Sistema integrado de leguminosas y su efecto en el establecimiento de plátano (Musa acuminata x balbisiana, AAB) en dos agroecosistemas de Puerto Rico

Abstract

En Puerto Rico, los plátanos (Musa acuminata x balbisiana, AAB) son considerados como una importante empresa agrícola, con un ingreso bruto anual de $81 millones. Sin embargo, el costo de producción de este cultivo es alto debido a que demanda grandes cantidades de nitrógeno (N); también se afecta por malezas, plagas y otros factores que influyen negativamente en su rendimiento. Las leguminosas cobertoras, en un sistema integrado con plátano, pueden minimizar el efecto de malezas, controlar plagas y aportar N. No existe información documentada sobre sistemas integrados de leguminosas (SIL) con plátanos en Puerto Rico. Se llevaron a cabo dos estudios para determinar el efecto de tres SIL {canavalia [Canavalia ensiformis (L.) DC.], crotalaria cv. Tropic Sun [Crotalaria juncea L.] y gandul cv. Lázaro [Cajanus cajan (L.) Millsp.]} y siembra convencional (SC), sobre el control de malezas, aporte de N, crecimiento vegetativo, composición mineral (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, B y Zn), parámetros de producción e incidencia de picudo en el clon tipo falso-cuerno Maricongo. En junio del 2013, los cormos de plátano se sembraron en las Estaciones Experimentales Agrícolas (EEA) de Isabela (suelo bien fino, caolinítico, isohipertérmico Eutrustox Típico) y Corozal (suelo arcilloso, mixto, isohipertérmico Aquic Haplohumults). Entre las hileras del plátano se sembraron cuatro hileras (60cm) de los SIL. Se utilizó un diseño de Bloques Completos al Azar (BCA) con tres y cuatro repeticiones en Isabela y Corozal, respectivamente. A los 90 días después de la siembra (DDS) del clon Maricongo, las malezas y los SIL se muestrearon podando (a ras del suelo), se pesó el material fresco, se tomaron submuestras representativas (500 g) y se secaron para evaluar el rendimiento en materia seca (MS) (Kg ha-1 ). El resto del material vegetativo se dejó sobre la superficie del suelo durante dos semanas y una vez descompuestas se resembraron los SIL (tres siembras durante el estudio). Durante el ciclo de crecimiento (3, 5, 7 meses y floración) del clon Maricongo se midió la altura (m), el diámetro del pseudotallo (cm) y se tomó una muestra de la tercera hoja superior para análisis foliar. Una vez observada la madurez de los frutos, se cosecharon para medir parámetros de producción. En los cormos de las plantas productoras se contabilizaron los picudos (larvas y adultos). En Isabela, en la primera siembra de los SIL, se observó malezas en la SC (3,094 Kg MS ha-1 ), pero no así en los SIL (100% de control). En las siembras subsecuentes de los SIL, la cantidad de malezas fue escasa debido a la sombra proporcionada por el plátano. Se encontró diferencias significativas (p<0.05) entre etapas de siembra de los SIL. Por lo que, la primera siembra (junio-septiembre) aportó mayor cantidad de N (244 Kg N ha-1 ), ya que en esta siembra hubo el mayor rendimiento de MS. No se encontró interacción (p>0.05) entre los tratamientos x etapa de crecimiento del clon Maricongo para altura y diámetro del pseudotallo (3 m y 15 cm, respectivamente). Sin embargo, se encontró diferencias significativas (p<0.05) entre tratamientos para potasio (K), donde el SIL con canavalia mostró mayor concentración (2.8%), con respecto a los otros tratamientos. Mientras que, los otros nutrientes no se vieron afectados. Tampoco, se encontró diferencias significativas (p>0.05) entre los tratamientos para rendimiento de los frutos del clon Maricongo (35 Mg ha-1 ). En Corozal, se encontró diferencias significativas (p<0.05) entre etapas de siembra de los SIL, donde la primera siembra (junio-septiembre) contribuyó la mayor cantidad de N (75 Kg N ha-1 ), debido a que en este periodo hubo mayor rendimiento de MS. Se encontró interacción (p<0.05) entre los tratamientos x etapa de crecimiento del clon Maricongo para diámetro del pseudotallo y concentraciones foliares de K y magnesio (Mg), pero no para altura. A los cinco meses y en la etapa de floración, el SIL con ‘Tropic Sun’ mostró mayor diámetro (17 cm) y mayor concentración de K (4.50%) vs. los otros tratamientos. Además, a los cinco y siete meses, el SIL con canavalia fue diferente a la SC en concentración de Mg (0.22 y 0.18%, respectivamente). Las otras concentraciones de nutrientes no se vieron afectados por los SIL. Estos resultados demuestran que los SIL controlan malezas, aportan N y hacen más disponibles el K y Mg, pero no afectaron el rendimiento del plátano. Por lo que, se recomienda estudios a largo plazo (2-5 años) utilizando leguminosas cobertoras y luego analizar el suelo para establecer un plan de fertilización, que supla las necesidades del cultivo, antes de la siembra de plátano. Además, en la región montañosa utilizar coberturas vivas perennes como canavalia y maní forrajero para controlar malezas entre hileras y plantas de plátano.

In Puerto Rico, plantains (Musa acuminata x balbisiana, AAB) are considered an important agricultural commodity, with a gross annual income of $81 million. However, the cost of production of this crop is high because it demands large amounts of nitrogen (N); also it is affected by weeds, pests and other factors that adversely affect its yield. Legume cover crops in an integrated system with plantains can minimize weed effects, control pests and provide N. There is no documented information about integrated legumes systems (ILS) with plantains in Puerto Rico. Two experiments were conducted to determine the effect of three ILS {Jack bean [Canavalia ensiformis (L.) DC.], Sunn hemp cv. Tropic Sun [Crotalaria juncea L.] and Pigeon pea cv. Lazaro [Cajanus cajan (L.) Millsp.]} and conventional planting (CP) on weed control, N supply, vegetative growth, mineral composition (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, B and Zn), production parameters and weevil incidence in the false-horn type Maricongo clone. On June 2013, corms of the false-horn Maricongo clone were planted at the Agricultural Experiment Station (AES) of Isabela (very fine, kaolinitic, isohyperthermic and Typic Eutrustox) and Corozal (mixed semiactive, isohyperthermic and Aquic Haplohumults). Between plantain rows, four rows (60cm) of ILS were planted. A Randomized Complete Block (RCB) design with three and four replications in Isabela and Corozal, respectively, was used. Ninety days after planting, weeds and ILS samples were cut at ground level, fresh weight taken and subsamples taken (500 g) to evaluate DM yield (Kg ha-1 ). The rest of vegetative material was left on the soil surface for two weeks and once decomposed the ILS were replanted (three plantings during the experiment). During the growth cycle of Maricongo clone (3, 5, 7 months and flowering) height (m), pseudostem diameter (cm) and leaf tissue were taken for leaf analysis. Once fruits were mature, they were harvested to measure production parameters. In the corms from producing plants, weevils (larvae and adults) were counted. At Isabela, in the first planting of ILS, weeds were observed in the CP (3,094 Kg DM ha-1 ), but not in the ILS (100% of control). In subsequent ILS plantings, weeds were not sampled because the amount was low due to shade from plantains. There were significant differences (p<0.05) between ILS planting dates. The first planting (June-September) provided greater amount of N (244 Kg N ha-1 ) because in this planting there was the highest DM yield. There was no interaction (p>0.05) between treatments x growth stage for height and pseudostem diameter (3 m and 15 cm, respectively). However significant differences (p<0.05) were found between treatments for potassium (K), in which Jack bean ILS showed higher concentration (2.8%). The other nutrients were not affected. There was no significant difference between treatments on yield of Maricongo clone fruit (35 Mg ha-1 ). At Corozal there was significant differences (p<0.05) between ILS planting, where the first planting (June-September) contributed the greatest amount of N (75 Kg N ha-1 ), because this period had the highest DM yield. There was an interaction (p<0.05) between treatments x growth stage of the Maricongo clone for pseudostem diameter and foliar concentrations of K and magnesium (Mg), but not for plant height. At five months and flowering ‘Tropic Sun’ ILS had the highest diameter (17 cm) and also the highest concentration of K (4.50%) vs. the other treatments. In addition, at five and seven months, Jack bean ILS was significantly different from the CP with regard to Mg concentration (0.22 and 0.18% Mg, respectively). The other nutrients concentrations were not affected by ILS. These results showed that ILS controlled weeds, provided N, and K and Mg were more available, but did not affect the plantain yield. Therefore, performing long term studies (2-5 years) using cover crops and then soil sampling to assess fertilizer needs before plantain planting are recommended. Also, in the mountain region using perennial living mulches like Jack bean and Forage peanut to weeds control between rows and plants of plantain are recommended.