Crecimiento y contenido de clorofila del maguey mezcalero (Agave potatorum Zucc.) en policultivo con maíz y frijol

Growth and chlorophyll content of Agave potatorum Zucc. intercropped with corn and bean

Saúl Martínez-Ramírez¹*, Gilberto Bautista-Sánchez¹, Eucebio C. Pedro-Santos¹ y Pedro D. Guerrero-Cruz²

¹ Universidad Tecnológica de la Mixteca. Km 2.5 Carr. Huajuapan-Acatlima. 69000, Huajuapan de León, Oaxaca, México. Tel. 01(953) 53 22933 Ext. 550 y Fax 01(953) 53 20214. *Autor para correspondencia (saulmr@mixteco.utm.mx).

² Brigada de Educación para el Desarrollo Rural 15, Dirección General de Educación Tecnológica Agropecuaria, Secretaría de Educación Pública. Valerio Trujano 1, Palacio Municipal. 69000, Huajuapan de León, Oaxaca, México.

Recibido: 1 de Marzo del 2013
Aceptado: 15 de Mayo del 2014

RESUMEN

Se evaluó el crecimiento del maguey mezcalero (Agave potatorum Zucc.) cultivado en asociación con maíz (Zea mays L.) y frijol (Phaseolus vulgaris L.), en Huajuapan de León, Oaxaca, México. Se establecieron tres tratamientos: 1. Maguey en monocultivo, 2. Maguey con maíz y 3. Maguey con frijol. Cada tratamiento se repitió seis veces. Se usó un diseño experimental de bloques completos con tratamientos aleatorizados. Se empleó un maguey como unidad experimental. De agosto de 2011 a julio de 2012 se registraron mensualmente las nuevas hojas (desplegadas) y el área foliar. Estas variables se evaluaron cada mes y su cantidad acumulada mes a mes. Al final del estudio se evaluó: diámetro de planta, concentración de clorofila en hojas y contenido de humedad en el suelo. Se realizó un análisis de varianza y prueba de Tukey (P = 0.05). La evaluación mensual mostró que en agosto de 2011 los magueyes con frijol desplegaron 42 y 12 % más hojas que los magueyes en monocultivo y con maíz, respectivamente; en cambio para febrero de 2012 desplegaron 100 y 54 % más hojas que los magueyes con maíz y en monocultivo, respectivamente. La suma mes a mes mostró que de octubre de 2011 a julio de 2012 los magueyes con frijol tuvieron más hojas que los asociados con maíz, la máxima diferencia, de 28 %, ocurrió en mayo; de enero a junio de 2012 los magueyes con frijol exhibieron más área foliar que los asociados con maíz, la máxima diferencia, de 49 %, ocurrió en mayo. La evaluación anual mostró que los magueyes con frijol desplegaron 36 % más hojas que los magueyes en monocultivo. La humedad del suelo no varió significativamente entre tratamientos. Se concluyó que el maguey mezcalero crece más cuando se asocia con frijol y menos cuando se asocia con maíz.

Palabras clave: Agave potatorum, asociación de cultivos, crecimiento.

ABSTRACT

Growth of Agave potatorum Zucc. intercropped with corn (Zea mays L.) and bean (Phaseolus vulgaris L.) was assessed in Huajuapan de León, Oaxaca. Three treatments were established: 1. Maguey in monoculture; 2. Maguey intercropped with corn; and 3. Maguey intercropped with bean. Every treatment was replicated six times. An experimental design of randomized complete blocks was used. One agave plant was one experimental unit. Monthly, from August 2011 to July 2012, number of new unfolded leaves and leaf area were recorded. These variables by month and accumulated month to month were analyzed. To the end of the study, increments in diameter, chlorophyll content in leaves and moisture in soil were evaluated. Data were submitted to analysis of variance and mean comparisons by Tukey's test with P = 0.05. Monthly evaluation showed than in August 2011 the agaves intercropped with bean unfolded 42 and 12 % more leaves than agaves in monoculture and those intercropped with corn, respectively; in February 2102, agave plants unfolded 100 and 54 % more leaves than agaves intercropped with corn or under monoculture, respectively. Month to month accumulation showed that from October 2011 to July 2012, agaves intercropped with bean formed more leaves than agaves intercropped with corn, with a maximum difference of 28 % in May; from January to June 2012, it showed more leaf area, with a maximum difference of 49 % in May. Annual evaluation showed that agaves plants intercropped with bean unfolded 36 % more leaves than those in monoculture. Moisture of soil did not change significantly between treatments. It was concluded that agave mezcalero can grow more when intercropped with bean, and it grows less when intercropped with corn.

INTRODUCCIÓN

El crecimiento de las especies vegetales es afectado por su interacción con el ambiente abiótico y biótico. Entre éstas, son importantes la competencia y la facilitación o complementación que ocurre entre especies (Soliveres et al., 2008). La sostenibilidad de los agroecosistemas se basa en procesos ecológicos naturales que ocurren por la diversidad de especies. Los policultivos son sistemas que tratan de imitar procesos naturales y se caracterizan porque dos o más especies son plantadas espacialmente próximas, con la consecuente competencia o complementación entre ellas (Vandermeer, 1992); con estos sistemas se pretende obtener mayores beneficios económicos (Rodríguez et al., 2008).

La productividad de los policultivos es mayor que la de los monocultivos sometidos al mismo nivel de manejo. Las ganancias en rendimiento varían de 20 a 60 % y son acumulables a través del tiempo, ya que los policultivos tienen menor incidencia de plagas y usan con mayor eficiencia los nutrientes, el agua y la radiación solar (Lithourgidis et al., 2011). Olvera et al. (2000) encontraron que en suelos francos y en laderas de 40 a 60 % de pendiente, la asociación de Agave angustifolia Haw. con maíz (Zea mays L.) elevó el pH del suelo de 5.4 a 6.6 y el contenido de fósforo y potasio en más de 100 %, y en terrenos con pendientes de 12 % el contenido de materia orgánica se incrementó en 99 %.

Según Sánchez (2005), en los Distritos de Tlacolula, Ejutla, Ocotlán y Miahuatlán del Estado de Oaxaca se practica la siembra semi-intensiva y extensiva de A. angustifolia asociada con cultivos anuales, con el objetivo de mejorar las condiciones del suelo, especialmente en la captación y retención de humedad, reducción de plagas y enfermedades, y mejorar la cosecha de los cultivos anuales. Aunado a estos beneficios, por tener el metabolismo ácido de las crasuláceas (MAC) el maguey usa con mayor eficiencia el agua, lo cual puede ser una ventaja durante los periodos de sequía (Nobel, 1991), capacidad que debería aprovecharse más. Borland et al. (2009) reportaron incrementos sustanciales de biomasa para plantas MAC crecidas en tierras marginales y bajo elevadas concentraciones de CO₂, por lo que podrían jugar un papel importante en la captura de CO₂ atmosférico en regiones áridas y semiáridas del mundo.

Entre la biodiversidad de la Mixteca oaxaqueña se encuentran varias especies de maguey, mismas que los pueblos indígenas y mestizos han aprovechado como fuente de alimento, bebida, medicina, combustible, cobijo, ornato, fibras duras extraídas de las hojas ("ixtle"), abono, construcción de viviendas y elaboración de implementos agrícolas. Su empleo como alimentos y fibra pervive desde hace siete mil años (García-Mendoza, 2007), aunque Domínguez et al. (2008) refieren que su uso como alimento en Mesoamérica data de hace por lo menos nueve mil años.

La concentración de azúcares en A. potatorum cultivado en tierras marginales de la Mixteca Baja de Oaxaca (Martínez et al., 2012) hacen que sea una especie estratégica para cultivarse de manera comercial en las condiciones edafoclimáticas de la región. Con los factores que limitan la producción de los cultivos agrícolas y las características metabólicas de los magueyes, éstos podrían alcanzar una productividad comparable a la de especies agrícolas C₃ y C₄. Según Nobel (1991), algunas plantas MAC cultivadas pueden alcanzar a producir 47 Mg ha^-1 año^-1, en comparación con las plantas C₃ que producen hasta 39 Mg ha^-1 año^-1 y con las plantas C₄ que alcanzan los 49 Mg ha^-1 año^-1. Sin embargo, la desventaja del cultivo de A. potatorum es el prolongado tiempo de maduración pues el productor debe esperar 7 años para obtener ingresos económicos.

Una estrategia para obtener ingresos en la misma parcela y en periodos más cortos, es cultivar el maguey en asociación con especies agrícolas de ciclo anual, como ya se realiza en Valles Centrales de Oaxaca con A. angustifolia (SAGARPA, 2004). Con base en lo anterior, el objetivo de esta investigación fue evaluar el crecimiento del maguey mezcalero (A. potatorum) en asociación con maíz y con frijol (Phaseolus vulgaris L.) en condiciones de temporal (secano) en la Mixteca oaxaqueña.

El experimento efectuado para evaluar el crecimiento del maguey mezcalero en asociación con maíz y con frijol se inició en junio de 2011 en la comunidad de Rancho Dolores, que se sitúa a 6 km al norte de Huajuapan de León, Oaxaca, México. El clima del sitio es semiárido-cálido con un periodo de lluvias de junio a septiembre, con una precipitación de 500 a 800 mm y temperatura media anual de 18 a 22 °C (Trejo, 2004). La vegetación natural corresponde a la selva baja caducifolia (Torres, 2004). El suelo es un Litosol, somero, pedregoso, cuyo uso puede ser limitado por la carencia de agua suficiente y la erosión, se desarrolla sobre un sustrato geológico de rocas metamórficas o calizas, en ocasiones expuestas (Alfaro, 2004).

Se evaluaron tres tratamientos: 1. Maguey en monocultivo; 2. Maguey asociado con maíz criollo destinado para elaboración de pozole; y 3. Maguey asociado con un frijol "negro" de la región. Los tratamientos se establecieron en un diseño experimental en bloques completos con tratamientos aleatorizados, con seis repeticiones, en un terreno marginal que no había sido cultivado durante 2 años. El suelo se roturó y surcó con arado de discos tirado por tractor agrícola. La distancia entre surcos fue de 0.80 m. Cada repetición consistió de cinco surcos de 16 m de largo. La unidad experimental fue una planta de maguey de 1 año de edad.

Los magueyes se plantaron con su cepellón, el 10 de junio de 2011; se registró la cantidad de hojas (todos los magueyes tenían 10 hojas), el diámetro de roseta y el área foliar. En monocultivo se plantó a una distancia de 1 m entre magueyes y a 1.6 m entre surcos, lo cual proporcionó una densidad de 6200 magueyes ha^-1. En los policultivos se plantó en el fondo del surco central y a una distancia de 1 m entre magueyes, lo cual proporcionó una densidad de 2500 magueyes ha^-1. El maíz se sembró el 10 de julio de 2011, en el fondo del surco en grupos de cuatro semillas. La distancia entre grupos de cuatro plantas de maíz fue de 60 cm; se obtuvieron 83,000 plantas ha^-1. El frijol se sembró el 10 de julio de 2011 en la costilla del surco, en grupos de dos semillas; se obtuvieron 100,000 plantas ha^-1. Los tres tratamientos no fueron fertilizados.

Como respuesta de los tratamientos se evaluaron las variables: hojas nuevas (desplegadas), área foliar, diámetro de roseta, contenido de clorofila en hoja y contenido de humedad en el suelo. Las dos primeras se registraron mensualmente de agosto de 2011 a julio de 2012, las tres últimas se midieron sólo en octubre de 2012, dos semanas después de ocurrida la última lluvia del año. Para registrar la cantidad mensual de hojas nuevas se marcó con tinta indeleble la última hoja desplegada del maguey al momento de plantarlo.

Cada mes, a partir de agosto de 2011, se registraron las hojas que se desplegaron después de la hoja marcada, mismas que se numeraron. La cantidad de hojas desplegadas y el área foliar se analizaron por mes y sus valores acumulados mes a mes durante 12 meses. En los valores acumulados se incluyó la cantidad de hojas y área foliar que tenían los magueyes al momento de su plantación en campo. Para medir el diámetro de roseta y estimar el incremento en área foliar se siguió el procedimiento descrito en Martínez et al. (2012). El contenido de clorofila, en unidades Spectrum, se registró con un medidor marca FieldScout (FS), modelo CM1000® (Illinois, USA), las lecturas se hicieron en la parte media del haz en las cinco últimas hojas desplegadas de seis magueyes por bloque. El promedio de lecturas fue el contenido de clorofila de las plantas en cada bloque.

Para evaluar el contenido volumétrico del agua en el suelo se empleó un medidor marca FieldScout modelo TDR 300® (Illinois, USA) con barras de 12 cm. Los sensores se insertaron en el suelo en el límite de la proyección vertical de las hojas más extendidas de seis magueyes por bloque, y se tomó una lectura por punto cardinal. El promedio de las 24 lecturas fue el contenido de agua del suelo en cada bloque. Al inicio del experimento se determinaron las siguientes variable edáficas de acuerdo a la NOM-021-REC-NAT-2000 (Diario Oficial de la Federación, 2002): pH (8.2), conductividad eléctrica (0.308 dS m^-1), P-Olsen (3.5 mg kg^-1), densidad aparente (1.55 g cm^-3), materia orgánica (2 %), proporción de arena, limo y arcilla (45, 35.5 y 19.5 %). El análisis de varianza y prueba de Tukey con P = 0.05, para las variables de respuesta, se realizó con el programa Minitab 16®.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El análisis de varianza para la cantidad mensual de hojas desplegadas en agosto de 2011 y febrero de 2012 reveló diferencias significativas (P < 0.05) entre tratamientos (Cuadro 1). Para el crecimiento mensual en área foliar no se detectaron diferencias significativas (P < 0.05) en ninguno de los meses que duró el experimento (Cuadro 2). Con los datos tomados al final del estudio (julio de 2012), la prueba de medias indicó que no hubo diferencia significativa entre tratamientos en incremento en diámetro de roseta ni en área foliar (P < 0.05), pero sí en cantidad de hojas acumuladas y en contenido de clorofila (Cuadro 3).

Los magueyes que se cultivaron en asociación con frijol desplegaron 42 y 12 % más hojas en agosto de 2011 que los magueyes en monocultivo y que los intercalados con maíz; en cambio, para febrero de 2012 habían desplegado 100 y 54 % más hojas que los magueyes desarrollados en asociación con maíz y en monocultivo (Cuadro 1). Esta tendencia se mantuvo hasta el final del periodo de estudio. En este caso los magueyes que crecieron en asociación con frijol desplegaron 36 y 31 % más hojas que los que crecieron en monocultivo y con maíz (Cuadro 3).

La cantidad acumulada de hojas mes a mes alcanzó su máxima diferencia (28 %) en mayo de 2012, entre los magueyes que se cultivaron en asociación con frijol y los magueyes que se cultivaron en asociación con maíz, y en julio de 2012 (26 %) entre magueyes que se cultivaron en asociación con frijol y magueyes en monocultivo (Cuadro 4 y Figura 1). El área foliar acumulada mes a mes alcanzó su máxima diferencia (49 %) entre los magueyes que se cultivaron en asociación con frijol y los magueyes que se cultivaron en asociación con maíz, en mayo de 2012 (Cuadro 5 y Figura 2). En síntesis, A. potatorum creció más, en cantidad de hojas desplegadas y en área foliar, cuando se cultivó asociado con frijol que cuando creció en monocultivo o asociado con maíz.

El efecto positivo de la asociación con el frijol y el efecto negativo de estar asociado con el maíz que mostró el maguey reflejan interacciones de complementación y de competencia, respectivamente. La competencia con el maíz probablemente se deba a que éste es muy demandante de nitrógeno, tal como lo comprobaron Améndola-Massiotti et al. (2011). Además, los magueyes jóvenes tienden a crecer menos cuando compiten con otras especies, tal como Monroy et al. (2005) observaron que sucedió con Agave tequilana Weber.

En contraste, el beneficio que tuvo A. potatorum al crecer en asociación con frijol probablemente es causado por el nitrógeno atmosférico que es fijado por el frijol, ya que generalmente las fabáceas proporcionan cantidades sustanciales de nitrógeno disponible para los cultivos (Havlin et al., 2005) y contribuyen con una parte importante del nitrógeno fijado anualmente en el ambiente terrestre (Taiz y Zeiger, 2006).

Existen evidencias que A. potatorum y otras especies del mismo género responden positivamente a la aplicación de dosis bajas de nitrógeno, de 40 a 50 kg ha^-1 (SAGARPA, 2004; Martínez et al., 2012). Se ha encontrado que los magueyes en etapa juvenil despliegan más hojas cuando se fertilizan con dosis bajas de nitrógeno. Díaz et al. (2011) encontraron que en tres meses de crecimiento las plantas jóvenes (con 3 a 4 hojas) de Agave cocui Trelease que se fertilizaron cada 15 d con 0.5 y 1 g de nitrato de amonio por planta desplegaron 8 hojas, en comparación con 7 hojas, respectivamente; en contraste, las plantas del testigo formaron 6 hojas por maguey. Mussett y Díaz (2001) observaron que A. cocui creció más en altura cuando estuvo asociado con Erythrina velutina Willd.

Otras especies como girasol (Helianthus annuus L. cv. 'Victoria') (Morales-Rosales et al., 2006), el maíz (Vélez et al., 2007) y el café (Coffea arabica L.) (Moreno, 2007), también han mostrado un efecto benéfico en su crecimiento cuando se cultivan asociados con frijol, lo cual indica una interacción de complementación y no de competencia. Este beneficio se atribuye, además de la aportación de nitrógeno del frijol, a una mayor eficiencia en el uso del agua y de la irradiación fotosintéticamente activa (Morales-Rosales et al., 2006).

El contenido de clorofila en unidades Spectrum fue 22 y 16 % mayor en los magueyes asociados con frijol en comparación con la asociación con maíz y con el maguey mono-cultivado, respectivamente. Regularmente, al aumento en la fertilización nitrogenada corresponde un mayor contenido de clorofila foliar, como se ha encontrado en maíz (Rincón y Ligarreto, 2010), en orégano (Origanum vulgare L.) (Calderón et al., 2011), y tomate (Lycopersicum esculentum L.) (Rodríguez et al., 1998). Esta respuesta positiva en el contenido de clorofila en las hojas de A. potatorum probablemente se deba al aumento en la disponibilidad de nitrógeno edáfico ocasionado por el frijol.

No se observaron diferencias significativas en la humedad edáfica cuando el maguey creció en monocultivo o asociado con maíz o frijol, lo cual sugiere que el agua no fue un factor limitante en estos tres tratamientos, aun cuando hubo competencia entre las plantas por la humedad del suelo. Se confirma el efecto benéfico de los policultivos en el uso eficiente del recurso ambiental agua (Lithourgidis et al., 2011), como también se detectó en la asociación maíz-frijol (Ogindo y Walker, 2005). Según Sánchez (2005) A. angustifolia asociado con cultivos anuales mejora las condiciones del suelo, especialmente en la captación y retención de humedad.

El maguey mezcalero A. potatorum desplegó más hojas, desarrolló más área foliar y contenía más clorofila en hojas cuando se cultivó asociado con frijol comparado con el maguey en monocultivo. En contraste, la asociación con maíz redujo el crecimiento de este agave. El desarrollo de A. potatorum en monocultivo, asociado con maíz o con frijol no generó diferencias significativas en el contenido de humedad del suelo al final del periodo de estudio.

AGRADECIMIENTOS

Al Programa de Mejoramiento del Profesorado (PROMEP) y a la Universidad Tecnológica de la Mixteca, por el financiamiento de la investigación. A la comunidad de Rancho Dolores, especialmente al Sr. Ángel Guerrero Cruz, por el préstamo gratuito del terreno donde se realizó el experimento.

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