Curso Iv Lectura 2. Rotaciones De Cultivos

LECTURA Nº 2-2 DEL MODULO DE TRABAJO PERSONAL: PROGRAMA INTERUNIVERSITARIO OFICIAL DE POSGRADO:

“AGROECOLOGÍA: UN ENFOQUE SUSTENTABLE DE LA AGRICULTURA ECOLÓGICA” ROTACIONES DE CULTIVOS, POLICULTIVOS Y AGROFORESTERÍA: UNA PERSPECTIVA HISTÓRICA. Dr. Roberto García Trujillo Instituto de Sociología y Estudios Campesinos Universidad de Córdoba, España.

INTRODUCCIÓN La incremento de la población humana ha conllevado a la intervención de los hombres en los ecosistemas naturales para conseguir sus alimentos, lo cual ha aumentado a medida que la población ha crecido hasta llegar a nuestros días a niveles de intervención que ponen en peligro la estabilidad del planeta. Uno de los principales retos que tenemos es el de diseñar sistemas agrícolas que produciendo los alimentos y otros materiales necesarios para la población (corrigiendo las deformaciones del consumo de algunas regiones), potencien al máximo las funciones ecosistémicas que realizan los ecosistemas naturales tipo climax. En este sentido necesitamos conocer hasta donde podemos modificar los ecosistemas naturales, como puede ser esta modificación, o sea que proporción de ecosistemas y agroecosistemas serian las aconsejables y cuales serían las unidades espaciales de esta distribución, cómo podemos hacer que nuestros agroecosistemas realicen un máximo de funciones ecosistémicas. En muchos casos la tarea sería como recomponemos de nuevo este equilibrio totalmente alterado. La diversificación es una de las principales herramientas con que se cuenta en la agroecología para el diseño de sistemas agrícolas sustentables. La diversificación nos permite potenciar toda una serie de funciones ecosistémicas, como el reciclado de nutrientes, el equilibrio biológico entre de la micro, meso y macrofauna de los sistemas agrícolas favoreciendo la autorregulación de las poblaciones insectiles, de hongos, bacterias y otros organismos beneficiosos o potencialmente perjudiciales para los cultivos, el máximo uso de los espacios al combinar plantas y animales capaces de utilizar los diferentes recursos del sistema, el ciclo del agua y otros. La diversificación tiene una magnitud económica y social en los sistemas agroecológicos al disminuir los riesgos, aumentar los productos para la comercialización y permitir la suficiencia alimentaria. Su magnitud ecológica está en el mantenimiento de la biodiversidad y en la estabilidad del clima, dependiendo esta última de la forma en que se incorpore el componente arbóreo especialmente, su magnitud y distribución. Entre las técnicas para la diversificación espacial y temporal de los agroecosistemas tenemos, las rotaciones de cultivos, los policultivos y la agroforestería o la incorporación del componente arbóreo con usos múltiples en los sistemas agrícolas, los cuales serán abordado en este capítulo. EVOLUCIÓN DE LAS PRÁCTICAS DIVERSIFICADAS DE LA AGRICULTURA

Las prácticas que caracterizan una agricultura diversificada como pueden ser la rotación de cultivos, el uso de policultivos, el cultivo de productos alimenticios y fibras en combinación con árboles y la integración de estos con la ganadería, son prácticas que su uso se pierde en el tiempo. Posiblemente el monocultivo tan extendido por la “modernización “ e industrialización de la agricultura en los últimos 50 años fuera una excepción en ves de la regla antes de este periodo. La rotación de cultivos fue practicada durante la dinastía Han en China hace más de 3000 años, según reporta Mac Rae y Mehuys (1985). Esta práctica que se reporta también en escritos muy antiguos que se refieren a las civilizaciones de Grecia y Roma constituyó un gran adelanto al permitir la producción continua en una misma área, sin tener que abandonarla por la caída de la productividad como es el caso de la agricultura itinerante, o la de cultivo y barbecho practicadas en los árboles de la agricultura, las cuales necesitaba gran cantidad de tierras para la producción de alimentos, el desplazamiento continúo de los agricultores y a medida que aumento la presión sobre los recursos un fuerte impacto sobre el medio, especialmente los bosques que eran talados.

Los Griegos y Romanos En la antigua Grecia, Plinio (23-24 D.C) mencionó el uso de cuatro esquemas de rotación para diferentes tipos de calidad de los suelos (ver White, 1970 a, b). Para los suelos de primera categoría se recomendaban dos tipos de rotaciones: a) Cebada - Mijo - Nabo - 4 meses de barbecho + frijoles de primavera (Vara fava) o Frijol de invierno (Hiemalis fava) sin barbecho b) Trigo - Mijo o Nabo - Triticum dicoccum - terminando igual que (a) para los suelos de segunda categoría recomendaba una rotación de dos años: Trigo - Frijoles u otra leguminosa Mientras que para los suelos de tercera categoría o sea, los más pobres, recomendó además de la combinación cereal - leguminosa - la introducción de un barbecho. Triticcum dicoccum - Frijoles o leguminosa - Barbecho en este caso Plinio recomendaba que cuando el barbecho no era una opción, el suelo debía sembrarse de lupino (Lupinus albus L.), vicia (Vicia sativa) o frijoles e incorporarlo como abono verde en la preparación para la siembra de triticum. También Columella recomendaba rotaciones de leguminosa y cereales. Debe destacarse como se intercalan en la rotación plantas con diferentes sistemas radiculares, necesidades y funciones y como las leguminosas terminaban la rotación y antes del cultivo más exigente de nitrógeno como veremos posteriormente. De igual forma los conceptos de mulch y abonos verdes ya estaban presente desde tiempos tan remotos, las rotaciones se acortaban en los suelos más pobres para facilitar su enriquecimiento con nitrógeno y otros elementos y se empleaban cultivos pocos exigentes en los suelos más pobres. Durante la civilización Romana todo parece indicar que si bien los agrónomos de la época recomendaban el uso de las rotaciones (ver White 1970 b) e inclusive en los poemas de Virgilio se encuentran pasajes como “ la rotación de cultivos como alternativa al sistema de barbecho” , esta práctica fue rara o al menos notan extendida como en tiempos de explendor de la cultura griega, aunque autores como Lampking (1999) atribuyen a la influencia romana el uso de las rotaciones de “tres hojas” en Inglaterra y Europa central basada en cereal de invierno, cereal de primavera y barbecho. No obstante, debe notarse que este tipo de rotación es mucho menos eficiente que las recomendadas por sus antecesores los griegos.

Europa Medieval

Independientemente de los beneficios del uso de las rotaciones su uso en Europa disminuyo e inclusive desapareció en la medida en que la influencia romana declinó. Así tenemos que durante el Medioevo casi no se hace mención a los sistemas de rotación, siendo probablemente la práctica más común el sistema de cosecha y barbecho (Karlent et al. 1994), con excepción del sistema de rotación de dos años cereales cinco años pasturas denominado ley farming que se utilizó en Inglaterra por los años 1400 (Frankling 1953). Hacia los años 1730 aparece en Inglaterra un sistema de rotación de 4 años denominado “rotación de cuatro hojas Norfolk que tenía como innovación la introducción de un pastizal de leguminosa (trébol) y la introducción de cultivos de raíz como el nabo, eliminando el barbecho y logrando restablecer la estructura del suelo con el año de trébol además del enriquecimiento de nitrógeno dl suelo. El sistema en cuestión era el siguiente: Nabo - Cebada - Leguminosa (trébol, trébol + raigrás, leguminosa de grano) - Trigo

El pensamiento prevaleciente en la época no obstante era que cada cultivo en la rotación obtenía los nutrientes de diferentes zonas del suelo, lo cual fue usado para explicar porque una secuencia de diferentes cosechas producía más que una simple cosecha creciendo en el mismo lugar año tras año. Según Lampking (1999), la rotación Norfolk de cuatro hojas era más adecuada para las zonas más secas y orientales del país, extendiéndose el tiempo de ocupación de la pastura a dos años o más en la región más húmeda, que según este autor constituyen el patrón de rotación que utilizan la mayoría de los agricultores ecológicos en la actualidad en Inglaterra. A finales del siglo XVIII el escritor agrícola inglés Arthur Young divulgó la idea de las granjas mixtas, donde se le daba un gran valor al uso de leguminosas, la rotación de los cultivos y la tenencia y alimentación de los animales en las granjas y el regreso a los campos de las excretas de los animales. Young insistió en que los pastos y el pastoreo eran de primera importancia en la agricultura inglesa (ver a Parquer, 1915). El sistema de rotación Norfolk duró como tal hasta principios del siglo XX, donde el aumento de la demanda de otros productos y las presiones económicas forzaron su modificación o su abandono. Los nuevos cultivos introducidos fueron la papa y la remolacha azucarera, sustituyéndose los nabos y colinabos por otros cultivos, aumentando la importancia de los cereales. En algunos casos se adoptaron rotaciones de seis hojas como la siguiente: Planta de raíz - Cebada - Leguminosa - Papas - Trigo - Avena También a finales del siglo XIX se propusieron rotaciones que incluía 50 % de cereales y 50 % de otras plantas , también en rotaciones de seis ciclos pero que nunca llegaron a extenderse por su alto coste de trabajo y capital según relata Lampking (1999). Trébol - Cereal de inv. - Leguminosa seca, colza o planta de raíz (PR) - Cereal de inv. - PR - Cereal de prim. Como era de esperar las influencias inglesas marcaban la agricultura en Estados Unidos, reportándose desde finales del siglo XVIII, correspondencias entre insignes agricultores como Thomas Jefferson y el presidente Washington donde relataban sus experiencias de rotación y otras prácticas agrícolas ( ver Karlen et al. 1994). Algunas de estas rotaciones se exponen a continuación: Trigo - Maíz - Papas o Guisante - Trigo o Centeno - 2 años de Trébol - Trigo sarraceno Trigo - 2 años de Trébol (en campos pesados) Trigo - 2 años de Guisantes - Maíz indio + papas (en campos ligeros) Maíz - Trigo - Trébol - Trébol Trigo - Maíz - Trigo - Trébol - Trébol

Maíz + Abono - Avena o Lino - Trigo + trébol + festuca - uso de la pastura Jefferson, Washington y otros agricultores progresistas de la época usaban extensivamente las rotaciones y los abonos orgánicos para lograr mantener la productividad de los suelos a niveles similares que los suelos vírgenes de los Estados Unidos. El descubrimiento a finales del siglo XIX de que las leguminosas podían fijar nitrógeno de la atmósfera, fue la principal razón que permitió que las rotaciones tuvieran una gran popularidad en la primera parte del siglo XX (Karlen et al. 1994), teniendo en cuenta que este elemento es el principal limitante de la producción de los vegetales. No obstante señala este autor, que el uso de la rotaciones estaba en relación con la disponibilidad de suelos vírgenes, al igual que lo ocurrido con la expansión de la agricultura a lo largo de la historia. Por tanto cuando las tierras vírgenes de suelos fértiles eran abundantes y baratas, las rotaciones casi no se empleaban, sin embargo cuando la tierra era escasas y cara las rotaciones se utilizaban extensivamente. Algo similar ocurría en el Cuba en el siglo XIX con la expansión de la caña de azúcar, que mientras en las áreas donde había suficiente tierras, estas se explotaban hasta que los rendimiento de las cañas disminuían a niveles no rentables, abandonándose esas tierras y plantando los nuevos cañaverales en suelos vírgenes, en las zonas donde no había posibilidades de aplicar estos métodos se empleaban sistemas de rotación caña - cultivo - ganadería, donde el primero ocupaba el 50% de la explotación y los otros dos el 25% cada uno, reportándose bajo condiciones de secano y el uso de abonos orgánicos proveniente de la ganadería en los cañaverales, altos rendimientos de este cultivo, inclusive al compararlos con los obtenidos hoy en día (Pérez de la Riva ....).

La primera mitad del siglo XX Durante la primera mitad del siglo XX las rotaciones fueron muy populares, caracterizadas las más intensivas por la inclusión de leguminosas como pastoreo u abono verde en las mismas, el uso de cultivos en secuencia y en ocasiones el uso de policultivos. Algunas de los trabajos realizados en los diferentes zonas de los Estados Unidos es reportada por Johnson (1927) y Parker (1915), las cuales resumimos a continuación: Georgia. Se empleo una rotación de tres años con maíz, avena, chícharo de vaca (Vigna unguicolata L.) y algodón. El chícharo de vaca se empleó en dos ocasiones como abono verde y cobertera; inicialmente se incluyó en último cultivo del maíz, incorporándolo al suelo después de la cosecha del maíz para grano y antes de sembrar la avena y posterior a la cosecha de la avena quedando como cobertera hasta que se incorporó al suelo antes de la siembra del algodón como se muestra el esquema siguiente.

Primavera Maíz + Chícharo de vaca

Noviembre Avena

May- Jun. Chícharo de vaca

Primavera Algodón

(La zona sombreada indica la incorporación al suelo del chícharo de vaca)

Con esta secuencia de rotación se obtuvo un incremento de la producción del algodón en más de 100 % después de la primera rotación y mayores incrementos en la productividad fueron obtenidos en las sucesivas rotaciones. Missouri y Ohio. En las Universidades de estos estados se condujeron sistemas de rotaciones muy parecidos cuya diferencia radicaba que mientras que en Missouri se empleaban abonos orgánicos , en Ohio fertilizantes químicos. Las dos rotaciones básicas fueron: a)

Maíz - Avena - Trigo - Trébol - 2 años de pasturas

b)

Maíz - Trigo - Trébol

De acuerdo con los resultados de Johnson después de 30 años de rotación se apreciaban importante incrementos de los rendimientos de los cultivos del orden de 60, 4 %, 3 % y 32 % para el maíz, la avena y el trigo respectivamente en la rotación (a) en Missouri, de 30,8 % y 40,8 % para el maíz y el trigo en la rotación (b) en este mismo estado y de 29,9 %, 30,8 % y 42,5 % para el maíz, la avena y el trigo respectivamente en Ohio. En Delawere, se popularizó una rotación de cinco años donde el maíz que iniciaba el ciclo era intercalado con centeno o vicia en el último cultivo para ser usado como cobertera. Este sistema que se esquematiza a continuación permitió un incremento del rendimiento del maíz de un 156 % cuando se empleó estiércol como abono o sin el en comparación con el cultivo continuo de maíz y de 24,4 % cuando se utilizó fertilización química. (Maíz + centeno + vicia) - Soya - Trigo - Trébol - Pastura Virginia. En este estado se popularizó entre los campesinos algunos sistemas de rotación que incluía las papas y la col como cosechas principales. Algunas de estas rotaciones se caracterizan por realizar en bloques las rotaciones sembrándose e introduciendo el maíz en policultivo. Las rotaciones son las siguientes: a) 2 años de (patata + maíz + centeno) - 1 año de (camote (Ipomea batata) + centeno b) Primavera Papas

Pasto nativo

Otoño heno Col

Primavera Maíz + soya + centeno

En este último sistema en ocasiones el pasto nativo se sustituía por abonos verdes para incorporar al suelo, sobre todo cuando la demanda de forraje para el ganado era menor. Sur y el sudeste. En esta zona de los Estados Unidos las rotaciones incluían cosechas de gran importancia como el algodón, el tabaco, el arroz y el maní en combinación con los cereales, granos tradicionales y los pastos, poniéndose énfasis en estos sistemas de rotación en la alimentación de los animales en las granjas mixtas o la cosecha principal en las netamente agrícolas, seleccionándose los otros cultivos con el fin de mantener el nivel de humus del suelo y la capacidad de producir alimento para el ganado. Algunas de estas rotaciones que recoge Parker (1915) citado por Karlen et al. (1994) se muestran a continuación: a) Tabaco - Trigo - Trébol o Chícharo de vaca o trébol rojo (T. Pratense L. ) - Pasto - Maíz c) Algodón - grano (maíz, trigo, avena) - Chícharo de vaca o Trebol - Algodón - grano - Maní f) Arroz - Arroz - Arroz - barbecho - maíz - guisante o frijoles En la zona seca de la región oeste ( Gran Planicie), las rotaciones fueron diseñadas para contribuir a la conservación del agua. En estas rotaciones los granos utilizados fueron trigo durum, trigo de primavera, centeno, cebada sin arista y avena de ciclo corto (60 días). Las cultivos que se señalan en los esquemas de rotación a continuación, se refieren al maíz Indio, al Kafir (Sorgum bicolor) y al Panicum miliaceum, llamado mijo. La selección específica de cada uno de ellos (granos y cultivos) dependió de las condiciones locales y las necesidades de los agricultores. Como abonos verdes emplearon vicia cv. Dakota, guisantes Canadienses, trébol dulce, mijo común (Panicum mileaceum) o mijo Húngaro ( Setaria italica). Por lo general estos abonos verdes eran sembrados al inicio del verano y permitían descansar el suelo el resto de esta estación. Algunas de estas rotaciones para granjas cerealeras o mixtas con ganadería se ofrecen a continuación (tomado de Parker 1915). Granjas cerealeras: a) Grano - Grano - Abono verde - Grano - Cultivo b) Cultivo - Grano - Abono verde - Grano - Grano - Abono verde - Grano

c) Cultivo - Grano - Abono verde Granjas mixtas, grano - ganadería a) Grano - Pasto (Bromus sterilus) - Pasto - Cultivo - Abono verde - Grano b) Cultivo - Grano - Guisante o Vicia para heno - Mijo o Pasto - Grano - Abono Verde c) Grano - Trebol subterráneo - Cultivo

En las áreas bajo riego del oeste ( Utha, Colorado), también se empleaban las rotaciones por lo general de 5 años que incluía cultivos como la remolacha azucarera, las papas y la alfalfa, esta última bien adaptada a la irrigación, que además proveía un excelente forraje y como leguminosa contribuía al mantenimiento de la fertilidad de los suelos. Una de estas rotaciones descritas por Parker se muestra a continuación: a) Remolacha azucarera - Avena + Guisante para heno - Remolacha azucarera - Avena - Alfalfa b) Avena - Guisante - Papas o Remolacha - Cebada o Avena - Alfalfa Mientras esto ocurría en la mayor parte de los Estados Unidos en el Cinturón de Maíz la práctica de la rotación no era tan ampliamente aceptada ni utilizada por los agricultores, debido a la alta fertilidad de los suelos vírgenes que eran capaz de mantener los rendimientos en monocultivo por varios años. En Europa Central y húmeda durante la mitad del siglo XX, las rotaciones se caracterizaron por ser complejas incluyendo en ellas cultivos intercalados, abonos verdes y praderas temporales, alternado de forma anual o bianual cereales con otros cultivos y con el abandono del barbecho, lo cual permitió un incremento de la producción (Lampking 1998). Un ejemplo de estas rotaciones se dan a continuación. a) Trébol violeta - Cereal de invierno - Legumbres o Colza o Plantas de Raíz - Cereal de invierno - Planta de raíz ( Remolacha o Papa) - Cereal de primavera ( sotosiembra) b) Trébol - Trébol - Cereal de invierno - Planta de raíz En la España seca con precipitaciones por debajo de 750 mm/año sobre todo en el área de la meseta los sistemas de rotación que se emplearon en la primera mitad del siglo XX tenían sus orígenes con antelación y se caracterizaban por combinar el trigo con los garbanzos, con largos periodos de barbecho o sin labrar las tierras después de las cosechas ( rastrojo y manchon), para permitir el rastrojéo del ganado principalmente ovino y recuperar la fertilidad de los suelos. Estos sistemas presentaban una gran integración con la ganadería, aunque a diferencias de otras zonas de España, Europa y los Estados Unidos, el ganado por lo general no pertenecía a las fincas, por lo general sus dueños eran ganaderos sin tierra que mantenían sus rebaños utilizando los diferentes recursos de la comarca, sistemas que permanecen hoy día aunque con menos intensidad ( ver a Cañizo 1960 ). Por lo general los rendimientos de los cereales en estos sistemas eran bajo ( aprox. 1000 kg./ha), y el garbanzo poco podía aportar al suelo debido a las densidades de siembra y que se empleaba para la producción de granos como una estrategia alimenticia. Se debe señalar que a diferencia de América el barbecho en España se le denomina a los suelos arados en espera de la siembra. Tres ejemplo de estos sistemas se muestran a continuación. a) Cultivo de año y vez (2 años) RASTROJO

TRIGO Oct

Jul

Oct

BARBECHO Dic

Oct

b) Barbecho semillado (2 años) RASTROJO

TRIGO Oct

Jul

BAR

Nov

GARBANZOS Feb

BAR Agt

Oct

c) Cultivo al tercio (3 años). RAST

TRIGO Oct

Jul

BAR

Nov

GARBANZ O Feb

MANCHON Oct

BARB Abr

Oct

En el resto del mundo no europeo o norte americano, la agricultura se daba y evolucionaba en formas diversificadas donde además del empleo de diferentes tipos de rotaciones se destacaban los cultivos intercalados, los sistemas de cultivos por zonas climáticas y la agroforestería, aunque desafortunadamente menos documentadas que los anteriores.

América Latina En América donde se desarrollaron importantes civilizaciones, el proceso agrícola conllevó a la domesticación y el desarrollo de cultivares de plantas muy importantes hoy día para la humanidad como el maíz, las papas, el tomate, el ají, la yuca, los frijoles, la calabaza, el camote, el tabaco, el cacao, el maní, el papayo, el aguacate, banano, entre las principales y otras menos conocidas pero que jugaron y juegan un papel importante en la alimentación de ciertas poblaciones como el amarantus ( ), la qinua (Chenopodium quinua) y canihua (C. Pallidicaule). La agricultura itinerante, el uso de policultivos, diferentes sistemas agrícolas integrados en zonas muy húmedas como las chinanpas en México o los Waru Waru en las márgenes del lago Titicaca, el desarrollo de una agricultura de altura, los sistema de frijol tapado y otros son importantes ejemplos de sistemas agrícolas que han perdurado hasta nuestros días y que contienen los principios que se emplearon y hoy emplean en los sistemas diversificados agrícolas con una alta eficiencia de utilización de los recursos sin deteriorarlos. En los Andes la vida nómada fue suplantada por un sistema agropastoral hace unos 3000 años, sistemas que aún prevalecen a pesar de la colonización y los propósitos de desalojar a los comunidades campesinas de sus tierras (Brusch 1982). El aspecto más interesante de la agricultura andina fue el desarrollo de diferentes patrones de cultivo vertical con especies y variedades de plantas adaptadas a las diferentes altitudes y ubicaciones geográficas de sus territorios. Conjuntamente se desarrollaron sistemas de cultivos en terrazas para evitar la erosión de los suelos y la integración de los animales que empleaban las áreas no aptas para la agricultura o las que se encontraban en descanso según el ciclo de rotación. Otras prácticas de gran interés desarrolladas por estas civilizaciones fueron las técnicas de riego y la selección y uso de una gran cantidad de variedades de plantas y animales (Brusch et al. 1981). El policultivo de maíz - frijoles - calabaza, posiblemente sea el más extendido entre los pueblos indígenas de las tierras altas de Centro y Sur América, sin embargo en la literatura del siglo XVI (Ardón 1993) se reportan una gama de arreglos de cultivos como: Maíz - Frijol - Algodón Maíz - Ají - Melones - Camote - Frijoles Algodón - Frijoles - Chía - Ají - Tomates Maíz - Ají - Frijoles - Melones - Calabaza Arboles - Yerbas Medicinales - Flores Maíz - Frijol - Chía

Calabaza - Frijol - Maíz - Amaranto - Chía Estos cultivos se combinaban en un ciclo anual en forma de policultivos y secuencias de cultivos. Las rotaciones y los barbechos era otra práctica utilizada por las civilizaciones Mesoamericanas a la llegada de los espñoles. En un documento de 1633 de Tehuacán se consigna que, “cada indio se vale de cuatro, cinco o seis pedazos de tierra, dejándolas descansar algunos años, por lo cual parecen estar montuosas porque luego se llenan de yerba (citado por Rojas 1988). La colonización también introdujo nuevas variedades de plantas que han sido incorporadas a las rotaciones que aún se utilizan hoy en día. Un ejemplo de rotaciones de cultivos en diferentes cinturones agroclimáticos realizadas por poblaciones indígenas en el Cusco, Perú ( Gade 1975) se ofrece a continuación: Cinturón de Maíz, ubicado en terrenos de poca pendiente, regados y situados entre 3400 - 3600 m de altitud y se realizan tres rotaciones básicas de cuatro años cada una. A) Maíz - Habas -(Frijol + Maíz) - Barbecho b) Maíz - Maíz - Papas - Barbecho c) Papas - (Cebada + Habas) - (Frijol + Maíz) - Maíz El cinturón de Papas/habas/cereales, ubicado en terrenos de alta pendiente, situados entre 3600 a 3800 m., la papa se cultiva en rotación con habas y cereales, existiendo dos subsistemas uno de secano y otro con riego, utilizándose en ambos rotaciones también de cuatro años. En el área de secano no se siembra papas. Zona de Secano: a) Habas - Frijoles - Trigo - Arvejas + Cebada b) Lupinus - Cebada - Haba - Barbecho Zona de regadío: a) Papa - Trigo - Habas - Cebada b) Papas o Quinua - Cebada - Arvejas - Barbecho El cinturón de papas amargas / pastos, se ubica por encima de los 3800 m, cultivado en condiciones de secano y por lo general abarca un periodo de producción de variedades de papas amargasen ocasiones asociada a la cebada durante un periodo de cuatro años seguido de cuatro años de barbecho. La diversidad en estos sistemas agrícolas no solo se logra a través de las rotaciones de cultivos y los policultivos que utilizan, sino al número de variedades de una mismo cultivo que siembran en franjas dentro de los mismos campos. Así tenemos que cada agricultor puede llegar a sembrar en sus campos hasta cincuenta variedades de papas, pudiéndose encontrar hasta 100 variedades diferentes en una sola comunidad, lo cual reduce los riesgos de enfermedades y plagas así como de las variaciones del ambiente, etc. (Brusch 1982). Igualmente en el maíz acostumbran a sembrar varias variedades de maíz de forma conjunta. En el Valle Sagrado de los Incas, en Cuzco Perú, donde se practica el monocultivo del maíz, la diversidad se logra mediante la combinación de cuatro variedades o más dentro de los que se encuentra el tipo oro muy apreciado por la población local, además de una asociación con trébol que mantiene cubierto el suelo, aporta nutrientes a este y posteriormente y conjuntamente con el rastrojo del maíz es cortado para suministrar alimentos a los animales, cuyos excrementos regresan de nuevo a las parcelas ( Vitorino Lemus1998 comunicación personal). La agricultura migratoria practicada en el continente americano antes del año 1000 A. C. es todavía hoy día una forma de importante de agricultura que practican muchos pueblos, especialmente en Africa y en Asia donde aproximadamente 50 millones de personas viven de ella ocupando entre 10 a 18 millones de ha. (Altiri 1997). La agricultura migratoria que contiene el principio de rotación y cultivos múltiples, utilizan por lo general el sistema

de tala, tumba y quema o roza y quema, empleando el área preparada durante algunos pocos años para los cultivos mientras que la fertilidad acumulada en el suelo y liberada por la biomasa quemada lo permita. Posteriormente dejan que la vegetación natural se regenere y junto con ella la fertilidad de los suelos. Este periodo de “barbecho” es variable en dependencia del tipo de vegetación clímax, en el caso de las áreas forestales es de 20 a 25 años, en las áreas de arbustos entre 6 a 10 años y en pastizales por lo general menos de 5 ( ver a Grigg 1974 y Altieri 1997). La presión sobre las áreas y el acortamiento de los ciclos de barbecho han conllevado al deterioro y al colapso de este tipo de agricultura en muchas regiones, pero lo que quería señalar, es que del aprendizaje del manejo de la floresta con fines múltiples, el reciclado de nutrientes, la asociación de plantas con árboles y la integración de los animales, se desarrollaron muchos de los sistemas agrosilvopastoriles que hoy conocemos, como los desarrollados en el Sudeste Asiático ( Marten 1986), en la Península de Yucatán por los pueblos Mayas ( Gliessman 1990), o los sistemas de utilización tierras de cultivo- pastizales- bosque que se reportan en las laderas de Nepal (Harwood 1979) y que antes de la colonización era un sistema muy usado en la India y posiblemente el sur de Asia. Los cafetales tradicionales tan extendido en toda la región tropical de Centro y Sur América, el Caribe es un ejemplo de un cultivo manejado a semejanza de como funcionan los bosques tropicales. Los cafetales por lo general tienen una alta diversidad planificada y asociada, son estructuralmente complejos con varios estratos de vegetación que incluyen arboles de sombra, árboles maderables, árboles frutales, arbustos de café, plátanos, yame, camote, etc, y un estrato herbáceo más bajo incluye especies muy tolerante a la sombra. En adición la poda de los árboles de sombra y de los arbustos de café así como la tala de algunos árboles maderables dentro de la plantación, se asemeja se asemeja al proceso natural de la caída de los árboles en el bosque, el cual resulta en un claro de luz. En el cafetal estos claros son utilizados por los agricultores para sembrar algunas especies con alta demanda de luz como el maíz.

Periodo de la Modernización de la Agricultura. Después de la Segunda Guerra Mundial y producto de la gran disponibilidad de nitrógeno, pesticidas, herbicidas y mecanización de los países del norte o desarrollados, así como las políticas de “modernización” que lo acompañaban y sus motivaciones (vea González de Molina 199 ), las rotaciones de cultivos tan populares en los Estados Unidos y Europa, perdieron importancia como factor decisivo para mantener la productividad de los cultivos, y el control de plagas enfermedades y malezas ( Rifkin, 1983; Crookston, 1984 ; Mac Rae y Mehuys, 1985). Por otro lado el uso de abonos verdes y los barbechos fueron reducidos o eliminados. El monocultivo o las rotaciones cortas de dos o muy pocos cultivos de interés comercial reemplazaron a los sistemas diversificados de producción. La mecanización, las rotaciones cortas, el monocultivo y el uso de variedades mejoradas permitieron a los granjeros obtener importantes beneficios a través de la especialización de la producción, la escala de producción la mejora de los precios del mercado y una aparente reducción de las inversiones en equipamiento (Power y Follet, 1987; Bullock, 1992; Colving et al., 1990). La intensificación de la producción animal especialmente el uso de grandes cantidades de granos para su alimentación a la vez que alentaba el aumento de la producción de cereales y oleaginosas disminuía el uso de recursos forrajeros locales y favorecía el proceso de especialización, con lo cual las granjas agrícolas cada ves menos necesitaban de áreas de pastos y por tanto de utilizarlos en la rotación. Conjuntamente con este proceso las políticas agrícolas nacionales de Estados Unidos y la Unión Europea, así como las medidas de control y subvenciones condujeron a los agricultores a abandonar los cultivos extensivos incluidos en la rotaciones ( Francis y Clegg, 1990). No obstante el incremento de la producción y los beneficios económicos que permitió la modernización los efectos negativos no esperaron mucho tiempo en aparecer. Entre estos impactos negativos se mencionan, aumento de la erosión, perdida de materia orgánica y estructura de los suelos, aumento de la sedimentación en los reservorios de agua, aumento de plagas, enfermedades y malezas resistentes, contaminación de suelos alimentos y agua e incremento de la dependencia de insumos externos a la explotación, especialmente de energía fósil de forma directa o transformada ( Karlen et al., 1994; ).

La modernización también ha castigado a los productores medianos y pequeños debido a los costos de producción o a las bajas ganancias de sus productos. En los propios Estados Unidos desde la Segunda Guerra Mundial el número de granjas ha descendido en dos tercios y el tamaño de las granjas han aumentado su tamaño en más del doble (Rosset 1998), mientras las ganancias de los productores se ha reducido de un 30% en los años 50 a menos de 9% en los 90 ( Smith 1992). La concentración de la propiedad se refleja también en las ganancias netas de la agricultura total de las supergranjas que pasó del 16 % en 1969 a casi 40% a finales de los 80 (Krebs 1991). En Europa la modernización y la política Comunitaria han conducido a similares resultados. En este sentido se reportan perdidas de 200 000 productores por año. En España por ejemplo entre 1985 y 1995 se han perdido un millón de agricultores (50 %), el empleo rural ha decrecido también en un 50%, del ingreso total que perciben (42 % de la renta proporcionada por la venta final de productos agrícolas) invierten en insumos y costos de producción el 66 %, lo que se puede ejemplificar con el hecho de que las venta de productos agrotóxicos se incrementaron de 300 millones de dólares a más de 540 en los últimos10 años ( datos de Plataforma Rural 1998). Las áreas en los países en desarrollo que accedieron a las políticas de la modernización sufrieron iguales transformaciones estructurales, pero con un impacto social y ambiental más severo ( Grupo Interamericano para el Desarrollo Sostenibles de la Agricultura y los Recursos Naturales, 1995; Rosset, 1998). No obstante el decrecimiento o la simplificación de las rotaciones de cultivo y el uso de cultivos múltiples en las áreas sometidas a la agricultura intensiva, aún importantes grupos poblacionales obtienen sus alimentos empleando estas técnicas. Así tenemos que entre el 80 al 90 % de la producción de frijoles en Africa se producen de forma intercalada con otros cultivos ( Arnon, 1972; Steiner, 1984) mientras en Latinoamérica, más del 40 % de la yuca, el 60 % del maíz y el 80 % de los frijoles se producen en cultivos múltiples (Francis, et al. 1976, Leihner, 1983). También en Asia en las zonas de cultivo de arroz de secano, sorgo, mijo y maíz, los policultivos son muy frecuentes ( Harwood, 1979; Jodha, 1981). En los propios Estados Unidos la rotación de cultivo no ha sido abandonada, si bien se ha simplificado extremadamente como habíamos apuntado anteriormente, en la década de los ochenta, el 80 % del maíz se producía en rotación cortas de 2 años con soya o también en rotaciones cortas de 2 - 3 años con cultivos como la alfalfa, algodón, frijoles y otros ( Power y Follet 1987).

BENEFICIOS DE LAS ROTACIONES DE CULTIVOS Y LOS CULTIVOS MÚLTIPLES. Tanto las rotaciones de cultivo como una estrategias de diversificación en el tiempo, así como los cultivos múltiples que desarrolla su estrategia de diversificación en el espacio, comparten un grupo de beneficios comunes y aún no bien conocidos. El incremento de los rendimientos por unidad de área parece ser la justificación para la reintroducción de las rotaciones en los sistemas intensivos de producción, inclusive en los sistemas con alto uso de insumos (Wikner, 1990; Karlen et al. , 1991). Igualmente la posibilidad de obtener un mayor rendimiento por unidad de área sigue siendo el principal impulso de los campesinos con escasos recursos de continuar empleando los cultivos múltiples o policultivos. No obstante un mayor grupo de beneficios que de una forma u otra la mayoría redunda en mayores rendimientos, menos gastos, o mayor seguridad alimentaria se reportan por varios autores. En una revisión sobre rotaciones de cultivo Karlen et al. (1994), al revisar unos 20 autores resume los siguientes factores como elementos que pueden contribuir a un mejor comportamiento de las rotaciones de cultivos. - Incremento del suministro de nitrógeno al suelo - Mejora de la capacidad de retención del agua por el suelo - Incremento de la disponibilidad de nutrientes en el suelo - Mejor estructura del suelo - Incremento de la actividad microbiana del suelo - Control de malezas - Disminución de la incidencia de plagas

- Disminución de la incidencia de nemátodos - Disminución de la incidencia de enfermedades - Presencia de compuestos fitotóxicos que pueden inhibir el crecimiento de otras plantas en los residuos - Presencia de sustancias promotoras del crecimiento En los policultivos además de reportarse un grupo de factores beneficiosos similares a los anteriores (Altieri 1997), se señala que el uso de los policultivos tienen profundas razones sociales en las comunidades indígenas y de campesinos de escasos recursos que los utilizan. Entre estas razones sociales Vandermeer, (1990) y Altieri, (1997) señalan: - La importancia de proteger al suelo de la erosión y de preservar sus recursos productivos - El mantenimiento de recursos genéticos - Una mejor distribución de las necesidades de trabajo - Una mayor estabilidad de la producción - Menores riesgos de pérdida de cosecha, al combinar diferentes cultivos que pueden responder de diferentes maneras a los cambios climáticos o a la aparición de plagas y enfermedades. - Una dieta mejor balanceada - Mayores alternativas de disponer de diferentes productos para el mercado - Menor dependencia externa de insumos para mantener sus producciones Algunos de los aspectos anteriores los abordaremos con más de talles a continuación.

Aspectos básicos y efectos sobre el rendimiento Rotaciones de cultivo. La aplicación de fertilizantes nitrogenados y otros de origen químico, así como el control de plagas y enfermedades por agrotóxicos, no han logrado suplantar los beneficios de la rotación de cultivos. Esto se puede observar claramente en las investigaciones de largo plazo conducidas en los Estados Unidos donde las rotaciones de al menos 2 años de soya u otros cultivos con el maíz permiten un incremento de la producción entre 5 a 20 % (Crookston et al., 1991, Karlent et al., 1994)). La importancia de este incremento es que una pequeño aumento de los rendimientos del maíz del orden del 5 %, puede incrementar las ganancias netas en un 50% (Crookston, 1984). Un ejemplo de este efecto de la rotación sobre el rendimiento de los cultivos se puede observar en las comparaciones de la producción del maíz en monocultivo o en rotación realizadas durante 100 años en Illinois, Estados Unidos (Figura 1). En la misma se puede observar, que la tendencia de disminuir los rendimientos que se experimentó en el monocultivo hasta finales de la década de los años 40, no ocurrió en las rotaciones y que inclusive, los incrementos de los rendimientos que se registraron a partir de los años 50 en el monocultivo, producto de la introducción masiva de los fertilizantes químicos agrotóxicos y nuevas variedades, se registró en las rotaciones 20 años antes. Los incrementos reportados por efecto de la rotación no son exclusivo del maíz, también se han reportado para otras cosechas como el sorgo en rotación con la soya o el maíz, la soya en rotación con maíz, el algodón y otros (Karlen, et al., 1994). El incremento de los rendimientos están muy relacionados con los años de rotación y con los cultivos precedentes, sobre todo su capacidad para crear condiciones al cultivo sucesor la acumulación de fertilidad, sobre todo el aporte de nutrientes que hacen los abonos verdes y los pastizales temporales incluidos en la rotación. Un ejemplo de esto lo constituye un análisis de los resultados del estudio de Liebhardt, (1989), donde se muestra la respuesta del maíz ante varias secuencias anteriores en la rotación ( tabla 1).

Tabla 1. Efecto de los cultivos previos en el rendimiento del maíz

Cultivos previos

Rendimiento Maíz (t/ha)

1 año cereal / leguminosa

6,87

2 años cereal / leguminosa

8,30

Un año cereal / leguminosa + otro de leguminosa

9,74

Rendimiento del Maiz ( bushel / acre)

Figura 1. Tendencias de la producción de maíz bajo monocultivo y rotación en un siglo en Illinois (

)

120 100 80

Rotacion maiz-centeno-trebol

60 40 Monocultivo

20

0 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 anos

Las leguminosas utilizadas como de abono verde es uno de los elementos introducidos en las rotaciones que más efecto tienen en el mantenimiento de los rendimientos y la estabilización de los cultivos. El uso de esta especie para estabilizar los sistemas de rotación es una práctica que se conoce desde la antigüedad. Inclusive es más eficaz que los barbechos con este propósito, como lo demuestra los trabajos de investigación realizados por el INCA (1995) en el cultivo del arroz. En estos trabajos donde se empleó Sesbania rostrata sembrada 60 días antes de la siembra del arroz e incorporada al suelo, permitió la sostenibilidad de la producción del cultivo, mientras que con el uso del barbecho o el cultivo continuado la producción descendía continuamente, aspecto que requería un barbecho prolongado para la recuperación de la productividad de las tierras (Figura 1). Las leguminosas empleadas en las rotaciones sobre todo como abono verde y pasturas no solo aportan nitrógeno, ellas pueden solubilizar fósforo que no está asimilable por otras plantas ( Primavsi 1990 ), aportan materia orgánica de fácil descomposición, protegen al suelo, controlan malezas (Palada, et al., 1983) y todo parece indicar que proporcionan ciertas ventajas en el control biológico de plagas al favorecer la presencia de predadores tanto de la cubierta vegetal como del suelo (Dempster y Coaker, 1974; Cromartie 1981). Las rotaciones proporcionan también una gran cantidad de residuos de cosechas muy variados que favorece el establecimiento de una micro, meso y macrovida variada en el suelo (Primavesi 1990), lo cual es esencial para prevenir el desarrollo de patógenos y enfermedades, así como materia orgánica fibrosa, que enriquece el humus del suelo y favorece la producción de ácidos poliurónicos, material segmentante producido por el ataque de la fibra por las bacterias del suelo y que es básico para la formación de la estructura grumosa del suelo (Primavesi 1990)

Figura 1. Efecto del sistema de Rotación del arroz sobre sus rendimientos 6.5 Rendimiento (t /ha)

6 5.5 Abono verde

5

Barbecho

4.5

Monocltivo

4 3.5 3 1979

1980

1981

1982

anos

Cultivos Múltiples Se denomina cultivos múltiples o policultivos, a la producción de dos o más cultivos, que coinciden en espacio, al menos durante parte de su ciclo de vida, durante el mismo año o ciclo de cultivo. Existen diferentes formas de combinar las plantas en espacio y tiempo en los cultivos múltiples, cuyos términos y definiciones usadas para diferenciarlos, se brindan en el anexo I. Durante siglos , los cultivos múltiples han sido utilizado por los agricultores para maximizar el uso de los recursos disponibles, como temperatura, radiación solar, humedad, nutrientes, etc., reflejando en muchas asociaciones estrategias diferentes que abarcan otros aspectos como control de plagas, enfermedades, malezas, asegurar una alimentación variada, disminución de riesgos, etc.,. Debido al aparente desorden de los cultivos múltiples, o a la dificultad de mecanización, la investigación agronómica ignoró este tipo de cultivo hasta que las investigaciones de Bradfield (1964, 1969, 1970, 1972), conducidos en las Filipinas, llamaron la atención El aumento del uso de la eficiencia de los recursos que se registra con el empleo de los cultivos múltiples, se traduce por lo general en una mayor producción total por unidad de área. La forma de expresar esta mayor eficiencia se determina por el coeficiente o la razón de equivalencia del uso de la tierra denominada como RET (razón de equivalencia de la tierra) o LER en inglés ( land equivalent ratio), que nos expresa cuanta tierra se necesita para producir el mismo rendimiento total (materia fresca, materia seca, energía, proteína) empleando sistemas de monocultivo, en relación a la producción de una unidad de tierra de policultivos, en igualdad de condiciones de manejo. El RET se expresa por la suma de las divisiones de la producción obtenida por cada cultivo, en el cultivo múltiple entre la producción obtenida por ese cultivo en monocultivo, todas ellas expresadas en la misma unidad de área y se representa por la fórmula siguiente.

1

RET =

Re nd . Cultivo .1. en . Policultivo

Re nd . Cultivo . n. en . Policultivo

∑ Re nd . Cultivo .1. en. Monocultivo + Re nd . Cultivo . n. en. Monocultivo n

Si RET > 1, significa que el cultivo múltiple es más eficiente en la producción por unidad de área, que la producción de los cultivos estudiados en monocultivos, si RET < 1, el cultivo múltiple será menos eficiente en el uso de la tierra. La mayor eficiencia de los recursos en los cultivos múltiples se obtiene cuando se logra combinar especies de plantas en las formas y momentos adecuados, que permitan reducir a niveles aceptables los efectos de interferencia entre las plantas, que se logre producir una facilitación, lo que se produce cuando una especie modifica el ambiente en un sentido positivo para la otra especie o se complementen en el empleo de los recursos disponibles. Aunque con diferentes formas de denominarlos, varios autores, han abordado el tema. Hall, (1974a, b) y Trenbath (1974), definen estas interacciones como relaciones de interferencia, subdividiéndolas en competitivas (interferencia), complementarias (facilitación) y no competitivas (complementación). Por otra parte Vandermeer (1990), basado en los conocimientos ecológicos de como las interacciones de las especies afectan la estructura de las comunidades, propone diferenciar dos principios de producción que ocurre en los cultivos múltiples, el principio de interferencia y el principio de facilitación. Este autor propone que la interferencia o competencia puede ser excluyente o de compañerismo. De producirse una competencia excluyente, puede ocurrir que una de las especies dominara a la otra, reduciendo fuertemente su comportamiento y haciéndola desaparecer del sistema, o se pueden afectar mutuamente las especies, dando como resultado una debilidad productiva y competitiva del sistema. Vandermeer desarrolla un modelo para explicar este comportamiento y a partir de el poder definir cuales combinaciones pueden ser efectivas, indiferentes o negativas para la productividad del sistema. En la figura 2, se representa la propuesta de Vandermeer, donde Y1 y Y2, representan los rendimientos o la densidad de los cultivos 1 y 2 respectivamente y K1 y K2, los potenciales de rendimiento de cada cultivo en el sistema cuando el otro no esta presente. La línea que una a las dos K representa la capacidad de carga del sistema para un RET = 1 o sea una competición donde la capacidad de producción del sistema se mantiene para cualquier combinación. Entonces si la combinación de dos especies, en una proporción dada, produce un valor que se sitúa por encima de la línea de estabilización de la interferencia entre los cultivos, se producirá un efecto aditivo de los rendimientos y el RET será mayor de 1, pero si cae por debajo de la línea de estabilización, se producirá una competitividad excluyente, donde el RET será menor de 1, lo que indica que el cultivo múltiple, en la proporciones y formas experimentadas es menos eficiente y dará desventajas, en relación al monocultivo de las especies en estudio.

Figura 2. Representación gráfica del principio de competitividad entre dos especies (adaptado de Vandermeer 1990)

Cultivo 1 K1 RET > 1 Y1 RET < 1

K2

Y2

Cultivo 2

Como apuntamos anteriormente los arreglos espaciales y la combinación de plantas con características diferentes que le permitan optimizar los recursos y evitar una competencia excluyente, es de vital importancia para obtener resultados satisfactorios en los cultivos múltiples. Por ejemplo la intersiembra en hileras es más ventajosa cuando se combinan cultivos de porte alto y bajo y cuando tienen diferente duración de crecimiento. Esto generalmente funciona cuando los cultivos que se combinan tienen diferentes necesidades de luz y otros recursos, tanto en tiempo como en espacio. En el caso de los policultivos de maíz - frijol, donde el primero tiene una alta necesidad de luz, pero con hojas más erectas que dejan pasar cierta cantidad de esta que es empleada por el frijol que al ser una planta del tipo C3 y tener tapiz de hojas más abierto, requieren menos luminosidad para obtener una alta tasa de fotosíntesis además de cubrir una mayor área. Un ejemplo de interceptación de la luz por dos diseños de policultivos de hilera, que incluía maíz sembrado en dos esparcimientos (1 y 2 m) y los cultivos bajos en poblaciones compactas, medidos 44 días después de la siembra en Filipinas (figura 3). Los resultados arroja un alto índice de utilización de la luz en los policultivos en comparación con los monocultivos. Figura 3. Interceptación de la luz por varios policultivos en hileras, sembrados con dos diseños espaciales diferentes (adaptado de Bantilan et al., 1974)

100

Intercepcon de la luz %

Policultivo Maiz / 1m +

80

Policultivo Maiz/ 2 m +

monocultivos 60

40

20 Maiz/2 m

Maiz/1 m

Camote

Mani

Frijol mungo

Una de las estrategias usadas por los campesinos en los cultivos múltiples es la de combinar plantas con demandas máximas de luz, nutrientes o agua en diferentes momentos del desarrollo, o hacer siembras desfasadas para lograr este propósito. Un ejemplo clásico es el policultivo de maíz - frijol mungo ( Phaseolos aureus). El frijol mungo sembrado conjuntamente con el maíz, alcanza la floración 35 días después de la siembra antes que el maíz le de sombra, cosechándose a los 60 días cuando el maíz presenta sus máximos requerimientos (IRRI, 1973). Otro ejemplo es la combinación tomate - yuca - maíz, empleada por una cooperativa agrícola, en la Provincia de la Habana, Cuba (Resultados del programa SANE - Cuba). La lógica seguida era la necesidad de disponer de mayor cantidad tierra para el cultivo del tomate, sin afectar la producción de yuca. Para la lograr esto, la yuca se sembró en surcos distante 1.8 m entre ellos, a doble densidad en el surco y de forma alterna, haciendo que las plantas desarrollaran su raíz hacia áreas opuesta, lo cual lograron enterrando de forma diagonal solo una parte del pedazo de tallo que se emplea para su propagación. El tomate se sembró 15 días antes que la yuca, intercalado entre los surcos de yuca, y se recogió a los 85 días cuando la yuca aún tenía muy poco desarrollo. Aprovechando aún el poco desarrollo de la yuca, en el surco de tomate ya cosechado, se sembró maíz, recogiéndose este a los 90 días para su consumo fresco, cosechándose finalmente la yuca a los 11 meses. El RET de este cultivo múltiple fue de 2.17 y una representación del crecimiento se muestra en la figura 4. La densidad de siembra de los policultivos así como los arreglos en espacio que se realizan, también afectan el

comportamiento de los policultivos. Vandermer (1990), plantea que pueden existir tres tipos de respuesta al incremento de la densidad de los policultivos; una de tipo competitivo donde el rendimiento de una especie decrece a medida que la densidad de la otra especie aumenta, otra de facilitación donde el rendimiento de una especie aumenta con el aumento de la densidad de la otra y un último tipo que le denomina respuesta de umbral, donde existe un rango de densidad donde la respuesta es de facilitación y en otra de competición (figura 5). Este mismo criterio se puede aplicar para la respuesta del sistema en su conjunto.

Figura 4. Representación del las curvas de crecimiento de un policultivo de tomate - yuca - maíz.

100

Tomate

90

Maíz

Yuca

80 70 60

Tomate

50

Yuca

40

Maiz

30 20

cosecha

10 0 0

15

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

Días

Figura 5. Tipos de respuesta de un cultivo al incrementar la densidad de otro en un sistema de policultivo (Adaptado de Vandermeer 1990)

100 Facilitacion

80 60 40 20

Densidad de población

Competicion

0 -20 0 -40 -60 -80 -100

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Un ejemplo de la influencia de la variación de la densidad del maíz sobre dos tipos de frijoles; trepador y arbustivo, se muestra en la figura 6, tomado del trabajo de Lepíz (1971), en Chapingo, México y donde se observa que aunque hubo un efecto de competición del maíz sobre los dos tipos de frijoles, especialmente en el frijol arbustivo, el RET de ambos policultivos fue superior a uno. En este trabajo aunque no se ve muestra en la figura, en los tratamientos donde la densidad del frijol arbustivo se redujo por debajo de 90 mil plantas/ha, se observó, que el efecto de la densidad sobre los rendimientos fue superior que el efecto competitivo del maíz. En el maíz se observo que el frijol trepador tuvo un efecto

Figura 6. Influencia de la densidad del maíz sobre el rendimiento de dos tipos de frijoles y el maíz de cada tratamiento y el RET del policultivo (Adaptado de Lepíz, 1971). Maíz (arbustivo)

2.5 2

Maíz (trepador)

1.5 t/ha

Frijol trepador

1

Frijol arbustivo

0.5 0 0/110

20/90

30/90

40/0

Densidad de plantas en miles/ha (maiz/frijol)

Variantes Frijol trepador Frijol arbustivo

RET 1.46 1.35

1.62 1.58

De forma general un gran número de investigaciones reportan un efecto en el aumento de la eficiencia productiva de los cultivos múltiples, en comparación con los policultivos, algunos de los cuales reseñamos en la tabla 2. Tabla 2. Resultado productivo de varios policultivos y la eficiencia del uso de la tierra. Cultivo Múltiples

Rendimientos de cada cultivo (t/ha) 1 2 3

RET

Maíz - Frijol arbustivo

2.41

0.71

1.58

Maíz - Frijol trepador Maíz - Frijol mungo

1.86 1.85

1.27 0.90

1.62 1.48

Maíz - Algodón Maíz - Gandul

2.65 2.61

0.56 1.85

1.24 1.82

Observación

País /Autores

Siembra en hileras, con 30 mil plantas/ha de maíz y 90 mil de frijol

México /Lepiz, 1971

Siembra en hileras

Filipina/Tomado de Sánchez,

Siembra en hilera Siembra en hileras

Kenia Trinidad

1981

Maíz - Soya Maíz - Frijol - Calabaza

5.27 1.72

1.69 0.11

1.40 0.08 1.73

Yuca - Frijol

25.6

1.09

1.84

Yuca - Maíz

28.3

7.7*

1.57

Caña de azúcar - Soya

10.2** 0.58

1.27

Yuca - Frijol - Maíz Yuca - Tomate - Maíz Camote - Maíz

15.7 11.9 12.6

1.3 21.2 2.0

Siembra en hileras Se emplearon densidades de 50, 40 y 3 mil plantas/ha resp. Marco de siembra de la yuca 1.80 x 0.5 m, frijol intercalado entre hileras de yuca Marco de siembra de la yuca 1.40 x 0.60, maíz sembrado entre los surcos de yuca Dos surco de soya entre los surcos de caña

2.5* 2.82 3.7 2.17 1.45

E.U.A. México/Amador, 1980 Cuba/ Mojena et al, 1997 Cuba/ Mojena et al. 1997 Cuba/ Leyva 1997 Cuba/ Fundora et al.1997 Cuba/ Treto et al. 1997

* Rendimiento del maíz en mazorcas tiernas, ** Rendimiento de la caña expresado como azúcar.

Efectos sobre el suelo Las rotaciones de cultivos mejoran las características de los suelos que favorecen el desarrollo de las plantas. Especialmente se ha reportado una mejora en la estructura del suelo, mayor estabilidad de los agregados, en ocasiones mejora del contenido de materia orgánica, y mayor resistencia a la erosión. Las diferentes plantas que se utilizan en una rotación tienen diferentes capacidades de penetrar el suelo, crear microporos y de dejar materia orgánica con diferente resistencia a la mineralización a diferentes profundidades. Esta materia orgánica resistente esta muy asociada a la creación de suelos con buena estructura. Por ejemplo el Paspalum notatum tiene una gran capacidad de penetrar el suelo (Elking 1985), al igual que el gandul al cual se le llama un subsolador vegetal, pues es capaz de romper capas compactadas de suelo (Primavesi, 1990), o la alfalfa cuyas raíces pueden llegar a penetrar hasta 5 m de profundidad en los suelos (Mathus et al. 1975). El bromus (Bromus inermis) deposita una gran cantidad de sustancias carbonadas ( el doble que el maíz muy resistente (Davemport y Tomas, 1988). Es bien conocido que las rotaciones que incluyen leguminosas o gramíneas, generalmente mejoran la estabilidad de los agregados (Robinson, et al., 1994; Kay, 1990), e igualmente ocurre en las rotaciones largas y complejas (Robinson et al. 1994 ). En este sentido se ha observado que las rotaciones cortes (Olmstead, 1947; Power 1990) y la aplicación de fertilizantes químicos y pesticidas (Reganold, 1988), disminuyen los agregados del suelo. Un ejemplo de esto lo constituye el trabajo de Hussain, et al. (1988), al medir el diámetro geométrico medio de los agregados en diferentes rotaciones de cultivo (tabla 3). Los cultivos múltiples contribuyen a la estructura del suelo, en la medida que reducen su laboreo, por supresión de malezas o la obtención de varios cultivos en secuencia sin tener que roturar el suelo, mantengan el suelo cubierto por el tapiz vegetal y aporten materia orgánica ( Sánchez 1981). Tabla 3. Efecto de la rotación sobre el diámetro de los agregados del suelo

Rotación

Tamaño de los Agregados (µ m)

Maíz continuo

150

Maíz - Soya

211

Soya - Maíz

225

Cebada / Trebol - Maíz

311

El incremento del contenido de materia orgánica de los suelos aumenta si las cosechas en rotación dejan suficiente residuos. Este incremento es especialmente importante en el aumento de la capacidad de retener el agua por el suelo, lo cual ocurre especialmente cuando en la rotación se incluyen pasturas (Bullock 1992). El sorgo utilizado para su incorporación al suelo es muy eficaz en elevar su contenido de materia orgánica. En cuanto a la economía del agua, se ha observado una mayor infiltración de agua en el suelo en rotaciones más largas ( Logsdon, et al., 1993; Jordahl y Karlen 1993), igualmente las rotaciones manejadas con alternancia de plantas que tengan sistemas radicales diferentes tanto en su capacidad de explorar diferentes zonas del suelo en profundidad, como en su potencial de obtener agua del suelo, pueden mejorar la eficiencia de utilización del agua y los nutrientes (Karen y Sharpley, 1994). El efecto de las rotaciones y los cultivos múltiples sobre la tasa de infiltración del agua en el suelo, como reflejo de una mejora de su estructura, fue expuestos por Sánchez (1981) En estos resultados se observa que a medida que se aumentó el número de cultivos en un año y no se realizó labranza adicional, mejoró la infiltración del agua en el suelo (tabla 4). Tabla 4. Efecto del aumento del número de cultivos por año en la tasa de infiltración de un suelo aluvial cerca de Nueva Delhi, India (Tomado de Sánchez, 1981) Cultivos por año

Tasa de Infiltración (cm/hora)

2: Maíz - Trigo (con labranza)

0.6

3: Frijol mungo - Maíz - Trigo (con labranza)

1.2

3: Frijol mungo - Maíz - Trigo (sin labranza adicional)

1.7

4: Frijol mungo - Maíz - Brassica campestris - trigo

2.7

(intercalado en relevo sin labranza adicional)

La erodabilidad del suelo es otra característica que puede ser mejorada por la rotaciones y otras técnicas relacionadas. La fragilidad a la erosión del suelo depende de procesos 1) destrucción de los agregados del suelo y 2) el transporte de las partículas del suelo por agentes erosivos como el agua o el aire. Como vimos anteriormente para mantener un buen nivel de agregación de las partículas del suelo, es necesario la adición frecuente de materia orgánica al suelo, evitar el impacto directo de a lluvia sobe el suelo desnudo y el exceso de laboreo del suelo. Por tanto las técnicas de aplicación de materia orgánica al suelo, dejar los residuos de las cosechas sobre el suelo, mantener el suelo cubierto el mayor tiempo posible ya sea con rotaciones continuas, el uso de coberteras y policultivos que tiendan a cubrir el suelo lo más rápido posibles, cultivos en secuencia, siembras en contorno, y otras, mejorarán los agregados del suelo, reducirán el nivel de erosión y aumentará la infiltración del agua en el suelo (Bullock, 1992). Se debe de indicar, que la rotación por si sola no puede garantizar la reducción de la erodabilidad del suelo, sobre todo aquellas rotaciones cortas con cultivos como la soya, que además de aportar poca biomasa al suelo se ha comprobado que sus residuos previenen menos la erosión que los del maíz (Alberts et al. 1979), aspecto que habíamos señalado anteriormente, cuando destacábamos la importancia que juegan la formación continua en el suelo de ácidos poliurónicos ( material segmentante de las partículas del suelo) a partr de la fibra vegetal por las bacterias del suelo. Este resultado se pudo observar en el estudio de Laflen y Moldenhauer, (1979), los que encontraron durante un estudio de 7 años, que en las rotaciones de maíz seguido de soya, la erosión fue 40 % mayor que en el monocultivo de maíz. El hecho interesante es, que la mayor erosión se produjo entre los 30 a 60 días antes de ser plantado las cosechas, cuando la cantidad de residuos sobre el suelo eran idénticos en ambos tratamientos. Se deduce que los residuos del maíz son más eficientes que los de la soya para prevenir la erosión, quizás a una mayor resistencia de los agregados del suelo a su destrucción. La necesidad de una rotación larga con especies de diferentes características son necesarias para lograr una reducción de la capacidad de erodabilidad de los suelos como muestra la tabla 5.

Efecto sobre la utilización de nutrientes Todas las informaciones indican que las rotaciones de cultivo son importante para mejorar la eficiencia en el uso de los nutrientes por las plantas, sin embargo parece aún mas importante la secuencia de los cultivos en la rotación (Carter et al., 1991; Carter y Berg, 1991). Este efecto viene dado por las diferentes habilidades de las plantas de tomar nutrientes a diferentes profundidades, de sus capacidades asociativas con diferentes organismos en el suelo, de explotar ciertas fuentes de nutrientes que otras plantas están imposibilitadas de hacerlo, de acumular nutrientes en sus organismos por encima de sus necesidades y que posteriormente por sus residuos o fluidos los ponen a disposición de otras plantas, etc. La s leguminosas además de su capacidad de fijar nitrógeno atmosférico, tienen habilidad para tomar el nitrógeno remanente en el suelo, especialmente de nitrito. En este sentido, las raíces de la alfalfa pueden penetrar profundamente en el suelo, llegando a profundidades de 1,8 m en su primer año de crecimiento y hasta 3,6 m y más en el segundo y tercer año ( Mathus, et al. , 1975).

Tabla 5. Efecto de la rotación de cultivos sobre la erosión del suelo. Sistema de Rotación

Perdida de suelo (t/ ha/ año) Maíz continuo 88 Maíz - pastura 22,2 Pastura 4.6 Maíz continuo (16 % de pendiente) 199.5 Heno - Maíz - Maíz - Maíz 161.4 Maíz - Soya 147.9 Heno - maíz- cebada 53.8 6 años de heno - maíz - cebada 22.4 4 años heno - 2 años pasto - maíz -cebada 11.2 6 años heno - 4 años pasto - maíz - cebada 6.7 Pasto permanente 0.4 Diferencia en pérdida de suelo entre una 51 t/ ha/año finca orgánica (rotación + MO) vs. más en el sist. Convencional (continuo + químicos) convencional Maíz continuo vs. Maíz - soya 45 % más en la rotación

Años medidos

Autor

9

Johnston, et al 1942

6

Wisconsin Bull, 452 (Tomado de Foster 19 )

37

Reganold, 1988

18

van Doren et al., 1984

La reducción de los niveles de nitrito en el suelo por una rotación de plantas de raíces superficiales como la cebada y los pastos con otra de raíces profundas como la de alfalfa puede reducir significativamente el nivel de nitrito en el suelo, reportándose por Olson, et al. (1970) que la reducción de este mineral fue de un 32 y 84 % a profundidades de 1,2 y 1,5 m respectivamente. Es generalmente aceptado, que el mayor crecimiento que se registra en las cosechas al seguir en la rotación a una leguminosa es debido al aporte de nitrógeno que esta realiza, sin embargo en las estimaciones reales ( empleando marcadores) del aporte de nitrógeno o al menos la cantidad de N que la planta sucesora toma de la dejada por la precedente en el suelo, esta muy por debajo de las necesidades para el rendimiento observado ( ver tabla 6). A este fenómeno es lo que se denomina “caja negra” del efecto rotación y se piensa que sea debido a una mayor y más diversificada vida de los organismos del suelo. Tabla 6. Nitrógeno tomado por la planta según el crecimiento observado y el real dejado por el cultivo anterior en

sus residuos. Cultivo precedente en la rotación

Guisante Alfalfa

Cultivo evaluado

Cereal de invierno Maíz

Nitrógeno necesario para el incremento de rendimiento obtenido (Kg./ N /ha) 30 - 60

Aporte real del cultivo precedente (kg. N/ ha) 0

Jensen y Hoahr, 1990

100 -125

24

Harris y Hesterman, 1990

Autor

En el caso de las asociaciones se ha observado un mecanismo muy interesante de transferencia de nitrógeno entre las leguminosas y las plantas no leguminosas a través de los hongos micorrizas arbusculares ( Kasel, et al. , 1985), mecanismo que se piensa pueda funcionar para otros nutrientes (Vandermeer, et al. , 1986). El consumo de lujo de algunos nutrientes por algunas plantas como el N por las leguminosas o el potasio por las gramíneas, también es un mecanismo que disponen las plantas para evitar la pérdida de nutrientes del suelo por lixiviación, lo cual funciona muy bien como regulador en la economía y el reciclado de los nutrientes en los sistemas de rotación de cultivos y cultivos múltiples. Las rotaciones y los cultivos múltiples también favorecen la captura de nutrientes por las plantas. Así tenemos que el maíz después de la soya tenía un mayor contenido en sus tejidos de fósforo ( Crookston, 1992; Fixen, 1991) y de potasio (Crookston, 1990), sin embargo este efecto no se registró cuando el sorgo sucedió al algodón. También se reporta en las rotaciones y los cultivos de cobertera, un incremento de la disponibilidad de micronutrientes en el suelo para las plantas como el hierro, cobre y zinc, por la acción de los microorganismos del suelo, los cuales los transforman en quelatos (King, 1990). Como se comentó anteriormente, las rotaciones mejoran la eficiencia en el uso del agua, según reporta Coperland, et al. , (1993) para las rotaciones maíz - soya, lo cual sugiere que la mayor eficiencia en la toma de nutrientes y agua venga dado en parte por un mayor superficie de absorción y actividad de las raíces. Este aspecto también se asocia a la famosa “caja negra” del papel de los microorganismos del suelo en beneficiar las actividades de las plantas. En el caso de los policultivos, se han reportado idénticos efectos en cuanto al mayor contenido de minerales como nitrógeno, fósforo, potasio, calcio y magnesio, cuando las plantas se encuentran en cultivos múltiples en relación a las que crecen en monocultivo ( Dalal, 1974; Agboola y Fayemy, 1971; Kaurov y Bodkevitch, 1973; Kass, 1978). Los policultivos también se muestran más eficientes que los monocultivos en tomar el nitrógeno del suelo, especialmente cuando se aplica fertilizantes nitrogenados ( Palada y Harwood, 1974).

Efecto sobre plagas enfermedades y plantas invasoras Las rotaciones son una herramienta eficaz para el control de plagas enfermedades y malezas ( Francis, et al. , 1986), y su eficacia puede contribuir al llamado “efecto de rotación”, pero se debe señalar que las rotaciones no puede controlar todos los organismos indeseables. Los policultivos tienen similares efectos ( Vandermeer, 1990; Altieri, 1992; Liebman, 1997), pero por su especificidad lo trataremos en otro apartado. Según Flint y Roberts, (1988), las plagas, enfermedades e invasoras que son controladas por las rotaciones deben tener las siguientes características - El inoculo de la enfermedad debe venir del mismo campo - Las rotaciones de cultivo no controlan las pestes con alta movilidad siempre que ellos puedan invadir desde campos adyacentes u otras áreas

- Las pestes que son controladas por la rotación incluyen nemátodos de la raíz, patógenos que se desarrollan en el suelo ( si no producen sus esporas dentro de una cápsula de aire) y malezas que se propagan por sus partes vegetativas, como el Cyperus. - Plagas y enfermedades que son especialistas y por tanto solo puedan vivir en un rango muy estrecho de hospederos. - Las plagas y enfermedades que son incapaces de largos periodos sin hospederos vivos. Además debemos añadir el control de otras plantas insectos y otros microorganismos por las secreciones de las propias plantas, los ambientes que crean, la mayor cantidad de predadores y otros. Un esquema del posible efecto de las rotaciones en el control de las plagas, enfermedades y plantas invasoras se brinda en la figura 7.

Figura 7. Mecanismos de la rotación para contrarrestar las plagas, enfermedades y malezas.

Mejores condiciones del suelo

MO diversificada

Aumento predadores y parásitos

ROTACIÓN

Plantas resistentes

Cambio de condiciones

Plantas con organismos asociados (Lileaceas) Secreciones

Vida del más diversificada

Ruptura de ciclos

CONTROL Control de malezas Las poblaciones de malezas son especialmente sensibles a los cambios en las especies de cultivos. La rotación de cultivos de verano con cultivo de inviernos, permiten controlar tanto malezas de verano como de invierno, las rotaciones de especies perennes con anuales, proporcionan cierto control cultural de malezas no adaptadas a ninguno de los dos sistemas ( Francis y Glegg, 1990). No obstante, la rotación de cultivo por si sola no es suficiente para suprimir las malezas, por lo que es necesario utilizar conjuntamente otras técnicas como la asociación de cultivos, sobre todo el aumento de la densidad de los cultivos, siendo especialmente eficaz cultivos múltiples o cultivos que cubren rápidamente el suelo, formando un follaje denso sobre el mismo (Mohler y Liebman, 1987; Samson, et al. , 1990), así como la disposición espacial, el régimen de fertilización (Moody y Shatly, 1981; Liebman y Dick, 1993), el uso de animales en las rotaciones, el empleo de los rastrojos de las cosechas y otras. La habilidad de competir con las malezas es también una cualidad de cada cultivo. Las plantas que ocupan todo el suelo son altamente competitivas (Regmier y Janke, 1990) como el camote, los frijoles sembrados con alta densidad, los melones, el chicharro de vaca, y en general las leguminosas empleadas como cobertera del suelo. Van Heemst, (1985) al estudiar la capacidad competidora de 24 cultivos, encontró que el trigo era más competitivo que la soya que ocupo el 4to lugar, mientras que el maíz ocupo el 7mo lugar en su habilidad competitiva. La capacidad de algunas plantas de suprimir malezas depende de secreciones de sustancias químicas que inhiben la germinación de las semillas o el desarrollo de las plantas, conocida esta propiedad como alelopatía. Estas

sustancias químicas pueden liberarse también de los residuos de las cosechas o producirse por acción de los microorganismos del suelo sobre los compuestos liberados por estos residuos. Estos productos alelopáticos también pueden incidir en el comportamiento del cultivo sucesor e inclusive en algunas especies puede inhibir su propio desarrollo si se cultiva de forma continuada. Por ejemplo el sorgo es una planta difícil de seguir en la rotación, pues por lo general reduce el crecimiento del cultivo que lo sigue, lo cual será menor en el trigo, la soja y el maíz (Liebman, 1997). El girasol también es un cultivo supresor de malezas. Los policultivos son muy efectivos en la reducción de las malezas, por tanto en la reducción del número de desmalezados, lo que puede conjuntamente con los incrementos de rendimientos, incrementar también los ingresos netos del cultivo. En este sentido el melón y el camote asociados a cultivos con ñame, maíz o yuca, reemplazó tres desmalezados manuales en comparación con el monocultivo de estos últimos cultivos (Akabunda 1980), también se reportó que el intercalado de maní, chícharo de vaca y melones en siembras de yuca/maíz aumentó el control de las malezas (Zoofa, 1992), los melones intercalados en plátano atrasaron la necesidad de desmalezado manual en siete meses (Obiefuna, 1989), en arroz, la siembra intercalada de garbanzos, 21 días después de la siembra del arroz, redujo la presencia de malezas y el número de desmalezados manuales (Sengupta, et al., 1983) y el ryegrass o el trébol intercalado en cebada y habas redujo el enmalezado con Agropyron repens (Dyke y Barmord, 1976). Una revisión de la literatura realizada por Liebman y Dyck, (1993) donde se estudio el efecto de los policultivos en su capacidad de controlar malezas, pero separando, los estudios en dos grandes grupos: a) aquellos donde el cultivo secundario tenía el objetivo de controlar las malezas, erosión, aumento de la fertilidad, aunque también aportaban producciones al sistema; b) donde todos los cultivos intercalados tenían como principal objetivo la producción, los autores observaron que cuando los policultivos se establecían siguiendo criterios múltiples, se realizaba un control más efectivo que cuando solo se atendía a un factor, como los rendimiento en este caso (tabla 7). Tabla 7. Revisión realizada por Liebman y Dyck, (1993) sobre el efecto de los cultivos múltiples en el control de malezas. (Los valores expresan el número de trabajos donde se reportó la respuesta). Objetivo principales de los cultivos secundarios en los policultivos establecidos Cultivo secundario sembrado con el propósito de controlar malezas, aumento fertilidad, etc. Priorizando el rendimiento de ambos cultivos

Crecimiento de las malezas Menor en Policultivo 47

Mayor en Policultivo 4

Sin diferencia entre Policultivo y Monocultivo 0

12

2

10

Control de plaga y enfermedades Las rotaciones de cultivos serán más eficiente en el control de las plagas y enfermedades mientras mayores sean las diferencias botánicas de los cultivos en una secuencia de rotación. La alternancia en la rotación de cultivos anuales de verano con anuales de inviernos, leguminosas con cereales, cultivos de temporada larga con cultivos de temporada corta, son algunas formas de romper los ciclos reproductivos de las plagas y enfermedades. Las rotaciones son muy efectiva para controlar nemátodos del suelo, especialmente Meloidogyne y Heterodera que atacan un grupo de cultivo, cultivos como el tabaco, soya, algodón y otras ( Dabney et al. 1988, Barker 1991). Los policultivos son también muy efectivos para controlar las plagas y enfermedades. La reducción de las insectos plagas, enfermedades y nemátodos en los policultivos ha sido reportado por numerosos investigadores.

En una revisión efectuada sobre 209 artículos que abordaban la relación entre la diversidad de la vegetación y la incidencia de insectos plagas y enemigos naturales, Andow (1991), encontró una menor y significativa concentración de insectos plagas en los policultivos y una mayor cantidad de enemigos naturales (tabla 8). Tabla 8. Revisión de la ocurrencia de insectos plagas y enemigos naturales en policultivos en relación con los monocultivos. (Los números indican el % de artículos donde se encontró la respuesta señalada).

Insectos Plagas Enemigos naturales

Menos abundante Sin diferencia entre Respuesta Variable en Policultivos policultivos y Monocultivos 52 13 20 9 13 26

Mas abundante en los policultivos 15 53

Andow explica la menor ocurrencia de insectos plagas debido a la mayor presencia de enemigos naturales y a la menor concentración de recursos en los policultivos. Este autor atribuye una mayor presencia de enemigos naturales en los policultivos a: un incremento en la variedad y cantidad de fuentes disponibles de alimentos a través de la estación de crecimiento , mayor variedad de presas y hospederos que existe en los diferentes hábitat del policultivo, mejores condiciones de microhábitat, que permiten persistir no solo a los enemigos naturales, sino a las presas y los hospederos por lo cual se estabilizan las poblaciones de depredador - presa y parasitoide huésped y más disponibilidad de néctar y polen. Todos estos factores pueden ayudar a mejorar el éxito en la reproducción, supervivencia y eficacia de los enemigos naturales. La menor cantidad de insectos plagas en los policultivos se explica por dos hipótesis; la de enemigos naturales vista anteriormente y la de concentración de recursos ( Root, 1973). La hipótesis de la concentración de recursos se refiere a que: las plagas de insectos sobre todos las que tienen un limitado número de huéspedes, tienen más dificultad para permanecer en sembrados pequeños y dispersos que para hacerlos en cultivos grandes y densos, la cual se explica ampliamente por Altiri (1992, 1997). El efecto de un grupo de policultivos y rotaciones de cultivos sobre el control de plagas, enfermedades y malezas, en áreas tropicales, se muestra en las tablas 9 y 10, tomadas de la revisión que sobre el tema realizó Nilda Pérez (1996). Tabla 9. Efecto de las rotaciones en el manejo de nemátodos y malezas Cultivo principal Tabaco

Cultivo en rotación Maní Maíz Sorgo Frijol Terciopelo

Tomate Papa

Frijol Maíz

Ajonjolí Boniato - frijol - maíz Frijol - maíz - boniato Maíz o Sorgo Maíz asociado con frijol terciopelo Maní

Plagas reguladas Meloidogyne incognita M. arenaria M. incognita M. arenaria M. incognita Cyperus rotundus M. incognita Eleusine indica Rottboelia exaltata Sorghum halepense M. incognita C. rotundus C. rotundus Dicotiledoneas anuales M. incognita M. incognita

Tabla 10. Asociaciones de cultivos que regulan brotes de plagas. Cultivo múltiple Boniato - Maíz Maíz - Frijol Terciopelo Yuca - Frijol Yuca - Maíz Col - Tagetes Col - Ajonjolí

Plagas regulada Cylas fornicarius Meloidogyne spp. Erynnis ello Lonchaea chalibea Erynnis ello Lonchea chalibea Bemisia Tabaci Brevicoryne brassicae Bemisia Tabaci Brevicoryne brassicae

Reducciones de enfermedades bacterianas y virales también se han reportado. En este sentido tenemos que, la asociación frijol maíz, redujo la incidencia del virus del mosaico común, encontrándose una incidencia de 12,4 % en el policultivo, mientras que en el monocultivo fue de 25,7 % (Londoño y Tamayo, 1993), mientras que en Yuca, el intercalado de maíz o sorgo, Laberri (1993), reportó una reducción de la incidencia del añubro bacterial de la yuca ( Xanthomonas campestris pv. Manohoti). Efectos económicos El efecto de los cultivos múltiples y las rotaciones tienen un impacto positivo en el ingreso que se obtienen de ellos en comparación con los monocultivos. En la revisión realizada por Sánchez (1981), sobre manejo de los suelos en sistemas de cultivos múltiples concluye, que una ha de cultivo intercalado puede producir un ingreso superior entre 6 a 45 % superior que dos media ha de los monocultivos respectivos (tabla11), reportándose por Soria et al. (1975), que este incremento puede ser mayor cuando se intercalan más de dos cultivos. La mayor respuesta económica se debe a los mayores rendimientos por unidad de área obtenidos, pero también a una menor labor por desmalezados (Singupta et al. 1985), o por reducción de las pérdidas de cosecha. En este sentido Quintero et al. (1997), reportó una reducción importante de los daños del tetuan del boniato (Cylas fornicarius) al asociar este cultivo con el maíz, con valores de 16 % en el policultivo en comparación con 57 % de tubérculos dañados en el monocultivo, lo cual produjo que los tubérculos comercializables aumentaran de 7.36 a 10,57 t/ha. El RET en este caso fue de 1.82. Tabla 11. Efecto de cultivos intercalados sobre la razón de uso eficiente de la tierra (RET) y la razón de equivalencia de ingreso (REI). ( Tomado de Sánchez, 1981). Tipo de Cultivo Múltiple Relevo Hilera Hileras Hileras Mixto

Cultivos Maíz - Frijoles Maíz - Frijol mungo Maíz - Soya Maíz - Algodón Cacao - Caucho

Lugar

RET

REI

México Filipinas Carolina del Norte EUA Kenia Costa Rica

1,32 1, 53 1,40 1,24 -

1,34 1,45 1,34 1,06 1,35

Los estudios del efecto de las rotaciones realizadas a largo plazo muestran una ventaja económica de ellas. En este sentido, Carter y Berger (1991), reportan en los Estados Unidos, reportaron que un sistema de rotación de cinco años, reducía el número de labores al suelo, con una reducción importante de la erosión del suelo y un aumento de los ingresos netos de la granja de más de $125 /ha cada año. Esta mejor economía en los sistemas de rotación puede estar relacionada con un menor uso de la energía fósil, reportándose por Heichel ( 1978), que sistemas de cultivos basados en maíz, la incorporación de leguminosas de forrajes y granos reducía la demanda de energía en un 45 %, en comparación con el cultivo continuo (tabla 12). Tabla 12. Intensidad y eficiencia en el uso de la energía fósil en cultivo de maíz continuo, comparado con

rotaciones de de cultivo que incorporaban leguminosas, otros granos y forrajes. ROTACIONES 1 Maíz continuo

Flujo de energía fósil (Mcal./acre/día) Rendimiento (lbs. MS/acre) Eficiencia (Rendimiento/ Flujo

2 3 Maíz - Soya 2 Maíz - Avena - 2Alfalfa

4 3 Maíz- 3 Soya - Trigo 3 Alfalfa

5 2 Maíz - Alfalfa

6 Maíz - Soya Arveja

17,4

12,9

10,7

9,7

11,1

8,9

7 767

6 216

7 337

6 150

6 664

5 200

6,1

6,6

7,8

8,3

8,1

8,2

INDICACIONES PARA EL DISEÑO DE ROTACIONES DE CULTIVOS Y CULTIVOS MÚLTIPLES Tanto el diseño de rotaciones de cultivos como la combinación de cultivos ya sea en forma de policultivos, cultivos en secuencias y otros, se deben considerar un grupo de pautas de tipo biológico, económico y sociales para que estas sean efectivas. De forma general los cultivos a emplear en cualquier área deben estar adaptados a crecer en las condiciones edáficas y climáticas de las mismas, ser compatibles en sus sistemas fisiológicos en caso de cultivos múltiples o no producir efectos negativos a los cultivos precedentes, complementarse en sus necesidades de recursos, potenciando las funciones ecosistémicas y las sinergia, aumentar la productividad total del sistema, minimizar los riesgos para el productor o la familia campesina, distribuir el trabajo lo más homogéneo posible en el tiempo, reducir los costos externos, mantener un flujo de productos al mercado y por consiguiente de entradas monetarias a la explotación, tener en cuenta necesidades básicas de alimentación de la familia, sus animales y otras necesidades de materia primas para su uso personal o producción artesanal y finalmente proteger los recursos productivos. En los programas de planificación de los cultivos, también debe considerarse los problemas de colindancia o cercanía entre diferentes campos sembrados con diferentes cultivos tanto en espacio como en tiempo, especialmente debido a los problemas de trasmisión de plagas y enfermedades. Según Lampking (1998, pag 132), dentro de las limitaciones impuestas a los cultivos por el medio ambiente, se deben seguir en una rotación las siguientes normas básicas: * Los cultivos de de raíces profundas deben seguir a cultivos con raíces superficiales, ayudando así a mantener abierta la estructura del suelo y facilitando el drenaje. * Alternar entre cultivos con mucha y poca biomasa radicular, pues un contenido alto de biomasa radicular proporciona a los organismos del suelo y en particular a las lombrices gran cantidad de materia donde vivir. Las praderas temporales de gramineas/leguminosas pueden ser muy valiosas con este fin. * Los cultivos fijadores de nitrógeno deberan alternar con los que demandan gran cantidad de nitrógeno. Lo ideal sería conseguir todas las necesidades de nitrógeno dentro del sistema. * En la medida de lo posible, los cultivos intercalados, los abonos verdes, y las técnicas de sotosiembra deberían utilizarse para mantener cubierto el suelo el máximo posible, protegiéndolo de los riesgos de la erosión y reduciendo el lavado de nutrientes, especialmente en invierno. * Los cultivos que se desarrollan lentamente y que, por lo tanto, son susceptibles a verse invadidos por malas hierbas, deberían seguir a cultivos que la sofocan. * Alternar entre cultivos de hoja y de paja ( importante para eliminar las malas hierbas).

* Cuando existen riesgos de enfermedades o plagas de origen edáfico, los cultivos potencialmente hospederos, deberían incluirse en la rotación solo a intervalos apropiados; en alguna medida esto viene indicado por el concepto de autotolerancia de los cultivos. * Utilizar variedades y mezclas de cultivos en la medida de lo posible (adecuado para el uso de la propia finca, pero más problemático para la venta). * Alternar entre cultivos de siembra de otoño y primavera ( distribución de los picos de trabajo, diferentes momento de germinación de las especies de malas hierbas). Plantea Lampkin, que además habrá que tener en cuenta: * Adecuación de los cultivos al clima y suelo específico. * Equilibrio entre cultivos principales y forrajeros * Necesidad entre trabajo estacional y disponibilidad * Operaciones de cultivo y labores Las características de algunos cultivos en zonas frías a tener en cuenta para los rotaciones se ofrece en la tabla 13 y para zonas tropicales y subtropicales en la tabla 14. Tabla 13. Características de las plantas a tener en cuenta en una rotación (Lampkin, 1999, pag. 133) Descanso Cobertura AutoSuelo tolerancia por Plag. invierno Y Enf. (Pagas y (años) enfer.)

Profundidad Raíz

Biomasa Residual (tMS/ha)

Efecto Estructur a Suelo

Aporte materia orgánica

Balance de nitrógeno

Control de malas hierbas

0/+ 0/+ 0/+ 0/+

0,9 - 1,7

-/+ -/+ -/+ -/+

-/0 -/0 -/0 -/0

-

-/0 -/0 -/+ 0/+

-/0 -+

2-4 2-4 5 -

-/+ -/+ -/+ -/+

Habas Guisantes

0 0

0,5 - 2,3

0 0

0 0

+ +

-/0 --

-/+ --

4-5 6-7

-/+ -

Patatas Remolacha Zanahoria Maíz

0

0,6 - 1

-/0 -/0 -/0 - -/0

---0

---

-/+ -/+ -/+ -/+

--+

4 -5 4-5 3-4 -

-----/+

Nabo Forrajero Nabos

0 0

1,3 - 1,5

0 0

0 0

-

+ -/+

---

3-4 3-4

-/+ -/+

Abonos verdes -no leguminosas - leguminosas

-/+ -/+

0,9 - 3

0/+ 0/+

0/+ 0/+

-/0 0/+

+ +

+/+

-

+ +

+

4,5 - 5,5

++

++

+++

++

--

6

++

0

6,0 - 8,0

++

+++

++

++

0/+

-

++

++

+++

+++

+/-

--

5

++

Cultivo

Trigo Cebada Avena Centeno

Praderas Corta duración, trebol violeta Larga duración, trebol blanco Alfalfa

+++ Excelente ++ Muy bueno/ profundo + Bueno/profundo

++

1,8-2,2

0 Neutro/ promedio/poco - Malo / superficial/ pequeño - - Muy malo

La compatibilidad de diferentes cultivos tanto en la rotación como en los cultivos múltiples, está dada por diferentes factores como necesidades fisiológicas de luz agua, nutrientes, sus efectos sobre las características o recursos del suelo y también por las secreciones que producen. Las secreciones radiculares de un cultivo pueden inhibir el desarrollo de otras plantas que se cultiven conjuntamente, o si la precede en la rotación, inclusive se producen inhibiciones de ciertos cultivos sobre si mismo si se siembran en la misma área de forma continuada, como es el caso del frijol, el lino la avena el kenaf. En otros casos se toleran y en otros inclusive se pueden beneficiar. En la tabla 15, se muestra la compatibilidad de diferentes cultivos en las rotaciones para zonas frías, mientras que en la tabla 16 se expone la compatibilidad de diferentes cultivos empleados en las zonas tropicales y subtropicales para combinar en policultivos.

Tabla 14. Características de algunos cultivos tropicales y subtropicales (confeccionada principalmente a partir de Primavesi, 1990) Cultivo

Profundidad Raíz

Biomasa Residual (tMS/ha)

Efecto Estructura Suelo

Aporte materia orgánica

Balance de nitrógeno

Exigencia en agua

Control de malas hierbas

Control nemátodos

+

1,0

0

0 + 0 0 0 0 0 0 +

6

3,6 4,0 4,0 1,3

+ E + E -/0 -/+ 0 ++ +

++ +/++ 0 0 0 0 0

0 0 0 0 +

0 + 0 + ++ -A A + 0

+ 0 + 0 +/0 + +++ 0 ++ 0 0

0 0 0 0 + 0 0 0 + +

++

3 - 4,5

++

+

+++

0/-

+++

++

Frijol Algodón Caña de azúcar Tabaco Arroz Sorgo Girasol Mandioca Camote Maíz Cacahuete Abonos verdes kudzú, gandul, centrocema +++ Excelente ++ Muy bueno/ profundo + Bueno/profundo

4 4

0 Neutro/ promedio/poco - Malo / superficial/ pequeño

E Exigente A Agotador del recurso

Tabla 15. Compatibilidad de diferentes cultivos en la rotación según Lampkin (1999, pag. 134) Cultivo Siguiente Trigo de invierno (tr) Trigo de primavera (tr) Cebada de invierno (ci) Cebada de primavera (cp) Centeno de invierno (ce) Centeno de primavera (ce) Avena (a) Maíz (m) Guisantes (g) Habas (h) Alfalfa / T. Violeta (at) Praderas temporales (p) Patatas cultivo principal (pp) Patatas tempranas (pt) Remolacha (r) Coles (co)

tr --0 0 0 0 0 ++ ++ ++ + 0 ++ ++ ++ ++++

ci ----0 0 0 ++ + + 0 0 + + ++ ++

cp ---0 0 0 0 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++

ce 0 0 0 0 0 0 0 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++

a 0 0 0 0 0 0 ++ ++ ++ 0 ++ ++ ++ ++ ++

CULTIVO PRECEDENTE m g h at 0 ++ ++ 0 ++ + ++ ++ -++ 0 ++ 0 ++ ++ 0 ++ + ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ---++ ---0 ---0 ++ ++ 0 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++

p 0 ++ 0 0 0 ++ ++ ++ ++ ++ -0 ++ ++ ++ ++

pp ++ ++ -++ 0 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++

pt ++ + ++ + ++ + + + + + ++ ++ + +

r 0 ++ -++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ---

co 0 ++ -++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ---

++ Bueno + Bueno pero innecesario. Otros cultivos hacen mejor uso del precedente. Podría utilizarse en combinaciones con cultivos intercalados o abono verde 0 Posible - Aplicaciones limitadas, no recomendable si el cultivo precedente se cosecha tarde, en áreas secas, si existen riesgos de plagas, principalmente nemátodos, o si hay peligro de encamado - - Desaconsejable

Tabla 16. Capacidad de asociación de diferentes cultivos tropicales ( Confeccionado a partir de los datos suministrados en este trabajo y la experiecia del autor) Cultivos Maíz Frijoles Camote Yuca Sorgo Arroz Girasol Algodón Plátano Melón Caña Soya Calabaza Maní Tomate

Maíz x ++ ++ + + 0 + 0 + ++ + ++ 0

Frijoles

Camote

Yuca

Sorgo

Arroz

Girasol

Algod.

Plátano

Melón

Caña

Soya

Calab.

Maní

Tomate

x 0 ++ 0 + 0 + + 0 ++ 0 0 0 0

x 0 0 0 ++ 0 0 0 0 0 0 0 0

x 0 0 0 0 ++ 0 0 + + ++ ++

x 0 0 0 0 0 0 + 0 0 0

x 0 0 + 0 + + 0 + 0

x 0 ++ 0 0 0 0 0 0

x 0 0 0 0 0 + +

x + + + + +

x 0 0 0 0 0

x ++ 0 ++ 0

x 0 0 0

x 0 +

x 0

x

++ Asociación muy efectiva + Pueden ser asociadas 0 No se aconseja , o no se tiene información - La asociación puede ser perjudicial