Sistema de policultivos

Sistemas de policultivos (Matt Liebman)

En muchos lugares del mundo, especialmente en los países en desarrollo, los agricultores realizan sus siembras en combinaciones (policultivos o cultivos intercalados) más que en cultivos de una sola especie (monocultivos o cultivos aislados). Hasta hace unos veinte años, los investigadores agrícolas, en general, ignoraban las características que caracterizaban a los policultivos. Sin embargo, recientemente, la investigación del policultivo ha aumentado y muchos de los beneficios potenciales de estos sistemas se han hecho más evidentes.
La enorme variedad de policultivos existentes refleja la gran diversidad de cosechas y prácticas de manejo que usan los agricultores en todo el mundo para suplir las necesidades de comida, vestido, combustible, medicamentos, materiales de construcción, forraje y dinero. Los policultivos pueden comprender combinaciones de cultivos anuales con otros anuales, anuales con perennes o perennes con perennes.
Los cereales pueden cultivarse asociados a leguminosas y los cultivos de raíces asociados a frutales. Los policultivos se pueden sembrar en forma espaciada, desde la combinación simple de dos cultivos en hileras intercaladas hasta asociaciones complejas de doce o más siembras entremezcladas. Los componentes de un policultivo pueden sembrarse en la misma fecha o en otra diferente (cultivos de relevo); la cosecha de los distintos cultivos puede ser simultánea o a intervalos.

Ventajas en la producción

Una de las principales razones por la cual los agricultores a nivel mundial adoptan policultivos, es que frecuentemente se puede obtener un mayor rendimiento en la siembra de una determinada área sembrada como policultivo que de un área equivalente, pero sembrada en forma de monocultivo o aislada. Este aumento en el aprovechamiento de la tierra es especialmente importante en aquellos lugares del mundo donde los predios son pequeños debido a las condiciones socioeconómicas y donde la producción de los distintos cultivos está sujeta a la cantidad de tierra que se pueda limpiar, preparar y desmalezar (generalmente en forma manual) en un tiempo limitado.
La evaluación de las características de los policultivos puede incluir diferentes criterios, como la producción diaria por hectáreas de proteínas y calorías (Wade y Sánchez 1984). Estos indicadores se acercan mucho más al criterio usado por los agricultores para elegir los mejores sistemas de cultivo capaces de proporcionar diversos productos de alto régimen dietético para comerciar. También es importante señalar que los agricultores en muchos casos ponen más atención al rendimiento del cultivo principal, al cual han incorporado otras especies, para asegurarse que no fracase, controlar la erosión, mejorar la fertilidad de los suelos y controlar las malezas. En esta situación, la ventaja en el rendimiento del policultivo se muestra claramente al ser la producción del cultivo principal de la mezcla, igual o mayor al compararlo con el monocultivo.
Por ejemplo, Obiefuna (1989) informó que al entresembrar el melón egusi en una plantación de banano se podrían aumentar las cosechas bananeras hasta en un 26%. Abraham y Singh (1984) notaron que al intercalar semilla de caupí con sorgo, aumentaba el rendimiento del sorgo en un 95%, como promedio.
La rentabilidad económica neta de los policultivos puede ser mayor que la de los monocultivos que crecen en áreas equivalentes. Norman (1977) estudió los sistemas de cultivos en el norte de Nigeria y encontró que cuando tomaba en cuenta en sus análisis el costo de mano de obra, la utilidad era de un 42% a un 149% mayor para los policultivos que para los monocultivos. Leihner (1983) notó que en Colombia se necesitaba más mano de obra para policultivos de yuca/frijol que para un cultivo aislado de yuca, pero que el ingreso neto de los policultivos era mayor. En experimentos llevados a cabo en Inglaterra, Salter et al. (1985) encontraron que al sembrar intercaladamente col de bruselas con repollos se podían obtener mayores márgenes y menores costos en insumos por unidad de producción, al compararlos con los respectivos monocultivos.
Se debería señalar que las utilidades de los sistemas de cultivos pueden variar considerablemente de un año a otro. Sanders y Johnson (1982) informaron que, en un año, el cultivo de frijol como monocultivo proporcionó mayores ganancias que el policultivo de maíz/frijol; sin embargo al año siguiente, cuando cambiaron los precios de ambos cultivos, las utilidades relativas de los dos sistemas se invirtieron. De esta forma, el rendimiento económico de los sistemas de policultivos necesita una mayor investigación, más que sólo unas pocas temporadas de cultivos.

La estabilidad de la producción

En sistemas agrícolas donde la subsistencia es el objetivo principal, reducir el riesgo de perder totalmente la cosecha parece ser tan importante como aumentar el potencial nutricional y las ganancias económicas (Lynam et al. 1986). La variabilidad en la producción de policultivos de cereales/leguminosas puede ser menor que la de sus componentes como monocultivos, tal como se descubrió en Grecia para combinaciones de trigo/leguminosa y avena/leguminosa (Papadakis 1941) y en India para combinaciones de sorgo/guandul (Rao y Willey 1980). Por consiguiente, la probabilidad de no tener nada para comer o vender es aparentemente menor cuando se utilizan combinaciones de cultivos. De hecho, Trenbath (1983) ha demostrado que para una determinada área de tierra, la probabilidad de que una familia deje de producir las calorías suficientes para subsistir es menor cuando esta área se encuentra sembrada con un policultivo de sorgo/guandul que cuando lo está con los mismos componentes, pero éstos como monocultivo. Francis y Sanders (1978), trabajando con maíz y frijoles, y Rao y Willey (1980), con sorgo y guandul, descubrieron que la probabilidad de exceder un «nivel específico de desastre en los ingresos» era mayor para los policultivos que para los monocultivos.
Trenbath (1976) y Burdon (1987) han sugerido que puede haber una compensación productiva entre los componentes del policultivo, de manera que si uno de éstos falla debido a una sequía, plaga u otro factor, se podría compensar al aumentar la productividad del otro componente(s). Kass (1978) cita un estudio realizado por Gliemeroth (1950) que ilustra este principio. Cuando los cultivos de avena se redujeron a causa de un ataque del gusano alambre, la producción de las arvejas sembradas con avena era mayor que la baja en la producción de avena; ésta última bajó hasta la mitad, mientras que la producción de arvejas aumentó cuatro veces. Existe una carencia general de datos que demuestre en forma concluyente este fenómeno de tipo compensatorio (Harwood 1979b, Burdon 1987). Se necesita mucha más investigación antes de asumir que la estabilidad creciente de la cosecha es una característica general de los policultivos; en aquellos casos, donde la estabilidad realmente aumenta, se requiere más investigación para entender el (los) mecanismo(s) de causa.

El uso de recursos

A medida que los investigadores dirigen sus investigaciones hacia los mecanismos de uso de recursos en poli y monocultivos, se hace más evidente que las ventajas de producción de los policultivos están a menudo asociadas con el uso de una mayor proporción de luz, agua y nutrientes disponibles (captación mayor de recursos) o con el uso más eficaz de una determinada unidad de recursos (mayor eficacia de conversión de recursos) (Willey 1990). Estas formas de mejorar la utilización de recursos reflejan tres fenómenos: complementación en el uso de ellos, como también la facilitación entre especies y cambios en la partición de recursos.
Si las siembras se realizan con monocultivos que usan los recursos ambientales de distintas maneras, cuando se siembran juntas, pueden «complementarse» entre sí y hacer un mejor uso combinado de los recursos que por sí solas (Vandermeer 1989, Willey 1990). En términos ecológicos, la complementación minimiza el traslape de nichos entre las especies asociadas y, de tal forma, disminuye al mínimo la competencia por recursos. La complementación puede considerarse como temporal cuando las mayores demandas de recursos de los cultivos se producen en períodos diferentes; espacial cuando los doseles o raíces captan recursos en diferentes zonas; fisiológica cuando existen diferencias bioquímicas entre los cultivos en cuanto a sus respuestas frente a los recursos del medio ambiente.
Cuando la densidad total de la siembra es mayor en los policultivos que en los monocultivos, los primeros pueden interceptar más luz en las primeras etapas del desarrollo. Este fenómeno se ha observado en combinaciones de maíz con frijol mungo, maní o camote (Bantilan et al. 1974) en combinaciones de sorgo con caupí, frijol mungo, maní o soya (Abraham y Singh 1984). Los policultivos compuestos por cultivos con patrones no sincrónicos de crecimiento de doseles y diferentes períodos de maduración (como las combinaciones de sorgo/guandul estudiadas por Natarajan y Willey 1980), pueden proporcionar una mayor superficie de hojas a medida que transcurre la temporada del cultivo e interceptar más energía luminosa que los monocultivos.
La mayor cantidad de cobertura por doseles que producen los policultivos, puede disminuir la luz solar que alcanza la superficie del suelo, de manera que una mayor cantidad de agua útil para el suelo se canaliza como transpiración a través de los cultivos antes de perderse como evaporación proveniente del suelo; Reddy y Willey (1981) observaron este hecho en combinaciones de mijo/maní. El aumento de la cobertura del dosel producida por los policultivos, también puede aumentar la infiltración del agua de lluvia en el suelo y disminuir la erosión reduciendo el impacto de las gotas de lluvia en la superficie del suelo, como cuando se realizan combinaciones de maíz/yuca (Lal 1980) y de maíz/trébol rosado (Wall et al. 1991).
Los policultivos compuestos de especies con patrones de raíces espaciales complementarias pueden explotar un mayor volumen de suelo y tener un mayor acceso a nutrientes relativamente inmóviles como el fósforo (O’Brien et al. 1967, Whittington y O’Brien 1968). Los policultivos compuestos por especies que tienen patrones complementarios y temporales de crecimiento radicular y absorción de nutrientes, pueden capturar más nutrientes si éstos están continuamente disponibles gracias a la mineralización. Natarajan y Willey (1980) observaron este fenómeno en combinaciones de sorgo/guandul tal como lo hicieron Reddy y Willey en la mezcla de mijo/maní.
La complementación fisiológica puede manifestarse en policultivos compuestos de especies que utilizan procesos fotosintéticos C4 y C3. El primer tipo de especies se adapta, a menudo, mucho mejor a los ambientes bien soleados, como por ejemplo la parte superior de los doseles en combinación, mientras que las últimas se adaptan mejor a condiciones más sombreadas (Willey 1990). Las combinaciones comunes de
C4/C3 incluyen maíz/frijol, sorgo/guandul y mijo/maní. Esta complementación fisiológica también se observa respecto a la nutrición de nitrógeno. La fijación de nitrógeno atmosférico dado por los componentes leguminosos de los policultivos para satisfacer sus propias necesidades, pueden dejar reservas de nitrógeno disponibles en el suelo para uso de los componentes no leguminosos asociados (deWit et al. 1966, Martin y Snaydon 1982, Ofori y Stern 1987). Aunque las ventajas en rendimiento de los policultivos son más notorias bajo condiciones de una menor disponibilidad nitrogénica del suelo (Hiebsch y McCollum 1987), éstas no necesariamente desaparecen cuando aumenta la fertilidad del nitrógeno. Las mayores ventajas en rendimiento de los policultivos se obtuvieron cuando el nitrógeno, como fertilizante, se aplicó en dosis consideradas como adecuadas para satisfacer completamente las demandas del policultivo (Osiru y Willey 1972, Willey y Osiru 1972).
La facilitación interespecífica se hace presente cuando especies que crecen en policultivo tienen acceso a recursos que no se encuentran en monocultivos, o cuando gozan de mejores condiciones en un hábitat teniendo como resultado una conversión de recursos más eficaz (Vandermeer 1989). Si una de las especies componentes de un policultivo es una leguminosa que porta la bacteria que fija el nitrógeno en sus raíces, el nitrógeno atmosférico puede transferirse a las no leguminosas asociadas e incrementar considerablemente su rendimiento (Ofori y Stern 1987). Agboola y Fayemi (1972) observaron este fenómeno en combinaciones de maíz/frijol mungo como también lo hicieron Kapoor y Ramakrishnan (1975) en combinaciones de trigo/ Trigonella polycerata y Eaglesham et al. (1981) con maíz/caupí. El mejor aprovechamiento del uso del agua (valorada como CO2 obtenido mediante la fotosíntesis/H2O pérdida como transpiración) se ha notado en siembras de crecimiento lento cultivadas bajo el alero de cultivos superiores que actúan como cortavientos (Radke y Hagstrom 1976)

Influencias de los policultivos

Efectos de los policultivos sobre los agentes patógenos de las plantas Aún se ha investigado poco acerca de la ecología y el manejo de los agentes patógenos de las plantas en los policultivos (Sumner et al. 1981). En algunos casos, la incidencia de las enfermedades demostró ser mayor en cultivos que se siembran en policultivos que en monocultivos; en otros casos ocurre lo contrario. Por ejemplo, en experimentos realizados en Costa Rica, Moreno (1975) descubrió que al comparar un monocultivo de yuca, la gravedad de la necrosis de la yuca era mayor cuando ésta se cultivaba con maíz, pero menor al cultivarla con frijoles o camotes. Moreno (1979) también encontró que la gravedad de la alternariosis angular en los frijoles era mayor cuando se asociaban con el maíz, pero menor con la yuca o el camote en comparación con un monocultivo de frijoles.
Sólo ahora los investigadores empiezan a comprender los mecanismos subyacentes que producen las enfermedades en diferentes sistemas de cultivos. Los siguientes aspectos de los policultivos pueden ser importantes para mejorar la salud de las plantas:
1. Las plantas de especies susceptibles se pueden cultivar con una menor densidad en policultivos que en monocultivos, pues el espacio entre ellas se puede ocupar con especies de plantas resistentes que son de gran valor para el agricultor. Esta menor densidad de las plantas susceptibles puede aminorar la propagación de enfermedades al disminuir la cantidad de tejido infectado y que posteriormente sirve como una nueva fuente de inoculación. En algunas enfermedades el sólo hecho de aumentar la distancia entre las plantas susceptibles mediante una reducción de su densidad, puede también disminuir la propagación del inóculo. Esto se advirtió en monocultivos y combinaciones de cebada y trigo expuestos a la necrosis de la cebada (Burdon y
Whitbread 1979).
2. Las plantas resistentes diseminadas entre plantas susceptibles, pueden interceptar la diseminación del inóculo por el viento o el agua e impedir que las plantas susceptibles se infecten el efecto mosquitero. Moreno (1979) señaló este hecho como un mecanismo para explicar la menor incidencia del Ascochyta phaseolorum en caupí cuando este cultivo se sembraba asociado con maíz.
3. El microclima de los policultivos puede que sea menos favorable para el desarrollo de enfermedades. Se ha observado que varias enfermedades de la arveja han disminuido en su gravedad cuando las enredaderas estan asociadas con cereales, que cuando permanecen enredadas en el suelo (Johnston et al. 1978). Al cultivar intercaladamente las arvejas con los cereales, se mejora la circulación del aire y se reduce la humedad. En otras combinaciones de cultivos, una cobertura más densa de doseles puede aumentar la humedad y reducir la penetración de la luz, lo que favorece a algunas enfermedades fungales y bacteriales (Palti 1981). Esto puede requerir el uso de disposiciones espaciales que fomenten una configuración más raleada entre los doseles de los policultivos.
4. Los microbios o excreciones de las raíces de una de las especies cultivadas pueden afectar a los organismos patógenos del suelo que afectan las raíces de otra especie asociada al cultivo. Este parece ser el mecanismo responsable de la baja incidencia de Fusarium udum que causa la marchitez del guandul cuando éste se sembró con sorgo (ICRISAT 1984).
Poco se ha investigado acerca de los efectos de los policultivos en las poblaciones de nemátodos fitoparásitos. Sin embargo, es claro que los nemátodos prefieren determinadas especies de cultivo (Palti 1981) y que ciertas plantas, como las caléndulas (Tagetes spp.), excretan sustancias que son tóxicas para ellos (Cook y Baker 1983).
Estos efectos dan a entender que sería posible atraer, atrapar o exterminar a los nemátodos al entresembrar algunas especies junto con cultivos que necesitan ser protegidos. Visser y Vythilingam (1959) informaron que el cultivo de caléndulas entre arbustos de té, reducía las poblaciones de nemátodos en el suelo y en la raíces de éste. Cuando la leguminosa Crotalaria spectabilis se usó como cultivo de cobertura en huertos de duraznos, los nemátodos atacaron las leguminosas en vez de los árboles, lo que aumentó la producción de frutas (Cook y Baker 1983). Otros ejemplos de los efectos de los policultivos sobre las bacterias patógenas, hongos, virus y nemátodos se describen en el capítulo 13.
En una situación análoga a la de los insectos plaga en policultivos, poco se sabe de la manera cómo afectan el rendimiento los patógenos en los policultivos respecto a su productividad. Burdon (1987) observó que sin modelos experimentales apropiados es imposible decir si una mejor eficiencia en el uso de los recursos o una menor incidencia en los síntomas de enfermedades, son responsables de una mayor producción en los policultivos. Es necesario investigar más acerca de la ecología y manejo de los patógenos en los policultivos.
Los efectos de los policultivos sobre las malezas
En climas templados, la entresiembra de leguminosas como abono verde en cultivos de cereales y leguminosas en granos puede controlar más eficientemente la maleza en los cultivos principales, proporcionar una cubierta vegetal de baja altura para el control de erosión durante el otoño y el invierno y, además, aumentar la fertilidad del suelo.