Escritor: Tim Motis, PhD
Publicado: 18/10/2016

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Introduction

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Figura 3. Ilustración del patrón de cultivo en franja 2:4:2 maíz/caupí de IIAT. Dos filas de maíz (A) se alternan con 4 filas de caupí (B). Fuente: Tim Motis

Al realizar una investigación sobre el cultivo intercalado de legumbres en Sudáfrica (2010-2015), miembros del personal de ECHO descubrieron un sistema de producción de cereal/caupí desarrollado en Nigeria a través de una investigación realizada por el Instituto Internacional de Agricultura Tropical (IITA por sus siglas en inglés) y socios nacionales (Ajeigbe et al. 2010a, Ajeigbe et al. 2010b). Este enfoque de cultivo en franja involucra una secuencia repetida de dos filas de un cultivo de cereal, como sorgo o maíz, y 4 filas de caupí (Figura 3).

Una encuesta sobre sistemas de cultivos realizada en 1992-1993 mostró que los productores en el norte de la zona de la Sabana Guinea de Nigeria ya estaban practicando el cultivo intercalado del caupí con cereales (en su mayoría sorgo y mijo con algo de maíz) (Henriet et al. 1997). El caupí era considerado como una fuente de alimento para consumo tanto humano como animal y como un medio para mantener la fertilidad del suelo. Sin embargo, en estos sistemas tradicionales el caupí estaba produciendo solamente de 0 a 132 kgs /ha de grano (Van Elk et al. 1997). Los limitantes observados del rendimiento incluían el ancho espaciamiento del caupí, la falta de insumos fertilizantes y el sombreado del caupí causado por los cultivos de cereal.

El esfuerzo por parte de IITA por mejorar los sistemas de cultivo intercalado en Nigeria involucró pruebas en estaciones de experimentos así como también en pruebas en las fincas. El sistema 2:4 (referido en este documento como 2:4:2) y mostrado en la Figura 3 fue validado en pruebas en fincas contando con la participación de más de 1,600 productores. Tal como se explicó en una publicación en línea de IITA titulada Sistemas Mejorados de Cultivo de Caupí-Cereal: Sistema Cereal-Doble Caupí para la Zona Norte de la Sabana Guinea, la producción total de granos (caupí + granos de cereal) en pruebas de campo con productores de gran escala aumentó desde menos de 1.5 ton/ha con prácticas tradicionales a más de 3 ton/ha con el enfoque 2:4:2 (Ajeigbe et al. 2010b).

En el patrón de siembra mostrado en la Figura 3, las filas de maíz y caupí están distanciadas a 75 cm de distancia. El espaciamiento entre filas es de 20-25 cms para maíz y 20 cms para el caupí. El ganado está integrado en el sistema, los residuos sirven como alimento para los animales de la finca y el estiércol resultante se regresa al campo. Se practica también el uso sensato de fertilizantes inorgánicos e insecticidas. La publicación de IITA mencionada en el párrafo anterior posee información técnica más detallada.

Las ventajas de 2:4:2 incluyen:

  • Siembra densa de un cultivo de cereal y caupí, con una mínima competencia por luz entre los cultivos.
  • La siembra de cultivos en filas facilita la ampliación del sistema. Por ejemplo, los implementos tirados por bueyes pueden usarse fácilmente para establecer bandas/surcos para la siembra de semillas.
  • Siembra simultánea de cereal y caupí, los cual simplifica la estrategia de siembra. Además, en comparación con el cultivo migratorio, sembrar ambos cultivos al mismo tiempo reduce la cantidad de tiempo de sombra y de lluvia necesaria para el caupí. 

Las desventajas potenciales son:

  • La cantidad significativa de tierra dedicada al caupí en comparación con la dedicada al maíz puede ser poco atractiva para algunos productores. Esto en gran medida es un tema que tiene que ver con la economía. En el norte de Nigeria en donde el IITA observó una amplia aceptación de este sistema por parte de productores, el precio del grano de caupí en los mercados era lo suficientemente alto como para justificar la cantidad de tierra dedicada a esta legumbre. Ajeigbe et al. (2010a) señaló que, con menos tierra dedicada al maíz, la necesidad de fertilizantes es menor (debido a que el maíz necesita de más nutrientes que el caupí).
  • Al sembrar al mismo tiempo el cereal y la legumbre, existe un riesgo mayor de que fracasen ambos cultivos si las lluvias cesan antes de que se establezcan las plantas. Es importante sembrar cuando el suelo esté húmedo.
  • La cantidad desigual de filas de caupí y maíz no permite una rotación plena de cultivos de una temporada de siembra a otra. Se puede realizar una rotación parcial de cultivos cada temporada sembrando maíz en dos de las filas que fueron previamente ocupadas por el caupí. 

Resumen de una Prueba 2:4:2 de ECHO

Para obtener experiencia de primera mano con este sistema, decidimos realizar una prueba en nuestra finca de demostración en el suroeste de la Florida. También queríamos observar que tan bien se desempeñaban otras legumbres que son cultivadas de forma generalizada en un patrón 2:4:2 con maíz. A continuación se presenta un breve resumen de nuestro primer año de experiencia con el 2:4:2 (abril 2015-enero 2016).

Métodos

Los tratamientos fueron tres distintos cultivos de legumbres: caupí (Vigna unguiculata ‘Thai Long’), canavalia (Canavalia ensiformis), y frijol terciopelo (Mucuna pruriens) (Figura 4). La variedad ‘Thai Long’ de caupí usada en esta prueba es una productora temprana y es capaz de lograr un gran crecimiento de enredadera. La judía de Egipto (Lablab purpureus) hubiera sido una buena opción pero no siempre crece bien durante nuestras estaciones calientes, húmedas y lluviosas. Sin embargo, la canavalia tolera la lluvia y el calor de verano de la Florida y produce un dosel que tiene aproximadamente la misma altura que la de la judía de Egipto. Por tanto, se escogió la canavalia aunque sus granos por lo general no se comen (ver un documento de OLEIA, cultivos de cobertura comestibles, para conocer una excepción a la regla general–contenido interesante sobre usos alimenticios de la canavalia en algunas partes de Ghana).

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Figura 4. Caupí (arriba) y canavalia (abajo) en una prueba 2:4:2 de ECHO trial realizada en 2015.  Fuente: Tim Motis

Nuestro tercer tratamiento fue inicialmente frijol de arroz (Vigna umbellata), pero las plántulas fueron comidas por conejos. A las plántulas de frijol terciopelo, provenientes de semillas que fueron dejadas en el suelo después de la siembra de 2014 se les permitió crecer y reemplazar al frijol de arroz. PRECAUCIÓN: no recomendamos consumir semillas de frijol terciopelo ya que el L-dopa que contienen puede ser dañino para los humanos y para animales no rumiantes. Como cultivo de cobertura el frijol terciopelo es una excelente opción para la eliminación de maleza y la recuperación de la fertilidad del suelo. Una ficha técnica de Feedipedia de Heuzé et al. (2015) describe su uso como alimento para animales y forraje.

Los tratamientos fueron repetidos tres veces, consistiendo cada repetición de un bloque de espacio dividido en tres parcelas (cada parcela medía 10.9 mts de largo por 7.0 mts de ancho). Cada legumbre fue asignada al azar a una de las tres parcelas dentro de cada bloque/repetición, resultando en un completo diseño aleatorio de bloque.

Las enmiendas del suelo fueron las siguientes:

  • 23 kgs/ha de nitrógeno de fertilizante inorgánico 8:2:8 (8% nitrógeno: 2% fósforo: 8% potasio) aplicado al maíz; esta cantidad se dividió en tres aplicaciones.
  • 2 ton/ha de compost aplicadas al maíz
  • 1 ton/ha de compost aplicada a las parcelas de legumbres

El maíz y las legumbres se sembraron entre el 8 y el 10 de abril. El tiempo de maduración desde la semilla hasta la cosecha es bastante corto (8 semanas para el ‘Thai Long’) para el caupí. Por lo tanto, en concordancia con lo que hizo IIAT en Nigeria, se sembró un segundo cultivo de caupí (durante la primera semana de noviembre). Las variables a medir incluyeron la biomasa de plantas por encima del suelo y rendimiento de granos.

Lecciones aprendidas

En base a los resultados mostrados en la Tabla 1 y reconociendo que esto sólo refleja un período de crecimiento, algunos aspectos clave son:

Tabla 1. Biomasa por encima del suelo y rendimiento de granos en la medida que son influenciados por el crecimiento de la legumbre en cada parcela. Cada valor representa el promedio de tres pesajes (uno en cada una de las tres parcelas).

*Dentro de las columnas, al menos dos valores difieren estadísticamente si el valor P correspondiente es ≤ to 0.05. En donde P ≤ 0.05, significa que fueron separados a través de una prueba de rango múltiple de Duncan, cualquiera de los dos valores son estadísticamente diferentes a menos que sean seguidos de la misma letra.

 

Materia seca sobre el suelo (kg/ha)

Tratamiento de legumbre

Plantas de legumbre

Plantas de maíz

Caupí

2996 b

2950

Canavalia

4311 a

2984

Frijol terciopelo

2800 b

3033

Valor P*

0.0050

0.9762

     
 

Rendimiento de grano
(kg/ha)

Tratamiento de legumbre

Sólo maíz

Maíz + legumbre

Caupí

1267

2287 a

Canavalia

1433

1539 b

Frijol terciopelo

1385

1678 b

Valor P*

0.5874

0.0231

 

1) Las tres legumbres se desarrollaron bien en suelo arenoso, y la canavalia fue la que más contribuyó con la biomasa encima del suelo.Las mismas legumbres también se desarrollaron bien en un suelo arenoso y seco, sin insumos fertilizantes, en las parcelas de investigación de ECHO en Sudáfrica, un proyecto desarrollado de 2010 al 2015. Con frecuencia, las legumbres son capaces de prosperar en suelos pobres debido a su habilidad, en asociación con la bacteria rizobiana, para tomar nitrógeno de la atmósfera. Esto es lo que las convierte en una buena opción para obtener materia orgánica para el suelo. En esta prueba añadieron de 3 a 4 ton/ha de materia seca al suelo además de las 3 ton/ha del maíz. Para que estos residuos impacten favorablemente en el suelo es importante dejar lo más que se pueda en el suelo. Si se ocupa la biomasa del campo para alimentar a los animales, devuelva algo del estiércol resultante al campo. Es más fácil recolectar estiércol para ponerlo de regreso en el suelo con pastoreo controlado que con animales deambulando libremente.

2) Dentro del sistema 2:4:2, otras legumbres aparte del caupí se desarrollaron bien con el maíz sin reducir el crecimiento y rendimiento de éste comparado con el cultivo de maíz + caupí.

En este patrón de cultivo en franja, una fila de maíz es bordeada solamente por una legumbre en un lado, quedando al otro lado la fila adyacente de maíz (como se muestra en la Figura 3). En comparación, en un sistema de filas alternas, con una fila de por medio sembrada con legumbres, cada fila de maíz está bordeada por una fila de legumbre a ambos lados. Por tanto, el cultivo en franja le brinda a los productores una forma para integrar legumbres de enredadera con amplios doseles de hojas que contribuyen con grandes cantidades de materia orgánica. También es una buena estrategia retrasar la siembra de la legumbre pero, como se mencionó anteriormente, es necesario contar con una estación lluviosa más prolongada.

3) The maize/cowpea combination produced the most grain.

Esto resalta el hecho de que hay que sopesar el tipo de compensaciones que se puedan obtener a la hora de seleccionar legumbres para probarlas con este sistema. El caupí puede que no produzca tanta biomasa de plantas como la canavalia o el frijol terciopelo, pero brinda una cosecha temprana de granos (está lista antes que la cosecha de maíz) y puede por lo general sembrarse dos veces en una misma temporada de crecimiento.

EDN 133 Figure 5Figura 5. Un enfoque de cultivo en franja siendo probado en ECHO (Florida), con 2 filas de maíz (A) alternadas con 4 filas de legumbres (B; en este caso canavalia) y mandioca (C) cultivada en el centro de franjas de legumbre. 

Próximos pasos 

Se está realizando una prueba de seguimiento en la cual estamos incorporando un control sin legumbres y cultivando mandioca dentro de los espacios intermedios de las legumbres (Figura 5). La mandioca podría aumentar la resistencia de los sistemas de cultivo intercalado maíz-legumbres bajo condiciones marginales de cultivo. Podrían también efectuarse pruebas en el futuro para evaluar otras opciones de legumbres tales como la judía de Egipto y el gandul (Cajanus cajan). 

Reflexiones Finales

Consultar las primeras dos referencias listadas en la próxima sección para conocer más acerca de la experiencia de IITA con el sistema 2:4:2. Su enfoque ha sido probado de forma rigurosa y repetido en muchos campos de productores. Nuestra evaluación del 2:4:2 con otras legumbres distintas al caupí es muy preliminar pero esperamos que inspire ideas para adaptaciones creativas que beneficien a los productores.

Si está interesado en explorar el potencial del cultivo intercalado 2:4:2 en el área de su proyecto investigue si los productores ya se encuentran cultivando legumbres con sus cultivos de cereal. Si lo están haciendo, pregunte qué tipo de arreglo de filas están usando y porqué. Si lo que ellos ya están haciendo se traduce en un buen uso de la tierra, en términos de rendimientos de los cultivos y beneficios económicos, puede que no haya ninguna razón para cambiarse a un patrón diferente de filas. Busque las maneras de mejorar los sistemas de cultivo intercalado existentes tales como sembrar una variedad de caupí más alto o que produzca más temprano y que no requiera que los productores efectúen cambios de importancia. Si el patrón 2:4:2 luce prometedor pruébelo en pequeñas parcelas de prueba. Háganos saber acerca de sus experiencias y perspectivas.

Referencias

Ajeigbe, H.A., B.B. Singh, J.O. Adeosun, and I.E. Ezeaku. 2010a. Participatory on-farm evaluation of improved legume-cereals cropping systems for crop-livestock farmers: Maize-double cowpea in Northern Guinea Savanna Zone of Nigeria. African Journal of Agricultural Research 5:2080-2088.

Ajeigbe, H.A., B.B. Singh, A. Musa, J.O. Adeosun, R.S. Adamu, and D. Chikoye. 2010b. Improved Cowpea–cereal Cropping Systems: Cereal–double Cowpea System for the Northern Guinea Savanna Zone. International Institute of Tropical Agriculture (IITA).

Henriet, J., G.A. van Ek, S.F. Blade, and B.B. Singh. 1997. Quantitative assessment of traditional cropping systems in the Sudan savanna of Northern Nigeria. I. Rapid survey of prevalent cropping system. Samaru Journal of Agricultural Research 14:27-45.

Heuzé V., G. Tran, P. Assoun, D. Renaudeau, and D. Bastianelli. 2015. Velvet bean (Mucuna pruriens). Feedipedia, a programme by INRA, CIRAD, AFZ and FAO. 

Van Elk, G.A., J. Henriet, S.F. Blade, and B.B. Singh. 1997. Quantitative assessment of traditional cropping systems in the sudan savanna of northern Nigeria II. Management of productivity of major cropping system. Samaru Journal of Agricultural Research 14:47-60.