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Los cultivos cubierta en rotaciones anuales son una estrategia interesante para un manejo integrado de malas hierbas

Evaluación del impacto de los cultivos cubierta y su fecha de terminación en primavera en el control de malas hierbas

María Alonso-Ayuso1, José Luis Gabriel1,2, Juan Pablo del Monte1, Irene García-González1, Miguel Quemada1

1Dep. de Producción Agraria. Centro de Estudios e Investigación para la Gestión de Riesgos Agrarios y Medioambientales (CEIGRAM)-  UPM 

2Dep. de Medio Ambiente y Agronomía, Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA-INAGEA).

18/12/2018
Los cultivos cubierta o intercalares son una alternativa sostenible al barbecho que mejoran la fertilidad de nuestros suelos y preservan el medio ambiente. Su uso además podría reducir la presión de malas hierbas, y así disminuir el número de labores o aplicaciones de herbicidas. Por ello, es preciso conocer el nivel de supresión de diferentes especies, y las implicaciones de su manejo. En este trabajo se estudió el impacto del uso de cultivos cubierta, frente a un suelo desnudo, en la densidad y diversidad de malas hierbas, en una rotación con maíz y girasol en regadío. Igualmente se observó el efecto de la decisión de su fecha de terminación, temprana o tardía, en primavera. Tras diez años de uso de cultivos cubierta, el estudio del banco de semillas permitió evaluar las implicaciones de esta práctica en la flora arvense a largo plazo.

El uso cultivos cubierta o intercalares, en sustitución al barbecho, en rotación con cultivos comerciales en regadío, es una interesante técnica con conocidos beneficios, como la reducción de la erosión o el reciclaje de nutrientes. El control de malas hierbas es uno de los potenciales beneficios que suscita más interés, ya que la competencia de malas hierbas en cultivos de regadío es un gran problema, y esta técnica permitiría reducir el uso de herbicidas.

Durante su crecimiento, los cultivos cubierta pueden reducir la emergencia de malas hierbas al competir con ellas por la luz, el agua y nutrientes del suelo. Esto puede alargarse en el tiempo si, tras su terminación, los residuos quedan en superficie a modo de acolchado. Además, algunas especies pueden ejercer un control de tipo químico al liberar sustancias alelopáticas.

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Sin embargo, sigue existiendo una necesidad de clarificar las opciones de manejo que potencien este beneficio y el nivel de supresión que pueden alcanzar. Además, el uso de cubiertas puede tardar años en mostrar un efecto en la comunidad de malas hierbas, por lo que información de experimentos de larga duración puede contribuir a diseñar estrategias que optimicen su control.

Algunos aspectos del manejo de los cultivos cubierta pueden afectar también al nivel de supresión como, por ejemplo, la especie usada como cubierta, la elección del método para poner fin al cultivo cubierta o la fecha en que tiene lugar esta terminación. Entre ellos, la fecha de terminación es relevante en regiones Mediterráneas ya que en condiciones de restricciones de agua, una fecha tardía puede conducir a una competencia con el cultivo comercial. Sin embargo, ese retraso en la fecha supondría que el cultivo cubierta acumulase una mayor biomasa en primavera, y por tanto potenciara el control de malas hierbas.

Materiales y métodos

El estudio se llevó a cabo entre 2014 y 2016, en la finca de la Chimenea del IMIDRA (Vegas del Tajo, Madrid). Las parcelas formaban parte de un ensayo de larga duración en el que se había establecido una rotación de cultivo cubierta invernal - cultivo comercial en regadío. Los tratamientos se repitieron cada año en las mismas parcelas (12 x 12m2) desde 2006. Los tratamientos principales fueron tres: 2 cultivos cubierta, cebada y veza, que fueron comparados con un suelo desnudo. Cada año, los cultivos cubierta se sembraron en otoño. En 2015 y 2016, durante su desarrollo, se estableció en cada parcela principal una microparcela (4 m2) en la que se estableció una fecha de terminación temprana (primera quincena de marzo, T1), mientras que el resto de la parcela se correspondió con una fecha de terminación tardía (segunda quincena de abril, T2). El método de terminación utilizado para los cultivos cubierta fue aplicación de glifosato y posterior desbroce. A continuación, sobre los residuos, por siembra directa, se sembró el cultivo comercial en todas las parcelas (en los años de estudio, girasol y maíz respectivamente). Como en años precedentes, el riego con aspersión comenzó a mediados de mayo, y se aplicó un herbicida de post-emergencia a finales de mayo. El girasol no se fertilizó mientras que el maíz sí recibió dos coberteras.

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En el estudio se evaluaron variables relacionadas con el cultivo cubierta como la biomasa acumulada y la cobertura del suelo. Por otro lado, en cada fecha de terminación se midió el contenido de nitrógeno (N) mineral, y en diferentes fechas el contenido de agua en el suelo en la capa superficial. Con ello, se pretendía ver el efecto de los tratamientos en la disponibilidad de N y agua en el suelo, que pudieran explicar después los cambios en la flora arvense.

Se midió la biomasa de malas hierbas ambos años para cada fecha de terminación. La densidad y diversidad (índice de Shannon) se determinaron a mediados de marzo y mayo. En cada fecha las especies fueron identificadas. A mediados de mayo, las especies se clasificaron en anuales de hoja ancha y de hoja estrecha, o especies perennes, y para cada grupo, se calculó el “índice de efecto relativo de vecindad”, que permitió evaluar la capacidad de supresión o favorecimiento de malas hierbas por parte de las cubiertas frente al suelo desnudo.

En febrero de 2016 - 10 años después del inicio del ensayo - se determinó el banco de semillas. Para ello, se tomaron 6 muestras de suelo en cada parcela principal. Posteriormente, las semillas fueron extraídas con una solución dispersante, identificadas y contadas.

Resultados y discusión

Los resultados mostraron que la sustitución del barbecho por un cultivo cubierta de veza o cebada en un experimento de larga duración tuvo un efecto en la densidad y diversidad de malas hierbas, así como en el banco de semillas de determinadas especies. La fecha de terminación de los cultivos cubierta contribuyó a un mejor control en 2015.

Durante el periodo invernal, la cebada ejerció un control de malas hierbas considerable ya que tanto la densidad como la biomasa observadas en estas parcelas fueron prácticamente nulas (Tabla 1). En cambio, en las parcelas con veza se observó una densidad similar a la observada en las de suelo desnudo. Estas diferencias entre especies (gramínea o leguminosa) son explicadas por la disponibilidad de N, ya que el N mineral que dejó el tratamiento de veza al inicio de la primavera fue 3 veces superior al de la cebada. Además, en el año 2016, la cebada acumuló más biomasa y cubrió más el suelo que la veza.

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Tabla 1. Efecto de los tratamientos de cultivo cubierta (cebada, veza y suelo desnudo) y su fecha de terminación (T1, T2) en la biomasa determinada en el momento de terminación (kg materia seca ha-1), en la densidad y en la diversidad de malas hierbas medidas en marzo y mayo (P<0.05, Tukey).

Ambas especies lograron en mayo una menor densidad de malas hierbas en comparación con el suelo desnudo, principalmente de especies anuales de hoja ancha, que puede ser atribuida a la cobertura del suelo (>75% tras la terminación) (Tabla 1). Además de la reducción de la presión de malas hierbas, el acolchado consiguió preservar un mayor contenido de agua en el suelo, lo cual puede beneficiar al cultivo comercial en su emergencia y primeros estadíos.

En este trabajo se identificaron alrededor de 30 especies de malas hierbas. En general, la diversidad fue inferior en la cebada que en los otros tratamientos (Tabla 1). Las diferencias observadas en diversidad total entre cebada y veza indican que los mecanismos de supresión de las malas hierbas fueron diferentes. Esto fue confirmado con las diferencias observadas en la densidad de determinadas especies. Así, por ejemplo, la veza promovió la presencia de la especie invernal lamio, Lamium amplexicaule L., lo que se atribuye a su naturaleza fijadora de N. En general, los cultivos cubierta tuvieron un mejor control sobre especies anuales de hoja ancha (Fig. 1). De ese grupo es destacable el control sobre la especie Xanthium spinosum L., conocida como encogeperros en la zona de las Vegas del Tajo, que es muy temida en sistemas de regadío. Sin embargo, no se observó un efecto sobre el grupo de especies perennes (Fig. 1).

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Figura 1. Índice de efecto relativo de vecindad calculado para los tratamientos de cebada y veza vs. el suelo desnudo para los grupos de malas hierbas en mayo. Los valores a la derecha del eje (positivos) indican un efecto supresivo de malas hierbas por parte del cultivo cubierta con respecto al suelo desnudo; mientras que los valores en el lado izquierdo (negativos) indican un favorecimiento de malas hierbas por parte de los cultivos cubierta.

Tras 10 años de rotación con cultivos cubierta, no se observó un efecto ni en la densidad total ni en la diversidad total de semillas malas hierbas, confirmando el efecto bajo de la cobertura del suelo durante el invierno en el banco de semillas (Tabla 2). Otras prácticas agrícolas como el laboreo parecen tener más efecto en el banco de semillas. Sin embargo, los cultivos cubierta sí afectaron la presencia de determinadas especies. Fue el caso del lamio, significativamente más abundante en parcelas de veza, o del Xanthium spp., más abundante en las parcelas de suelo desnudo. Estos resultados del banco de semillas se corresponden con las densidades ya observadas en el terreno, de 2014 a 2016. Sin embargo, los cultivos cubierta parecieron favorecer una mayor densidad de semillas de especies como la cola de zorro - Setaria spp. – o la verdolaga - Portulaca oleracea L. (Tabla 2). En definitiva, estos resultados refuerzan el interesante rol de los cultivos cubierta en el control de malas hierbas, pero advierten que deben ser considerados como una estrategia más en un plan de manejo integrado.

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Tabla 2. Banco de semillas del suelo tras 10 años de rotación con cultivos cubierta. Densidad total, diversidad, y densidad para en las especies en que se encontraron diferencias significativas (P<0.05, Tukey) entre los tratamientos de cebada, veza y suelo desnudo.

La fecha de terminación del cultivo cubierta mostró un efecto sobre las malas hierbas en 2015. Dicho año se observó un crecimiento considerable de biomasa y cobertura del cultivo cubierta entre ambas fechas de terminación. Por tanto, una fecha tardía se tradujo en un mayor agotamiento de N y de agua en el horizonte superficial y condujo a un control más eficiente de malas hierbas en mayo (Tabla 1). Es importante señalar que para el caso del contenido de agua en el suelo, el agotamiento debido al retraso de la fecha de terminación fue observado ambos años, alertando de que, en situaciones con problemas de escasez de agua, sería conveniente considerar con precaución el efecto que la fecha de terminación de los cultivos cubierta. En definitiva, los resultados de este trabajo incrementan el conocimiento sobre el manejo de cultivos cubierta en regiones de clima mediterráneo semiárido. Sin embargo, otros aspectos de manejo deben considerarse como el propio método de terminación, para comparar los de tipo químico – usado en este ensayo y actualmente en el punto de mira en Europa - con otros métodos existentes y siempre desde diferentes puntos de vista, tanto económicos como medioambientales.

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Conclusiones

Los cultivos cubierta en rotaciones anuales son una estrategia interesante para un manejo integrado de malas hierbas. Tanto durante su crecimiento como picados en superficie - a modo de acolchado en primavera-, la cebada y la veza redujeron la densidad de malas hierbas en comparación con un suelo desnudo. Por lo tanto, permitirían reducir el número de tratamientos físicos o químicos durante el periodo del cultivo comercial.

El estudio del banco de semillas confirmó el control que los cultivos cubierta pueden ejercer sobre algunas especies como el Xanthium spinosum L., pero advierten de que su uso debería complementarse con otros métodos para asegurar un control completo de malas hierbas.

Una fecha de terminación tardía de los cultivos cubierta contribuyó a un mejor control de malas hierbas uno de los dos años. Sin embargo, en escenarios con limitación de agua podría suponer un agotamiento de agua en la capa superficial.

Agradecimientos

Proyecto financiado por el Ministerio (AGL2014-52310-R y AGL2017-83283-C2-2-R). Agradecemos al personal del IMIDRA su colaboración.

Referencias bibliográficas

  • Alonso-Ayuso, M., Gabriel, J.L. y Quemada, M. (2014) The kill date as a management tool for cover cropping success. Plos One. doi: 10.1371/journal.pone0109587.
  • Alonso-Ayuso, M., Gabriel, J.L., García-González, I., del Monte J.P. y Quemada, M. (2018) Weed density and diversity in a long-term cover crop experiment background. Crop protection, 112, 103-111.
  • Alonso-Ayuso, M. (2018) Estrategias de manejo de cultivos cubierta para optimizar el uso de agua y nitrógeno, así como el control de malas hierbas. Universidad Politécnica de Madrid. Tesis doctoral. https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.52615.
  • García-González, I, Gabriel, J.L., Hontoria, C., Alonso-Ayuso, M. y Quemada, M. (2018) Cover crops to mitigate soil degradation and enhance soil functionality in irrigated land. Geoderma, 322, 81-88.

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