Opciones de abonos verdes en tiempos de verano para fincas orgánicas de hortalizas en la parte superior del Medio Oeste

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Abonos verdes para sistemas orgánicos en época veraniega

Los abonos vedes pueden ser una forma pragmática de aumentar la diversidad en los sistemas orgánicos donde los servicios ecosistémicos son imprescindibles para la funcionalidad general del sistema. Los servicios ecosistémico se definen como aspectos del medio ambiente que se usan para el beneficio inherente del bienestar humano (Boyd y Banzhaf, 2007). Los abonos verdes son una opción para rotación de cultivos poco explorada para los sistemas de agricultura orgánica en Minnesota debido a la limitada temporada de crecimiento. Más sin embargo, pueden proveer una amplia variedad de servicios ecosistémicos, incluyendo la aportación de nutrientes al suelo y la atracción de insectos beneficiosos. Este artículo presenta información práctica para los que quieran explorar el uso de abonos verdes en sus sistemas de agricultura orgánica.

Aunque los abonos verdes pueden dar muchos servicios ecosistémicos, los productores deben elegir qué beneficios específicos priorizar. Es fundamental identificar los motivos para integrar abonos verdes y tomar decisiones de manejo en consecuencia, ya sea aportación de nitrógeno para el cultivo posterior, disminuir el crecimiento de malezas, proteger el suelo de la erosión o agregar recursos florales, entre otros objetivos. Los servicios ecosistémicos principales que se exploran en este artículo incluyen el manejo del nitrógeno en el suelo y la provisión de recursos florales para insectos beneficiosos. 

Contribución de nutrientes al suelo

Para los productores orgánicos, las decisiones minuciosas para el manejo de nutrientes son fundamentales debido a las restricciones de fertilizantes sintéticos, lo que aumenta el énfasis en aportar nutrientes mediante insumos biológicos. En particular, la selección de especies de abonos verdes puede afectar la disponibilidad de nutrientes en el suelo. Por ejemplo, las especies de gramíneas tienen extensos sistemas radiculares que pueden penetrar profundamente en el perfil del suelo y llevar más nutrientes a la capa superior donde se agrupan la mayoría de las raíces de los cultivos. Las especies leguminosas usadas como abonos verdes tienen la capacidad de suministrar nitrógeno fijado de la atmósfera mediante una simbiosis con bacterias del suelo, lo que es una fuente natural de nitrógeno para los cultivos orgánicos. Sin embargo, cuando el suelo tiene un contenido relativamente alto de nitrógeno, las leguminosas suelen reducir la capacidad de fijación de nitrógeno (N). Esto se atribuye principalmente al alto gasto de energía que conlleva la fijación de nitrógeno (Kiers y otros, 2003). No obstante, los productores pueden promover la fijación de nitrógeno en las leguminosas incorporando gramíneas en policultivos. Las gramíneas son eficaces capturando excedentes de nitrógeno en el suelo. Por lo tanto, reducen las reservas excesivas de nutrientes, impulsando de esta forma la fijación de N en especies leguminosas. En sistemas con exceso de N en el suelo, la siembra de monocultivos de gramíneas puede ser útil para prevenir la lixiviación de nutrientes del perfil del suelo.

Insectos beneficiosos

Abonos verdes sembrados en épocas veraniegas tienen la capacidad de proveer recursos de anidación y alimento para una amplia variedad de insectos beneficiosos. Desde el marco agronómico, los insectos beneficiosos son cualquier especie que contribuya a la conservación, protección y mejoramiento de un cultivo y sistema agrícola. (Landis y otros, 2005). En términos más generales, los insectos beneficiosos pueden brindar servicios incluyendo parasitación y depredación de plagas, descomposición y polinización. Los insectos beneficiosos son una parte importante de los sistemas de agricultura orgánica, ya que tienen el potencial de reducir el uso de insecticidas. Los polinizadores y otros insectos beneficiosos dependen del medio ambiente para obtener alimento y espacios de anidación, y podrían ser afectados negativamente por la destrucción de hábitats naturales. Para depredadores, parasitoides y polinizadores, fuentes de floración aportan cantidades considerables de nutrición (Wackers y otros, 2007). Abonos verdes sembrados en época veraniegas, un momento crítico en la temporada de crecimiento, pueden brindar hábitat y alimento a estas especies, así como mejorar la biodiversidad en el campo y los servicios ecosistémicos asociados.

En vista de estos servicios ecosistémicos, los abonos verdes podrían tener un rol crucial en los sistemas orgánicos. Mediante los resultados de un estudio de campo de un año en Minnesota, presentamos datos sobre las contribuciones de biomasa y nitrógeno de 16 especies y policultivos de abonos verdes, así como las poblaciones de insectos beneficiosos asociados con cada tratamiento.

Imagen 1. Abonos verdes sembrados en épocas veraniegas en la Universidad de Minnesota, St. Paul. Créditos de la foto: Naomy Candelaria.

Establecimiento y manejo de abonos verdes

La maximización de los servicios ecosistémicos depende de un manejo minucioso de los abonos verdes. La cantidad total de nitrógeno aportado por leguminosas y gramíneas depende de la cantidad de biomasa producida. Abonos verdes con capacidad de producir mayores cantidades de biomasa aportarán posteriormente más nitrógeno a los sistemas orgánicos. Del mismo modo, un crecimiento y una floración vigorosa aportarán recursos y hábitats necesarios para insectos beneficiosos. Por lo tanto, el énfasis en el manejo de abonos verdes debe incluir la época de siembra y el establecimiento, la selección de especies, la densidad de siembra, la capacidad de control de malezas y las estrategias de erradicación o corte.

Época de siembra: Los abonos verdes se pueden agregar, de forma espacial, en rotaciones establecidas, junto a cultivos comerciales en producción o en los perímetros y las zonas en barbecho de la finca; o de forma temporal, antes o después de la producción de cultivos comerciales. Los abonos verdes suelen sembrarse luego de cosechar el cultivo principal, sobre todo porque no hay competencia entre el abono verde y el cultivo principal. Sin embargo, un número cada vez mayor de productores encuentra nichos durante la temporada de verano en los que se pueden incluir abonos verdes. Las oportunidades pueden incluir (1) la integración de abonos verdes entre un cultivo comercial sembrado a principios de primavera y un cultivo comercial sembrado a finales de verano u otoño, o (2) una sucesión de abonos verdes sembrados a principios de verano, previo a un cultivo comercial sembrado a finales de verano/otoño.

Imagen 2. Créditos de la imagen: Julie Grossman

Combinación de especies: Los beneficios que brindan abonos verdes pueden obtenerse a través de siembras en monocultivos o policultivos. Los beneficios suelen maximizarse sembrando policultivos de leguminosas y gramíneas, en las que la gramínea puede establecerse y cubrir el suelo rápidamente, suplementando el crecimiento gradual de la leguminosa, y llevar el sistema a fijar un nivel mayor de nitrógeno atmosférico (Creamer y Baldwin, 2000). Los policultivos suelen incluir una variedad de gramíneas, leguminosas y Brassicas (coles). Expandir la lista típica de abonos verdes de uso común para incluir especies con flores que atraigan insectos beneficiosos puede aumentar la provisión de servicios ecosistémicos deseados. Escoger especies que se adapten a las condiciones de crecimiento en la temporada de siembra seleccionada mejorará el rendimiento general del sistema. Los cultivos de clima frío deben limitarse a la primavera y al otoño, mientras que las especies que se desempeñan mejor con el calor deben elegirse para la siembra de verano. Muchos recursos excelentes dan información detallada sobre especies específicas, incluyendo beneficios ecosistémicos y tiempo de madurez, los cuales puede ser útiles para crear un sistema adaptado a los objetivos únicos y a las condiciones de crecimiento individuales de una finca (consulte la lista de recursos).

Siembra y establecimiento: Según la escala y la infraestructura disponible de un sistema agrícola, los abonos verdes pueden sembrarse al voleo, taladrados, o para lotes particularmente grandes, sembrados aéreamente. Por lo general, la cantidad de semilla utilizada aumenta sembrando al voleo debido a la reducción de contacto entre la semilla y el suelo. Se suele utilizar un rastrillo o una labranza liviana y poco profunda después de la siembra al voleo para enterrar ligeramente las semillas.

Los productores que intentan maximizar su temporada de crecimiento pueden intercalar abonos verdes con un cultivo comercial luego del período crítico de crecimiento del cultivo comercial. No obstante, si los abonos verdes se integran demasiado pronto o no se manejan adecuadamente, los abonos verdes intercalados pueden impedir el crecimiento del cultivo principal, compitiendo por los recursos como la luz del sol, agua, nutrientes y espacio. Los abonos verdes con altura más baja que el cultivo comercial y un crecimiento lateral limitado suelen ser las mejores opciones para reducir la competencia de recursos. También es fundamental evitar darles un hábitat a las plagas de cultivos comerciales, como Lygus lineolaris (chinche de planta) y otras especies relacionadas. Las especies de abonos verdes que tienen características alelopáticas, como Secale cereale (centeno de invierno) o Sorghum × drummondii (gramínea sudán), no se recomiendan para cultivo intercalado.

Cuando se siembran abonos verdes, se debe prestar atención especial a la germinación y riego. Aunque abonos verdes sembrados en primavera y otoño suelen depender de la lluvia natural para obtener la cantidad de agua adecuada para su establecimiento, mientras que el clima más cálido y seco de los meses de verano podría exigir riego suplementario. La superficie del suelo debe mantenerse húmeda hasta que el cultivo germine, evitando la formación de costras en la superficie que podrían reducir la germinación.

Erradicación o Corte: Se deben hacer planes para la erradicación de abonos verdes antes de la siembra para garantizar que las especies elegidas se adapten bien al sistema. Se debe disponer del equipo adecuado en el momento necesario para erradicar los abonos verdes y manejar los residuos. Abonos verdes altos o fibrosos requieren un equipo mecanizado de mayor grado, en relación a especies de menor crecimiento o más delicadas. Por lo general, los abonos verdes se cortan y posteriormente se incorporan al suelo en cuanto sea posible. Dejar que el residuo se seque en la superficie durante uno o dos días puede facilitar la incorporación de grandes cantidades de residuo. Sin embargo, el nitrógeno suele perderse rápidamente a través de la descomposición de abonos verdes, por lo que debe incorporarse lo antes posible para capturar el nitrógeno en el suelo. Permitir que los abonos verdes se descompongan en el suelo durante diez días a dos semanas antes de sembrar el próximo cultivo comercial dispone el tiempo para la descomposición microbiana de los abonos verdes, proveyendo una mayor disponibilidad de nutrientes para el cultivo nuevo (Magdoff y Van Es, 2010).

Las consideraciones para erradicar abonos verdes sembrados en la época de verano son especialmente importantes ya que las temperaturas cálidas del verano pueden dar lugar a mayor producción de biomasa y descomposición comparado a lo observado en primavera u otoño. Los productores deben estar preparados para manejar una gran cantidad de residuos y ser conscientes de la posibilidad de acortar el intervalo entre la erradicación del abono verde y la siembra de cultivos comerciales en épocas veraniegas.

Imagen 3. Erradicación de abonos verdes usando una podadora BCS. Créditos de la foto: Pippa Dobbyn.

Esta investigación se hizo en el verano de 2019 (de mayo a septiembre) en los campos de la Estación Experimental Agrícola de Minnesota situados en la Universidad de Minnesota, St. Paul. Xerces Society, quienes trabajan por la conservación de invertebrados, recomendó las especies según su capacidad para atraer polinizadores. Las opciones incluyeron tratamientos en monocultivos y policultivos, con un total de 16 especies evaluadas. Se analizaron las compensaciones iniciales entre el suministro de nitrógeno y los servicios de insectos beneficiosos asociados a los abonos verdes en floración.

Tabla 1. Servicios ecosistémicos primarios de especies de abonos verdes

Especies de abonos verdes	Servicios ecosistémicos primarios	Imagen
Phacelia (Phacelia tanacetifolia)	Recurso para polinizadores
Cáñamo marrón (Crotalaria juncea L.)	Conservación del suelo y provisión de nutrientes
Guisante de campo (Pisum sativum subsp. arvense)	Hábitat de polinizadores/Conservación del suelo y provisión de nutrientes
Guisante de perdiz (Chamaecrista fasciculata)	Recurso para los polinizadores/Conservación del suelo y provisión de nutrientes
Trébol encarnado (Trifolium incarnatum)	Hábitat de polinizadores/Conservación del suelo y provisión de nutrientes
Girasol Peredovik (Helianthus annuus)	Adición de materia orgánica y recurso para insectos beneficiosos
Alforfón (Fagopyrum esculentum)	Conservación del suelo y provisión de nutrientes, recursos para insectos beneficiosos
Avena (Avena sativa)	Secuestra nitrógeno excedente, suministro de biomasa y conservación del suelo

Contribuciones de biomasa y nutrientes de abonos verdes

Nuestro estudio en la Universidad de Minnesota demostró que un policultivo de guisantes, tréboles y avena aportó la mayor cantidad de nitrógeno (237 libras de nitrógeno por acre) en relación a otros policultivos. Otros estudios en los que se usaron guisantes de campo en monocultivos informaron hasta 161 libras de nitrógeno por acre (Beckie y otros, 1997). La contribución de biomasa por parte de especies de abonos verdes en monocultivos y policultivos fue suministrada principalmente por el policultivo de guisantes, tréboles y avena (7,804 libras por acre), seguida por los monocultivos de phacelia (4,492 libras por acre) y girasol (3,792 libras por acre).

Abonos verdes como recursos para insectos beneficiosos

De las especies que florecieron, el alforfón demostró el tiempo más rápido de floración después de la siembra (42 días), seguido por guisantes y phacelia (56 días). El tiempo de floración del girasol (76 días) fue el más largo de todas las especies evaluadas. La mayor duración de floración fue alcanzada por phacelia con 27 días de floración total, seguida por guisantes (20 días), alforfón (13 días) y girasol (7 días). Los datos de insectos colectados mostraron la presencia de familias como Apidae (abejas), Coccinellidae (mariquitas), Syrphidae (moscas sírfidas polinizadora-depredadoras), Pteromalidae (parasitoides), Miridae (chinches de plantas) y Thripidae (trípidos-herbívoros). La presión de trípidos fue predominante en un tratamiento de leguminosas (tréboles y guisantes) y gramíneas (avena). Un policultivo de leguminosas (guisantes), gramíneas (avena y mijo), brassicas (canola y rábano) y alforfón tuvo la mayor presencia de moscas sírfidas, mientras que el monocultivo de phacelia atrajo en su mayoría abejas.

Tabla 2. Insectos beneficiosos atraídos por cultivos de cobertura

Imagen	Nombre	Beneficio
	Family: Pteromalidae Avispas parasitoides	Avispa parasitoide, muchas especies diferentes. Controlan biológicamente diversos insectos plaga.
	Familia: Apidae Abejorros y abejas melíferas	Incluye muchas especies de abejorros nativos y polinizadores de abejas melíferas no nativas.
	Familia: Halictidae Abejas del sudor	La mayoría de las especies se alimenta de polen, generalmente son de color oscuro y, a veces, de apariencia metálica. Algunas especies son polinizadores importantes.
	Familia: Syrphidae Moscas de las flores	Algunas especies son depredadores en la etapa larvaria y controlan biológicamente las plagas, mientras que otras son polinizadores importantes.
	Familia: Coccinellidae Mariquitas	Las especies nativas son importantes depredadores generalistas de insectos plaga.
	Familia: Chrysopidae Crisopas	Las larvas son depredadores generalistas de insectos plaga.

Conclusiones principales

• Phacelia, girasol, alforfón y guisantes proveyeron hábitat para insectos beneficiosos y aportaron abundante biomasa al momento de erradicación, lo cual es importante para añadir materia orgánica al suelo y mantener la salubridad del suelo en sistemas orgánicos a lo largo del tiempo.
• Un policultivo de guisantes, tréboles y avena aportó la mayor cantidad de libras de nitrógeno por acre.
• Agregar abonos verdes en la época veraniega puede ser una excelente herramienta para que productores orgánicos favorezcan la salubridad del suelo, agreguen nutrientes y provean recursos para insectos beneficiosos, lo cual a su vez podría aportar servicios ecosistémicos, incluyendo polinización y control biológico, al manejo de cultivos principales.

Resumen

Las rotaciones intensivas de cultivos de hortalizas pueden tener efectos perjudiciales en la salud del suelo ya que drenan las reservas de materia orgánica en el suelo, necesitando mayores aportes de nitrógeno. Muchas rotaciones de cultivos de hortalizas también dejan poco tiempo o espacio para integrar hábitats de insectos beneficiosos y polinizadores en las rotaciones de cultivos. La falta de hábitat causa declives, lo que genera polinización insuficiente y aumenta la incidencia de plagas. En Minnesota durante la época veraniega, un período corto en barbecho en rotaciones de cultivos de hortalizas orgánicas brinda una oportunidad valiosa para introducir abonos verdes en períodos donde los suelos generalmente están descubiertos. A medida que estos abonos verdes se introducen en rotaciones de cultivos comerciales, la presencia de polinizadores podría aumentar. Existe poco conocimiento sobre el grado de contribución de nutrientes y hábitat para insectos beneficiosos en los sistemas de agricultura orgánica por policultivos de abonos verdes. Puede haber una compensación entre los servicios ecosistémicos, incluyendo la provisión de hábitats de insectos beneficiosos y la contribución de nutrientes. Este proyecto explora el efecto de abonos verdes en monocultivos y policultivos sobre la provisión de nitrógeno y la presencia de recursos florales para insectos beneficiosos. Nueve tratamientos que contenían entre una a siete especies de abonos verdes fueron evaluados en relación al tiempo de floración, contenido de nitrógeno en la biomasa (hojas, tallos, flores), contribución de nitrógeno al suelo dos semanas luego de ser erradicadas y provisión de recursos florales para insectos beneficiosos. De los tratamientos monocultivos, la especie Phacelia tanacetifolia agregó la mayor cantidad de biomasa, seguida por girasol. Mientras que el alforfón (Fagopyrum esculentum) demostró el tiempo más corto para florecer. La presencia de insectos beneficiosos incluyó desde polinizadores (abejas nativas, de miel y abejorros) hasta depredadores (moscas sírfidas y crisopas verdes) y parasitoides. Un tratamiento compuesto por una leguminosa, dos tipos de gramíneas, dos brassicas y alforfón mostró la mayor presencia de moscas de la familia Syrphidae, mientras que el monocultivo de phacelia fue el más atractivo para las abejas (Apidae); ambos grupos podrían proveer servicios de polinización.

Recursos adicionales

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• Habitat planning for beneficial insects [Online]. 2016. Xerces Society. Available at: https://xerces.org/publications/guidelines/habitat-planning-for-beneficial-insects (verified 10 Dec 2020).
• Managing cover crops profitably, 3rd edition [Online]. Sustainable Agriculture Research and Education. Available at: https://www.sare.org/resources/managing-cover-crops-profitably-3rd-edition/ (verified 10 Dec 2020).
• Midwest cover crops field guide, second edition. 2014. Midwest Cover Crops Council. Available for purchase at: https://ag.purdue.edu/agry/dtc/Pages/CCFG.aspx (verified 10 Dec 2020).
• Upper Midwest citizen scientist pollinator monitoring guide: Native bees [Online]. 2016. Xerces Society. Available at: https://xerces.org/publications/id-monitoring/upper-midwest-citizen-scientist-pollinator-monitoring-guide-native (verified 10 Dec 2020).

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