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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA SUR ÁREA DE CONOCIMIENTO DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE AGRONOMÍA

T E S I S

CONTENIDO NUTRIMENTAL DE TRES ESPECIES DE FRIJOL PRODUCIDOS MEDIANTE TRES SISTEMAS DE LABRANZA

QUE COMO PARTE DE LOS REQUISITOS

PARA OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO AGRONOMO

PRESENTA

JAVIER ENRIQUE MORENO PERALTA

La Paz, Baja California Sur, México

Diciembre de 2009



T E S I S




INGENIERO AGRONOMO

PRESENTA


COMISIÓN REVISORA

DR. FELIX ALFREDO BELTRAN MORALES

PRESIDENTE

DR. BERNARDO MURILLO AMADOR

SECRETARIO

DR. LIBORIO FENECH LARIOS

VOCAL



T E S I S




INGENIERO AGRONOMO

PRESENTA


COMITÉ DE ASESORES

DR. FELIX ALFREDO BELTRAN MORALES

DIRECTOR

DR. BERNARDO MURILLO AMADOR

DIRECTOR EXTERNO

DR. FRANCISCO HIGINIO RUIZ ESPINOZA

CO-DIRECTOR

i

ÍNDICE DE CONTENIDO

DEDICATORIA ............................................................................... v

AGRADECIMIENTOS ....................................................................... vi

RESUMEN ................................................................................. viii

ABSTRACT .................................................................................. ix

1. INTRODUCCIÓN ........................................................................ 1

ANTECEDENTES ........................................................................... 3

Funciones de los abonos verdes. .................................................... 3

Características que deben ser observadas para seleccionar abonos verdes. 4

Abonos verdes intercalados con los cultivos. ..................................... 6

FACTORES A CONSIDERAR PARA EL USO DE LOS ABONOS VERDES .............. 6

Manejo de la fitomasa ................................................................ 8

Efectos del abono verde en las propiedades del suelo ......................... 11

Efecto de los abonos verdes en el rendimiento de los cultivos ............... 15

2. OBJETIVOS ............................................................................. 17

3. HIPOTESIS ............................................................................. 17

4. REVISIÓN DE LITERATURA ........................................................... 18

4.1 SISTEMAS DE LABRANZA ......................................................... 18

4.1.1 Labranza convencional ....................................................... 18

4.1.2 Labranza cero ................................................................. 20

4.1.3.Labranza mínima, reducida y óptima ..................................... 20

4.1.4 Labranza de conservación ................................................... 21

4.2 AGRICULTURA ORGÁNICA Y EL DILEMA DE LA LABRANZA .................. 22

4.3 ABONOS VERDES .................................................................. 23

4.4 FRIJOL DOLICHOS ................................................................ 25

4.4.1 Historia y distribución ........................................................ 26

4.4.2 Descripción de la planta ..................................................... 26

4.4.3 Características agronómicas ................................................ 27

4.4.4 Suelo ............................................................................ 28

4.4.5 Plagas y enfermedades ....................................................... 28

4.4.6 Uso agrícola .................................................................... 29

4.5 FRIJOL YORIMON ................................................................. 31

4.5.1 Selección del terreno ........................................................ 32

4.5.2 Principales plagas que atacan al frijol yorimón .......................... 33

4.5.3 Enfermedades más comunes en el frijol yorimón ....................... 33

4.6 NUTRIENTES ESENCIALES ........................................................ 34

ii

5. MATERIALES Y METODOS ............................................................ 35

5.1 Descripción del sitio experimental ............................................ 35

5.2 Suelo ............................................................................... 35

5.3 Clima ............................................................................... 35

5.4 Siembra ............................................................................ 35

5.5 Riego ............................................................................... 36

5.6 Croquis de campo ................................................................ 36

5.7 Sistemas de labranza ............................................................ 36

5.8 Obtención de material (follaje) ............................................... 37

5.9 Análisis nutrimentales ........................................................... 37

5.9 Diseño experimental ............................................................ 49

6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .......................................................... 50

6.1. Producción de materia seca ................................................... 50

7. CONCLUSIONES ....................................................................... 58

8. LITERATURA CITADA ................................................................. 59

iii

ÍNDICE DE CUADROS

Cuadro 1. Composición química de 100 g de semilla. ............................. 31 Cuadro 2. Composición química de 100 gr. de forraje ............................ 31 Cuadro 3. Producción de materia seca y aporte de nutrimentos por cultivar de frijol y sistema de labranza. ............................................ 50 Cuadro 4. Aporte de fitomasa y nutrientes de especies de plantas utilizadas como abono verde en el periodo lluvioso a los 60 días. Suelo ferraltico rojo. La Habana, Cuba. (García y Treto, 1997). ....................... 51 Cuadro 5. Valores porcentuales promedio de nutrimentos mayores en tres cultivares de frijoles producidos bajo tres sistemas de labranza. .............. 52 Cuadro 6. Concentraciones adecuadas de nutrimentos en el follaje del cultivo de frijol. Malavolta (1989). ................................................... 52 Cuadro 7. Porcentaje de macro y microelementos encontrados en el follaje de las especies más comunes encontradas en los tapaderos de frijol en Costa Rica. Herrera y Meléndez (1997). ......................................... 54 Cuadro 8. Valores porcentuales promedio de nutrimentos menores en tres cultivares de frijoles producidos bajo tres sistemas de labranza ............... 55

iv

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Planta de frijol dolichos ................................................... 27

Figura 2. Uso de maquinaria para la incorporación del abono verde. ......... 30

Figura 3. Abono verde incorporado al suelo. ...................................... 30

Figura 4. Plantas de frijol yorimón. ................................................. 32

Figura 5. Representación de parcelas con abono verde cada tratamiento tiene dimensiones de 6 x 10 m, Superficie total 1,080 m2. ............................. 36

Figura 6. Determinación de nitrógeno. ............................................. 39

Figura 7. Contenido de nutrimentos mayores en tres cultivares de frijol producido en tres sistemas de labranza. ............................................ 55

Figura 8. Contenido de nutrimentos menores en tres cultivares de frijol producido en tres sistemas de labranza. ............................................ 56

v

DEDICATORIA

A todas las personas que me han apoyado en mi formación en toda la carrera

comenzando por mi familia, que en las buenas y en las malas han estado

conmigo y sobre todo en la formación desde los niveles básicos de la

educación, pero más en la licenciatura... gracias por enseñarme a enfrentar

las cosas que hoy por hoy nos enfrentamos en la vida cotidiana, y que puede

desarrollarse cada uno de los obstáculos si uno se lo propone, por aprender a

valorar y confiar en mi día a día, para fomentar los deseos de poder

superarse.

vi

AGRADECIMIENTOS

A Dios por darme la oportunidad de conocer lo más grande de la vida, por

saber que todo esfuerzo aplicado tiene su recompensa, por permitir tener una

hermosa y maravillosa familia, que me ha estado apoyando en toda mi carrera

profesional y a lo largo de la formación que se me ha brindado. Gracias mi

Dios.

A mis padres Francisco y Martha por la enseñanza, formación y valores que me

dieron para poder sobresalir… por enseñarme que nunca hay que darse por

vencido y siempre hay una solución en la vida de sobresalir de los problemas

cotidianos…. Gracias padres hermosos los amo…

A mis hermanos Jovanny y Adahenna por su apoyo, cariño y amor que siempre

me han brindado durante toda la vida.

A mis abuelos Enrique Moreno Murillo† y Eliseo Peralta Verdugo†, que siempre

me dieron consejos y enseñanzas que me brindaron…

A mis abuelas Elsa Aguilar Monroy y Julia Aguilar Murillo, por su amor, cariño y

consejos que durante toda la vida me han brindado.

A mis maestros Dr. Félix Alfredo Beltrán Morales, Dr. Bernardo Murillo Amador

y Dr. Francisco Higinio Ruiz Espinoza, por el apoyo y dirección del presente

trabajo realizado, la enseñanza de poder salir adelante siempre en mis

estudios, por haberme transmitido de sus conocimientos y ejemplos que todo

se puede realizar en la vida con esfuerzo, y por el tiempo que me dedicaron

para la realización de la tesis.

Al Dr. Liborio Fenech Larios, por el apoyo brindado durante la realización del

presente trabajo.

vii

A mis maestros Ing. Juan de Dios Duarte Osuna y M.D. Juan Manuel Lozano

Romero, por haberme enseñado y ayudado a salir todo el tiempo adelante en

la vida de estudiante y consejos brindados que en alguna ocasión tuve

problemas.

Al M.C. Jorge Agúndez Espinoza, por los consejos y enseñanza que me ha

brindado durante la vida profesional.

A mis compañeros de generación 2004-2009, Esly Alexis, Gpe. Candelaria,

Zulma Berenice y Álvaro Michell, por el apoyo durante toda la carrera, por

haber pasado momentos gratos tanto en los buenos como malos.

A los compañeros de Agronomía, que siempre me apoyaron durante la carrera

que debemos de salir adelante, sin importar los obstáculos que se interpongan

en el camino.

A la Universidad Autónoma de Baja California Sur, por ser la casa que me ha

brindado la formación.

viii

RESUMEN

Se evaluó el contenido de los nutrimentos N, NO3-N, P, K, Mg, Ca, Mn, Zn, Cu,

Fe y B en tres cultivares de frijol de dos especies con potencial para ser

utilizados como abono verde. Los cultivares fueron: dolichos rojo (DR) (Lablab

purpureus), dolichos café (DC) (Lablab purpureus) y yorimon (YO) (Vigna

unguiculata). Se utilizaron tres sistemas de labranza para la producción:

labranza convencional (LC), labranza mínima (LM) y labranza óptima (LO). Los

resultados mostraron que con respecto al contenido nutrimental de N, NO3, P

y K no existió diferencia estadística (P≤0.05) entre los cultivares de frijol y los

sistemas de labranza utilizados; sin embargo, el mayor contenido de N se

encontró en DC producido en LC con 4.85 %. El contenido de P fluctuó entre

0.38 hasta 0.41 %. Con relación al K se encontró un rango de concentración de

2.40 a 2.84 %. El Ca se encontró en mayor concentración en DR-LO con un

2.88 %, en contraste el menor porcentaje se encontró en YO-LC con un 2.12 %

(P≤0.05). Con respecto a Mg se observó el mayor porcentaje en el cultivar YO-

LO con un 0.89 % y la menor concentración se encontró en DC-LC presentando

un 0.52 % (P≤0.05). El comportamiento de los nutrimentos menores fue

diferente. La mayor concentración de Fe se encontró en DR-LO con 0.15 % y la

menor en DC-LC con 0.10 %. El contenido de Mn fue significativamente mayor

en YO sin importar el sistema de labranza utilizado con 0.39%, y la menor

concentración se obtuvo en DR-LM con 0.17 %. El mayor contenido porcentual

de B se localizó en DC-LO, DR-LC, YO-LM y YO-LO con un rango de entre 0.024

a 0.030 %; en contraste, el menor contenido se manifestó en el DR-LM con un

0.015 %. Se observó que con respecto al contenido de Zn no hubo diferencia

estadística con respecto a los cultivares y los sistemas de labranza utilizados

en su producción, el menor contenido de Zn se presentó en YO-LO con

0.0026% y el mayor porcentaje se observo en DC-LO con 0.0040. El contenido

del nutrimento Cu fue significativamente mayor en DC-LC, DC-LM, DC-LO, DR-

LC, DR-LM, DR-LO y YO-LO, siendo DC-LM y DC-LO en donde se presentó la

mayor concentración con 0.0061% y la menor concentración se encontró en

YO-LM y YO-LC con un 0.0048 % y 0.0044 % respectivamente.

ix

ABSTRACT

The nutrimental content of N, NO3-N, P, K, Cl, Mg, Ca, Mn, Zn, Cu, Fe, and B

was evaluated in three bean cultivars of two species with potential to be used

as green manure. Cultivars were red lablab bean (DR) (Lablab purpureus),

brown lablab bean (L. purpureus) and cowpea (Vigna unguiculata). Three

tillage systems were tested: conventional tillage, minimum tillage and

optimal tillage. Results showed that the nutrimental content of N, NO3, P, K

had not statistical difference (P≤0.05) among bean cultivars and tillage

systems; however the greater content of N was in DC-LC with 4.85 %. The

content of P was found between 0.38 to 0.41 %. The concentration of K was

from 2.40 to 2.84 %. Ca showed the highest concentration in DR-LO with 2.88

%, while the lowest percentage was found in YO-LC with 2.12 % (P≤0.05). The

highest percentage of Mg appeared in YO-LO with 0.89 % and the lowest

concentration was registered in DC-LC displaying 0.52 % (P≤0.05). The highest

Fe concentration was observed in DR-LO with 0.15 % and the lowest in DC-LC

with 0.10 %. The content of Mn was significantly greater in YO without

concerning tillage system with 0.39 % and the smallest concentration was

obtained in DR-LM with 0.17 %. The greatest percentage content of nutriment

B was located in DC-LO, DR-LC, YO-LM and YO-LO between 0.024 to 0.030 %;

in contrast, the lowest content of B was found in DR-LM with 0.015%. The

content of Zn did not showed statistical differences respect to the cultivating

system; the lowest concentration of Zn was observed in YO-LO with 0.0026 %

and the highest percentage in DC-LO with 0.0040. Cu was significantly highest

in DC-LC, DC-LM, DC-LO, DR-LC, DR-LM, DR-LO and YO-LO, being DC-LM and

DC-LO where the highest concentration (0.0061 %) appeared and the lowest

concentration was observed in YO-LM and YO-LC with 0.0048 % and 0.0044 %,

respectively.

1

1. INTRODUCCIÓN Las malas prácticas de cultivo y el constante uso de fertilizantes químicos han

provocado que en algunas regiones agrícolas del mundo, la producción

agrícola disminuya, se bloquee la asimilación de nutrientes y se reduzca la

población de microorganismos presentes en el suelo. El uso de abonos verdes

es una alternativa para incrementar y mantener la fertilidad en la práctica de

la agricultura orgánica, además, el uso de abonos verdes es viable y

económico para aportar nutrimentos y mejorar las propiedades de los suelos.

Esta es una práctica agronómica importante que utilizan las plantas

(especialmente las leguminosas) como abono, en rotación, sucesión y

alternancia de cultivos. La fertilización de los cultivos en la actualidad se

basa en el uso de productos químico-sintéticos que no benefician de alguna

manera los contenidos de materia orgánica ni las propiedades físicas de los

suelos, lo que ocasiona la disminución de la retención de humedad, el

deterioro de la estructura y la disminución de la permeabilidad, entre otros

(SAGARPA, 2004).

La aplicación de una agricultura altamente mecanizada contribuye a agravar

aún más el problema de la degradación acelerada de los suelos, y por lo tanto

baja el rendimiento en lo que a producción se refiere. Con el uso de abonos

verde es posible recuperar la fertilidad del suelo, proporcionando aumento

del contenido de materia orgánica, de la capacidad de intercambio catiónico

y de la disponibilidad de macro y micronutrimentos; formación y

estabilización de agregados; mejoramiento de la infiltración de agua y

aeración; disminución diurna de la amplitud de la variación térmica; control

de nemátodos y, en el caso de leguminosas, incorporación al suelo de

nitrógeno, efectuado a través de la fijación biológica (Beltrán-Morales, 2006).

La agricultura en México tiene una producción escasa y fluctuante frente a un

consumo en constante crecimiento que obliga a producir más y mejor con

base en cultivos intensivos cada vez más mecanizados, lo cual origina la

degradación de los suelos, que tiene un efecto irreversible como es el caso de

la erosión.

2

Sin embargo, el avance tecnológico surge por la necesidad de producir más

intensamente sobre una unidad de suelo; esto ha implicado la utilización más

intensa de las labores agrícolas y abuso en el uso de la maquinaria agrícola,

con la creencia de que entre más se disgrega el suelo mejor es su preparación

para la producción de cultivos (Beltrán-Morales, 2006).

Por muchos años, el argumento de los agricultores convencionales y

promotores del uso de fertilizantes químicos ha sido el menor costo y cantidad

de fertilizantes químicos en comparación con los abonos orgánicos. Sin

embargo, la incorporación de materia orgánica aporta nutrientes y

microorganismos mejorando las condiciones del suelo para las plantas

(Beltrán-Morales et al., 2004).

En relación al transporte de nutrientes, la nutrición vegetal es otro punto

primordial, por lo que es necesario conocer antes que nada, los siete factores

considerados que interactúan en la producción de los cultivos: 1) apoyo

mecánico, 2) temperatura, 3) agua, 4) aire, 5) nutrientes, 6) luz y 7)

tecnología. Dentro de los nutrientes están los elementos esenciales que toda

planta necesita indispensablemente para su desarrollo normal. Tales

elementos son básicamente 16, con algunas excepciones. Estos además se

clasifican como macro y microelementos, de acuerdo con la cantidad de

elemento requerida por la planta. Los macroelementos son aquellos de los

que la planta requiere más del 0.1 % de la biomasa seca producida (Etchevers,

1987) y son los siguientes: 1) Los que la planta toma principalmente de la

atmósfera: Carbono(C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), 2) Los macroelementos

primarios que la planta toma del suelo: Nitrógeno (N), Fósforo (P), y Potasio

(K), 3) Los macroelementos secundarios: Calcio (Ca), Magnesio (Mg) y Azufre

(S). Mientras que los microelementos son aquellos que la planta requiere en

menores cantidades y son los siguientes: Hierro (Fe), Cloro (Cl), Boro (B),

Cobre (Cu), Manganeso (Mn), Molibdeno (Mo) y Zinc (Zn) (Potash and

Phosphate Institute, 1988).

Una de las principales ventajas de estas especies es su adaptabilidad, no

solamente es tolerante a la sequía, si no que puede crecer en una gama

diversa de condiciones ambientales, permaneciendo verde durante la estación

3

seca, y puede proporcionar hasta 60 t ha-1 de materia verde, lo que

representa aproximadamente 6 t ha-1 de materia seca (Flores, 1993).

Con base en lo anterior se evaluaron tres sistemas de labranza e incorporación

del abono verde así como la utilización de tres especies de frijol; frijol

dolichos, rojo y café (Lab-lab purpureus), frijol yorimón (Vigna unguiculata L.

Walp.)

ANTECEDENTES

La utilización del abono verde como practica agrícola, conocida ya antes de la

era cristiana, consistía en la incorporación al suelo masa vegetal no

descompuesta, con la finalidad de conservar y/o recuperar la productividad

de las tierras agrícolas. Para esta finalidad ya en ese entonces eran utilizadas

básicamente leguminosas. Actualmente se conceptúa como abono verde a la

utilización de plantas en rotación, sucesión y asociación con cultivos

comerciales, incorporándose al suelo o dejándose en la superficie, ofreciendo

protección, ya sea como mantenimiento y/o recuperación de las propiedades

físicas, químicas y biológicas del suelo (Costa et al. 1992). Eventualmente,

parte de esos abonos verdes pueden ser utilizados para la alimentación animal

y/o humana, producción de fibras o producción de forraje (Miyasaka, 1984).

Este es un aspecto importante para la adopción de esta práctica, puesto que

mayor sea su utilidad en la propiedad, mayores serán sus beneficios

potenciales. Además de las leguminosas que son plantas mas utilizadas para

este fin también se usan gramíneas, crucíferas y cariofiláceas, entre otras.

Funciones de los abonos verdes.

Protege la capa superficial del suelo contra las lluvias de alta intensidad, el

sol y el viento, mantiene elevadas tasas de infiltración de agua por el efecto

combinado por el sistema radicular y de la cobertura vegetal. Las raíces

después de su descomposición, dejan canales en el suelo y la cobertura evita

una degradación y sellado de la superficie y reduce la velocidad de

4

escurrimiento. Promueve un aporte considerable y continuo de biomasa al

suelo, de manera que mantiene e incluso eleva, a lo largo de los años, el

contenido de materia orgánica. Atenúa la amplitud térmica y disminuye la

evaporación del suelo, aumentando la disponibilidad de agua para los cultivos

comerciales. Por medio del sistema radicular, rompe capas duras y promueve

la aireación y estructuración del suelo, induciendo la preparación biológica

del suelo. Promueve el reciclaje de nutrimentos; el sistema radicular bien

desarrollado de muchos abonos verdes. Tiene la capacidad de traslocar los

nutrimentos que se encuentran en capas profundas hacia las capas

superficiales del suelo, poniéndolos a disposición de los cultivos posteriores.

Disminuye la lixiviación de nutrimentos; la ocurrencia de lluvias intensas y de

precipitaciones elevadas; normalmente induce a un intenso proceso de

lixiviación de nutrimentos. El abono verde, al retener nutrimentos en la

fitomasa y liberarlos de forma gradual durante la descomposición del tejido

vegetal, atenúa este problema. Promueve la adición de nitrógeno al suelo a

través de la fijación biológica de las leguminosas; esto puede representar una

importante economía de este elemento en la fertilización de los cultivos

comerciales, además de mejorar el balance de nitrógeno del suelo.

Reduce la población de malezas a través del efecto supresor y/o alelopático

ocasionado por el rápido crecimiento inicial y exuberante desarrollo de la

biomasa. El crecimiento de los abonos verdes y su descomposición activan el

ciclo de muchas especies de macroorganismos y principalmente

microorganismos del suelo, cuya actividad mejora la dinámica física y química

del suelo.

Características que deben ser observadas para seleccionar abonos verdes.

Según Amado y Wildner (1991) las principales características que deben ser

observadas para la selección de abonos verdes son:

• Presentar rápido crecimiento inicial y eficiente cobertura del suelo.

• Producción de elevadas cantidades de fitomasa (materia verde y seca).

5

• Capacidad de reciclaje de nutrimentos.

• Facilidad de implantación y manejo en campo.

• Presentar bajo de ataque de plagas y enfermedades.

• Presentar un sistema radicular profundo y bien desarrollado.

• Ser de fácil manejo para su incorporación al suelo.

• Presentar potencial para uso múltiple en la finca.

• Presentar tolerancia o resistencia a la sequia y/o heladas.

• Tolerancia a la baja fertilidad y capacidad de adaptación a suelos

degradados.

• Producción de semillas en cantidades suficientes para aumentar sus

áreas de cultivo.

• No responder como planta invasora.

Muzilli et al. (1980) sugiere además:

• Pertenecer a la familia de las leguminosas

• Poseer semillas de tamaño medio (1000 a 1500 semillas Kg-1), aptas

para germinar.

• Especies con plántulas robustas, capaces de soportar la inclemencia del

tiempo.

• Poseer semillas permeables al agua, lo que facilita la germinación.

• No ser plantas trepadoras, principalmente se fueran de ciclo perenne.

A pesar de requerir tantas características, esto no significa que cada especie

deba cumplir todos estos prerrequisitos. En realidad, dependiendo de la

especie de abono verde (invierno o verano; arbustiva o rastrera, ciclo corto o

largo), del sistema de cultivo y de la condición del agricultor, algunos de los

puntos pueden ser despreciados. Amado y Wildner (1991), subrayan que

difícilmente una especie cumplirá al mismo tiempo con todos los

prerrequisitos mencionados anteriormente.

Por esta razón, en el ámbito agrícola, solo algunas de estas características

serán de importancia fundamental, siendo por lo tanto utilizadas como

criterios de selección.

6

Normalmente las especies más utilizadas son leguminosas como la mucuna, el

frijol de puerco, el gandul, las crotolarias, el frijol dolichos, entre otras. Las

principales ventajas de esta práctica son la gran producción de biomasa, la

elevada cantidad de nitrógeno fijado biológicamente y la cobertura del suelo

durante el periodo de lluvias de alta intensidad.

Abonos verdes intercalados con los cultivos.

En esta modalidad el abono verde se siembra en la entrelinea del cultivo

comercial, y es especialmente adaptada a situaciones en las cuales el suelo

tenga que ser utilizado de la manera más intensa posible. Este tipo de abono

verde debe utilizarse cuidadosamente, para evitar que el abono verde entre

en competencia con el cultivo comercial, ocasionando inclusive reducción en

la productividad. Las principales ventajas de este sistema son el uso intensivo

del suelo, el control eficiente de la erosión y la reducción de la propagación

de las malezas.

FACTORES A CONSIDERAR PARA EL USO DE LOS ABONOS VERDES

Para que los abonos verdes puedan expresar al máximo su potencial de

protección de biomasa, es necesario que se les ofrezcan condiciones mínimas

para su crecimiento y desarrollo. Es fundamental conocer las exigencias para

su cultivo, en lo que se refiere a temperatura de suelos y disponibilidad de

agua (Bulisani y Roston, 1993). Estos tres parámetros posibilitarán el

conocimiento del efecto de los abonos verdes y la definición de las mejoras

épocas de siembra, así como las mejores regiones de cultivo en función de los

suelos que las forman. En lo que respecta a la temperatura, los abonos verdes

se pueden dividir en dos grupos básicos: abonos verdes de regiones

subtropicales/templadas y abonos verdes de regiones tropicales, o más

comúnmente conocidos como abonos verdes de invierno y de verano. Las

especies invernales son adecuadas para el periodo del año en el cual comienza

la disminución de las temperaturas altas de verano, en especial la ocurrencia

7

de temperaturas más moderadas durante la noche. La siembra debe realizarse

de manera tal que no perjudique el crecimiento vegetativo o la fase

reproductiva, que ocurre al inicio de la primavera.

En el caso de las especies tropicales o de verano, es necesario observar la

ocurrencia de bajas temperaturas al inicio del crecimiento, puesto que

pueden causar daños irreversibles al retardar el crecimiento, o la final del

crecimiento imposibilitando la reproducción (abono de flores, quema de

frutos), o evitando la producción máxima de biomasa. La época de siembra de

los abonos verdes de verano es determinante de la altura final y de la

producción de biomasa de las especies de hábito rastrero/trepador (Wildner y

Massignam, 1994). De este modo, siembras tardías de gandul (Cajanus cajan

L) y cotrolarias a partir del periodo lluvioso resultan en condiciones

significativas de la altura de las plantas, disminución de la biomasa (Wildner y

Massignam, 1994), disminución de la cobertura del suelo, aumento de la

incidencia de plagas. Los abonos verdes más utilizados tienen una amplia

adaptación a los distintos tipos de suelo; las leguminosas en general, son

exigentes a un mínimo de fertilidad, traducido principalmente por una

disponibilidad adecuada de Ca, Mg, P y K (Bulisani y Roston, 1993). Algunas

leguminosas de invierno son más tolerantes a condiciones de suelos

degradados. Otras especies de gramíneas, crucíferas y cariofiláceas son

también menos exigentes que las leguminosas.

La disponibilidad de agua, representada por la cantidad y la distribución,

influyen marcadamente en el desarrollo de los abonos verdes y en la

determinación de su época de siembra. Es importante, por lo tanto,

identificar los periodos de déficit acentuando de agua para que sea posible

anticipar o retardar la siembra de los abonos verdes. Según Bulisani y Roston

(1993) la fase más critica en la implantación de las leguminosas es la de la

germinación y emergencia de las plántulas, cuando la falta de agua puede

restringir la obtención de una población adecuada de plantas. En las fases

siguientes del ciclo vegetativo, por la naturaleza del sistema radicular, por la

menor demanda de agua y por el propio estado de crecimiento, los perjuicios

por deficiencia hídrica son poco aparentes.

8

Manejo de la fitomasa

La cantidad de fitomasa a ser producida en determinada área de explotación

agrícola, depende básicamente del interés y del objetivo del agricultor. El

tiempo de permanencia de la cobertura vegetal es definido considerando el

sistema de producción adoptado en la propiedad agrícola, pudiendo ser mayor

o menor que aquel hasta entonces recomendado para esa práctica agrícola.

No debe de prescindirse de la cobertura del suelo bajo cultivo, en cualquier

época del año, con miras al mantenimiento de su integridad física, química y

biológica (Wutke, 1993).

Incorporación total de fitomasa. Es el manejo más conocido y difundido

entre los agricultores. La incorporación puede realizarse en cualquier

momento, dependiendo de los objetivos del agricultor; la época

tradicionalmente recomendada para ello es durante la floración plena del

abono verde. Es en esta fase que ocurre la máxima acumulación de biomasa y

nutrimentos. Cuando se realiza anticipadamente, la velocidad de

descomposición de la biomasa será mayor y los niveles de nutrimentos serán

menores. Cuando el manejo se retarda, las plantas se tornan mas leñosas

(relación C/N mayor) y la descomposición será más lenta. La opción por esta o

aquella época estará en función, principalmente de la época de siembra del

cultivo sucesivo. Esta operación debe realizarse con arados y discos.

Incorporación parcial de la fitomasa. Para obtener la incorporación parcial

de la fitomasa se utiliza el mínimo de operaciones de preparación del suelo,

necesarias para brindar condiciones favorables a la germinación de las

semillas y al establecimiento de las plantas (Curi et al., 1993). Monegat (1991)

menciona que para las condiciones de los pequeños agricultores de la región

sur de Brasil, la opción del cultivo mínimo con tracción animal es la más

recomendable, utilizando plantas de cobertura del suelo en el invierno

(cultivo mínimo con Vicia sativa). En este caso, la única operación de

preparación del suelo es la apertura de un surco, con el distanciamiento en

9

que se hará la siembra del cultivo posterior, permitiendo que las entrelineas

del suelo permanezcan protegidas. En este sistema, la cobertura vegetal es

prácticamente se incorpora durante el surcado (20 a 40 %). El resto de la

cobertura vegetal podrá mantenerse en la superficie sea total o parcialmente

incorporada durante la fertilización nitrogenada o durante el control de las

malezas. El cultivo mínimo, además de los beneficios que proporciona, reduce

la cantidad de mano de obra necesaria para la implantación de los cultivos, al

ser comparado con el cultivo convencional.

Cultivo mínimo antes de la floración del abono verde. Se realiza en áreas

cultivadas con abonos verdes de porte bajo o rastrero y con un desarrollo

inicial lento, poca producción de biomasa y ciclo largo. El manejo se efectúa

cuando las plantas presentan 100 % de cobertura del suelo. Los surcos deben

ser anchos y la siembra, de preferencia, en líneas apareadas. Este sistema

permite la siembra anticipada de los cultivos principales como puede ser el

maíz y la resiembra natural del abono verde.

Al final del ciclo del abono verde, entre las líneas apareadas del cultivo

principal es posible establecer una nueva siembra tardía directa,

caracterizando así una asociación de sustitución o sucesión de cultivos.

Cultivo mínimo en la fase de floración plena del abono verde. El manejo se

realiza en la época plena de floración. Por lo común, cuando la producción de

biomasa es muy grande, ocurren dificultades para realizar el surcado; aunque

en algunas ocasiones se atasca la reja del arado; otras veces, la biomasa del

abono verde cae sobre el surco abierto, perjudicando la siembra y la

emergencia del cultivo posterior. Para evitar estos problemas, se recomienda

realizar un surcado cuando haya una cobertura total del suelo, también

llamado presurcado. En este caso debe de usarse un arado con reja media o

grande. El presurcado retarda el crecimiento del abono verde y no permite la

producción excesiva de biomasa. Durante la floración se realiza el surcado

definitivo. Este tipo de cultivo mínimo se lleva a cabo con arvejilla común

(Vicia sativa L), arvejilla aterciopelada (Vicia articulata Horn), chícharo

(Pisum sativum) y otras especies afines. Al final del ciclo vegetativo del abono

10

verde también es posible implantar un nuevo cultivo, con siembra directa,

como asociación de sustitución o sucesión de cultivos en las entrelineas del

cultivo principal.

Cultivo mínimo después de la incorporación del abono verde. Este es un

ejemplo típico del cultivo mínimo con abonos verdes de verano, pero también

puede usarse con abonos verdes de invierno. Para la incorporación de las

plantas se utilizan equipos típicos como la rastra de picos, la rastra de discos,

el arado de discos o incluso una segadora manual o mecánica. Después de una

o dos semanas después de la incorporación cuando la biomasa se encuentra en

estado avanzado del secado, se procede al surcado. Para el surcado con

presencia de abonos verdes de porte erecto se recomienda el uso del arado

surcador tradicional. En presencia de abonos verdes de hábito rastrero, se

recomienda adaptar un disco de corte al frente de la reja del arado para

cortar los tallos de las plantas.

Manejo de la fitomasa sin incorporación al suelo. La secuencia de

operaciones se inicia con el manejo de la biomasa sin incorporación al suelo y

termina con la siembra del cultivo principal sin la preparación del suelo, lo

que es conocido como siembra directa. Para la siembra directa se utilizan

maquinas especiales que abren un pequeño surco de profundidad y ancho

suficientes para garantizar una buena cobertura y contacto de la semilla con

el suelo (Curi et al., 1993).

Para el manejo de la biomasa pueden utilizarse métodos mecánicos o métodos

químicos (desecación con herbicidas). Los métodos mecánicos deben usarse

con mucho criterio, principalmente en relación a la época del manejo, para

evitar problemas de una mala incorporación. Por eso, esta debe de efectuarse

en plena floración en el caso de las leguminosas o en fase de grano lechoso en

el caso de las gramíneas. La variedad de maquinas sembradoras para la

siembra directa es muy amplia; existen a disposición maquinas manuales

especialmente adaptadas y maquinas de tracción motorizada, con sistema

sembrador de precisión y accionando electrónicamente. La tecnología de la

11

siembra directa para grandes áreas ofrece múltiples alternativas, mientras

que para los agricultores pequeños son necesarios aun más y menores equipos.

Efectos del abono verde en las propiedades del suelo

Efectos en las propiedades físicas del suelo

Los abonos verdes influyen directamente en las características físicas de los

suelos incluyendo la estructura, capacidad de retención del agua, densidad,

velocidad de infiltración y aireación, dependiendo estos efectos de la calidad,

cantidad y tipo de manejo dado al material adicionando, de los factores

climáticos y de las características de los suelos.

Los residuos vegetales con bajos niveles de N tienen efectos directos sobre las

propiedades fiscas del suelo. En California, según Alvarez et al. (1995), se

demostró que cuando la cebada se incorporó en un estado avanzado, la

concentración de N disminuyo de 2.7 % a 1.2 % mientras que la tasa de

infiltración aumento en 60 %. En un suelo más permeable, el residuo de un

cultivo de maíz (0.7 % de N) incrementó la infiltración al doble comparado con

el cultivo de cobertura de caupí (2.5 % de N).

Asimismo, después de tres temporadas de cultivos de cobertura con pasto

Sudan (1.3 % de N), alternando con cultivos de altos rendimientos durante los

inviernos, los resultados mostraron un 45 % de incremento de infiltración,

comparados con el barbecho mientras que el mejoramiento con cultivos de

cobertura de sesbania (Sesbania speciosa) en el primer y tercer año (2.9 % de

N) no mostró diferencia alguna.

Las gramíneas han destacado por la eficiencia en la formación de agregados, a

través de la acción directa e indirecta de las raíces; es por ello que uno de los

métodos más adecuados para mejorar la estructura de un suelo es mediante

la mezcla de una gramínea con vigoroso sistema radicular en constante

renovación y una leguminosa que acelere la descomposición de los residuos

vegetales. De acuerdo con García (1997) con esta mezcla se incrementa la

relación C:N del material añadido y se reducen los índices de descomposición

lográndose incrementar rápidamente la materia orgánica del suelo.

12

Según este mismo autor los resultados encontrados en China mostraron un

incremento de la materia orgánica activa el suelo a 17 %, del complejo

orgánico mineral a 52 % y de los ácidos húmicos en 6.1 % con la incorporación

de los abonos verdes. Asimismo se observaron incrementos de la MO en 1.68 %

cuando se incorporaron abonos verdes por nueve años consecutivos; sin

embargo las parcelas testigos mostraron solo 1.21 % de incremento. Por otra

parte, la densidad aparente disminuyo 0.07 g/cm3 cuando el abono verde fue

aplicado en el primer año, en 0.12 g/cm3 en el segundo año y 0.14 % g/cm3 en

el tercer año. La porosidad se incrementó en 2.43, 4.97 y 8 %,

respectivamente y los agregados estables o menores de 0.25 mm se

incrementaron a 6.84, 14.85 y 18.96 %, comparativamente.

La cobertura vegetal también ejerce influencia sobre la humedad y la

temperatura del suelo. La influencia en la reducción de las pérdidas de

humedad puede atribuirse a una sumatoria de varios factores. Se destacan las

reducciones en la evaporación y el escurrimiento superficial y el incremento

de la infiltración y capacidad de retención de agua en el suelo. Las diferencias

en el contenido de humedad del suelo se hacen más pronunciadas en épocas

de sequia, evidenciándose que la preparación del suelo cubierto atenúa el

déficit hídrico de corta duración (Amado et al., 1990).

Derpsch et al. (1995) estudiando sistemas de manejo de suelos en maíz,

observaron que los mayores contenidos de humedad en el suelo se registraron

en parcelas con residuos de avena negra (Cajanus cajan L) y los menores con

chícharo. La humedad del suelo durante el periodo vegetativo del maíz, en

parcelas con residuos de avena negra fue de 3.0 a 7.4 % superior a la humedad

del suelo de la parcela mantenida es descanso. Es importante subrayar que el

análisis de las temperaturas máximas y mínimas es de fundamental

importancia debido a los efectos que ejerce la temperatura del suelo en la

actividad biológica, la germinación de las semillas, el crecimiento radicular y

la absorción de iones.

Derpsch et al. (1958) indicaron que las tasas de infiltración de agua en el

suelo después de una cobertura verde evaluada con anillos concéntricos,

aumentaron hasta en 41.6 % en un latosol rojo y en 62.8 % en un suelo de

13

tierra roja estructurada, en comparación con la parcela de trigo. Incluso, la

mayor infiltración persistió hasta el próximo cultivo de soya.

Efectos en las propiedades químicas del suelo

Los principales efectos químicos esperados en la utilización de los abonos

verdes son los siguientes (Da Costa, 1991).

- Aumento en el contenido de materia orgánica (MO) del suelo a lo largo

de los años, por la adición de fitomasa.

- Mayor disponibilidad de nutrimentos principalmente de Nitrógeno, a

través de su adición al suelo así como la fijación biológica.

- Disminución de lavado de nutrimentos.

- Incremento de la capacidad de reciclaje, absorción y reincorporación

de los nutrimentos que al ser lavados o lixiviados se encuentran en las

capas más profundas del suelo y que no pueden ser aprovechados por

los cultivos con sistema radical superficial.

- Elevación del pH del suelo y una consecuente disminución de la acidez.

- Ayudan a la formación de ácidos orgánicos fundamentales en el proceso

de la solubilización de minerales del suelo.

- Disminución de los contenidos de aluminio.

- Movilizan formas estables de P y K, convirtiéndolos en formas

asimilables para las plantas atacando como biofertilizantes fosfóricos y

potásicos.

- Reducen la acumulación de sales en la superficie del suelo y crean

condiciones favorables para el desarrollo de las cosechas en suelos

salinos-alcalinos.

Se han realizado numerosos trabajos que corroboran lo anteriormente

planteado; en Australia se condujo un experimento por Alvarez et al.

(1995) quien utilizó el caupí (Vigna unguiculata L. Walp.)i intercalado con

maíz, obteniéndose como resultado que el 59.6 % del N de toda la biomasa

aérea provino del suelo, el 3.3 % del fertilizante y un 37.3 % de la fijación

atmosférica.

Otros trabajos demostraron que al intercalar soya o Vigna spp en el cultivo

de maíz era equivalente a adicionar al suelo 80 kg de N ha-1, además de

14

que se produjo un incremento en el porcentaje de proteína en los granos

de maíz. En Brasil se condujeron dos estudios durante tres años

consecutivos por Smyth et al. (1991) para determinar el valor de la

sustitución de la fertilización nitrogenada y la influencia de las

leguminosas, comprobando que el principal valor de sustitución fue de 74

kg ha-1 por la mucuna (Stizolobium aterrimum) y 26 kg ha-1 por indigofera

(Indigofera tinetoria) y caupí. En las condiciones de California, Álvarez et

al. (1995) informaron que la veza (Vicia sativa) proporcionó maíz el

equivalente a 2225 kg ha-1 de fertilizante nitrogenado. Se ha demostrado

que en términos de suministro de nutrimentos, los abonos verdes pueden

aportar de 30 a 60 kg ha-1 año-1 de N y llegar hasta 100 kg ha-1 de N (Da

Costa, 1991). También en Filipinas fueron evaluadas ocho especies de

leguminosas como sustitutas de la fertilización nitrogenada, obteniendo

como resultado que en dos años la sesbania (Sesbania speciosa) y la

crotolaria (Cotrolaria mucronata Desv) acumularon cantidades de N

superiores a las requeridas por el cultivo del arroz, además de aumentar el

C orgánico del suelo y el N total (Meelu, 1992).

De acuerdo a García (1997) los abonos verdes incorporados en suelos

ligeramente salinos, redujeron el contenido de sales en la capa superficial

en 30 %, en suelos medianamente salinos el contenido de sales redujo a 67

% y en suelos fuertemente salinos dicha reducción fue de 25 %.

Efecto en las propiedades biológicas del suelo

Las plantas utilizadas como abonos verdes benefician la actividad biológica

debido a que aportan un material orgánico para el suelo, determinante en

la actividad de los microorganismos, constituyendo una fuente de energía

para el desarrollo de los mismos. Cuando un suelo es manejado, preparado

y logrado su cobertura total, las oscilaciones térmicas serán menores y por

tanto habrá un mayor desarrollo de los microorganismos y un amento del

numero de nódulos por planta; además, al existir una mayor concentración

de residuos en la superficie, existirá una mayor disponibilidad de fosforo

en las primeras capas del suelo favoreciendo la acción de las bacterias

fijadoras de N (Da Costa, 1991). Lo anterior se demostró en experimentos

15

conducidos por García (1997), el cual se refiere con la incorporación de los

abonos verdes, la población de bacterias fijadoras de N fue de 2.36 x 104/g

de suelo y solo 0.2 x 104 en las parcelas testigo, en tanto que la intensidad

respiratoria se presentó en el rango de 33.41 mg/100 g/día a 25.22

mg/100/día y la capacidad de nitrificación de 21.77 a 17.5 %.

En general, los abonos verdes contribuyen a mantener el equilibrio

biológico del suelo, protegiendo la micro y macro vida del mismo.

Las plantas usadas como abonos verdes, aun antes de su manejo como tal,

influyen sobre la actividad biológica del suelo por el atenuante efecto

físico sobre la variación de la temperatura y por el mantenimiento de las

condiciones adecuadas de la humedad del suelo (Derpsch et al., 1985).

Después del manejo de la biomasa, la presencia del material orgánico es el

factor que más influye en la actividad y población de microorganismos, ya

que la MO es fuente de energía para los organismos del suelo. Por esta

razón, cuanto mayor sea la producción de biomasa de los abonos verdes,

mayor será la población macro y microbiana del suelo.

Según Almeida (1995) las operaciones de preparación del suelo provocan la

disminución de gran parte de los contribuyentes orgánicos, imponiendo

condiciones de elevadas temperaturas y situaciones alternas de secado y

humedecimiento, que afectan a los organismos del suelo con mayor o

menor grado de intensidad.

Efecto de los abonos verdes en el rendimiento de los cultivos

Resultados obtenidos por Derpsch (1985) demostraron que la influencia

marcada de los abonos verdes de invierno sobre la producción de maíz,

frijol y soya; en dicho trabajo mayores rendimientos de maíz fueron

obtenidos después de utilizar altramuz blanco (Lupinus albus) y arvejilla

(Vicia sativa), mientras que en la producción de frijol, los mayores

rendimientos fueron obtenidos después del nabo forrajero (Raphanus

sativus) y avena negra (Cajanus cajan L). Según los citados autores por

Scherer y Baldissera (1988) en un suelo característico de las costas

16

basálticas de la región oeste catarinense (Brasil) se observó efecto positivo

del cultivo de mucuna (Mucura pruriens L.) como abono verde intercalado

con maíz. Este caso fue evidente un mayor beneficio de la mucuna en el

cultivo convencional que en la siembra directa y cultivo mínimo. Los

autores suponen que este efecto sea la resultante de la mayor cantidad de

N proveniente de la tasa de mineralización de los compuestos orgánicos y

de la mayor liberación de este elemento a corto plazo.

Constataron también que el aumento de la productividad provocado por el

uso de la mucuna fue equivalente a una dosis de 30 kg N ha-1 (700 kg ha-1

de maíz), pero que esta diferencia disminuyó a medida que hubo aumento

de la fertilización nitrogenada.

17

2. OBJETIVOS

• Evaluar el contenido nutrimental (nitrógeno, fosforo, potasio, calcio

magnesio, sodio, cloro, azufre, Boro, Cobre, Manganeso, Fierro,

Molibdeno y Zinc ) de un cultivar de frijol yorimón (Vigna unguiculata L.

Walp.) cultivado bajo tres sistemas de labranza con incorporación de

abono verde.

• Evaluar el contenido nutrimental (nitrógeno, fosforo, potasio, sodio,

magnesio, cloro, azufre, Boro, Cobre, Manganeso, Fierro, Molibdeno y

Zinc ) de un cultivar de frijol dolichos rojo (Dolichos Lab-Lab) cultivado

bajo tres sistemas de labranza con incorporación de abono verde.

• Evaluar el contenido nutrimental (nitrógeno, fosforo, potasio, sodio,

magnesio, cloro, azufre, Boro, Cobre, Manganeso, Fierro, Molibdeno y

Zinc ) de un cultivar de frijol dolichos cafe (Dolichos Lab-Lab) cultivado

bajo tres sistemas de labranza con incorporación de abono verde.

• Comparar el contenido nutrimental (nitrógeno, fosforo, potasio,

magnesio, sodio, cloro, azufre, Boro, Cobre, Manganeso, Fierro,

Molibdeno y Zinc ) de las tres especies de frijol y basados en el,

determinar la mejor especie con fines de utilización como

biofertilizante (abono verde).

3. HIPOTESIS

Existe un diferencial entre las tres especies de frijol respecto al contenido

nutrimental, donde el frijol dolichos rojo mostrará cantidades mayores en

todos los nutrimentos evaluados (nitrógeno, fosforo, potasio, magnesio, sodio,

cloro y azufre) por lo que se espera sea seleccionado como la mejor especie

por el aporte de minerales para la recuperación de la fertilidad del suelo.

18

4. REVISIÓN DE LITERATURA

4.1 SISTEMAS DE LABRANZA

Labranza es toda acción mecánica que altere la estructura del suelo y que se

realiza con el objetivo de establecer condiciones adecuadas para la siembra,

germinación de semillas y el desarrollo de raíces y plantas cultivadas (Novelo-

Guizar, 2000).

Otra definición similar (Moreno, 1994) menciona que la labranza es toda

manipulación física, química y biológica del suelo, la cual comúnmente se

realiza con el objetivo de optimizar la germinación, la emergencia,

establecimiento, desarrollo y producción de las plantas. Para entender la

agricultura de conservación es sumamente importante aprender a diferenciar

entre los tipos de labranza que existen.

4.1.1 Labranza convencional

Se refiere a las operaciones de labranza primaria y secundaria adoptadas en

una región. Actualmente en México entendemos por sistema de producción

convencional a todo aquel que se rige por los métodos establecidos con la

Revolución Verde, la cual, además del uso abundante de agroquímicos y de

variedades mejoradas, obliga al uso frecuente de maquinaria para las

diferentes etapas de producción (Beltrán-Morales et al., 2004).

Como un ejemplo del manejo que se da en la agricultura convencional se

enumeran a continuación los pasos de maquinaria con diferentes fines e

implementos que se realizan en la producción de maíz de riego en regiones

tecnificadas como La Comarca Lagunera, El Bajío; Baja California, Región

norte de Tamaulipas, etc. (García-Hernández et al., 2000).

19

En la preparación de suelo, siembra y fertilización:

Aradura de preparación.

Primer paso de rastra.

Rastra cruzada.

Trazo de riego (preparación de camas de siembra, bordeo, etc.).

Siembra.

Fertilización.

En el control de malezas:

Escarda antes del primer riego de auxilio (50-60 días después de la siembra).

Escarda después del primer riego de auxilio.

Escarda después del segundo riego de auxilio.

Cosecha mecánica.

Desvare.

Barbecho fitosanitario.

Control de maleza en tiempo muerto (Antes de iniciar el siguiente ciclo).

Se han encontrado reportes como Mendoza y Acosta (1988); Celada et al.

(1984); Figueroa (1983); Hargrove et al. (1982); Lal y Vleeshauwer (1982);

Santos (1984); Young III y Youngberg (1996), que indican que el utilizar estos

sistemas de producción en diferentes cultivos principalmente en cereales

como maíz, trigo, cebada, pastos, etc. y leguminosas como fríjol, trébol,

soya, etc. resulta en una notable disminución de costos y sobre todo

rendimientos comparables a los sistemas convencionales de altas inversiones.

Además, utilizar leguminosas en rotación de cultivos provee al cultivo

subsecuente de un aporte de nitrógeno valioso.

La utilización de estos implementos provocan que la superficie del suelo este

desnuda y pierda la estructura natural y deflocule y sea polvoso, de manera

que este nivel del perfil este propenso a perderse por los medios mencionados

(Beltrán-Morales et al., 2004).

20

4.1.2 Labranza cero

Como labranza cero se designa al sistema de producción donde se eliminan

todas las labores mecánicas tanto de cultivo como de preparación para la

siembra, a excepción únicamente de la siembra, aunque en algunas ocasiones

incluso ésta se realiza a mano. Generalmente cuando se siembra

mecánicamente se hace con sembradoras de precisión tal como en labranza

mínima y labranza de conservación, la fertilización se realiza junto con la

siembra, por lo general con el mismo implemento o se aplica en el agua de

riego, cuando este se realiza por métodos presurizados como el goteo o

aspersión (Beltrán-Morales et al., 2004).

4.1.3. Labranza mínima, reducida y óptima

los términos descritos anteriormente tienen una estrecha relación entre si y

se catalogan de forma subjetiva, es decir, se pueden aplicar a circunstancias

variables y no es precisamente una receta tecnológica sino representa más

bien una filosofía, en la que las herramientas como la maquinaria e insumos

agrícolas, se utilizan en la menor cantidad posible, pero a la vez en forma

racional tratando de no afectar los rendimientos a la vez que se conservan y/o

mejoran los recursos básicos agua y suelo (Beltrán-Morales et al., 2004).

Se designa así a los sistemas de producción donde prácticamente se suprimen

todos los movimiento de tierra con maquinaria no indispensables, la supresión

de tal o cual labor es considerada por el criterio del productor, entre las

labores que se suprimen está la preparación de suelo con pasos de rastra y el

control de maleza mecánica, pero si algún movimiento de suelo mecánico se

considera necesario si se lleva a cabo. Generalmente en el sistema de

labranza mínima se incorporan por medio mecánico los residuos de cada

cosecha. Un tipo de labranza en la que el único laboreo se realiza para la

incorporación de abono verde es llamado labranza óptima (ASAE, 2002).

21

Definición de términos relacionados con los sistemas de labranza

Cama de siembra.- Es la porción de suelo preparada para sembrar la semilla y

promover su germinación y desarrollo.

Labranza primaria.- Es toda actividad realizada con la finalidad de preparar la

cama de siembra.

Labranza secundaria.- Es la remoción del suelo después de la siembra con el

fin de romper costras superficiales, arropar humedad y aflojar el suelo.

Labranza en franjas.- Sistema en el cual solamente son laboreadas franjas

aisladas del suelo (Beltrán-Morales et al., 2004).

4.1.4 Labranza de conservación

La labranza de conservación puede ser una combinación de la labranza cero, o

mínima, o reducida, pero con la condición de mantener por lo menos un 30 %

de cobertura vegetal sobre la superficie del suelo y además cumpla con toda

una serie de adecuaciones agronómicas. Esta cobertura vegetal; cuyo origen

puede ser la cosecha anterior o un cultivo realizado ex profeso, protege al

suelo del intemperismo, por lo que la erosión se reduce, se conserva y

mejoran la fertilidad del suelo y se incrementa su capacidad agronómica

general (Beltrán-Morales et al., 2004).

El termino labranza de conservación es sumamente importante para entender

la agricultura de conservación. Actualmente existe un cierto grado de

confusión entre técnicos y agricultores respecto a la agricultura de

conservación, principalmente por lo ligado que se encuentran los tipos de

labranza reducida como se denotó en los párrafos anteriores. De acuerdo con

Erenstein (1997) para algunos, labranza de conservación es simplemente

evitar la quema de residuos, para otros es sinónimo de labranza cero o

labranza mínima o reducida.

El sistema de labranza de conservación permite la acumulación gradual de

materia orgánica, en primera instancia la integración del sistema radicular y

22

después cada de las capas de mantillo que están en contacto con la humedad

(Moreno, 1994).

La función de la materia orgánica no es únicamente aportar nutrientes al

suelo, en especial nitrógeno, si así fuera, aunque seria relevante, tendría

poco interés, ya que la fertilización mineral actúa en este sentido

cuantitativamente con mayor rapidez. Sin embargo, el papel de la materia

orgánica en la complejidad del suelo es mucho más importante y por ello

insustituible (Labrador, 1990).

4.2 AGRICULTURA ORGÁNICA Y EL DILEMA DE LA LABRANZA

En la primera mitad del siglo XX en los países industrializados y hasta las

décadas de 1960 y 1980 en los países en desarrollo como México, la labranza

convencional (agricultura tipo revolución verde) era la base de toda

agricultura, los agricultores tecnificados buscaban a toda costa mantener sus

parcelas limpias de toda brizna de hierbas que no fueran propiamente los

cultivos (ATTRA, 2005). Al incrementarse el uso de herbicidas, la importancia

de algunas prácticas de laboreo disminuyo.

Por el contrario, los productores orgánicos continuaron realizando numerosas

prácticas mediante laboreo mecánico y fuego. Sin embargo, una cosa en

común tanto para productores convencionales como orgánicos hasta el

segundo y tercer cuarto del siglo XX es la gran cantidad de suelo desnudo

entre hileras durante la producción, y desnudo total entre cada temporada

productiva.

Actualmente, en una forma general, se reconoce que la agricultura orgánica;

que no puede usar ningún tipo de herbicida, está restringida a la labranza

mecánica. Este supuesto se ha usado para etiquetar a la agricultura orgánica

como erosiva y ambientalmente destructiva. Este cargo se vio reforzado con

los resultados de un estudio muy serio publicado en la prestigiada revista

Science (Robertson et al., 2000).

23

En este estudio se contrastó el Potencial Neto de Calentamiento Global

(PNCG) de diversos ecosistemas naturales y agrícolas. Se registraron diversos

parámetros tales como la liberación de CO2, CH4 y N2O, fijación de carbón en

forma de materia orgánica y el uso de insumos generadores de CO2 tales como

los fertilizantes y combustibles. Todos los sistemas de cultivos anuales,

incluyendo aquellos de leguminosas de cobertura incrementaron el PNCG en

varios grados.

Los sistemas orgánicos registraron valores considerablemente mejores que

aquellos de agricultura convencional, pero aun así, el PNCG de los organismos

fue mucho mayor que en los sistemas de labranza conservacionista. Este

resultado claramente demuestra que la agricultura orgánica sería sumamente

beneficiada con una combinación con labranza de conservación (Beltrán-

Morales et al, 2004).

4.3 ABONOS VERDES

Cuando hablamos de "abonado en verde" hacemos referencia a la utilización

de cultivos de crecimiento rápido, que se cortan y se entierran en el mismo

lugar donde han sido sembrados y que están destinados especialmente a

mejorar las propiedades físicas del suelo, a enriquecerlo con materia orgánica

de rápida mineralización enriquecedor del suelo mediante los nutrimentos

minerales y sustancias fisiológicamente activas, así como activar la población

microbiana del suelo (Angel y Prager, 1990).

Tradicionalmente el término abono verde se ha usado para referirse a plantas

que se incorporan al suelo cuando aun están verdes, o un poco después de la

floración con el objetivo de enriquecer los suelos. Pero en épocas recientes el

término abonos verdes, se ha usado más ampliamente y puede referirse a

plantas cuya vegetación se deja en el suelo estando verde o en estado seco

con el propósito de abonar el suelo. Los abonos verdes son de valor especial

debido al nitrógeno que pueden aportar por medio del proceso de fijación de

nitrógeno. A menudo a estas plantas se les llama leguminosas de abono verde.

Por ejemplo, Lathwell (1990) indica que bajo condiciones favorables, grandes

24

cantidades de nitrógeno puede ser fijado por los abonos verdes de plantas

leguminosas. Para lograrlo, las leguminosas deben primero estar bien

adaptadas a las condiciones climatológicas de la región. En este sentido, la

diversidad genética existente asegura que se cumpla este requisito. Segundo,

para lograr la máxima fijación de nitrógeno se requiere que haya condiciones

de suelo que favorezcan la acumulación de materia seca. Los abonos verdes

por si solos no son la única vía para restaurar la fertilidad de los suelos, sino

una forma de hacer un uso más eficiente de los recursos existentes al

combinarse con otras alternativas de conservación y enriquecimiento de los

suelos (Flores, 1993).

Ventajas de la incorporación de abonos verdes al suelo (Valdivieso, 1995).

- Aumenta el contenido de materia orgánica del suelo, especialmente

cuando son incorporadas mezclas de plantas.

- Aumenta la disponibilidad de macro y micronutrientes en el suelo, en

forma asimilable para las plantas.

- Incrementa la capacidad de reciclaje y movilización de los nutrientes poco

solubles.

- Aseguran la renovación del humus, acelerando su mineralización.

- Mejora la estructura del suelo y su capacidad de retención de agua.

- Permite una buena cobertura vegetal, reduciendo la erosión y la

desecación durante el desarrollo vegetativo y mejora la circulación del

agua en el mismo.

- Favorece la actividad de los microorganismos del suelo y mejoran la

estructura del suelo, por la acción mecánica de las raíces, por los

exudados radiculares, por la formación de sustancias pre húmicas al

descomponerse y por la acción directa de las células microbianas y

micelios de hongos.

- Enriquecen al suelo en nitrógeno, si se trata de leguminosas, e impiden, en

gran medida la lixiviación del mismo y de otros elementos fertilizantes.

-Favorece la restitución del fósforo y potasio al suelo.

- Limitan el desarrollo de malezas, directamente por el efecto de la

cubierta vegetal.

25

Genera beneficios complementarios, ya que pueden ser usados como forraje y

por la abundante floración de las plantas son aprovechados por las abejas.

4.4 FRIJOL DOLICHOS

El frijol Lablab purpureus, tiene las siguientes características: altura de

planta de 40 a 80 cm; raíz pivotante; tallos cilíndricos con vellosidad y de 3 a

6 metros de longitud; hojas trifoliadas; foliolos entre ovados y romboides,

redondeados en la mitad inferior, ápice agudo, 7.5-15 x 6-14 cm, delgados,

casi lisos, envés con pelos cortos, pecíolos acanalados, largos y delgados;

inflorescencia en racimos axilares, pedúnculos hasta de 40 cm de largo, cáliz

tubuloso, con los 2 dientes superiores soldados, estandarte provisto de

apéndices en la base, alas en parte soldadas a la quilla, quilla estrecha y

recurvada hacia dentro; fruto aplastado, oblongo-falcado, 5-8 x 2.5cm, liso

rostrado, con estilo persistente, dehiscente; semillas 3-5, comprimidas, entre

elípticas y ovoides, 1 cm de largo, de color pardo pálido o negro, hilo blanco y

sobresaliente (www.cidicco, 2003).

El mantener el suelo cubierto por una leguminosa reduce la pérdida de suelo.

Esta cubierta puede conservar el suelo, mejorar el contenido de materia

orgánica y competir con las malas hierbas (Humphreys, 1995). En segundo

lugar, la simbiosis de la leguminosa-rhizobium, que convierte el nitrógeno

atmosférico (N) a las formas de nitrógeno (N) que las plantas pueden utilizar

para su desarrollo, de esta manera también se puede completar el ciclo

dentro del sistema planta-animal-suelo. La simbiosis de la leguminosa-

rhizobium provee a los agricultores una fuente económica de N y realizan una

producción de cultivos ambientalmente limpia. Esta simbiosis no implica el

consumo de combustibles fósiles, como ocurre en la producción de los

fertilizantes nitrogenados químicos sintéticos que contribuyen entre otras

cosas al calentamiento global (Humphreys, 1995; Said y Tolera, 1993).

26

4.4.1 Historia y distribución

Las formas primitivas de dolichos se cree que se originaron en la India (Deka y

Sarkar, 1990) y se introdujeron en África de Asia suroriental durante el octavo

siglo. Actualmente, el dolichos es común en África, expandiéndose desde

Camerún a Swazilandia y a Zimbabwe, a través de Sudán, Etiopía, Uganda,

Kenia y Tanzania (Skerman et al., 1991). Las semillas del dolichos

provenientes de Egipto fueron plantadas en los jardines botánicos en Sydney

en 1819. Sin embargo, no fue hasta después del lanzamiento del cultivar

"Rongai" en 1962, cuando el dolichos se utilizó extensamente como forraje en

Australia. Actualmente, el dolichos es uno de los forrajes leguminosos y

abonos verdes más importantes del mundo (Cameron, 1988).

El dolichos se ha distribuido extensamente a muchos países tropicales y

subtropicales en donde se ha naturalizado (Purseglove, 1968). En Sud

América, América Central, el este y oeste de la India, Asia y China, el lablab

se produce como cultivo perenne anual o de breve duración. En estas áreas, la

semilla y las vainas verdes se utilizan para el alimento humano mientras que

el follaje se utiliza como abono verde, para el control de la erosión y como

suplemento de la alimentación para el ganado durante la estación seca

(Hendricksen y Mison, 1985).

4.4.2 Descripción de la planta

El dolichos es una planta leguminosa perenne, anual o de corta duración, es

sembrada para el pastoreo del ganado y conservar en ambientes en zonas

tropicales con lluvias de verano. Su crecimiento rastrero y vigoroso contribuye

al control de malas hierbas, también tolera el ataque de plagas y

enfermedades (Cameron, 1988).

Altura de planta de 40 a 80 cm; raíz pivotante; tallos cilíndricos con

vellosidad y de 3 a 6 m de longitud, los tallos rastreros pueden alcanzar hasta

3 m de longitud. Las hojas son grandes y trifoliadas, pueden llegar a medir de

27

7 a 15 cm de longitud (Figura 1)(Cameron, 1988); hojas trifoliadas; foliolos

entre ovados y romboides, redondeados en la mitad inferior, ápice agudo,

7.5-15 x 6-14 cm, delgados, casi lisos, envés con pelos cortos, pecíolos

acanalados, largos y delgados; inflorescencia en racimos axilares, pedúnculos

hasta de 40 cm de largo, cáliz tubuloso, con los 2 dientes superiores soldados,

estandarte provisto de apéndices en la base, alas en parte soldadas a la

quilla, quilla estrecha y recurvada hacia dentro; fruto aplastado, oblongo-

falcado, 5-8 x 2.5 cm, liso rostrado, con estilo persistente, dehiscente;

semillas 3-5, comprimidas, entre elípticas y ovoides, 1 cm de largo, de color

pardo pálido o negro, hilo blanco y sobresaliente (Flores, 1993).

Figura 1. Planta de frijol dolichos (Beltrán, 2007)

4.4.3 Características agronómicas

Condiciones ambientales

Es una leguminosa que se adapta a la mayoría de los ambientes tropicales, a

altas y bajas temperaturas, escasez de agua, altitud (Hendricksen y Mison,

1985; Cameron, 1988). Por debajo de los 20o C la planta reduce su

crecimiento; las hojas comienzan a caer cuando la temperatura es de 2o C o

menos, aun así, la planta puede sobrevivir una helada corta (Mayer et al.,

1986). El dolichos es tolerante a la sequía, ya se han tenido experiencias en

28

regiones áridas, semiáridas, con precipitaciones de 200 mm en promedio

(Hendricksen y Mison, 1985; Cameron, 1988).

El fríjol Dolichos crece con 10 cm de agua de riego durante la germinación y

el establecimiento, y cuando ya está establecido es tolerante a la sequía

(Mayer et al., 1986). El dolichos se puede encontrar a través de las zonas

tropicales y subtropicales; y se extiende a partir del 30o latitud sur a 30o

latitud norte. Se desarrolla normalmente a nivel del mar hasta elevaciones

entre de 1800 y 2100 m (Cameron, 1988; Hendricksen y Mison, 1985; Mayer et

al., 1986).

4.4.4 Suelo

El dolichos crece en una amplia gama de tipos del suelo, desde las arenas

profundas a las arcillas negras pesadas y tolera rangos de pH de 5 a 7.5. La

planta puede sobrevivir períodos cortos de inundación, crece bien en terrenos

aluviales (Menéndez et al., 1985) solo requiere suelos bien drenados, pues no

tolera la acumulación de agua en el suelo por periodos prolongados. Las

condiciones salinas pueden reducir el crecimiento de la planta, produciendo

hojas cloróticas. La fertilidad del suelo es importante; el fríjol Dolichos

responde bien a la aplicación de abonos fosfatados, los cuales, se recomienda

aplicar al momento de la siembra (Cameron, 1988).

4.4.5 Plagas y enfermedades

Aunque al dolichos se le han encontrado varias plagas y enfermedades (Duke,

1983), sólo algunas causan pérdidas serias. En varias áreas del mundo, el

dolichos está virtualmente libre de plagas y enfermedades. En Honduras,

existen evidencias de ataques moderados a severos del insecto Diabrotica, el

ataque se ha observado en la época de mayor sequía (Flores, 1993).

29

4.4.6 Uso agrícola

Por ser una leguminosa, sus raíces se asocian con bacterias del género

rhizobium, la cual convierte el nitrógeno atmosférico a las formas disponibles

para la planta, mejora la productividad de una manera barata y

ambientalmente sana. El nivel de fijación de N esta en relación con la eficacia

en la formación de nódulos, esto depende del índice de crecimiento de la

legumbre y de las condiciones del suelo; generalmente de 15 a 40 kg de N son

fijados para cada 1000 kg de materia seca (Humphreys, 1995).

Este "fertilizante natural" permite a los agricultores mejorar el suelo y su

productividad. Con su raíz profunda, el dolichos no es solamente tolerante a

la sequía, además puede poner a disposición de la planta los nutrimentos que

requiere para su desarrollo. Esta raíz profunda, así como la cubierta

protectora sirven para estabilizar el suelo y evitar o disminuir la erosión.

Cuando está sembrado en huertas o plantaciones asociado con otros cultivos,

el dolichos protege no solamente el suelo si no que realiza un control natural

de la mala hierba sin ningún efecto perjudicial sobre los arbustos o los árboles

frutales. También se ha demostrado el uso del dolichos como abono verde, el

cual incorporado al suelo incrementa los niveles de materia orgánica, así

como el contenido de N y otros nutrimentos al suelo. El frijol es incorporado

al suelo con un paso de rastra cuando este se encuentra en etapa de

floración. Si el suelo no será utilizado el mismo año, las plantas se utilizan

como pasto en la estación seca (Flores, 1993).

30

Figura 2. Uso de maquinaria para la incorporación del abono verde (Beltrán, 2007).

Figura 3. Abono verde incorporado al suelo (Beltrán, 2007).

Lablab purpureus combina una gran cantidad de cualidades que se puedan

utilizar con éxito bajo varias condiciones.

Su primera ventaja es su adaptabilidad, no solamente es tolerante a la sequía,

también puede desarrollarse en una gama diversa de condiciones ambientales

por todo el mundo. Permanece verde durante la estación seca y puede

proporcionar hasta 6 t ha-1 de materia seca (Flores, 1993).

31

Cuadro 1. Composición química de 100 g de semilla. Calorías 334

Humedad 12.0 %

Proteína 21.5 %

Grasa 1.2 %

Carbohidratos 61.4 %

Fibra 6.8 %

Ceniza 3.8 %

Calcio 98 mg

Fósforo 345 mg

Hierro 3.9 mg

Fuente: Duke, J.A.1983.The Handbook of Legumes of World Economic Importance. Pp. 103.

Cuadro 2. Composición química de 100 g de forraje. Fibra 28.1 %

Grasa 3.5 %

Proteína cruda 14.2 %

Carbohidratos 39.4 %

Ceniza 14.8 %

Calcio 1.98 %

Fósforo 0.26 %

Fuente: Duke, J.A.1983.The Handbook of Legumes of World Economic Importance. Pp. 103.

4.5 FRIJOL YORIMON

El frijol yorimón también conocido como chícharo de vaca, fríjol de cuerda,

caupí, etc. Es una leguminosa que posee alto valor proteico, buena capacidad

proteica, buena capacidad de fijar nitrógeno atmosférico a través de la

simbiosis con bacterias del genero Rhizobium, buena adaptación a todo tipo

de suelos, se siembra en un rango amplio de condiciones climáticas que van

desde las semiáridas hasta las subhúmedas y las de temporal, muestra buena

tolerancia al calor y a la sequía, es moderadamente tolerante a la salinidad.

32

Aunque se ha adaptado muy bien a zonas con condiciones de sequía presenta

un potencial alto de rendimiento bajo condiciones de riego. Se siembra en

diferentes partes del mundo para diversos propósitos. El frijol yorimón se usa

como mejorador del suelo, lo cual consiste en sembrar esta especie e

incorporarla como abono verde para que aporte nitrógeno al suelo (Murillo-

Amador et al., 2003).

Figura 4. Plantas de frijol yorimón (Beltrán, 2007).

4.5.1 Selección del terreno

El frijol yorimón puede sembrarse en todo tipo de suelos, aunque se desarrolla

mejor en suelos profundos y ligeros, como los predominantes en zonas áridas y

semiáridas, de textura migajón-arenosa y areno-arcillosa, con materia

orgánica y fertilidad relativamente bajas. El mejor desarrollo lo presenta en

suelos con pH neutro o ligeramente ácido. El pH recomendado es de 7.0 a 7.5

y con drenaje natural (Murillo-Amador et al., 2003).

33

4.5.2 Principales plagas que atacan al frijol yorimón

Las plagas de insectos son una seria amenaza para este cultivo, por lo general

atacan a todos los órganos de la planta en cualquier etapa de desarrollo,

llegando incluso a destruir el cultivo cuando estos no se controlan

oportunamente. En México se han detectado como principales plagas el

picudo de la vaina(Apion godmani), la diabrótica(Diabrotica speciosa), el

gusano elotero (Heliothis zea), el gusano saltarín(Elasmopalpus lignosellus), el

minador de la hoja(Bucculatrix thurberiella), el pulgón(Aphis sp), la

chicharrita(Empoasca papayea), trips(Thrips spp), la mosca blanca(Bemicia

tabaci), mientras que en California el principal productor de esta especie en

los Estados Unidos de América, la chinche Lygus(Lygus lineoralis) y un

áfido(Myzus persicae) son de las principales plagas (Murillo-Amador et al.,

2003).

4.5.3 Enfermedades más comunes en el frijol yorimón

El frijol yorimón es un cultivo que puede ser atacado por un gran número de

enfermedades, que pueden ser provocados por virus, hongos y bacterias, que

en ciertas situaciones se tornan factores limitantes del cultivo. En las regiones

productoras de frijol yorimón en México, la ocurrencia de enfermedades no es

de consideración, ya que ocasionalmente se observan pudriciones de tallo y

raíz causadas por un complejo de hongos en el suelo, pero su impacto en la

producción no es significativo (Murillo-Amador et al., 2003).

El frijol yorimón también es muy útil como materia verde incorporada al suelo

y los cultivares de crecimiento postrado y abundante follaje, reducen además,

la erosión del suelo. Las semillas de frijol yorimón generalmente contienen

(100 g de semilla) 11.4 % de humedad; 338 calorías, 22.5 g de proteína, 1.4 g

de grasa, 6.10 g de carbohidratos, 5.4 g de fibra, 3.7 g de cenizas, 104 mg de

calcio, 416 mg de fósforo (Murillo-Amador et al., 2000).

34

4.6 NUTRIENTES ESENCIALES En relación al transporte de nutrientes, la nutrición vegetal es otro punto

primordial, es necesario conocer antes que nada que son siete los factores

considerados que interactúan en la producción de los cultivos: 1) apoyo

mecánico, 2) temperatura, 3) agua, 4) aire, 5) nutrientes, 6) luz y 7)

tecnología. Dentro de los nutrientes están los elementos esenciales que toda

planta necesita indispensablemente para su desarrollo normal. Tales

elementos son básicamente 16, con algunas excepciones. Estos además se

clasifican como macro y microelementos, de acuerdo con la cantidad de

elemento requerida por la planta. Los macroelementos son aquellos de los

que la planta requiere más del 0.1 % de la biomasa seca producida (Etchevers,

1987) y son los siguientes: 1) Los que la planta toma principalmente de la

atmósfera: Carbono(C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), 2) Los macroelementos

primarios que la planta toma del suelo: Nitrógeno (N), Fósforo (P), y Potasio

(K), 3) Los macroelementos secundarios: Calcio (Ca), Magnesio (Mg) y Azufre

(S). Mientras que los microelementos son aquellos que la planta requiere en

menores cantidades y son los siguientes: Hierro (Fe), Cloro (Cl), Boro (B),

Cobre (Cu), Manganeso (Mn), Molibdeno (Mo) y Zinc (Zn) (Potash and

Phosphate Institute, 1988).

Además de tales elementos, las plantas excepcionalmente pueden utilizar o

almacenar algunos otros elementos, los cuales para muchas especies pueden

resultar tóxicos aun en cantidades bajas, como Sodio (Na), Selenio (Se),

Cobalto (Co), Silicio (Si), Níquel (Ni) y Aluminio (Al). El hecho de que algunas

especies tengan capacidad de absorber grandes cantidades de estos y otros

elementos contaminantes se está utilizando para la recuperación de suelos

con metales pesados, metaloides, plaguicidas, etc. (González Chávez, 2002;

Vázquez Alarcón, 2002).

35

5. MATERIALES Y METODOS

5.1 Descripción del sitio experimental

La investigación se realizó en el Campo Agrícola Experimental de La

Universidad Autónoma de Baja California Sur (UABCS) ubicada en el Km. 5.5

carretera al sur en la ciudad de La Paz, la cual se ubica en los paralelos 24°

08’ 32” latitud norte y 110° 18’ 32” longitud oeste (Compendio estadístico

Gobierno de Baja California Sur, 2004).

5.2 Suelo

La mayoría de los suelos del área de estudio, presentan una textura areno-

migajosa, común en las zonas áridas, el contenido promedio de materia

orgánica en los suelos de la región es de aproximadamente 0.4 %. El suelo del

sitio experimental presenta un contenido de arena del 75 %, 15 % de limo y 10

% de arcilla (Fenech, 1989).

5.3 Clima En esta zona se presenta un clima BW (h’) h w (e), es decir seco desértico

cálido, con una temperatura media anual mayor a 22o C y con lluvias

predominantes en verano, la precipitación promedio anual es de 184 mm

(Robles, 1998).

5.4 Siembra

La siembra se realizó directa de forma manual colocando dos semillas por

orificio, a una distancia de 20 cm de separación entre planta y una

profundidad de 5 cm. La separación entre surcos fue de 80 cm.

36

5.5 Riego

Este se realizó por medio de sistema de riego por goteo con cinta, aplicando

tres riegos por semana con una duración de 2 h.

5.6 Croquis de campo

Croquis del diseño de campo

Canal 20 m

LM LO LC LO LC LM LC LO LM

R1 R2 R3

Figura 5. Representación de parcelas con abono verde (cada tratamiento tiene dimensiones de 6 x 10 m, superficie total 1,080 m2).

5.7 Sistemas de labranza

• LC.- Labranza Convencional que consistió en paso de arado y dos de

rastra.

• LM.- Labranza Mínima que consistió en dos pasos de rastra.

• LO.- Labranza Optima con un solo paso de rastra para incorporar los

residuos.

37

5.8 Obtención de material (follaje)

Se cosechó el follaje de forma manual; colectando cinco plantas por parcela

experimental seleccionadas de forma aleatoria; cuando las plantas

presentaron una floración aproximada del 30 %. El material vegetal se colocó

en bolsas de papel según el tratamiento y repetición, se llevaron al

laboratorio donde se pesaron, posteriormente se metieron a la estufa a 70 ºC

durante 48 horas, al término de este tiempo se sacaron de la estufa y se

dejaron enfriar a temperatura ambiente para después pesarlas y destararlas.

Después cada una de las muestras se pasó por un molino eléctrico para ser

trituradas, posteriormente a un mortero y por último fueron pasadas por un

tamiz de 1 mm. Por cada muestra se realizaron dos réplicas.

5.9 Análisis nutrimentales Los análisis foliares se realizaron por las técnicas de laboratorio que se

mencionan a continuación:

Nitrógeno (Digestión Microkjeldahl) Alcántar y Sandoval (1999)

Material y equipo

Balanza analítica

Matraces Microkjeldahl de 30 ml

Plancha de arena o equivalente

Campana con extractor de gases

Pipetas de 10 ml

Matraces Erlenmeyer de 125 ml

Equipo para destilación por arrastre de vapor (Microkjeldahl)

Microbureta de 10 ml

Agitador magnético y barra de teflón

38

Reactivos

1.- Mezcla de ácido sulfúrico-salicílico. A 1 g de ácido salicílico se le agregan

30 ml de ácido sulfúrico concentrado. Al preparar cantidades mayores, se

guarda la misma proporción.

2.- Mezcla catalizadora de sulfatos: se mezclan 96 de Na2SO4 con 0.5 de

selenio metálico y 3.5 de CuSO4; la mezcla se muele hasta que pase por un

tamiz de 40 ml

3.- Hidróxido de Sodio al 50 %. Se disuelven 500 g de NaOH en un litro de agua

destilada.

4.- Ácido bórico al 4 % en solución acuosa: 49 de H3BO3 se disuelven en 1 L de

agua destilada.

5.-Solución estándar de ácido sulfúrico 0.05 N.

6.- Indicador verde bromocresol-rojo de metilo. Prepare una solución acuosa

al 0.1 % de verde de bromocresol (100 mg de reactivo en 10 mg de agua

destilada) antes de aforar agregue a esta solución 2 ml de solución de NaOH

0.1 (para preparar la solución pese 40 g de NaOH y disuelva en 100 ml de agua

destilada).

A su vez se prepara una solución al 0.1 % de rojo de metilo en alcohol etílico

(100 mg de rojo de metilo en 100 ml de alcohol y antes de aforar se añaden 3

ml de una solución 0.1 N de NaOH). Finalmente se mezclan 75 ml de la

solución de indicador de bromocresol con 25 ml de indicador rojo de metilo y

se diluye a 200 ml con alcohol etílico.

Procedimiento

Se pesan 0.1 g del material vegetal molido y seco en matraces microkjeldahl,

se le agregan 1.5 ml de la mezcla de ácidos sulfúrico-salicílico, mezclando de

tal forma que todo el material entre en contacto intimo con los ácidos

(reposar durante toda la noche). Adicione aproximadamente 0.2 g de mezcla

de sulfatos y caliente ligeramente durante 5 minutos teniendo cuidado de

evitar que se genere espuma.

Digiera en la plancha de arena a una temperatura no mayor a 350° C, después

de que la solución tome una coloración verde clara (aspecto acuoso) continúe

39

calentando aproximadamente una hora más. Cuando la digestión haya

finalizado, deje enfriar y agregue 10 ml de agua destilada, transfiera

cuantitativamente al equipo de destilación, adicionar 10 ml de NaOH e inicie

el calentamiento. El destilado se recibe en 20 ml de solución de ácido bórico

4 % más 0.2 del indicador (3-5 gotas) hasta alcanzar un volumen aproximado

de 50 ml. La titulación se lleva a cabo con la solución de ácido sulfúrico 0.05

N hasta el primer vire de color a levemente rosado. Simultáneamente deben

hacerse pruebas en un blanco y un testigo. Las determinaciones para

corrección de humedad se efectúan utilizando 2 g de material vegetal, secado

en la estufa a una temperatura de 105° C durante 5 horas.

Cálculos

%N = ml de H2SO4 x N del H2SO4 x 1.4/0.1 g

%N = ml de H2SO4 x N del H2SO4 x 14

Normalidad del ácido sulfúrico = 0.05 N u otra determinada contra un

estándar primario.

Figura 6. Determinación de nitrógeno.

40

Calcio y Magnesio (Absorción atómica) Alcántar y Sandoval (1999)

Material y equipo

Pipetas graduadas de 5 y 10 ml

Matraces volumétricos de varias graduaciones

Vasos de precipitado de 100 ml

Tubos de ensayo o frascos pequeños con tapa de baquelita

Espectrómetro de absorción atómica

Reactivos

1.- Solución patrón de calcio (5000 ppm). Se pesan 6.240 g de carbonato de

calcio anhidro y se agregan 25 ml de ácido clorhídrico 5N, disolver con

calentamiento, dejar enfriar y transferir a un matraz aforado de 500 ml.

Llevar a volumen con agua destilada.

2.- Solución intermedia de calcio (50 ppm). Transfiera 5 ml de solución patrón

a un matraz aforado de 500 ml y diluya hasta la marca con agua destilada.

Esta solución tendrá 50 ppm de calcio. A partir de esta solución se pueden

preparar los estándares. Por diluciones, con la adición de supresor de lantano.

3.- Solución patrón de magnesio (5000 ppm). A 1.145 g de oxido de magnesio

anhídrido se le agregan 45 ml de ácido clorhídrico 5 N, disolver con

calentamiento, enfriar, transferir a un matraz graduado de 500 ml, y aforar

con agua desionizada.

4.- Solución intermedia de magnesio (20 ppm). Tomar con una pipeta 2 ml de

la solución patrón (5000 ppm) y colocarlos en un matraz graduado de 500 ml y

aforar con agua desionizada, la solución contendrá 20 ppm de magnesio.

5.- Solución concentrada de lantano (65000 ppm). Se disuelven 76.22 g de

óxido de lantano en 150 ml de ácido clorhídrico concentrado, después aforar

la solución a un volumen de 1 litro con agua destilada o desionizada.

Procedimiento

De la solución obtenida después de la digestión, se colocan alícuotas de 1 ml

en matraces volumétricos de 25 ml y se llevan a volumen con agua destilada.

De aquí se deberá hacer una segunda dilución, la cual dependerá de la

concentración de calcio y magnesio esperados en las muestras, siendo las mas

41

frecuentes 1:10 y 1:25, las cuales darán soluciones finales de 1:250 y 1:625

respectivamente. Antes de llevar a cabo la segunda dilución, se adiciona 1 ml

de solución concentrada de oxido de lantano por cada 10 ml del volumen

final. De otra manera, la solución que se utilizará para leer en el aparato de

absorción atómica, deberá contener solución de lantano en una proporción del

10 % con respecto al volumen de aforo.

Mezclar perfectamente y después que se han realizado los ajustes

correspondientes al equipo, leer las muestras en escala de absorbencia. Las

muestras deberán tener un intervalo de dilución tal, que puedan ser leídas

dentro de la curva de calibración para calcio que va desde 0-10 ppm y la de

magnesio de 0-1 ppm. La concentración de Calcio y Magnesio se obtendrán

mediante curvas de calibración, interpolando las lecturas o utilizando un

factor obtenido de la pendiente y luego considerando las diluciones hechas.

% Ca, Mg = Absorbancia x Vol. Digestión x Vol. Dilución x 100

Pendiente x P.S. muestra (g) x Alícuota

Potasio y Sodio (Absorción atómica) Alcántar y Sandoval (1999)

Material y equipo

Pipetas graduadas de 5, 10 y 25 ml

Matraces de 50, 100 y 1000 ml

Espectrofotómetro de llama (flamómetro)

Reactivos

1.- Soluciones estándar de potasio. Pesar exactamente 0.1907 g de cloruro de

potasio seco en un matraz aforado de 1 l, se disuelve en agua destilada y se

lleva hasta volumen. Esta solución contiene 100 ppm de potasio. De esta

solución se transfieren 5, 15, 20 y 30 ml a matraces de 100 ml y se afora con

agua destilada para tener una curva de calibración de 0-30 ppm de potasio.

2.- Solución estándar de sodio. Se pesan exactamente 0.2978 g de cloruro de

sodio anhidro y se realizan los mismos pasos que para el caso anterior.

Procedimiento

42

Del filtrado obtenido después de la digestión húmeda se transfiere 1 ml a

matraces volumétricos de 50 ml y se afora con agua destilada. Esta solución

se utiliza para tomar directamente las lecturas de las muestras en porcentaje

de transmitancia.

Previamente se deberá ajustar el equipo (flamómetro) con las curvas de

calibración correspondientes, conforme al manual de operación del equipo. La

concentración de cada uno de estos elementos se obtendrá utilizando las

curvas de calibración obtenidas, teniendo en cuenta las diluciones, alícuota y

peso de la muestra.

%K = lectura de transmitancia x Vol. Digestión x Vol. Dilución x 100

Pendiente x peso de la muestra (g) x alícuota

Fósforo (Método Colorímetro) Alcántar y Sandoval (1999)

Material y equipo

Matraces de 25 ml


Embudos

Papel Whatman No. 40 o 41

Tubos para colorímetro

Espectrofotómetro

Reactivos

1.- Ácido nítrico 1:2 en agua (v/v).

2.- Solución de vanadato de amonio 0.25 % en agua.

3.- Solución de heptamolibdato de amonio de 5 % en agua.

4.- Estándar de Fosfato. Disuelva 0.2195 g de KH2PO4 a 1 l. Esta solución tiene

50 ppm de Fósforo. La curva de calibración deberá tener un intervalo de 0-25

ppm y se deberá preparar a partir de esta solución.

43

Procedimiento

Transfiera una alícuota de 1 ml de filtrado a un matraz volumétrico de 25 ml y

agregue los reactivos en el siguiente orden:

0.5 ml de ácido nítrico (1:2 en agua destilada).

0.5 ml de solución de vanadato de amonio.

0.5 ml de solución de heptamolibdato de amonio.

Lleve a volumen con agua destilada, agite y deje reposar por espacio de 30

minutos. Transcurrido este tiempo, transfiera la solución a tubos de

colorímetro y lea la absorbancia en el espectrofotómetro a 470 nm. La

concentración de Fósforo se determina mediante una curva de calibración en

un intervalo de 0 a 25 ppm.

NO3-N (Cromatografía de iones) Marschner (1986)

Material y equipo

Botella de agitación de plástico de 100 ml

Tubos de ensayo

Centrifuga

Cromatógrafo

Procedimiento

Se pesan 300 g de muestra y se depositan en una botella de agitación de

plástico de 100 ml. Se le agregan 50 ml de agua destilada y se agita durante 1

hora. Posteriormente centrifugar la suspensión por 10 minutos a 10,000 r.p.m.

y se almacena el centrifugado en tubos de ensayo. Dependiendo de la

concentración, se realizan las diluciones convenientes. Se filtra la muestra a

través de discos de cromatografía hacia recipientes para muestra y ponga los

recipientes para muestra en su estante y colóquelos en la cámara de auto

inyección. Previa estabilización de la fase móvil y la columna de detección (2-

4 horas) y considerando los parámetros establecidos para el equipo iniciar la

medición de una solución estándar de referencia. Posteriormente iniciar la

medición de las muestras.

44

Boro (Método Colorímetro de ácido curcúmico) Alcántar y Sandoval (1999)

Tubos o vasos de polipropileno de 50 y 250 ml

Baño maría

Mufla

Plancha de calentamiento

Embudos de polipropileno

Papel Whatman No.40 de 15 cm de diámetro


Crisoles de porcelana

Varilla de vidrio

Frasco ámbar

Cápsula de porcelana

Espectrofotómetro y celdas graduadas

Reactivos

1.- Alcohol etílico al 95 % libre de Boro, redestilado de preferencia.

2.- NaOH al 5 %. Se pesan 1.25 g de NaOH y se diluyen en 25 ml de agua

destilada.

3.-Ácido sulfúrico-ácido acético (v/v). Se mezclan 250 ml de ácido sulfúrico

con 250 ml de ácido acético (se coloca primero el ácido acético glacial y

después, sobre este el ácido sulfúrico).

4.- HCl al 10 %. Se miden 10 ml de HCl y se diluyen a 100 ml con agua

destilada.

5.- HCl al 25 %. Se miden 25 ml de HCl y se diluyen a 100 ml con agua

destilada.

6.- Solución patrón de Boro (100 ppm). Disolver 0.572 g de ácido bórico

secado en la estufa y después se afora a 1 litro con agua bidestilada. Esta es

la solución madre que contiene 100 ppm de Boro. Hágase otra solución

diluyendo 50 ml de la primera y llevándola a 500 ml con agua destilada, esta

contiene 10 ppm de Boro.

7.- Solución de curcumina-ácido oxálico. Se disuelven 0.04 g de curcumina

triturada en el mortero hasta obtener polvo muy fino y 5 g de H2C2O4 2H2O

(ácido oxálico) en 100 ml de alcohol etílico al 95 % y exento de Boro.

45

Guárdese esta solución en un frasco ámbar, en la oscuridad y en refrigeración.

Debido a la rápida descomposición de la curcumina se requiere preparar este

reactivo continuamente, al menos una vez por semana.

8.- Solución de óxido de Calcio. Pesar 50 g de carbonato de Calcio en una

cápsula de porcelana y colocarla en la mufla a 250° C por 30 minutos para

obtener el oxido de calcio.

Procedimiento

Digestión. En crisoles de porcelana se pesan 0.5 del material vegetal seco y

molido, se adiciona una pizca de óxido de calcio, un poco de agua destilada y

se mezcla perfectamente con la ayuda de una varilla de vidrio. Se mete a la

mufla a 500° C durante una hora y media hasta la formación de cenizas. La

muestra se saca de la mufla y se deja enfriar, luego se le agregan 10 ml de

HCl al 10 % y se coloca en una plancha de arena caliente hasta la sequedad.

Una vez que la muestra se ha secado se le añaden 10 ml de HCl al 25 % y se

mezcla perfectamente. Luego se transfieren los mezclados a matraces

volumétricos de 25 ml, se aforan con agua destilada y se almacenan en frascos

de polipropileno para evitar contaminación por Boro.

Determinación. En vasos de precipitado de 250 ml, libres de Boro, se colocan

alícuotas de 1 ml del filtrado obtenido. Deberán tomarse alícuotas de 1 ml (si

se requieren nuevas diluciones entonces se harán antes de llegar a este paso).

Después se agregan 4 ml del reactivo de curcumina-ácido oxálico y se mezclan

perfectamente. Se evaporan a sequedad en una estufa a 55° C o en baño

maría y continúe el calentamiento durante 15 minutos, hasta que todo el

líquido se haya evaporado. Dejar enfriar y añadir 25 ml de alcohol etílico al 95

% para disolver el residuo y posteriormente filtrar, recibiendo el filtrado

directamente en tubos de colorímetro. Las lecturas se llevan a cabo a 540 nm.

La concentración de boro se calcula a partir de la curva de calibración

preparada con 1, 2, 4, 8 y 12 ml de la solución patrón de 10 ml de boro

diluidas hasta 50 ml. A cada punto de la curva se le dará el mismo

tratamiento que a las muestras.

46

Cobre (Absorción atómica) Alcántar y Sandoval (1999)

Material y Equipo



Tubos de ensaye

Vasos de precipitado de 50 y 100 ml

Espectrofotómetro de absorción atómica

Balanza analítica

Reactivos

1.- Solución patrón de Cobre (1000 ppm). En un matraz volumétrico de 1 l

pesar 3.9270 g de CuSO4 5H2O, adicionar 10 ml de HCl 0.5 M (D=1.16) y llevar

a volumen con agua destilada.

2.- Solución intermedia de Cobre (100 ppm). De la solución patrón (1)

transferir 10 ml a un matraz aforado de 100 ml y llevar a volumen con agua

destilada.

Procedimiento

De la solución obtenida de la digestión húmeda, aforada a 25 ml y filtrada, se

puede determinar el cobre directamente y es poco usual hacer diluciones para

ajustar la concentración de la solución, de modo que esta quede entre 1-6

ppm, que es el intervalo de respuesta lineal para este elemento. La

concentración de este se determina mediante la curva de calibración.

Zinc (Absorción atómica) Alcántar y Sandoval (1999)

Material y Equipo



Tubos de ensayo



47

Balanza analítica

Reactivos

1.- Solución patrón de Zinc (100 ppm). Disolver 0.4397 g de ZnSO4 7H2O en 10

ml de HCl concentrado y aforar a 100 ml con agua bidestilada.

2.- Solución intermedia de Zinc (10 ppm). Transferir 10 ml de la solución

patrón (100 ppm) a un matraz volumétrico de 100 ml y aforar con agua

bidestilada. De esta solución transferir 1, 3, 5, 7, 9, 11, 12 y 15 ml a matraces

aforados de 100 ml y llevar a volumen con agua bidestilada, con lo que se

tendrá un rango en la curva de calibración de 0.1-1.5 ppm de Zinc.

Procedimiento

De la solución obtenida de la digestión húmeda, aforada a 25 ml y filtrada, se

pueden hacer directamente las determinaciones de Zinc en el

espectrofotómetro de absorción atómica. Serán necesario hacer diluciones

con agua cuando el contenido de Zinc en las muestras sea mayor al intervalo

lineal de respuesta de este elemento, el cual quedo establecido en la curva

de calibración, entre 0.1 y 1.5 ppm.

Fierro (Absorción atómica) Alcántar y Sandoval (1999)

Material y Equipo



Tubos de ensayo



Balanza analítica

Reactivos

1.- Solución patrón de Fe (1000 ppm). En un matraz volumétrico de 100 ml

pesar 4.977 g de Fe SO4 7H2O, adicionar 10 ml de HCl 0.5 M y llevar a volumen

con agua.

48

2.- Solución intermedia de Fe (100 ppm). Transferir 10 ml de la solución

anterior a un matraz volumétrico de 100 ml y llevar a volumen con agua

destilada.

Procedimiento

De la solución anterior proveniente de la digestión húmeda, ya filtrada, se

pueden hacer directamente las lecturas y solo en caso de que las cantidades

de fierro, presentes en el material, sean demasiado altas se deberán hacer

diluciones para ajustar las lecturas a modo que queden dentro del intervalo

de la curva de calibración (1-10 ppm). La concentración se determina

mediante curvas de calibración, bien sea interpolando las lecturas que

utilizando un factor obtenido de la pendiente, considerando siempre las

diluciones hechas durante la determinación.

Manganeso (Absorción atómica) Alcántar y Sandoval (1999)

Material y equipo



Tubos de ensaye



Balanza analítica

Reactivos

1.- Solución patrón de Manganeso (100 ppm). Pesar exactamente 0.307g de

MnSO4 H2O, disolver en agua destilada y aforar a un litro.

Procedimiento

Una vez filtrada y aforada a 25 ml la solución proveniente de la digestión

húmeda se puede proceder a leer directamente la concentración de

manganeso en el espectrofotómetro de absorción atómica. En caso de que las

lecturas sobrepasen el rango de la curva de calibración se deberán hacer

diluciones correspondientes con agua destilada, de tal forma que la

49

concentración de manganeso en la solución final no sea mayo de 10 ppm, ya

que el intervalo lineal de respuesta para este elemento se encuentra entre 1-

10 ppm.

5.9 Diseño experimental

El diseño experimental fue bloques completos al azar con arreglo en parcelas

divididas, con tres repeticiones. La unidad experimental tuvo una dimensión

de 6 x 10 m. Los tratamientos utilizados fueron: Labranza Convencional (un

paso de arado y dos de rastra), Labranza Mínima (doble rastreo) y Labranza

Optima (rastreo).

50

6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

6.1. Producción de materia seca

La producción promedio de materia seca de los cultivares de DR en LC fue de

6.10 t ha-1, DR en LM fue de 5.09 t ha-1 y de DR en LO la producción fue de

6.05 t ha-1. Con respecto a la producción de DC en LC y DC en LM, la

producción de materia seca fue de 5.67 t ha-1. Asimismo se obtuvieron 6.08 t

ha-1 de DC en LO. Con relación a la materia seca producida por YO en LC fue

de 5.39 t ha-1, de YO en LM fue de 6.05 t ha-1 y por último la producción de YO

en LO fue de 5.83 t ha-1. El aporte de nutrientes de cada uno de los cultivares

y sistemas de labranza utilizados se muestran en el cuadro 3.

Cuadro 3. Producción de materia seca y aporte de nutrimentos por cultivar de frijol y sistema de labranza.

En el cuadro anterior se observa que el cultivar de frijol que aporta la mayor

cantidad de N es el DC producido en cualquier sistema de labranza,

específicamente la mayor producción de aprecia en LO con 278 kg ha-1, lo que

implica que si tomamos en cuenta la economía en la producción de cultivos y

el ahorro de costos de cultivo con el uso de labranza optima, se recomendaría

este sistema de producción de DC como el mejor sistema para la producción y

la incorporación de N como abono verde. Estos niveles del contenido de N son

similares a los encontrados en el cultivo de Crotalaria por García y Treto

Nutrimentos Kg ha-1

Frijol

SL MS

N

NO3

P

K

Ca

Mg

Fe

Mn

B

Zn

Cu

DC

LC

5.67

275

0.58

22.0

148

122.5

29.7

5.9

1.09

1.10

0.18

0.30

DC LM 5.67 263 0.50 22.7 144 120.7 33.1 8.3 1.10 1.23 0.17 0.33 DC LO 6.08 278 0.59 24.1 161 135.6 34.4 7.1 1.15 1.50 0.24 0.37 DR LC 6.10 245 0.28 23.8 162 153.4 37.9 6.5 1.23 1.72 0.19 0.35 DR LM 5.09 223 0.51 19.8 145 131.9 33.9 5.9 0.89 0.77 0.15 0.29 DR LO 6.05 242 0.40 23.8 150 174.4 45.3 9.1 1.17 1.38 0.22 0.37 YO LC 5.39 213 0.39 20.5 130 114.5 42.9 4.4 2.14 0.70 0.15 0.24 YO LM 6.05 238 0.69 24.3 147 136.3 46.5 5.5 2.35 1.84 0.16 0.29 YO LO 5.83 239 0.44 24.2 141 129.3 51.9 5.1 2.27 1.69 0.15 0.31

DC=Dolichos Café, DR=Dolichos rojo, YO=Yorimon, SL=Sistema de Labranza, LC=Labranza Convencional, LM=Labranza Minima, LO=Labranza Optima, MS=Materia Seca t ha-1

51

(1997). Sin embargo, los tres cultivares analizados en esta investigación

resultaron superiores en producción de N, P y K con respecto a los 12 cultivos

estudiados por dichos investigadores para ser utilizados como abono verde tal

como se muestra en el cuadro 4. Asimismo, los resultados emanados de esta

investigación con respecto al contenido de N, P y K son mayores a los

obtenidos por Barreto et al. (1994) quienes mencionan que Mucuna aportó 162

kg de N ha-1, 11 kg ha-1 de P y 49 kg ha-1 de K. Los mismos autores encontraron

un contenido nutrimental de 246 kg ha-1 de N, 21 kg ha-1 de P y 105 kg ha-1 de

K en plantas de Canavalia ensiformis.

Cuadro 4. Aporte de fitomasa y nutrientes de especies de plantas utilizadas como abono verde en el periodo lluvioso a los 60 días. Suelo ferraltico rojo. La Habana, Cuba (García y Treto, 1997).

Nutrimentos Kg ha-1 Especie MS

t ha-1

N P

K

Crotalaria 7.1 255 21 92 Canavalia 3.4 153 11 44 Mucuna prieta 3.2 149 8 44 Sesbania 4.4 141 11 101 Dolichos 2.9 121 10 52 Sorgo grano 11 188 22 211 Crotalaria 2.5 92 9 65 Caupi 2.7 77 8 52 Frijol mungo 3.0 67 8 56 Terciopelo 2.6 121 7 38 Frijol diablito 2.1 79 9 36 Gandul 4.5 135 13 676

52

Cuadro 5. Valores porcentuales promedio de nutrimentos mayores en tres cultivares de frijoles producidos bajo tres sistemas de labranza.

En el Cuadro 5, correspondiente a los valores porcentuales promedio de

nutrimentos mayores y en la figura 7, se muestra el contenido porcentual

promedio nutrimental de los tres cultivares considerados en el presente

estudio. No se encontró diferencia estadística con respecto al contenido de N,

P, K de los cultivares y los sistemas de labranza. La concentración más baja

de N se presentó en DR producido en LO con un 4 %; sin embargo, este valor

es hasta 81.8 % mayor que el encontrado en trabajos similares realizados por

Malavolta (1989), quien menciona que los valores ideales con relación al

contenido de N en la parte aérea del cultivo de frijol oscila entre 1.8 y 2.2 %,

tal como se presentan en el cuadro 6. Asimismo, el contenido nutrimental de

todos los cultivares estudiados en esta investigación fue más alto que los

descritos por Herrera y Meléndez en 1997, quienes observaron que el mayor

contenido de N se presentó en Crotalaria spp con 3.84 % (Cuadro 7). Ovalle et

al. (2007) en un trabajo realizado con cubiertas vegetales en la producción

orgánica de frambuesa encontraron que el contenido más alto de N se

presentó en trébol blanco con 4.49 %, valor que no resultó superior al 4.85 %

encontrado en la presente investigación (Cuadro 5).

Valores porcentuales promedio nutrimentos mayores

Frijol

SL

N

NO3

P

K

Ca

Mg

DC

LC

4.8534 a

0.0102 a

0.3890 a

2.6119 a

2.1626 bc

0.5258 e

DC LM 4.6441 a 0.0088 a 0.4006 a 2.5495 a 2.1391 bc 0.5851 dec

DC LO 4.5744 a 0.0097 a 0.3976 a 2.6437 a 2.2343 bc 0.5669 de

DR LC 4.0100 a 0.0047 a 0.3903 a 2.6571 a 2.5169 bac 0.6225 bdec

DR LM 4.3762 a 0.0100 a 0.3887 a 2.8469 a 2.5922 ba 0.6660 bdec

DR LO 4.0022 a 0.0067 a 0.3931 a 2.4789 a 2.8829 a 0.7499 bdac

YO LC 3.9601 a 0.0072 a 0.3813 a 2.4075 a 2.1244 c 0.7971 ba

YO LM 3.9384 a 0.0114 a 0.4016 a 2.4359 a 2.2564 bc 0.7683 bac

YO LO 4.0929 a 0.0075 a 0.4149 a 2.4130 a 2.2181 bc 0.8901 a

Valores con la misma literal en columna indican igualdad estadística DMS Tukey (P≤0.05). DC=Dolichos Café, DR=Dolichos rojo, YO=Yorimón, SL=Sistema de Labranza, LC=Labranza Convencional, LM=Labranza Mínima, LO=Labranza Optima.

53

Cuadro 6. Concentraciones adecuadas de nutrimentos en el follaje del cultivo de frijol de acuerdo con Malavolta (1989).

El rango encontrado del nutrimento P fluctuó entre 0.38 y 0.41 %; este

resultado es 153 % mayor comparado al establecido en el cuadro 4 por

Malavolta (1989), quien encontró en el cultivo de frijol un rango óptimo de P

entre 0.12 y 0.15 %. Asi mismo, el contenido de P obtenido mostró ser

superior a 13 de los 15 cultivos descritos por Herrera y Meléndez en 1997. La

concentración de K encontrada en este estudio osciló entre 2.40 y 2.84 % y

resulto ser inferior a la encontrada por Malavolta (1989) en el cultivo del

frijol; el mismo autor menciona que las concentraciones adecuadas de este

nutrimento son de 3.0 a 3.5 %. Sin embargo, los resultados encontrados son

similares a lo descrito por Herrera y Meléndez (1997), quienes encontraron un

rango de concentración de 0.9 a 3.12 %. En relación al contenido porcentual

de Ca, este se encontró en mayor medida en el cultivar de frijol DR cultivado

con el sistema de LO con un 2.88 %, en contraste, el menor porcentaje se

encontró en YO producido en LC con un 2.12 %; estos resultados son similares

a los encontrados por Herrera y Meléndez (1997), quienes reportan contenidos

de Ca de 0.21 a 3.8 %; sin embargo, son menores al rango de 5.0 a 5.5 % que

estableció Malavolta (1989).

Nutrimentos mayores % ppm N 1.8-2.2 18.000-22.000 P 0.12-0.15 1.200-1.500 K 3.0-3.5 30.000-35.000 Ca 5.0-5.5 50.000-55.000 Mg 0.5-0.8 5.000-8.000 S 0.15-0.20 1.500-2.000

Nutrimentos menores B Cu

0.0150-0.02

0.0005-0.0007

150-200 5.0-7.0

Fe 0.07-0.09 700-900 Mn Mo Zn

0.040-0.0425 0.00002-0.00003

0.004-0.005

400-425 0.2-0.3

40-50

54

Cuadro 7. Porcentaje de macro y microelementos encontrados en el follaje de las especies más comunes encontradas en los tapaderos de frijol en Costa Rica acorde con Herrera y Meléndez (1997).

Con respecto al contenido de Mg, se observó que el mayor porcentaje se

presentó en el cultivar YO producido con LO con un 0.89 % y la menor

concentración se encontró en DC producido con LC, presentando un 0.53 %;

sin embargo, estos resultados son mayores a los encontrados por Herrera y

Meléndez (1997) quienes mencionan que el rango de concentración es de 0.20

a 0.85 % (cuadro 5), este rango corresponde al encontrado por Malavolta

(1989) quien determinó un rango de entre 0.5 a 0.8 %.

Especie

N

P

Ca

Mg

K

Fe

Cu

Zn

Mn

Yuquilla 1.24 0.51 3.8 0.39 2.4 0.013 0.0010 0.0050 0.0067 T. Diversifolia 2.57 0.44 2.97 0.60 3.12 0.030 0.0015 0.0037 0.0079 Sida rhombifolia

1.56 0.31 2.07 0.54 1.36 0.022 0.0010 0.0025 0.0078

Crotalaria spp 3.84 0.30 0.93 0.26 1.96 0.016 0.0011 0.0021 0.0118 Ageratum conizoides

1.85 0.29 3.14 0.78 2.35 0.653 0.0019 0.0042 0.0122

Heliconia lathispata

1.44 0.26 1.42 0.67 2.05 0.045 0.0007 0.0029 0.0128

Paspalum paniculatum

1.59 0.24 1.27 0.85 2.43 0.025 0.0010 0.0023 0.0099

O. burmanii 1.40 0.24 1.34 0.46 1.06 1.378 0.0018 0.0045 0.0116 Arenillo 2.14 0.23 1.88 0.32 0.90 0.016 0.0009 0.0024 0.0042 R. cochinchinensis

0.80 0.23 0.64 0.18 1.00 0.075 0.0008 0.0037 0.0019

Panicum trichoides

1.51 0.23 1.20 0.37 1.38 0.218 0.0011 0.0030 0.0071

Melinis minutiflora

1.13 0.22 0.44 0.20 1.67 0.028 0.0008 0.0022 0.0061

Pteridium aquilinum

1.62 0.21 0.21 0.22 1.82 0.006 0.0008 0.0015 0.0084

Pseudobaccharis spp

2.05 0.18 1.24 0.35 2.40 0.010 0.0013 0.0017 0.0059

Hyparrhenia rufa

1.03 0.17 0.36 0.23 1.61 0.010 0.0005 0.0026 0.0082

55

4

2

0

PNO3-NNMgKCa

4

2

0

4

2

0

%

4

2

0

4

2

0

PNO3-NNMgKCa

4

2

0

4

2

0PNO3-NNMgKCa

4

2

0

DCLC

NUTRIMENTO

DCLM DCLO

DRLC DRLM DRLO

YOLC YOLM YOLO

Figura 7. Contenido de nutrimentos mayores en tres cultivares de frijol producido en tres sistemas de labranza.

Cuadro 8. Valores porcentuales promedio de nutrimentos menores en tres cultivares de frijoles producidos bajo tres sistemas de labranza

Valores porcentuales promedio nutrimentos menores Frijol SL Fe Mn B Zn Cu

DC LC 0.1043 bac 0.0193 b 0.0195 ba 0.0033 a 0.0054 a DC LM 0.1460 ba 0.0195 b 0.0218 ba 0.0030 a 0.0059 a DC LO 0.1173 bac 0.0190 b 0.0247 a 0.0040 a 0.0061 a DR LC 0.1068 bac 0.0202 b 0.0282 a 0.0031 a 0.0057 a DR LM 0.1177 bac 0.0176 b 0.0153 b 0.0029 a 0.0057 a DR LO 0.1504 a 0.0194 b 0.0229 ba 0.0036 a 0.0061 a YO LC 0.0813 c 0.0398 a 0.0130 b 0.0028 a 0.0044 b YO LM 0.0910 bc 0.0389 a 0.0305 a 0.0027 a 0.0048 b YO LO 0.0873 bc 0.0390 a 0.0291 a 0.0026 a 0.0053 a

Valores con la misma literal en columna indican igualdad estadística DMS Tukey (P≤0.05). DC=Dolichos Café, DR=Dolichos rojo, YO=Yorimón, SL=Sistema de Labranza, LC=Labranza Convencional, LM=Labranza Mínima, LO=Labranza Optima

56

En el Cuadro 8 correspondiente a los valores porcentuales promedio de

nutrimentos menores y en la figura 8 donde se muestra gráficamente el

contenido porcentual promedio nutrimental de los tres cultivares con los tres

sistemas de labranza, se observa que respecto al contenido de Zn, no se

detectó diferencia estadística entre DR, DC y YO, ni con respecto a LC, LM y

LO. Sin embargo, se presentaron diferencias numéricas, por ejemplo, el

menor contenido de Zn se presentó en YO en LO con 0.0026 % y el mayor

porcentaje se observo en DC en LO con 0.0040 %. Estos resultados son

similares a los encontrados por Herrera y Meléndez (1997) y Malavolta (1989),

quienes encontraron un rango en la concentración de Zn de 0.0015 a 0.0050 %.

El contenido de Cu se expresó en mayor medida en DC en LC, DC en LM, DC en

LO, DR en LC, DR en LM, DR en LO y YO en LO, siendo el DC en LM y el DC en

LO donde se presentó la mayor concentración con 0.0061 %, la menor

concentración se encontró en YO en LM y YO en LC con un 0.0048 % y 0.0044

%, respectivamente, estos rangos son mayores a los reportados por Herrera y

Meléndez (1997) y Malavolta (1989).

0.10

0.05

0.00

ZnMnFeCuB

0.16

0.08

0.00

0.10

0.05

0.00

%

0.10

0.05

0.00

0.16

0.08

0.00

ZnMnFeCuB

0.08

0.04

0.00

0.10

0.05

0.00ZnMnFeCuB

0.10

0.05

0.00

DCLC

NUTRIMENTO

DCLM DCLO

DRLC DRLM DRLO

YOLC YOLM YOLO

Fig. 8. Contenido de nutrimentos menores en tres cultivares de frijol

producido en tres sistemas de labranza.

57

El mayor contenido porcentual de B se localizó en DC en LO, DR en LC, YO en

LM y YO en LO, por el contrario, el menor contenido se encontró en DR en LM

con un 0.0153 %. El contenido porcentual de Mn mostró igualdad estadística

en DC en LC, DC en LM, DC en LO, DR en LC, DR en LM y DR en LO. Asimismo,

en YO en LO fue donde se encontró la mayor concentración de Mn con 0.039

%. En general, el mayor contenido se encontró en el frijol YO producido bajo

cualquier sistema de labranza y la menor concentración se observó en DR en

LM con 0.0176 %. Sin embargo, las concentraciones de Mn encontradas en este

trabajo fueron mayores que las reportadas por Herrera y Meléndez (1997),

quienes encontraron concentraciones de entre 0.0059 y 0.0128 %, en

contraste, Malavolta (1989) señaló que las concentraciones adecuadas para el

nutrimento Mn fluctúan entre el 0.04 al 0.0425 %. Finalmente, la mayor

concentración del nutrimento Fe se encontró en DR en LO con 0.1504 % y la

menor concentración fue observada en YO en LC con un 0.0813 %, estas

concentraciones son mayores a loas reportadas por Malavolta (1989) quien

menciona que el rango optimo de concentración de Fe en follaje de frijol

fluctúa entre 0.07 y 0.09 %.

58

7. CONCLUSIONES

Los cultivares de frijol dolichos café, dolichos rojo y yorimón que se

establecieron en los sistemas de labranza en el presente estudio,

mostraron mayor aporte de macronutrimentos y micronutrimentos con

respecto a lo encontrado en la literatura en relación a leguminosas

propuestas como abono verde (Herrera y Meléndez, 1997; Malavolta,

1989; Ovalle et al., 2007; García y Treto, 1997).

Respecto al contenido nutrimental de N, NO3, P y K, aunque

estadísticamente no mostraron diferencias significativas entre los

tratamientos y cultivares, se concluye que el dolichos café en labranza

óptima, presenta las mejores condiciones para ser incorporado como

abono verde tomando en cuenta la economía resultante en la

preparación del suelo y la producción de materia seca. Las menores

concentraciones de macronutrimentos se observaron en frijol yorimón

producido en labranza convencional.

Con relación al contenido de micro nutrimentos, el cultivar que mostró

mejores características con respecto al contenido de Ca fue el frijol

dolichos rojo establecido en cualquier sistema de labranza.

El nutrimento Mg se observó con mayor concentración en yorimón, bajo

cualquier sistema de labranza y el menor se presento en dolichos café.

Con respecto a los nutrimentos menores como el Mn, Zn, Cu, Fe y B, el

frijol dolichos café presentó las mayores concentraciones.

El cultivar dolichos café producido con labranza óptima es la mejor

alternativa para el enriquecimiento de la fertilidad del suelo mediante

abonos verdes.

59

8. LITERATURA CITADA

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