, por la formación de sustancias pre húmicas al
descomponerse y por la acción directa de las células microbianas y
micelios de hongos.
- Enriquecen al suelo en nitrógeno, si se trata de leguminosas, e impiden, en
gran medida la lixiviación del mismo y de otros elementos fertilizantes.
-Favorece la restitución del fósforo y potasio al suelo.
- Limitan el desarrollo de malezas, directamente por el efecto de la
cubierta vegetal.
25
Genera beneficios complementarios, ya que pueden ser usados como forraje y
por la abundante floración de las plantas son aprovechados por las abejas.
4.4 FRIJOL DOLICHOS
El frijol Lablab purpureus, tiene las siguientes características: altura de
planta de 40 a 80 cm; raíz pivotante; tallos cilíndricos con vellosidad y de 3 a
6 metros de longitud; hojas trifoliadas; foliolos entre ovados y romboides,
redondeados en la mitad inferior, ápice agudo, 7.5-15 x 6-14 cm, delgados,
casi lisos, envés con pelos cortos, pecíolos acanalados, largos y delgados;
inflorescencia en racimos axilares, pedúnculos hasta de 40 cm de largo, cáliz
tubuloso, con los 2 dientes superiores soldados, estandarte provisto de
apéndices en la base, alas en parte soldadas a la quilla, quilla estrecha y
recurvada hacia dentro; fruto aplastado, oblongo-falcado, 5-8 x 2.5cm, liso
rostrado, con estilo persistente, dehiscente; semillas 3-5, comprimidas, entre
elípticas y ovoides, 1 cm de largo, de color pardo pálido o negro, hilo blanco y
sobresaliente (www.cidicco, 2003).
El mantener el suelo cubierto por una leguminosa reduce la pérdida de suelo.
Esta cubierta puede conservar el suelo, mejorar el contenido de materia
orgánica y competir con las malas hierbas (Humphreys, 1995). En segundo
lugar, la simbiosis de la leguminosa-rhizobium, que convierte el nitrógeno
atmosférico (N) a las formas de nitrógeno (N) que las plantas pueden utilizar
para su desarrollo, de esta manera también se puede completar el ciclo
dentro del sistema planta-animal-suelo. La simbiosis de la leguminosa-
rhizobium provee a los agricultores una fuente económica de N y realizan una
producción de cultivos ambientalmente limpia. Esta simbiosis no implica el
consumo de combustibles fósiles, como ocurre en la producción de los
fertilizantes nitrogenados químicos sintéticos que contribuyen entre otras
cosas al calentamiento global (Humphreys, 1995; Said y Tolera, 1993).
26
4.4.1 Historia y distribución
Las formas primitivas de dolichos se cree que se originaron en la India (Deka y
Sarkar, 1990) y se introdujeron en África de Asia suroriental durante el octavo
siglo. Actualmente, el dolichos es común en África, expandiéndose desde
Camerún a Swazilandia y a Zimbabwe, a través de Sudán, Etiopía, Uganda,
Kenia y Tanzania (Skerman et al., 1991). Las semillas del dolichos
provenientes de Egipto fueron plantadas en los jardines botánicos en Sydney
en 1819. Sin embargo, no fue hasta después del lanzamiento del cultivar
"Rongai" en 1962, cuando el dolichos se utilizó extensamente como forraje en
Australia. Actualmente, el dolichos es uno de los forrajes leguminosos y
abonos verdes más importantes del mundo (Cameron, 1988).
El dolichos se ha distribuido extensamente a muchos países tropicales y
subtropicales en donde se ha naturalizado (Purseglove, 1968). En Sud
América, América Central, el este y oeste de la India, Asia y China, el lablab
se produce como cultivo perenne anual o de breve duración. En estas áreas, la
semilla y las vainas verdes se utilizan para el alimento humano mientras que
el follaje se utiliza como abono verde, para el control de la erosión y como
suplemento de la alimentación para el ganado durante la estación seca
(Hendricksen y Mison, 1985).
4.4.2 Descripción de la planta
El dolichos es una planta leguminosa perenne, anual o de corta duración, es
sembrada para el pastoreo del ganado y conservar en ambientes en zonas
tropicales con lluvias de verano. Su crecimiento rastrero y vigoroso contribuye
al control de malas hierbas, también tolera el ataque de plagas y
enfermedades (Cameron, 1988).
Altura de planta de 40 a 80 cm; raíz pivotante; tallos cilíndricos con
vellosidad y de 3 a 6 m de longitud, los tallos rastreros pueden alcanzar hasta
3 m de longitud. Las hojas son grandes y trifoliadas, pueden llegar a medir de
27
7 a 15 cm de longitud (Figura 1)(Cameron, 1988); hojas trifoliadas; foliolos
entre ovados y romboides, redondeados en la mitad inferior, ápice agudo,
7.5-15 x 6-14 cm, delgados, casi lisos, envés con pelos cortos, pecíolos
acanalados, largos y delgados; inflorescencia en racimos axilares, pedúnculos
hasta de 40 cm de largo, cáliz tubuloso, con los 2 dientes superiores soldados,
estandarte provisto de apéndices en la base, alas en parte soldadas a la
quilla, quilla estrecha y recurvada hacia dentro; fruto aplastado, oblongo-
falcado, 5-8 x 2.5 cm, liso rostrado, con estilo persistente, dehiscente;
semillas 3-5, comprimidas, entre elípticas y ovoides, 1 cm de largo, de color
pardo pálido o negro, hilo blanco y sobresaliente (Flores, 1993).
Figura 1. Planta de frijol dolichos (Beltrán, 2007)
4.4.3 Características agronómicas
Condiciones ambientales
Es una leguminosa que se adapta a la mayoría de los ambientes tropicales, a
altas y bajas temperaturas, escasez de agua, altitud (Hendricksen y Mison,
1985; Cameron, 1988). Por debajo de los 20o C la planta reduce su
crecimiento; las hojas comienzan a caer cuando la temperatura es de 2o C o
menos, aun así, la planta puede sobrevivir una helada corta (Mayer et al.,
1986). El dolichos es tolerante a la sequía, ya se han tenido experiencias en
28
regiones áridas, semiáridas, con precipitaciones de 200 mm en promedio
(Hendricksen y Mison, 1985; Cameron, 1988).
El fríjol Dolichos crece con 10 cm de agua de riego durante la germinación y
el establecimiento, y cuando ya está establecido es tolerante a la sequía
(Mayer et al., 1986). El dolichos se puede encontrar a través de las zonas
tropicales y subtropicales; y se extiende a partir del 30o latitud sur a 30o
latitud norte. Se desarrolla normalmente a nivel del mar hasta elevaciones
entre de 1800 y 2100 m (Cameron, 1988; Hendricksen y Mison, 1985; Mayer et
al., 1986).
4.4.4 Suelo
El dolichos crece en una amplia gama de tipos del suelo, desde las arenas
profundas a las arcillas negras pesadas y tolera rangos de pH de 5 a 7.5. La
planta puede sobrevivir períodos cortos de inundación, crece bien en terrenos
aluviales (Menéndez et al., 1985) solo requiere suelos bien drenados, pues no
tolera la acumulación de agua en el suelo por periodos prolongados. Las
condiciones salinas pueden reducir el crecimiento de la planta, produciendo
hojas cloróticas. La fertilidad del suelo es importante; el fríjol Dolichos
responde bien a la aplicación de abonos fosfatados, los cuales, se recomienda
aplicar al momento de la siembra (Cameron, 1988).
4.4.5 Plagas y enfermedades
Aunque al dolichos se le han encontrado varias plagas y enfermedades (Duke,
1983), sólo algunas causan pérdidas serias. En varias áreas del mundo, el
dolichos está virtualmente libre de plagas y enfermedades. En Honduras,
existen evidencias de ataques moderados a severos del insecto Diabrotica, el
ataque se ha observado en la época de mayor sequía (Flores, 1993).
29
4.4.6 Uso agrícola
Por ser una leguminosa, sus raíces se asocian con bacterias del género
rhizobium, la cual convierte el nitrógeno atmosférico a las formas disponibles
para la planta, mejora la productividad de una manera barata y
ambientalmente sana. El nivel de fijación de N esta en relación con la eficacia
en la formación de nódulos, esto depende del índice de crecimiento de la
legumbre y de las condiciones del suelo; generalmente de 15 a 40 kg de N son
fijados para cada 1000 kg de materia seca (Humphreys, 1995).
Este "fertilizante natural" permite a los agricultores mejorar el suelo y su
productividad. Con su raíz profunda, el dolichos no es solamente tolerante a
la sequía, además puede poner a disposición de la planta los nutrimentos que
requiere para su desarrollo. Esta raíz profunda, así como la cubierta
protectora sirven para estabilizar el suelo y evitar o disminuir la erosión.
Cuando está sembrado en huertas o plantaciones asociado con otros cultivos,
el dolichos protege no solamente el suelo si no que realiza un control natural
de la mala hierba sin ningún efecto perjudicial sobre los arbustos o los árboles
frutales. También se ha demostrado el uso del dolichos como abono verde, el
cual incorporado al suelo incrementa los niveles de materia orgánica, así
como el contenido de N y otros nutrimentos al suelo. El frijol es incorporado
al suelo con un paso de rastra cuando este se encuentra en etapa de
floración. Si el suelo no será utilizado el mismo año, las plantas se utilizan
como pasto en la estación seca (Flores, 1993).
30
Figura 2. Uso de maquinaria para la incorporación del abono verde (Beltrán, 2007).
Figura 3. Abono verde incorporado al suelo (Beltrán, 2007).
Lablab purpureus combina una gran cantidad de cualidades que se puedan
utilizar con éxito bajo varias condiciones.
Su primera ventaja es su adaptabilidad, no solamente es tolerante a la sequía,
también puede desarrollarse en una gama diversa de condiciones ambientales
por todo el mundo. Permanece verde durante la estación seca y puede
proporcionar hasta 6 t ha-1 de materia seca (Flores, 1993).
31
Cuadro 1. Composición química de 100 g de semilla. Calorías 334
Humedad 12.0 %
Proteína 21.5 %
Grasa 1.2 %
Carbohidratos 61.4 %
Fibra 6.8 %
Ceniza 3.8 %
Calcio 98 mg
Fósforo 345 mg
Hierro 3.9 mg
Fuente: Duke, J.A.1983.The Handbook of Legumes of World Economic Importance. Pp. 103.
Cuadro 2. Composición química de 100 g de forraje. Fibra 28.1 %
Grasa 3.5 %
Proteína cruda 14.2 %
Carbohidratos 39.4 %
Ceniza 14.8 %
Calcio 1.98 %
Fósforo 0.26 %
Fuente: Duke, J.A.1983.The Handbook of Legumes of World Economic Importance. Pp. 103.
4.5 FRIJOL YORIMON
El frijol yorimón también conocido como chícharo de vaca, fríjol de cuerda,
caupí, etc. Es una leguminosa que posee alto valor proteico, buena capacidad
proteica, buena capacidad de fijar nitrógeno atmosférico a través de la
simbiosis con bacterias del genero Rhizobium, buena adaptación a todo tipo
de suelos, se siembra en un rango amplio de condiciones climáticas que van
desde las semiáridas hasta las subhúmedas y las de temporal, muestra buena
tolerancia al calor y a la sequía, es moderadamente tolerante a la salinidad.
32
Aunque se ha adaptado muy bien a zonas con condiciones de sequía presenta
un potencial alto de rendimiento bajo condiciones de riego. Se siembra en
diferentes partes del mundo para diversos propósitos. El frijol yorimón se usa
como mejorador del suelo, lo cual consiste en sembrar esta especie e
incorporarla como abono verde para que aporte nitrógeno al suelo (Murillo-
Amador et al., 2003).
Figura 4. Plantas de frijol yorimón (Beltrán, 2007).
4.5.1 Selección del terreno
El frijol yorimón puede sembrarse en todo tipo de suelos, aunque se desarrolla
mejor en suelos profundos y ligeros, como los predominantes en zonas áridas y
semiáridas, de textura migajón-arenosa y areno-arcillosa, con materia
orgánica y fertilidad relativamente bajas. El mejor desarrollo lo presenta en
suelos con pH neutro o ligeramente ácido. El pH recomendado es de 7.0 a 7.5
y con drenaje natural (Murillo-Amador et al., 2003).
33
4.5.2 Principales plagas que atacan al frijol yorimón
Las plagas de insectos son una seria amenaza para este cultivo, por lo general
atacan a todos los órganos de la planta en cualquier etapa de desarrollo,
llegando incluso a destruir el cultivo cuando estos no se controlan
oportunamente. En México se han detectado como principales plagas el
picudo de la vaina(Apion godmani), la diabrótica(Diabrotica speciosa), el
gusano elotero (Heliothis zea), el gusano saltarín(Elasmopalpus lignosellus), el
minador de la hoja(Bucculatrix thurberiella), el pulgón(Aphis sp), la
chicharrita(Empoasca papayea), trips(Thrips spp), la mosca blanca(Bemicia
tabaci), mientras que en California el principal productor de esta especie en
los Estados Unidos de América, la chinche Lygus(Lygus lineoralis) y un
áfido(Myzus persicae) son de las principales plagas (Murillo-Amador et al.,
2003).
4.5.3 Enfermedades más comunes en el frijol yorimón
El frijol yorimón es un cultivo que puede ser atacado por un gran número de
enfermedades, que pueden ser provocados por virus, hongos y bacterias, que
en ciertas situaciones se tornan factores limitantes del cultivo. En las regiones
productoras de frijol yorimón en México, la ocurrencia de enfermedades no es
de consideración, ya que ocasionalmente se observan pudriciones de tallo y
raíz causadas por un complejo de hongos en el suelo, pero su impacto en la
producción no es significativo (Murillo-Amador et al., 2003).
El frijol yorimón también es muy útil como materia verde incorporada al suelo
y los cultivares de crecimiento postrado y abundante follaje, reducen además,
la erosión del suelo. Las semillas de frijol yorimón generalmente contienen
(100 g de semilla) 11.4 % de humedad; 338 calorías, 22.5 g de proteína, 1.4 g
de grasa, 6.10 g de carbohidratos, 5.4 g de fibra, 3.7 g de cenizas, 104 mg de
calcio, 416 mg de fósforo (Murillo-Amador et al., 2000).
34
4.6 NUTRIENTES ESENCIALES En relación al transporte de nutrientes, la nutrición vegetal es otro punto
primordial, es necesario conocer antes que nada que son siete los factores
considerados que interactúan en la producción de los cultivos: 1) apoyo
mecánico, 2) temperatura, 3) agua, 4) aire, 5) nutrientes, 6) luz y 7)
tecnología. Dentro de los nutrientes están los elementos esenciales que toda
planta necesita indispensablemente para su desarrollo normal. Tales
elementos son básicamente 16, con algunas excepciones. Estos además se
clasifican como macro y microelementos, de acuerdo con la cantidad de
elemento requerida por la planta. Los macroelementos son aquellos de los
que la planta requiere más del 0.1 % de la biomasa seca producida (Etchevers,
1987) y son los siguientes: 1) Los que la planta toma principalmente de la
atmósfera: Carbono(C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), 2) Los macroelementos
primarios que la planta toma del suelo: Nitrógeno (N), Fósforo (P), y Potasio
(K), 3) Los macroelementos secundarios: Calcio (Ca), Magnesio (Mg) y Azufre
(S). Mientras que los microelementos son aquellos que la planta requiere en
menores cantidades y son los siguientes: Hierro (Fe), Cloro (Cl), Boro (B),
Cobre (Cu), Manganeso (Mn), Molibdeno (Mo) y Zinc (Zn) (Potash and
Phosphate Institute, 1988).
Además de tales elementos, las plantas excepcionalmente pueden utilizar o
almacenar algunos otros elementos, los cuales para muchas especies pueden
resultar tóxicos aun en cantidades bajas, como Sodio (Na), Selenio (Se),
Cobalto (Co), Silicio (Si), Níquel (Ni) y Aluminio (Al). El hecho de que algunas
especies tengan capacidad de absorber grandes cantidades de estos y otros
elementos contaminantes se está utilizando para la recuperación de suelos
con metales pesados, metaloides, plaguicidas, etc. (González Chávez, 2002;
Vázquez Alarcón, 2002).
35
5. MATERIALES Y METODOS
5.1 Descripción del sitio experimental
La investigación se realizó en el Campo Agrícola Experimental de La
Universidad Autónoma de Baja California Sur (UABCS) ubicada en el Km. 5.5
carretera al sur en la ciudad de La Paz, la cual se ubica en los paralelos 24°
08’ 32” latitud norte y 110° 18’ 32” longitud oeste (Compendio estadístico
Gobierno de Baja California Sur, 2004).
5.2 Suelo
La mayoría de los suelos del área de estudio, presentan una textura areno-
migajosa, común en las zonas áridas, el contenido promedio de materia
orgánica en los suelos de la región es de aproximadamente 0.4 %. El suelo del
sitio experimental presenta un contenido de arena del 75 %, 15 % de limo y 10
% de arcilla (Fenech, 1989).
5.3 Clima En esta zona se presenta un clima BW (h’) h w (e), es decir seco desértico
cálido, con una temperatura media anual mayor a 22o C y con lluvias
predominantes en verano, la precipitación promedio anual es de 184 mm
(Robles, 1998).
5.4 Siembra
La siembra se realizó directa de forma manual colocando dos semillas por
orificio, a una distancia de 20 cm de separación entre planta y una
profundidad de 5 cm. La separación entre surcos fue de 80 cm.
36
5.5 Riego
Este se realizó por medio de sistema de riego por goteo con cinta, aplicando
tres riegos por semana con una duración de 2 h.
5.6 Croquis de campo
Croquis del diseño de campo
Canal 20 m
LM LO LC LO LC LM LC LO LM
R1 R2 R3
Figura 5. Representación de parcelas con abono verde (cada tratamiento tiene dimensiones de 6 x 10 m, superficie total 1,080 m2).
5.7 Sistemas de labranza
• LC.- Labranza Convencional que consistió en paso de arado y dos de
rastra.
• LM.- Labranza Mínima que consistió en dos pasos de rastra.
• LO.- Labranza Optima con un solo paso de rastra para incorporar los
residuos.
37
5.8 Obtención de material (follaje)
Se cosechó el follaje de forma manual; colectando cinco plantas por parcela
experimental seleccionadas de forma aleatoria; cuando las plantas
presentaron una floración aproximada del 30 %. El material vegetal se colocó
en bolsas de papel según el tratamiento y repetición, se llevaron al
laboratorio donde se pesaron, posteriormente se metieron a la estufa a 70 ºC
durante 48 horas, al término de este tiempo se sacaron de la estufa y se
dejaron enfriar a temperatura ambiente para después pesarlas y destararlas.
Después cada una de las muestras se pasó por un molino eléctrico para ser
trituradas, posteriormente a un mortero y por último fueron pasadas por un
tamiz de 1 mm. Por cada muestra se realizaron dos réplicas.
5.9 Análisis nutrimentales Los análisis foliares se realizaron por las técnicas de laboratorio que se
mencionan a continuación:
Nitrógeno (Digestión Microkjeldahl) Alcántar y Sandoval (1999)
Material y equipo
Balanza analítica
Matraces Microkjeldahl de 30 ml
Plancha de arena o equivalente
Campana con extractor de gases
Pipetas de 10 ml
Matraces Erlenmeyer de 125 ml
Equipo para destilación por arrastre de vapor (Microkjeldahl)
Microbureta de 10 ml
Agitador magnético y barra de teflón
38
Reactivos
1.- Mezcla de ácido sulfúrico-salicílico. A 1 g de ácido salicílico se le agregan
30 ml de ácido sulfúrico concentrado. Al preparar cantidades mayores, se
guarda la misma proporción.
2.- Mezcla catalizadora de sulfatos: se mezclan 96 de Na2SO4 con 0.5 de
selenio metálico y 3.5 de CuSO4; la mezcla se muele hasta que pase por un
tamiz de 40 ml
3.- Hidróxido de Sodio al 50 %. Se disuelven 500 g de NaOH en un litro de agua
destilada.
4.- Ácido bórico al 4 % en solución acuosa: 49 de H3BO3 se disuelven en 1 L de
agua destilada.
5.-Solución estándar de ácido sulfúrico 0.05 N.
6.- Indicador verde bromocresol-rojo de metilo. Prepare una solución acuosa
al 0.1 % de verde de bromocresol (100 mg de reactivo en 10 mg de agua
destilada) antes de aforar agregue a esta solución 2 ml de solución de NaOH
0.1 (para preparar la solución pese 40 g de NaOH y disuelva en 100 ml de agua
destilada).
A su vez se prepara una solución al 0.1 % de rojo de metilo en alcohol etílico
(100 mg de rojo de metilo en 100 ml de alcohol y antes de aforar se añaden 3
ml de una solución 0.1 N de NaOH). Finalmente se mezclan 75 ml de la
solución de indicador de bromocresol con 25 ml de indicador rojo de metilo y
se diluye a 200 ml con alcohol etílico.
Procedimiento
Se pesan 0.1 g del material vegetal molido y seco en matraces microkjeldahl,
se le agregan 1.5 ml de la mezcla de ácidos sulfúrico-salicílico, mezclando de
tal forma que todo el material entre en contacto intimo con los ácidos
(reposar durante toda la noche). Adicione aproximadamente 0.2 g de mezcla
de sulfatos y caliente ligeramente durante 5 minutos teniendo cuidado de
evitar que se genere espuma.
Digiera en la plancha de arena a una temperatura no mayor a 350° C, después
de que la solución tome una coloración verde clara (aspecto acuoso) continúe
39
calentando aproximadamente una hora más. Cuando la digestión haya
finalizado, deje enfriar y agregue 10 ml de agua destilada, transfiera
cuantitativamente al equipo de destilación, adicionar 10 ml de NaOH e inicie
el calentamiento. El destilado se recibe en 20 ml de solución de ácido bórico
4 % más 0.2 del indicador (3-5 gotas) hasta alcanzar un volumen aproximado
de 50 ml. La titulación se lleva a cabo con la solución de ácido sulfúrico 0.05
N hasta el primer vire de color a levemente rosado. Simultáneamente deben
hacerse pruebas en un blanco y un testigo. Las determinaciones para
corrección de humedad se efectúan utilizando 2 g de material vegetal, secado
en la estufa a una temperatura de 105° C durante 5 horas.
Cálculos
%N = ml de H2SO4 x N del H2SO4 x 1.4/0.1 g
%N = ml de H2SO4 x N del H2SO4 x 14
Normalidad del ácido sulfúrico = 0.05 N u otra determinada contra un
estándar primario.
Figura 6. Determinación de nitrógeno.
40
Calcio y Magnesio (Absorción atómica) Alcántar y Sandoval (1999)
Material y equipo
Pipetas graduadas de 5 y 10 ml
Matraces volumétricos de varias graduaciones
Vasos de precipitado de 100 ml
Tubos de ensayo o frascos pequeños con tapa de baquelita
Espectrómetro de absorción atómica
Reactivos
1.- Solución patrón de calcio (5000 ppm). Se pesan 6.240 g de carbonato de
calcio anhidro y se agregan 25 ml de ácido clorhídrico 5N, disolver con
calentamiento, dejar enfriar y transferir a un matraz aforado de 500 ml.
Llevar a volumen con agua destilada.
2.- Solución intermedia de calcio (50 ppm). Transfiera 5 ml de solución patrón
a un matraz aforado de 500 ml y diluya hasta la marca con agua destilada.
Esta solución tendrá 50 ppm de calcio. A partir de esta solución se pueden
preparar los estándares. Por diluciones, con la adición de supresor de lantano.
3.- Solución patrón de magnesio (5000 ppm). A 1.145 g de oxido de magnesio
anhídrido se le agregan 45 ml de ácido clorhídrico 5 N, disolver con
calentamiento, enfriar, transferir a un matraz graduado de 500 ml, y aforar
con agua desionizada.
4.- Solución intermedia de magnesio (20 ppm). Tomar con una pipeta 2 ml de
la solución patrón (5000 ppm) y colocarlos en un matraz graduado de 500 ml y
aforar con agua desionizada, la solución contendrá 20 ppm de magnesio.
5.- Solución concentrada de lantano (65000 ppm). Se disuelven 76.22 g de
óxido de lantano en 150 ml de ácido clorhídrico concentrado, después aforar
la solución a un volumen de 1 litro con agua destilada o desionizada.
Procedimiento
De la solución obtenida después de la digestión, se colocan alícuotas de 1 ml
en matraces volumétricos de 25 ml y se llevan a volumen con agua destilada.
De aquí se deberá hacer una segunda dilución, la cual dependerá de la
concentración de calcio y magnesio esperados en las muestras, siendo las mas
41
frecuentes 1:10 y 1:25, las cuales darán soluciones finales de 1:250 y 1:625
respectivamente. Antes de llevar a cabo la segunda dilución, se adiciona 1 ml
de solución concentrada de oxido de lantano por cada 10 ml del volumen
final. De otra manera, la solución que se utilizará para leer en el aparato de
absorción atómica, deberá contener solución de lantano en una proporción del
10 % con respecto al volumen de aforo.
Mezclar perfectamente y después que se han realizado los ajustes
correspondientes al equipo, leer las muestras en escala de absorbencia. Las
muestras deberán tener un intervalo de dilución tal, que puedan ser leídas
dentro de la curva de calibración para calcio que va desde 0-10 ppm y la de
magnesio de 0-1 ppm. La concentración de Calcio y Magnesio se obtendrán
mediante curvas de calibración, interpolando las lecturas o utilizando un
factor obtenido de la pendiente y luego considerando las diluciones hechas.
% Ca, Mg = Absorbancia x Vol. Digestión x Vol. Dilución x 100
Pendiente x P.S. muestra (g) x Alícuota
Potasio y Sodio (Absorción atómica) Alcántar y Sandoval (1999)
Material y equipo
Pipetas graduadas de 5, 10 y 25 ml
Matraces de 50, 100 y 1000 ml
Espectrofotómetro de llama (flamómetro)
Reactivos
1.- Soluciones estándar de potasio. Pesar exactamente 0.1907 g de cloruro de
potasio seco en un matraz aforado de 1 l, se disuelve en agua destilada y se
lleva hasta volumen. Esta solución contiene 100 ppm de potasio. De esta
solución se transfieren 5, 15, 20 y 30 ml a matraces de 100 ml y se afora con
agua destilada para tener una curva de calibración de 0-30 ppm de potasio.
2.- Solución estándar de sodio. Se pesan exactamente 0.2978 g de cloruro de
sodio anhidro y se realizan los mismos pasos que para el caso anterior.
Procedimiento
42
Del filtrado obtenido después de la digestión húmeda se transfiere 1 ml a
matraces volumétricos de 50 ml y se afora con agua destilada. Esta solución
se utiliza para tomar directamente las lecturas de las muestras en porcentaje
de transmitancia.
Previamente se deberá ajustar el equipo (flamómetro) con las curvas de
calibración correspondientes, conforme al manual de operación del equipo. La
concentración de cada uno de estos elementos se obtendrá utilizando las
curvas de calibración obtenidas, teniendo en cuenta las diluciones, alícuota y
peso de la muestra.
%K = lectura de transmitancia x Vol. Digestión x Vol. Dilución x 100
Pendiente x peso de la muestra (g) x alícuota
Fósforo (Método Colorímetro) Alcántar y Sandoval (1999)
Material y equipo
Matraces de 25 ml
Pipetas graduadas de 5 y 10 ml
Embudos
Papel Whatman No. 40 o 41
Tubos para colorímetro
Espectrofotómetro
Reactivos
1.- Ácido nítrico 1:2 en agua (v/v).
2.- Solución de vanadato de amonio 0.25 % en agua.
3.- Solución de heptamolibdato de amonio de 5 % en agua.
4.- Estándar de Fosfato. Disuelva 0.2195 g de KH2PO4 a 1 l. Esta solución tiene
50 ppm de Fósforo. La curva de calibración deberá tener un intervalo de 0-25
ppm y se deberá preparar a partir de esta solución.
43
Procedimiento
Transfiera una alícuota de 1 ml de filtrado a un matraz volumétrico de 25 ml y
agregue los reactivos en el siguiente orden:
0.5 ml de ácido nítrico (1:2 en agua destilada).
0.5 ml de solución de vanadato de amonio.
0.5 ml de solución de heptamolibdato de amonio.
Lleve a volumen con agua destilada, agite y deje reposar por espacio de 30
minutos. Transcurrido este tiempo, transfiera la solución a tubos de
colorímetro y lea la absorbancia en el espectrofotómetro a 470 nm. La
concentración de Fósforo se determina mediante una curva de calibración en
un intervalo de 0 a 25 ppm.
NO3-N (Cromatografía de iones) Marschner (1986)
Material y equipo
Botella de agitación de plástico de 100 ml
Tubos de ensayo
Centrifuga
Cromatógrafo
Procedimiento
Se pesan 300 g de muestra y se depositan en una botella de agitación de
plástico de 100 ml. Se le agregan 50 ml de agua destilada y se agita durante 1
hora. Posteriormente centrifugar la suspensión por 10 minutos a 10,000 r.p.m.
y se almacena el centrifugado en tubos de ensayo. Dependiendo de la
concentración, se realizan las diluciones convenientes. Se filtra la muestra a
través de discos de cromatografía hacia recipientes para muestra y ponga los
recipientes para muestra en su estante y colóquelos en la cámara de auto
inyección. Previa estabilización de la fase móvil y la columna de detección (2-
4 horas) y considerando los parámetros establecidos para el equipo iniciar la
medición de una solución estándar de referencia. Posteriormente iniciar la
medición de las muestras.
44
Boro (Método Colorímetro de ácido curcúmico) Alcántar y Sandoval (1999)
Tubos o vasos de polipropileno de 50 y 250 ml
Baño maría
Mufla
Plancha de calentamiento
Embudos de polipropileno
Papel Whatman No.40 de 15 cm de diámetro
Pipetas graduadas de 1, 5 y 25 ml
Crisoles de porcelana
Varilla de vidrio
Frasco ámbar
Cápsula de porcelana
Espectrofotómetro y celdas graduadas
Reactivos
1.- Alcohol etílico al 95 % libre de Boro, redestilado de preferencia.
2.- NaOH al 5 %. Se pesan 1.25 g de NaOH y se diluyen en 25 ml de agua
destilada.
3.-Ácido sulfúrico-ácido acético (v/v). Se mezclan 250 ml de ácido sulfúrico
con 250 ml de ácido acético (se coloca primero el ácido acético glacial y
después, sobre este el ácido sulfúrico).
4.- HCl al 10 %. Se miden 10 ml de HCl y se diluyen a 100 ml con agua
destilada.
5.- HCl al 25 %. Se miden 25 ml de HCl y se diluyen a 100 ml con agua
destilada.
6.- Solución patrón de Boro (100 ppm). Disolver 0.572 g de ácido bórico
secado en la estufa y después se afora a 1 litro con agua bidestilada. Esta es
la solución madre que contiene 100 ppm de Boro. Hágase otra solución
diluyendo 50 ml de la primera y llevándola a 500 ml con agua destilada, esta
contiene 10 ppm de Boro.
7.- Solución de curcumina-ácido oxálico. Se disuelven 0.04 g de curcumina
triturada en el mortero hasta obtener polvo muy fino y 5 g de H2C2O4 2H2O
(ácido oxálico) en 100 ml de alcohol etílico al 95 % y exento de Boro.
45
Guárdese esta solución en un frasco ámbar, en la oscuridad y en refrigeración.
Debido a la rápida descomposición de la curcumina se requiere preparar este
reactivo continuamente, al menos una vez por semana.
8.- Solución de óxido de Calcio. Pesar 50 g de carbonato de Calcio en una
cápsula de porcelana y colocarla en la mufla a 250° C por 30 minutos para
obtener el oxido de calcio.
Procedimiento
Digestión. En crisoles de porcelana se pesan 0.5 del material vegetal seco y
molido, se adiciona una pizca de óxido de calcio, un poco de agua destilada y
se mezcla perfectamente con la ayuda de una varilla de vidrio. Se mete a la
mufla a 500° C durante una hora y media hasta la formación de cenizas. La
muestra se saca de la mufla y se deja enfriar, luego se le agregan 10 ml de
HCl al 10 % y se coloca en una plancha de arena caliente hasta la sequedad.
Una vez que la muestra se ha secado se le añaden 10 ml de HCl al 25 % y se
mezcla perfectamente. Luego se transfieren los mezclados a matraces
volumétricos de 25 ml, se aforan con agua destilada y se almacenan en frascos
de polipropileno para evitar contaminación por Boro.
Determinación. En vasos de precipitado de 250 ml, libres de Boro, se colocan
alícuotas de 1 ml del filtrado obtenido. Deberán tomarse alícuotas de 1 ml (si
se requieren nuevas diluciones entonces se harán antes de llegar a este paso).
Después se agregan 4 ml del reactivo de curcumina-ácido oxálico y se mezclan
perfectamente. Se evaporan a sequedad en una estufa a 55° C o en baño
maría y continúe el calentamiento durante 15 minutos, hasta que todo el
líquido se haya evaporado. Dejar enfriar y añadir 25 ml de alcohol etílico al 95
% para disolver el residuo y posteriormente filtrar, recibiendo el filtrado
directamente en tubos de colorímetro. Las lecturas se llevan a cabo a 540 nm.
La concentración de boro se calcula a partir de la curva de calibración
preparada con 1, 2, 4, 8 y 12 ml de la solución patrón de 10 ml de boro
diluidas hasta 50 ml. A cada punto de la curva se le dará el mismo
tratamiento que a las muestras.
46
Cobre (Absorción atómica) Alcántar y Sandoval (1999)
Material y Equipo
Pipetas graduadas de 1, 5 y 10 ml
Matraces de 25, 100 y 1000 ml
Tubos de ensaye
Vasos de precipitado de 50 y 100 ml
Espectrofotómetro de absorción atómica
Balanza analítica
Reactivos
1.- Solución patrón de Cobre (1000 ppm). En un matraz volumétrico de 1 l
pesar 3.9270 g de CuSO4 5H2O, adicionar 10 ml de HCl 0.5 M (D=1.16) y llevar
a volumen con agua destilada.
2.- Solución intermedia de Cobre (100 ppm). De la solución patrón (1)
transferir 10 ml a un matraz aforado de 100 ml y llevar a volumen con agua
destilada.
Procedimiento
De la solución obtenida de la digestión húmeda, aforada a 25 ml y filtrada, se
puede determinar el cobre directamente y es poco usual hacer diluciones para
ajustar la concentración de la solución, de modo que esta quede entre 1-6
ppm, que es el intervalo de respuesta lineal para este elemento. La
concentración de este se determina mediante la curva de calibración.
Zinc (Absorción atómica) Alcántar y Sandoval (1999)
Material y Equipo
Pipetas graduadas de 1, 5 y 10 ml
Matraces de 25, 100 y 1000 ml
Tubos de ensayo
Vasos de precipitado de 50 y 100 ml
Espectrofotómetro de absorción atómica
47
Balanza analítica
Reactivos
1.- Solución patrón de Zinc (100 ppm). Disolver 0.4397 g de ZnSO4 7H2O en 10
ml de HCl concentrado y aforar a 100 ml con agua bidestilada.
2.- Solución intermedia de Zinc (10 ppm). Transferir 10 ml de la solución
patrón (100 ppm) a un matraz volumétrico de 100 ml y aforar con agua
bidestilada. De esta solución transferir 1, 3, 5, 7, 9, 11, 12 y 15 ml a matraces
aforados de 100 ml y llevar a volumen con agua bidestilada, con lo que se
tendrá un rango en la curva de calibración de 0.1-1.5 ppm de Zinc.
Procedimiento
De la solución obtenida de la digestión húmeda, aforada a 25 ml y filtrada, se
pueden hacer directamente las determinaciones de Zinc en el
espectrofotómetro de absorción atómica. Serán necesario hacer diluciones
con agua cuando el contenido de Zinc en las muestras sea mayor al intervalo
lineal de respuesta de este elemento, el cual quedo establecido en la curva
de calibración, entre 0.1 y 1.5 ppm.
Fierro (Absorción atómica) Alcántar y Sandoval (1999)
Material y Equipo
Pipetas graduadas de 5, 10 y 25 ml
Matraces de 50, 100 y 500 ml
Tubos de ensayo
Vasos de precipitado de 50 y 100 ml
Espectrofotómetro de absorción atómica
Balanza analítica
Reactivos
1.- Solución patrón de Fe (1000 ppm). En un matraz volumétrico de 100 ml
pesar 4.977 g de Fe SO4 7H2O, adicionar 10 ml de HCl 0.5 M y llevar a volumen
con agua.
48
2.- Solución intermedia de Fe (100 ppm). Transferir 10 ml de la solución
anterior a un matraz volumétrico de 100 ml y llevar a volumen con agua
destilada.
Procedimiento
De la solución anterior proveniente de la digestión húmeda, ya filtrada, se
pueden hacer directamente las lecturas y solo en caso de que las cantidades
de fierro, presentes en el material, sean demasiado altas se deberán hacer
diluciones para ajustar las lecturas a modo que queden dentro del intervalo
de la curva de calibración (1-10 ppm). La concentración se determina
mediante curvas de calibración, bien sea interpolando las lecturas que
utilizando un factor obtenido de la pendiente, considerando siempre las
diluciones hechas durante la determinación.
Manganeso (Absorción atómica) Alcántar y Sandoval (1999)
Material y equipo
Pipetas graduadas de 5 y 10 ml
Matraces de 50, 100 y 1000 ml
Tubos de ensaye
Vasos de precipitado de 50 y 100 ml
Espectrofotómetro de absorción atómica
Balanza analítica
Reactivos
1.- Solución patrón de Manganeso (100 ppm). Pesar exactamente 0.307g de
MnSO4 H2O, disolver en agua destilada y aforar a un litro.
Procedimiento
Una vez filtrada y aforada a 25 ml la solución proveniente de la digestión
húmeda se puede proceder a leer directamente la concentración de
manganeso en el espectrofotómetro de absorción atómica. En caso de que las
lecturas sobrepasen el rango de la curva de calibración se deberán hacer
diluciones correspondientes con agua destilada, de tal forma que la
49
concentración de manganeso en la solución final no sea mayo de 10 ppm, ya
que el intervalo lineal de respuesta para este elemento se encuentra entre 1-
10 ppm.
5.9 Diseño experimental
El diseño experimental fue bloques completos al azar con arreglo en parcelas
divididas, con tres repeticiones. La unidad experimental tuvo una dimensión
de 6 x 10 m. Los tratamientos utilizados fueron: Labranza Convencional (un
paso de arado y dos de rastra), Labranza Mínima (doble rastreo) y Labranza
Optima (rastreo).
50
6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
6.1. Producción de materia seca
La producción promedio de materia seca de los cultivares de DR en LC fue de
6.10 t ha-1, DR en LM fue de 5.09 t ha-1 y de DR en LO la producción fue de
6.05 t ha-1. Con respecto a la producción de DC en LC y DC en LM, la
producción de materia seca fue de 5.67 t ha-1. Asimismo se obtuvieron 6.08 t
ha-1 de DC en LO. Con relación a la materia seca producida por YO en LC fue
de 5.39 t ha-1, de YO en LM fue de 6.05 t ha-1 y por último la producción de YO
en LO fue de 5.83 t ha-1. El aporte de nutrientes de cada uno de los cultivares
y sistemas de labranza utilizados se muestran en el cuadro 3.
Cuadro 3. Producción de materia seca y aporte de nutrimentos por cultivar de frijol y sistema de labranza.
En el cuadro anterior se observa que el cultivar de frijol que aporta la mayor
cantidad de N es el DC producido en cualquier sistema de labranza,
específicamente la mayor producción de aprecia en LO con 278 kg ha-1, lo que
implica que si tomamos en cuenta la economía en la producción de cultivos y
el ahorro de costos de cultivo con el uso de labranza optima, se recomendaría
este sistema de producción de DC como el mejor sistema para la producción y
la incorporación de N como abono verde. Estos niveles del contenido de N son
similares a los encontrados en el cultivo de Crotalaria por García y Treto
Nutrimentos Kg ha-1
Frijol
SL MS
N
NO3
P
K
Ca
Mg
Fe
Mn
B
Zn
Cu
DC
LC
5.67
275
0.58
22.0
148
122.5
29.7
5.9
1.09
1.10
0.18
0.30
DC LM 5.67 263 0.50 22.7 144 120.7 33.1 8.3 1.10 1.23 0.17 0.33 DC LO 6.08 278 0.59 24.1 161 135.6 34.4 7.1 1.15 1.50 0.24 0.37 DR LC 6.10 245 0.28 23.8 162 153.4 37.9 6.5 1.23 1.72 0.19 0.35 DR LM 5.09 223 0.51 19.8 145 131.9 33.9 5.9 0.89 0.77 0.15 0.29 DR LO 6.05 242 0.40 23.8 150 174.4 45.3 9.1 1.17 1.38 0.22 0.37 YO LC 5.39 213 0.39 20.5 130 114.5 42.9 4.4 2.14 0.70 0.15 0.24 YO LM 6.05 238 0.69 24.3 147 136.3 46.5 5.5 2.35 1.84 0.16 0.29 YO LO 5.83 239 0.44 24.2 141 129.3 51.9 5.1 2.27 1.69 0.15 0.31
DC=Dolichos Café, DR=Dolichos rojo, YO=Yorimon, SL=Sistema de Labranza, LC=Labranza Convencional, LM=Labranza Minima, LO=Labranza Optima, MS=Materia Seca t ha-1
51
(1997). Sin embargo, los tres cultivares analizados en esta investigación
resultaron superiores en producción de N, P y K con respecto a los 12 cultivos
estudiados por dichos investigadores para ser utilizados como abono verde tal
como se muestra en el cuadro 4. Asimismo, los resultados emanados de esta
investigación con respecto al contenido de N, P y K son mayores a los
obtenidos por Barreto et al. (1994) quienes mencionan que Mucuna aportó 162
kg de N ha-1, 11 kg ha-1 de P y 49 kg ha-1 de K. Los mismos autores encontraron
un contenido nutrimental de 246 kg ha-1 de N, 21 kg ha-1 de P y 105 kg ha-1 de
K en plantas de Canavalia ensiformis.
Cuadro 4. Aporte de fitomasa y nutrientes de especies de plantas utilizadas como abono verde en el periodo lluvioso a los 60 días. Suelo ferraltico rojo. La Habana, Cuba (García y Treto, 1997).
Nutrimentos Kg ha-1 Especie MS
t ha-1
N P
K
Crotalaria 7.1 255 21 92 Canavalia 3.4 153 11 44 Mucuna prieta 3.2 149 8 44 Sesbania 4.4 141 11 101 Dolichos 2.9 121 10 52 Sorgo grano 11 188 22 211 Crotalaria 2.5 92 9 65 Caupi 2.7 77 8 52 Frijol mungo 3.0 67 8 56 Terciopelo 2.6 121 7 38 Frijol diablito 2.1 79 9 36 Gandul 4.5 135 13 676
52
Cuadro 5. Valores porcentuales promedio de nutrimentos mayores en tres cultivares de frijoles producidos bajo tres sistemas de labranza.
En el Cuadro 5, correspondiente a los valores porcentuales promedio de
nutrimentos mayores y en la figura 7, se muestra el contenido porcentual
promedio nutrimental de los tres cultivares considerados en el presente
estudio. No se encontró diferencia estadística con respecto al contenido de N,
P, K de los cultivares y los sistemas de labranza. La concentración más baja
de N se presentó en DR producido en LO con un 4 %; sin embargo, este valor
es hasta 81.8 % mayor que el encontrado en trabajos similares realizados por
Malavolta (1989), quien menciona que los valores ideales con relación al
contenido de N en la parte aérea del cultivo de frijol oscila entre 1.8 y 2.2 %,
tal como se presentan en el cuadro 6. Asimismo, el contenido nutrimental de
todos los cultivares estudiados en esta investigación fue más alto que los
descritos por Herrera y Meléndez en 1997, quienes observaron que el mayor
contenido de N se presentó en Crotalaria spp con 3.84 % (Cuadro 7). Ovalle et
al. (2007) en un trabajo realizado con cubiertas vegetales en la producción
orgánica de frambuesa encontraron que el contenido más alto de N se
presentó en trébol blanco con 4.49 %, valor que no resultó superior al 4.85 %
encontrado en la presente investigación (Cuadro 5).
Valores porcentuales promedio nutrimentos mayores
Frijol
SL
N
NO3
P
K
Ca
Mg
DC
LC
4.8534 a
0.0102 a
0.3890 a
2.6119 a
2.1626 bc
0.5258 e
DC LM 4.6441 a 0.0088 a 0.4006 a 2.5495 a 2.1391 bc 0.5851 dec
DC LO 4.5744 a 0.0097 a 0.3976 a 2.6437 a 2.2343 bc 0.5669 de
DR LC 4.0100 a 0.0047 a 0.3903 a 2.6571 a 2.5169 bac 0.6225 bdec
DR LM 4.3762 a 0.0100 a 0.3887 a 2.8469 a 2.5922 ba 0.6660 bdec
DR LO 4.0022 a 0.0067 a 0.3931 a 2.4789 a 2.8829 a 0.7499 bdac
YO LC 3.9601 a 0.0072 a 0.3813 a 2.4075 a 2.1244 c 0.7971 ba
YO LM 3.9384 a 0.0114 a 0.4016 a 2.4359 a 2.2564 bc 0.7683 bac
YO LO 4.0929 a 0.0075 a 0.4149 a 2.4130 a 2.2181 bc 0.8901 a
Valores con la misma literal en columna indican igualdad estadística DMS Tukey (P≤0.05). DC=Dolichos Café, DR=Dolichos rojo, YO=Yorimón, SL=Sistema de Labranza, LC=Labranza Convencional, LM=Labranza Mínima, LO=Labranza Optima.
53
Cuadro 6. Concentraciones adecuadas de nutrimentos en el follaje del cultivo de frijol de acuerdo con Malavolta (1989).
El rango encontrado del nutrimento P fluctuó entre 0.38 y 0.41 %; este
resultado es 153 % mayor comparado al establecido en el cuadro 4 por
Malavolta (1989), quien encontró en el cultivo de frijol un rango óptimo de P
entre 0.12 y 0.15 %. Asi mismo, el contenido de P obtenido mostró ser
superior a 13 de los 15 cultivos descritos por Herrera y Meléndez en 1997. La
concentración de K encontrada en este estudio osciló entre 2.40 y 2.84 % y
resulto ser inferior a la encontrada por Malavolta (1989) en el cultivo del
frijol; el mismo autor menciona que las concentraciones adecuadas de este
nutrimento son de 3.0 a 3.5 %. Sin embargo, los resultados encontrados son
similares a lo descrito por Herrera y Meléndez (1997), quienes encontraron un
rango de concentración de 0.9 a 3.12 %. En relación al contenido porcentual
de Ca, este se encontró en mayor medida en el cultivar de frijol DR cultivado
con el sistema de LO con un 2.88 %, en contraste, el menor porcentaje se
encontró en YO producido en LC con un 2.12 %; estos resultados son similares
a los encontrados por Herrera y Meléndez (1997), quienes reportan contenidos
de Ca de 0.21 a 3.8 %; sin embargo, son menores al rango de 5.0 a 5.5 % que
estableció Malavolta (1989).
Nutrimentos mayores % ppm N 1.8-2.2 18.000-22.000 P 0.12-0.15 1.200-1.500 K 3.0-3.5 30.000-35.000 Ca 5.0-5.5 50.000-55.000 Mg 0.5-0.8 5.000-8.000 S 0.15-0.20 1.500-2.000
Nutrimentos menores B Cu
0.0150-0.02
0.0005-0.0007
150-200 5.0-7.0
Fe 0.07-0.09 700-900 Mn Mo Zn
0.040-0.0425 0.00002-0.00003
0.004-0.005
400-425 0.2-0.3
40-50
54
Cuadro 7. Porcentaje de macro y microelementos encontrados en el follaje de las especies más comunes encontradas en los tapaderos de frijol en Costa Rica acorde con Herrera y Meléndez (1997).
Con respecto al contenido de Mg, se observó que el mayor porcentaje se
presentó en el cultivar YO producido con LO con un 0.89 % y la menor
concentración se encontró en DC producido con LC, presentando un 0.53 %;
sin embargo, estos resultados son mayores a los encontrados por Herrera y
Meléndez (1997) quienes mencionan que el rango de concentración es de 0.20
a 0.85 % (cuadro 5), este rango corresponde al encontrado por Malavolta
(1989) quien determinó un rango de entre 0.5 a 0.8 %.
Especie
N
P
Ca
Mg
K
Fe
Cu
Zn
Mn
Yuquilla 1.24 0.51 3.8 0.39 2.4 0.013 0.0010 0.0050 0.0067 T. Diversifolia 2.57 0.44 2.97 0.60 3.12 0.030 0.0015 0.0037 0.0079 Sida rhombifolia
1.56 0.31 2.07 0.54 1.36 0.022 0.0010 0.0025 0.0078
Crotalaria spp 3.84 0.30 0.93 0.26 1.96 0.016 0.0011 0.0021 0.0118 Ageratum conizoides
1.85 0.29 3.14 0.78 2.35 0.653 0.0019 0.0042 0.0122
Heliconia lathispata
1.44 0.26 1.42 0.67 2.05 0.045 0.0007 0.0029 0.0128
Paspalum paniculatum
1.59 0.24 1.27 0.85 2.43 0.025 0.0010 0.0023 0.0099
O. burmanii 1.40 0.24 1.34 0.46 1.06 1.378 0.0018 0.0045 0.0116 Arenillo 2.14 0.23 1.88 0.32 0.90 0.016 0.0009 0.0024 0.0042 R. cochinchinensis
0.80 0.23 0.64 0.18 1.00 0.075 0.0008 0.0037 0.0019
Panicum trichoides
1.51 0.23 1.20 0.37 1.38 0.218 0.0011 0.0030 0.0071
Melinis minutiflora
1.13 0.22 0.44 0.20 1.67 0.028 0.0008 0.0022 0.0061
Pteridium aquilinum
1.62 0.21 0.21 0.22 1.82 0.006 0.0008 0.0015 0.0084
Pseudobaccharis spp
2.05 0.18 1.24 0.35 2.40 0.010 0.0013 0.0017 0.0059
Hyparrhenia rufa
1.03 0.17 0.36 0.23 1.61 0.010 0.0005 0.0026 0.0082
55
4
2
0
PNO3-NNMgKCa
4
2
0
4
2
0
%
4
2
0
4
2
0
PNO3-NNMgKCa
4
2
0
4
2
0PNO3-NNMgKCa
4
2
0
DCLC
NUTRIMENTO
DCLM DCLO
DRLC DRLM DRLO
YOLC YOLM YOLO
Figura 7. Contenido de nutrimentos mayores en tres cultivares de frijol producido en tres sistemas de labranza.
Cuadro 8. Valores porcentuales promedio de nutrimentos menores en tres cultivares de frijoles producidos bajo tres sistemas de labranza
Valores porcentuales promedio nutrimentos menores Frijol SL Fe Mn B Zn Cu
DC LC 0.1043 bac 0.0193 b 0.0195 ba 0.0033 a 0.0054 a DC LM 0.1460 ba 0.0195 b 0.0218 ba 0.0030 a 0.0059 a DC LO 0.1173 bac 0.0190 b 0.0247 a 0.0040 a 0.0061 a DR LC 0.1068 bac 0.0202 b 0.0282 a 0.0031 a 0.0057 a DR LM 0.1177 bac 0.0176 b 0.0153 b 0.0029 a 0.0057 a DR LO 0.1504 a 0.0194 b 0.0229 ba 0.0036 a 0.0061 a YO LC 0.0813 c 0.0398 a 0.0130 b 0.0028 a 0.0044 b YO LM 0.0910 bc 0.0389 a 0.0305 a 0.0027 a 0.0048 b YO LO 0.0873 bc 0.0390 a 0.0291 a 0.0026 a 0.0053 a
Valores con la misma literal en columna indican igualdad estadística DMS Tukey (P≤0.05). DC=Dolichos Café, DR=Dolichos rojo, YO=Yorimón, SL=Sistema de Labranza, LC=Labranza Convencional, LM=Labranza Mínima, LO=Labranza Optima
56
En el Cuadro 8 correspondiente a los valores porcentuales promedio de
nutrimentos menores y en la figura 8 donde se muestra gráficamente el
contenido porcentual promedio nutrimental de los tres cultivares con los tres
sistemas de labranza, se observa que respecto al contenido de Zn, no se
detectó diferencia estadística entre DR, DC y YO, ni con respecto a LC, LM y
LO. Sin embargo, se presentaron diferencias numéricas, por ejemplo, el
menor contenido de Zn se presentó en YO en LO con 0.0026 % y el mayor
porcentaje se observo en DC en LO con 0.0040 %. Estos resultados son
similares a los encontrados por Herrera y Meléndez (1997) y Malavolta (1989),
quienes encontraron un rango en la concentración de Zn de 0.0015 a 0.0050 %.
El contenido de Cu se expresó en mayor medida en DC en LC, DC en LM, DC en
LO, DR en LC, DR en LM, DR en LO y YO en LO, siendo el DC en LM y el DC en
LO donde se presentó la mayor concentración con 0.0061 %, la menor
concentración se encontró en YO en LM y YO en LC con un 0.0048 % y 0.0044
%, respectivamente, estos rangos son mayores a los reportados por Herrera y
Meléndez (1997) y Malavolta (1989).
0.10
0.05
0.00
ZnMnFeCuB
0.16
0.08
0.00
0.10
0.05
0.00
%
0.10
0.05
0.00
0.16
0.08
0.00
ZnMnFeCuB
0.08
0.04
0.00
0.10
0.05
0.00ZnMnFeCuB
0.10
0.05
0.00
DCLC
NUTRIMENTO
DCLM DCLO
DRLC DRLM DRLO
YOLC YOLM YOLO
Fig. 8. Contenido de nutrimentos menores en tres cultivares de frijol
producido en tres sistemas de labranza.
57
El mayor contenido porcentual de B se localizó en DC en LO, DR en LC, YO en
LM y YO en LO, por el contrario, el menor contenido se encontró en DR en LM
con un 0.0153 %. El contenido porcentual de Mn mostró igualdad estadística
en DC en LC, DC en LM, DC en LO, DR en LC, DR en LM y DR en LO. Asimismo,
en YO en LO fue donde se encontró la mayor concentración de Mn con 0.039
%. En general, el mayor contenido se encontró en el frijol YO producido bajo
cualquier sistema de labranza y la menor concentración se observó en DR en
LM con 0.0176 %. Sin embargo, las concentraciones de Mn encontradas en este
trabajo fueron mayores que las reportadas por Herrera y Meléndez (1997),
quienes encontraron concentraciones de entre 0.0059 y 0.0128 %, en
contraste, Malavolta (1989) señaló que las concentraciones adecuadas para el
nutrimento Mn fluctúan entre el 0.04 al 0.0425 %. Finalmente, la mayor
concentración del nutrimento Fe se encontró en DR en LO con 0.1504 % y la
menor concentración fue observada en YO en LC con un 0.0813 %, estas
concentraciones son mayores a loas reportadas por Malavolta (1989) quien
menciona que el rango optimo de concentración de Fe en follaje de frijol
fluctúa entre 0.07 y 0.09 %.
58
7. CONCLUSIONES
Los cultivares de frijol dolichos café, dolichos rojo y yorimón que se
establecieron en los sistemas de labranza en el presente estudio,
mostraron mayor aporte de macronutrimentos y micronutrimentos con
respecto a lo encontrado en la literatura en relación a leguminosas
propuestas como abono verde (Herrera y Meléndez, 1997; Malavolta,
1989; Ovalle et al., 2007; García y Treto, 1997).
Respecto al contenido nutrimental de N, NO3, P y K, aunque
estadísticamente no mostraron diferencias significativas entre los
tratamientos y cultivares, se concluye que el dolichos café en labranza
óptima, presenta las mejores condiciones para ser incorporado como
abono verde tomando en cuenta la economía resultante en la
preparación del suelo y la producción de materia seca. Las menores
concentraciones de macronutrimentos se observaron en frijol yorimón
producido en labranza convencional.
Con relación al contenido de micro nutrimentos, el cultivar que mostró
mejores características con respecto al contenido de Ca fue el frijol
dolichos rojo establecido en cualquier sistema de labranza.
El nutrimento Mg se observó con mayor concentración en yorimón, bajo
cualquier sistema de labranza y el menor se presento en dolichos café.
Con respecto a los nutrimentos menores como el Mn, Zn, Cu, Fe y B, el
frijol dolichos café presentó las mayores concentraciones.
El cultivar dolichos café producido con labranza óptima es la mejor
alternativa para el enriquecimiento de la fertilidad del suelo mediante
abonos verdes.
59
8. LITERATURA CITADA
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