Promoting the use of tropical legumes as cover crops in Puerto Rico

Abstract

Degradation and misuse of agricultural land has made it necessary to identify solutions to address this serious problem. Cover crops have long been used in the tropics to increase soil and water conservation, especially on steep land, and to improve soil structure. This investigation involved two types of experiments; experiment station studies and on-farm trials. Seed density trials were conducted at the Isabela Substation to identify appropriate production practices for seed production of jack bean (Canavalia ensiformis) and velvet bean (Mucuna pruriens) variety V- 90. On-farm trials were conducted on 20 citrus farms in the central mountain region of Puerto Rico to evaluate the performance of jack bean, velvet bean, cowpea (Vigna unguilata) and sunn hemp (Crotolaria juncea) as cover crops. An additional objective of this research was to inform farmers of the advantages of using green manures to improve their cropping systems. At the Isabela Substation, a determinate velvet bean cultivar produced an average seed yield of 900 kg ha-1. An indeterminate velvet bean cultivar produced a seed yield of 2,400 kg ha-1 and the jack bean cultivar produced a mean seed yield of 3,810 kg ha-1. Canopy cover was estimated in the on-farms trials at 6, 9 and 12 weeks after planting. At flowering (102 days after planting), the jack bean had a mean canopy coverage of 60%. Velvet bean flowered at 67-days after planting and produced an average canopy cover of 82%, whereas the sunn hemp flowered at 96-days after planting and had a mean canopy cover of 73%. Biomass (kg dry weight /ha) and nitrogen accumulated in the biomass was determined at 120 DAP. Jack bean produced the greatest amount of biomass and nitrogen (2,477 kg/ha; 93 kg/ha), followed by velvet bean (1,817 kg/ha; 69kg/ha) and sunn hemp (1,849 kg/ha; 60 kg/ha).The amount of biomass produced by each legume during a specific period of time, did not necessarily correspond to the amount of area covered by the canopy of leaves. The use of legume cover crops in farming systems can be a viable management practice for Puerto Rico. Citrus producers expressed willingness to use legume cover crops to improve their production practices and reduce soil loss.

La degradación del suelo y sus múltiples efectos negativos han creado la necesidad de buscar soluciones que ayuden enfrentar esta problemática y sus consecuencias para la agricultura. Una alternativa son las plantas cobertoras que durante y al final de su ciclo se convierten en “abonos verdes”, reintegrándose al suelo y mejorando sus características físicas y químicas. El uso de abonos verdes ha sido una de las técnicas más acogidas por los agricultores en Puerto Rico por su fácil establecimiento, bajo costo y gran aporte al mejoramiento de la fertilidad y productividad del suelo. Se llevó a cabo 2 experimentos, un experimento de densidad en la estación experimental de Isabela y otro en 20 fincas de cítricas bajo condiciones similares de clima y geografía en el área montañosa central de Puerto Rico. Se evaluó el comportamiento de tres especies de leguminosas anuales [jack bean (Canavalia ensiformis), sunn hemp (Crotolaria juncea) y velvet bean (Mucuna prurience)]. En la estación experimental de Isabela, velvet bean determinada obtuvo un rendimiento de 900 kg ha-1, velvet bean indeterminada obtuvo 2,400 kg ha-1 y jack bean 3,810 kg ha-1. Para cada una de las especies, se estima la superficie de terreno cubierta por la cobertora a la fecha de floración. En promedio, Jack bean, velvet bean y sunn hemp cubrieron respectivamente, 60% (102 días), 82% (67 días) y 73% (96 días). Además, a los 120 días, se determinó la biomasa en kg de peso seco/ha y el contentido de nitrógeno acumulado en la biomasa producida por cada especie en cada finca. Jack bean, velvet bean y sunn hemp produjeron promedios de 2,477kg/ha, 1,816 kg/ha y 1,849 kg/ha de biomasa y 93 kg N/ha, 69 kg N/ha y 60 kg N/ha, respectivamente. Estos resultados preliminares muestran que la cantidad de biomasa producida en un determinado tiempo, no necesariamente corresponde a una mayor o menor superficie cubierta por las tres especies. Jack bean produjo la mayor cantidad de biomasa en 120 días, mientras que el velvet bean tuvo el mayor cobertura de área en 67 días. El uso de abonos verdes como alternativa fue acogida con gran entusiasmo por los productores quienes se motivaron a continuar con esta práctica agrícola sostenible.