Asociación maíz - Cajanus cajan en un alfisol de Paraguarí. Manejos y aporte potencial de nitrógeno, fósforo y potasio¹

Maize - Cajanus cajan association in an alfisol of Paraguarí. Management and the potential contribution of nitrogen, phosphorus and potassium

Isabelino Zayas Rotela²,Carlos Andrés LeguizamónRojas³ y Justo López Portillo⁴

¹ Parte de la tesis del primer autor para la obtención del título de Ingeniero Agrónomo, Facultad de Ciencias Agrarias (FCA), Universidad Nacional de Asunción (UNA).

² Egresado de la Facultad de Ciencias Agrarias, FCA-UNA. San Lorenzo, Paraguay.

³ Departamento de Suelos y Ordenamiento Territorial, Carrera de Ingeniería Agronómica, FCA-UNA. San Lorenzo, Paraguay.

Recibido: 09/07/2010; Aceptado: 30/07/2010.

RESUMEN

Estudio realizado en la Parcela Demostrativa Experimental del Proyecto JIRCAS en Paraguarí, Paraguay, de octubre 2009 a mayo de 2010. Fue evaluado el efecto de manejos de la asociación maíz-Cc y del aporte potencial de N, P y K al suelo. El diseño fue de bloques completos al azar con cinco tratamientos y tres repeticiones. Los tratamientos se establecieron teniendo en cuenta el momento de la siembra del Cajanus en relación a la siembra del maíz; 20 días antes (AM), siembra simultánea (SM), 20 días posterior (PM), 60 días después (momento recomendado - MR) y siembra del maíz sin Cajanus (testigo). Se realizó la poda del Cc a los 60 días de la siembra, en los primeros tres tratamientos. El maíz se sembró a una distancia de 0,8 m entre hileras y 0,3 m entre plantas, en los tratamientos asociados se sembró dos hileras de Cc. Se evaluó las variables: producción de granos de maíz, crecimiento y desarrollo del maíz y del Cc y la concentración de N, P y K en la materia seca del Cc. El tratamiento MR presentó el mayor rendimiento del maíz, con una interacción positiva entre maíz y Cc. En los tratamientos AM y SM se redujo el rendimiento de la materia seca y granos del cereal. El aporte potencial de N-P-K y de la materia seca fue mayor en los tratamientos con corte de Cc en la etapa vegetativa.

Palabras clave: Cajanus cajan, Zea mays, asociación de cultivos, reciclaje de nutrientes.

ABSTRACT

The objective of research was evaluate the effect of conduct in the association maize – Cc potential adduce of N P K to soil. The experiment was carried out in experimental plot of Project JIRCAS, Paraguarí country Paraguay, between the months of October of 2009 and May 2010. The design used was randomized complete block with five treatments and three replications.The treatment were established according to the time of sowing Cc, 20 days before sowing maize (AM) simultaneous sowing with maize (SM) 20 days after maize sowing (PM), 60 days after maize sowing (recommended time MR) and sowing of maize without Cc, cuts are made of Cc in the vegetative stage in the first three treatments. The maize was sowed with spacing of 0,80 m between rows and 0,3 m between plants, in the treatments associated was sowed two rows of Cc. Evaluated variables were: maize production, maize growth and development and Cc, N-P-K of concentration in Cc. Treatment MR bad the highest grain yield, showing a positive interaction between maize and Cc. In treatments AM y SM yield decreased dry matter yield and cereal grain. The potential contribution of N-P-K of and dry matter was highest in treatment with cull of Cc in vegetative stage.

Key words: Cajanus cajan, Zea mays, intercropping, nutrient cycling.

INTRODUCCIÓN

El mantenimiento de la calidad del suelo permite sustentar el buen rendimiento de los cultivos y mantener una producción agraria satisfactoria.

El manejo del suelo, en condiciones socioeconómicas de los productores con limitada capacidad para el uso de insumos, surge la necesidad de incentivar las prácticas de menor inversión, que contribuyan al mejoramiento del suelo. Entre estas prácticas se destacan la rotación de cultivos, la asociación de cultivos, el uso de abonos verdes, la labranza adecuada del suelo (J-Green, 2007). En este sentido, Porta et al. (2003) señalan que para incorporar medidas de conservación de suelo se debe considerar las restricciones de tipo socioeconómico, los requerimientos en operaciones de mantenimiento y la aceptación de los agricultores.

La asociación de cultivos es una práctica que incrementa la diversidad de especies cultivadas y posibilita mayor eficiencia en el uso de la tierra (Herrera y Ruiz, citado por Ruiz & Loaeza, 2003).

El maíz en el Paraguay tiene relevancia en la alimentación humana y animal (Aguilera, 1995) y por otro lado, tiene importancia en el manejo conservacionista del suelo por la alta cantidad de biomasa que produce, y, por el espaciamiento de hileras que permite la asociación con otros cultivos aumentándose la adición de residuos vegetales.

Según Scheffer et al. (1985), el Cajanus cajan es una planta de región semiárida con una notable adaptabilidad, requiere un promedio anual de 625 mm de precipitación aunque en suelos muy fértiles crece y se multiplica aún con 250 a 375 mm, la temperatura adecuada oscila entre 18 y 35 ºC, no resiste las heladas fuertes. Se desarrolla bajo diferentes tipos de suelo, desde arenoso hasta arcilloso, se adapta a un amplio rango de pH siendo más favorables la faja 5,0 a 7,0; siendo sensible a alto tenores de sal. Florentín et al. (2001) mencionan que el rendimiento de la masa verde puede ir de 7.000 a 14.000 kg ha-1. De Alcántara et al. (2000) concluyen que el Cajanuses una de las plantas que mayor aporta y recicla nutrientes debido a la gran producción de masa seca, que lo convierte en excelente material para iniciar la recuperación y mejorar las propiedades químicas del suelo. Además, el Cajanus cajan puede aprovechar el fósforo inorgánico poco soluble a través de la liberación de compuestos orgánicos en los exudados radicales que hidrolizan el P de los enlaces (FePO4), principal forma en la que se encuentra el P en un Ultisol y Alfisol (Medina & Elena s.f.).

Birbaumer (2008) indica que el momento más recomendado para la siembra del Cajanus es entre los 60 a 70 días posterior a la siembra de maíz, en la época de floración. Sin embrago, Florentín et al. (2001) citan que es posible sembrar esta leguminosa inclusive después de la primera carpida, entre los 30 a 40 días de la siembra del maíz.

La siembra de maíz asociada con el Cajanus cajan en el momento oportuno y con manejo adecuado recicla e incorpora nutrientes al suelo y aporta materia orgánica al suelo. Quiroz & Marin (2007), no encontraron diferencias significativas en la concentración de N, P y K en Cajanus cajan manejado en asociación y no asociado con el maíz en etapa vegetativa. No obstante, hallaron menor concentración de K en Cajanus manejado en asociación en la etapa reproductiva.

La hipótesis del trabajo considera que los manejos en la asociación maíz-Cajanus cajan afectan la producción del cereal y el aporte potencial de nutrientes al suelo. El objetivo de la investigación consiste en evaluar el efecto de manejos de la asociación maíz-Cajanus cajan y su aporte potencial de nitrógeno, fósforo y potasio al suelo.

MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento se realizó en la Parcela Demostrativa Experimental del Proyecto JIRCAS (Japan International Research Center for Agricultural Sciences), ubicada en el km 91 de la Ruta Nº 1 Mariscal Francisco S. López, del Distrito de San Roque González de Santacruz, Dpto. de Paraguarí, Paraguay. Se encuentra entre, 25º 26' y 26 º 35' de latitud Sur y entre los meridianos 56º 35' y 57º 40' de longitud Oeste, a 125 metros sobre el nivel del mar.

Se utilizó el diseño estadístico de bloques completos al azar, con cinco tratamientos y tres repeticiones, las parcelas estaban separadas con un metro de calle, con una dimensión de 3,20 m x 4 m, conformando una superficie de 300 m2 de área experimental. Cada unidad contó con cuatro hileras de cultivos de maíz distanciadas a 0,80 m entre hileras y 0,30 m entre plantas. El Cajanus Cajan se sembró dos hileras en las melgas distanciadas a 0,3 m entre plantas y 0,3 m entre hileras.

Los tratamientos se establecieron teniendo en cuenta el momento de la siembra del Cajanus cajan (Cc) en relación a la siembra del maíz, quedando establecido los siguientes tratamientos: 1) Maíz sin asociación (T); 2) Maíz + Cc sembrado a los sesenta días o momento recomendado (MR); 3) Maíz + Cc sembrado veinte días posterior al maíz (PM); 4) Maíz + Cc sembrado en forma simultanea con el maíz (SM); 5) Maíz + Cc sembrado veinte días antes del maíz (AM). En los últimos tres tratamientos se realizó la poda del Cajanus a una altura de 20 a 30 cm del suelo, a los sesenta días de la siembra (etapa vegetativa). El último corte del Cajanus se practicó en la etapa reproductiva a todos los tratamientos asociados, a los doscientos setenta días de la siembra del maíz.

Se utilizó maíz de la variedad karape pyta, que fue sembrado a razón de 20 kg ha-1. El Cajanus cajan (variedad gigante) se sembró dos hileras en las melgas del maíz a razón de 35 kg ha-1. La siembra de maíz se realizó en la segunda quincena de octubre sobre cobertura de avena negra previamente incorporada con rastra. El inicio de la siembra de Cajanus se llevó a cabo de acuerdo a los tratamientos establecidos.

Las variables evaluadas en el cultivo de maíz fueron: a) la producción de granos; determinando el rendimiento de granos, obtenido a partir de quince plantas de las hileras centrales, el porcentaje de las mazorcas llenas a partir del total de mazorcas evaluadas y el peso de mil semillas. b) Crecimiento y desarrollo; la masa seca aérea obtenida en el momento de la cosecha, se cortó con machete un área de 0,40 m2, luego las muestras se secaron en estufa a 65ºC durante 48 h y posteriormente fueron pesadas; la altura de la planta se determinó al final del ciclo vegetativo, para lo cual se midieron diez plantas de cada parcela.

En el Cajanus cajan se evaluaron: a) el crecimiento y desarrollo de la planta; la determinación de la masa seca aérea en la etapa vegetativa (a 60 días de la siembra del Cajanus) y en etapa reproductiva (270 días de la siembra del maíz), el corte se realizó con tijera de podar entre 20 a 30 cm del suelo de un área establecida de 0,40 m2, luego las muestras se secaron en estufa a 65ºC durante 48 h y posteriormente fueron pesadas; la altura del Cajanus se midió en el momento de la cosecha del maíz, a los ciento treinta días de la siembra. b) Concentración de N, P y K en el tejido del Cajanus, se determinó en la etapa vegetativa y reproductiva. Los tenores de N fueron determinados por el método de Kjeldahl, el P por colorimetría y el K por absorción atómica, previa digestión de las muestras, según metodología de Tedesco et al. (1995).

Los datos obtenidos de cada variable fueron sometidos a análisis de varianza y los tratamientos que presentaron diferencias significativas fueron comparados mediante el Test de Tukey al 5% de probabilidad de error.

En la Figura 1 y 2 se presentan los resultados obtenidos de la producción de maíz a los 130 días de la siembra. Los diferentes manejos del Cajanus cajan (Cc) en asociación con el maíz, produjeron diferencias significativas del rendimiento de maíz. El mayor rendimiento se obtuvo en el MR (siembra del Cc 60 días después de la siembra del maíz), el cual fue superior en 1.406 kg ha-1 al testigo; la menor producción en granos del maíz se obtuvo con la siembra del Cajanus cajan 20 días antes de la siembra del maíz (AM), obteniéndose un valor de 2.366 kg ha-1  inferior al testigo.

La diferencia que existe entre el tratamiento Momento Recomendado (MR) con relación al Testigo probablemente se debe al efecto de sombreamiento del suelo por el Cajanus cajan, que reduce la pérdida de humedad cuando el cultivo de maíz requiere la máxima cantidad de agua para la formación de los granos, y por el aporte de N de la leguminosa

El rendimiento promedio nacional del cultivo de maíz en la zafra 2006/2007 fue 2.907 kg ha-1 y el promedio del Departamento de Paraguarí de 1.100 kg ha-1, resultados que presentan similitud con los tratamientos SM y AM (MAG 2008). Por otro lado, Birbaumer (2008) relata que en suelos con fertilidad media el maíz puede producir más de 5.000 kg ha-1 de granos, y en suelos deteriorados puede llegar a menos de 1.500 kg ha-1, que es inferior al resultado obtenido con el Testigo de éste estudio.

Con relación al peso de mil semillas no se registraron diferencias significativas entre los diferentes manejos, obteniéndose una media de 0,225 kg de los diferentes tratamientos, lo cual no tuvo efecto sobre la diferencia obtenida en el rendimiento de granos. Arévalos (2009) analizando el manejo de nitrógeno en siembra y cobertura en el cultivo de maíz, en el Departamento de San Pedro, tampoco encontró diferencias significativas en el peso de mil semillas, obteniendo un promedio de 0,242 kg, ligeramente superior con relación a este estudio. Sin embargo, Rivas (2005) encontró diferencias significativas en el peso de mil semillas, analizando el rendimiento de maíz blanco duro en diferentes épocas de siembra.

Con relación al crecimiento y desarrollo de las plantas se presentan las alturas (Figura 3) y las masas secas aéreas acumulada en el maíz y Cajanus cajan, respectivamente (Figura 4).

La altura del maíz en los tratamientos con Cajanus cajan no registró diferencia con relación al testigo, lo que indica que la asociación no afectó el crecimiento en altura del cereal. Sin embargo, al comparar los tratamientos asociados se verifica que hubo un mayor crecimiento en altura en los tratamientos Momento Recomendado y Posterior al maíz. El Cajanus cajan con poda a una altura del suelo de 20 a 30 cm a los 60 días de la siembra, presentó un rebrote bastante vigoroso, alcanzando en el tratamiento Anterior al Maíz una altura de 1,47 cm, a los 85 días después del corte y en el tratamiento Simultaneo al Maíz la altura de un metro a los 65 días después del corte. Birbaumer (2008) relata que es posible el rebrote de Cajanus cajan con corte a una altura del suelo de 60 a 70 cm, práctica que puede repetirse durante todo el ciclo de la planta.

Scheffer et al. (1985) afirman que la biomasa de Cajanus cajan puede ir de 2.000 kg ha-1 en suelo extremadamente pobre a 37.000 kg ha-1 cuando se fertiliza. Florentín et al. (2.001) señalan que el rango de la materia seca del Cajanus cajan va de 7.000 a 14.000 kg ha-1, similar con la cantidad alcanzada en este experimento, con los tratamientos con corte Anterior al Maíz y Simultaneo con el Maíz.

La cantidad total promedio de masa seca aérea acumulada en las asociación maíz-Cajanus cajan es superior al monocultivo de maíz, determinándose una diferencia de 4.322 kg ha-1. Este resultado es muy favorable por la materia orgánica que aporta para el suelo, por el aporte de nitrógeno de la leguminosa y por el reciclado de nutrientes en el sistema suelo - planta.

Con respecto a la masa seca aérea del maíz no se tuvo un efecto de la asociación en los tratamientos Posterior al Maíz y Momento Recomendado cuando se compara con el testigo, pero fue inferior en los tratamientos Simultaneo con el Maíz y Antes del Maíz, verificándose una reducción de 2.324 y 3.648 kg ha-1 respectivamente, lo cual indica que existe una competencia entre los cultivos en estos tratamientos. Estos resultados se refleja en el menor rendimiento en granos del maíz en estos tratamientos.

La concentración (g kg^-1) y la cantidad acumulada (kg ha^-1) de N, P y K de la masa seca aérea del Cajanus cajan, en la etapa vegetativa y reproductiva se presentan en la Tabla 1 y en las Figuras 5a, 5b, y 5c respectivamente.

La concentración de N y P en la etapa reproductiva del Cajanus cajan no presentó diferencia significativa entre los tratamientos, mientras que en K se registró diferencias. La mayor concentración de K se registró con el Momento Recomendado con 7,2 g kg-1, valor inferior a lo indicado por Florentín et al. (2001) quienes mencionan que el porcentaje promedio de K en la etapa reproductiva del Cajanus es de 26,2 g kg-1. Quiroz & Marin (2007) tampoco encontraron diferencias significativas en la concentración de N, P y K en Cajanus asociado y no asociado con el maíz, en la etapa vegetativa, no obstante, hallaron menor concentración de K en Cajanus cuando es manejado en asociación con cultivo en la etapa reproductiva.

A pesar de no existir diferencias en la concentración de N y P en el Cajanus cajan en los diferentes tratamientos en la etapa reproductiva; se destaca la mayor cantidad de N y P en los tratamientos donde se realiza la poda del abono verde en la etapa vegetativa. En este sentido el tratamiento Anterior al Maíz, se observa un aporte adicional de 155 kg ha-1 de N y de 53 kg ha-1 de P, con relación al manejo sin corte (Momento Recomendado). También, se puede comprobar que la cantidad reciclada de K es superior en todos los tratamientos con poda, alcanzando un valor superior en 49 kg ha-1 en relación a la asociación maíz-Cajanus cajan sin poda del abono verde (tratamiento Momento Recomendado). De Alcántara et al. (2000) concluyen que este abono verde es una de las plantas que recicla mayor cantidad de nutrientes, lo cual se debe a la alta producción de materia seca.

Estos resultados indican que existe un potencial de mayor aporte de materia orgánica al suelo en la asociación maíz-Cajanus cajan cuando se realiza la poda del abono verde, la que además permite adicionar nutrientes ya en el cultivo asociado, posibilitando una mayor adición de nitrógeno y un mayor reciclaje de fósforo y potasio. Por lo tanto es importante ajustar el momento adecuado de la siembra y la densidad adecuada cuando se realiza la asociación, de manera a mantener y/o incrementar el rendimiento en grano del maíz.

CONCLUSIONES

De acuerdo a los resultados y en las condiciones que se desarrolló el experimento, se concluye que:

- El maíz alcanza el mayor rendimiento cuando se asocia con el Cajanus cajan a los 60 días de su siembra, presentando una interacción positiva con la asociación.

- El Cajanus cajan recicla una mayor cantidad de fósforo y potasio cuando se realiza la poda en la etapa vegetativa en la asociación con el maíz.

LITERATURA CITADA

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