Introducción

En Honduras la mayoría de los pequeños productores, viven en regiones montañosas con grandes pendientes, la modificación del clima como la temperatura y precipitación promedio, con eventos periódicos como el fenómeno de El Niño, han generado impactos negativos en la producción agropecuaria, poniendo en riesgo la seguridad alimentaria, incrementando las plagas y enfermedades, y la presencia cada vez más frecuente de incendios forestales (Medina, 2018). El país presenta un alto nivel de deforestación, y sus consecuencias en áreas de bosque latifoliado son significativas; además, el ataque del gorgojo en áreas de bosque de pino devastó más de 500.000 hectáreas entre 2013 y 2016 (Marques et al., 2019). Generando suelos frágiles, con pérdida de materia orgánica y nutrientes por la exposición a condiciones climáticas severas. En muchos casos, la aplicación de fertilizantes no compensa la erosión superficial del suelo (Lal, 1988), caso similar a lo que ocurre en la Amazonia de Perú (Sánchez et al., 1990). Aunado a aumentos de temperatura, de acuerdo a los estudios realizado en Nicaragua, en los últimos 50 años donde registran variación de 0.6°C a 0.9°C., (Milán & Zuniga, 2021), mientras que el promedio de calentamiento a nivel mundial es de 1.1°C, según United in Sciencie, de la Organizacion Metereológica Mundial (OMM, 2020). En Honduras la vulnerabilidad del sistema productivo, la resiliencia y el cambio climático marcan mucha similitud de acuerdo a los estudios en Nicaragua, que pusieron en evidencia el consenso sobre la necesidad de fomentar desde las universidades, Centros de Investigación y Transferencia de Tecnologías sobre el cambio climático, en sectores vulnerables como los recursos hídricos, agropecuarios, bosques y asentamientos humanos (MARENA, 2008; Marques et al., 2019; Milán y Zúniga, 2021). Este sector productivo, según los proponentes de la bioeconomía, se vincula al uso de microorganismos que permitan incrementar los índices productivos; sobre todo, a través de la implementación de bio-inoculantes, el establecimiento de sistemas agroforestales y silvopastoriles, la biorremediación y el uso de buenas prácticas (Zúniga et al., 2014). Para ello se requiere innovar las diversas teorías, métodos y técnicas para pasar de un tipo de producción extractiva a un tipo más conservador de los recursos. La agroecología es una alternativa a la agricultura convencional, a través de ella se pueden emplear diferentes técnicas y metodologías que permitan restaurar suelos degradados. Además de brindar múltiples beneficios a los ecosistemas y las comunidades, basados en el concepto de que la agroecología, es la ciencia que aplica los conceptos y principios de la ecología para el diseño y manejo de agroecosistemas sostenibles (Altieri y Nicholls, 2005). No basta con aumentar las áreas de siembras de los principales productos de consumo interno hay que tratar la Productividad Total de los Factores en todas las áreas de nuestras economías, como la urgencia de la investigación Económica para determinar qué elementos están limitando el aprovechamiento de todas nuestras potencialidades y a partir de ahí recomendar a los tomadores de decisiones, las medidas que permitan mejorar la competitividad de los sectores productivos, sobre todo en los sectores agrícolas y pecuarios (López et al., 2016). El desarrollo sostenible basado en la bioeconomía optimiza la asignación de recursos naturales y biológicos renovables, al tiempo que aumenta las preocupaciones ambientales, de seguridad alimentaria, energía y salud (Vargas y Hammer, 2018). Uno de los puntos más vulnerable en los sistemas tropicales es la pérdida de suelo y nutrientes, la integración de árboles en la finca ha sido sugerida para combatir la pérdida de nutrientes (Sánchez, 1995) Los árboles de Inga spp. son capaces de movilizar los nutrientes del subsuelo y devolverlos a la capa superficial del suelo, haciéndolos disponibles para cultivos anuales (Buresh y Tian, 1998). En otras regiones, como es el caso de México, alrededor de 50 de éstas especies poseen frutos comestibles. De igual manera, 33 especies del género Inga son utilizadas en los cultivos perennes por la sombra que brindan en el cultivo de café (Coffea arabica L.) (Soto et al., 2000; Manson et al., 2008; Silva et al., 2013 y Garcia et al., 2015) y cacao (Theobroma cacao L.) (Jaimes, 2021), de igual forma en agroforestaría (Penngington, 1997; Villacencio y Valdez, 2003; Zarco et al., 2010; Carreón y Valdez, 2014; Mendez et al., 2007)

El cultivo en callejones con árboles de leguminosas como la Inga spp., podría reducir la pérdida de nutrientes por lixiviación, ya que presenta aumento de materia orgánica e incrementa la capacidad de amortiguamiento del suelo (Akonde et al., 1997; Sobanski y Marques, 2014; Hands, 2021). La deficiencia de nutrientes como el P, Ca y N en los suelos tropicales para la producción de cultivos son factores limitantes y reconocidos (Hands, 2021), por tanto, es necesario su provisión a partir de fuentes externas.

El maíz (Zea mays L.) es originario de Mesoamérica, forma parte de la alimentación básica de los habitantes en la región. La variedad Guayape-DICTA, ha sido desarrollada por la Dirección de Ciencia y Tecnología Agropecuaria (DICTA, 2012) de Honduras.

La respuesta agronómica de los cultivos de importancia para las familias rurales, como el maíz, producidos en asociación con árboles de leguminosas, como la Inga spp., no ha sido completamente estudiada, existiendo vacíos de conocimiento; especialmente en relación a la respuesta a P y K en sistemas agroforestales asociados, por lo que se requiere mayor investigación sobre la interacción entre las fuentes de nutrientes orgánicas (residuos de leguminosas) y las inorgánicas. Por lo que esta investigación tiene como objetivo, evaluar la respuesta agronómica del maíz bajo sistemas de callejones de guama con aporte única de Fosforo y Potasio (Sanchez, 1995).

Materiales y métodos

El establecimiento del cultivo se realizó en siembra directa, bajo el sistema de callejones de guama, con la fertilización de Fosforo y Potasio y la aplicación de cal dolomítica como fuente de Calcio.

Descripción del sitio experimental

El experimento se realizó en un área de 9,000 m. ubicada en la estación experimental del Centro Universitario Regional del Litoral Atlántico (CURLA, UNAH), La Ceiba, Atlántida, Honduras. Ubicado a 15°46′N 86°50′W de latitud. El CURLA se encuentra a 2.5 km del mar. El clima de la zona se clasifica como bosque húmedo premontano. La precipitación anual promedio es 3200 mm distribuida uniformemente, con temperatura media anual de 25ºC.

Muestreo de suelo

Las muestras para el análisis de suelo se colectaron a tres profundidades: 0 a 10 cm, 10 a 20 cm, y 20 a 30 cm, basado en una prospección de la profundidad radicular de la guama, y considerando la profundidad radicular del cultivo de maíz. Se determinó que la mayor parte de las raíces están en los primeros 30 cm. El muestreo se realizó en Zic-Zac. Se colectaron muestras compuestas de suelo, en bolsas de papel de 500 g por cada estrato y se analizaron en el laboratorio (WHAL) de la Standard Fruit S.A La Ceiba, Atlántida, Honduras la textura del suelo es franco limoso, el contenido de nutrientes se observa en la Tabla 1.

Genotipo de maíz

La variedad de maíz establecido en las parcelas experimentales es Guayape-DICTA, ha sido desarrollada por la Dirección de Ciencia y Tecnología Agropecuaria (DICTA) de Honduras. Según DICTA (2012) la adaptación y rendimiento de esta variedad, es superior a las comerciales y presenta estabilidad en las diferentes zonas productoras del país que tienen buena precipitación y suelos adecuados para este cultivo. Esta variedad tiene su origen en la raza Tuxpeña de maíz que incluye maíces tropicales blancos, tardíos y dentados que se adaptan desde 0 a 1100 msnm, su ciclo vegetativo es de 120 a 135 días a la cosecha, su altura de 250 a 275 cm y el tamaño de la mazorca es de 19 cm. La siembra se realiza a una distancia entre surcos de 90 cm, depositando 2 a 3 semillas por postura con lo que se obtiene 50,000 plantas·ha^-1, el rendimiento esperado es de 2.9 t·ha^-1 (DICTA 2012).

Diseño y tamaño de la parcela experimental

Los callejones están sembrados con Inga edulis Mart., I. punctata Willd., I. vera Willd. e I. osteriana Persy; tienen una edad aproximada de 20 años, cada callejón cuenta con un área de 120m². (4m ancho·30m de largo). Se evaluaron 28 callejones: 16 con roca fosfórica y 12 con sulfato de potasio y magnesio.

Dos meses antes de la siembra del maíz se realizó un encalado general a razón de 2 ton·ha^-1 de cal dolomítica. La distribución de los tratamientos en el campo, en un diseño de parcelas divididas, con 7 tratamientos y 4 repeticiones, consistió en la aplicación única de dos fertilizantes previa siembra del primer ciclo: roca fosfórica (RF) con cuatro dosis (0, 20, 40, 80 kg·ha^-1), y de sulfato de potasio y magnesio con tres dosis (0, 20, 40 kg·ha^-1). Estos rangos fueron seleccionados de acuerdo al estudio de suelo y según los rangos encontrados en la literatura (Coa 1995; Sánchez 1995; Garbanzo et al., 2021). Considerando la extracción sin retorno del cultivo. Puesto que en surcos sencillos a 96 cm la extracción total de N, P y K por el maíz es 210, 34 y 297 kg·ha^–1 de N, P, y K, respectivamente (Karlen y Camp, 1985).

Manejo agronómico

Previo a la siembra del maíz, se realizó la poda de los árboles de Inga spp. a una altura de 1.5 m. En cada callejón se sembró cuatro hileras de maíz, a una distancia entre plantas de 0.25 m; dos plantas por postura, con un total de 960 plantas por callejón, y la densidad de población por área experimental de maíz fue de 26,880 plantas (80,000 plantas·ha^-1) (Cox y Cherney, 2001). La siembra de maíz se realizó en tres ciclos: El Ciclo1 (fue de febrero a julio de 2014), el Ciclo2 (de mayo a septiembre de 2015) y el ciclo3 (de junio a noviembre de 2016) (Reta et al., 2007; Lardizabal, 2012).

Características determinadas

Se evaluó el rendimiento mediante cosecha, después de que se completó la madurez fisiológica del maíz en los tratamientos y se desgrano las mazorcas, pesando solo el grano en una bascula de plataforma Gutstark® de 200 kg. Es importante destacar que la humedad de grano correspondió a 14% para todos los tratamientos (Campodónico, F. 2012).

Análisis estadístico

El análisis de datos se realizó a través del análisis de varianza (ANOVA) y la separación de medias por la prueba de Turkey (P < 0.05) mediante el programa SAS (Statical Analysis System Inc.,) versión N. N. 2002.

Resultados y discusión

En el Ciclo1 de maíz, se presentó un mayor rendimiento, 1,645 kg·ha^-1 presenta diferencia significativa (p < 0.05, r. = 68) respecto al Ciclo2 y Ciclo3, con una menor diferencia entre rendimientos de 229 y 351 kg·ha^-1 respectivamente (Figura 1). Los tratamientos de maíz, al ciclo1 con rendimientos favorables fueron los de Sulfato de Potasio y Mg y RF con, 20, 40 y 80K kg·ha^-1, siendo de 1,975 kg·ha^-1 el tratamiento con mayor rendimiento con relación al testigo de RF del que se obtuvieron 1,002 kg·ha^-1 (Tabla 2). Aunque no alcanzo el rendimiento de 2.9 ton·ha^-1 reporteado para la variedad (DICTA 2012). Se encuentra solo el 10% (2.2 t·ha^-1) por debajo del rendimiento promedio en áreas deterioradas de Veracruz (Jaramillo et al., 2018).

Figura 1
Rendimiento de maíz fertilizado con roca fosfórica, y sulfato de potasio y magnesio en kg·ha-1 sembrados en el ciclo de primavera Ciclo1 (2014), Ciclo2 (2015) y Ciclo3 (2016) en La Ceba, Atlántida, Honduras. †Letras diferentes en cada columna son estadísticamente diferentes (Tukey, = P ≤ 0.05)

Los tratamientos con fertilización de Sulfato de Potasio y Magnesio (40 kg·ha^-1) y en general, el rendimiento promedio del cultivo, son un indicativo de la disponibilidad del Nitrógeno proporcionado por el sistema de callejones de Inga spp. al no presentar diferencias significativas en los tratamientos con dosis bajas de fertilización con RF. Durante el Ciclo1 del cultivo el elemento fosforo, estuvo poco disponible, esto pudo ser, a que su aplicación se hizo con roca fosfórica; en el Ciclo2 se observó el mayor rendimiento promedio de los tratamientos, con 1,852 kg·ha^-1, siendo significativamente (p < 0.05; r.= 58) menor, el rendimiento del testigo 0-P en los Ciclo1 y Ciclo3 con 1,002 y 1,046 kg·ha^-1 respectivamente y 0-K con 447 kg·ha^-1 en el Ciclo2, por lo que se observa una disminución progresiva del rendimiento (Tabla 2). AL ver una respuesta positiva en la aplicación de los elementos P y K debemos considerarlos en los sistemas productivos, ya que de acuerdo a Karlen y Camp, (1985) reportan que la extracción total de N, P y K por el maíz en surcos a 96 cm con siembra a doble hilera fue 225, 38 y 323 kg·ha^–1, en comparación con surcos sencillos a 96 cm la extracción total de N, P y K por el maíz fue 210, 34 y 297 kg·ha^–1 de N, P, y K, respectivamente. Por otro lado, Moore, (2014) sugiere que el maíz cultivado en campos enriquecidos con K (>1000 mg·kg^–1prueba de suelo K) puede tomar más N en comparación con maíz cultivado en suelos con concentraciones de K comparativamente más bajas (<500 mg·kg.1 prueba de suelo K). Por otro lado, la planta necesita potasio para activación de enzimas requeridas para el metabolismo del N (Havlin et al., 2005). La fertilización es uno de los factores clave y controlables para la obtención de un mejor rendimiento en el cultivo de maíz (Medina et al., 2018), y debe mantearse constante en tiempo y cantidad adecuados, debido a la extracción del cultivo que ya no tiene retorno, para el sistema guama, donde se debe aplicar elementos Fosforo y Potasio ya que el Nitrógeno lo proporciona el sistema.

Tabla 2

Rendimiento del cultivo de maíz en un sistema en callejones de Inga en kg·ha^-1 en el ciclo de primera, en La Ceiba, Honduras, los Ciclo1 (2014), Ciclo2 (2015) y Ciclo3 (2016)

^†sulfato de potasio y magnesio, y ^‡roca fosfórica. Fuente: Elaborado por el autor a partir de series de datos resultado del experimento. *Letras diferentes en cada columna son estadísticamente diferentes (DMS, = P ≤ 0.05)

El cultivo se desarrolló en condiciones favorables, sin embargo, la falta de nutrientes fue evidente al presentar coloración de las hojas con deficiencias en los tratamientos de Fosforo y Potasio y más agudo en los testigos de ambos tratamientos, de acuerdo a lo descrito por Ernani et al., (2007) para el nutriente potasio es un elemento móvil en el floema, los síntomas de deficiencia, caracterizados por clorosis en los bordes de las hojas seguida de necrosis, los cuales surgen inicialmente en las hojas más viejas de las plantas. El potasio tiene un gran impacto en la productividad y en la calidad de los cultivos, afectando el incremento del peso y la calidad de granos del maíz, otro de los efectos atribuidos al potasio se refiere a la resistencia de las plantas, al ataque de enfermedades (Dechen y Nachtigall, 2007). Por otro lado, Dechen y Nachtigall (2007) aseguran que el fósforo se mueve rápidamente de los tejidos más viejos para los más jóvenes, la deficiencia aparece primero en las partes bajas de las plantas, es decir, las hojas viejas dando una coloración rojiza. A medida que las plantas se vuelven más viejas, la mayor parte del fósforo se mueve para las semillas o para los frutos. Granada (2010) asegura que la aplicación de más de 200 kg·ha^-1 de P₂O₅ al suelo tiene un efecto residual, quedando parte del fertilizante disponible para cultivos subsiguientes (dosis de creación de nivel de fertilidad).

Es importante mencionar que si bien, el cultivo en callejones de Inga es una buena alternativa para la recuperación y sostenibilidad de los cultivos, es necesario el estudio de varios años para poder obtener resultados consistentes. Si bien, se ha encontrado que del 80% de los nutrientes que son liberados por la hojarasca en descomposición, solo el 20% es absorbida por las plantas, pero no se puede asignar cuánto nitrógeno es capturado por el cultivo, por el árbol o se encuentra en la materia orgánica del suelo; o cuánto de este N se pierde por lixiviación, volatilización o desnitrificación (Palm y Sánchez, 1990). El nitrógeno proporcionado por el sistema de siembra en callejones de Inga spp. que ronda los 100 kg·ha^-1 (Leblanc et al., 2007), lo que puede variar desde 56-555 kg·ha^-1(Nygren et al., 2012). Considerando que la cantidad de Nitrógeno que consume el maíz estimadas con el modelo conceptual dependiendo las diferentes condiciones puede variar de 55-85 kg N·ha^-1 sin que se sobrefertilice (Capetillo-Burela, 2021). El sistema proporciona la cantidad suficiente para el cultivo. Aunque se debe considera del rol del alto contenido de hierro y aluminio de estos suelos, puesto que dichos elementos retienen los nutrientes no permitiendo su movilidad, sobre todo en ausencia de materia orgánica.

Algunas otras estrategias de regeneración de suelos se han evaluado en Kenia occidental con la adición de fórmulas comerciales a base 2,0 kg de fosfato de roca Minjingu (RP), 200 g de urea, semillas de varias leguminosas simbióticas fijadoras de nitrógeno, inoculantes de Rhizobium, adhesivo de goma de semilla árabe y cal, en el que obtuvieron una diferencia de 2.5 kg^-1·25·m^-2 con respecto al testigo (1.6 kg^-1·25·m^-2) (Woomer et al., 2003). Por otro lado, el estudio de consorcios de microorganismos proveniente del cerro o montaña parecen una alternativa viable en el manejo de asociaciones simbióticas con los cultivos (ej. maíz) (Macias et al., 2021). Es importante considerar cualquier esfuerzo en la recuperación de suelos degradados a bajos costos. Sobre todo, por las tendencias actuales que presenta Honduras, por la marcada inclinación hacia dos de los senderos productivos: la biotecnología, especialmente en los organismos genéticamente modificados y las biorrefinerías. Ambos senderos involucran principalmente tecnología poco accesible a pequeños productores agropecuarios (Colon et al., 2021)

Haciendo una evaluación de los costos iniciales por el establecimiento de la parcela de inga (Tabla 3), De L16,100.00 ($14,312 00/100 mxn.) en comparación de los costos de la siembra tradicional (Tabla 4), de L5,567.00 ($4,948 00/100 mxn.) hay una diferencia inicial, sin embargo, la mayoría de estas labores se sustituyen con los callejones, como la aplicación de los herbicidas, el deshierbe, la aplicación de Nitrógeno, presentando un ahorro de L1,330 ($1,182 00/100 mxn.) si vemos el costo beneficio esperado en el cultivo tradicional (Tabla 5) es de L3,953.00 (3,514 00/100 mxn.) comparado con el mayor benéfico obtenido, resultado del mejor tratamiento del cultivo en callejones de guama (Tabla 6.) se obtiene un incremento del 39%. Rangel et al., (2015), en su estudio considera los indicadores claves en bioeconomía como la depreciación de los recursos, (ya sea por pérdidas ante impactos o por agotamiento ante su explotación), y los costos asociados a su reposición y protección, que no se siga avanzando en la roza-tumba-quema. De algún modo se considera deducir de estos ingresos pues se deben contar con dos parcelas, una para la siembra y otra en descanso para su recuperación entre los ciclos de cultivo y así, siempre se contará con producción. Si bien es cierto, debe analizarse la raíz del problema, ya que se debe principalmente al olvido del gobierno, pues no ha logrado reducir sus niveles de pobreza de manera sostenida, ya que ha fluctuado entre 58% y 66% para el 2017 (Marques et al., 2019), y en zonas rurales, aproximadamente 20% de la población vive en pobreza extremo o con menos de USD 1.90 al día (Derlagen et al., 2019). De acuerdo con los estudios de Colon et al., (2021) el sector agrícola se ha degenerado, debido a que la economía en Honduras no incluye análisis de externalidades, costos sociales, y precios sombra; además de las implicaciones ambientales para cuantificar y proyectar cambiar los beneficios de un tipo de sistema lineal a uno circular, para así conocer sus costos de transacción y proyectar sus beneficios a nivel nacional. El mitigar el cambio climático, la recuperación de suelos agrícolas, la inoculación de bacterias fijadoras de nitrógeno y los hongos micorrízicos de las leguminosas, son de gran ayuda para mitigar el grado de pobreza en el que vive el sector agrícola en Honduras. Sobre todo, que ya no se siga el sistema de roza-tumba-quema.

Conclusiones

1. La relación de la dosis alta de fertilización con RF (80 kg·ha^-1) y el rendimiento promedio del cultivo, representan la disponibilidad del Nitrógeno proporcionado por el sistema de siembra en callejones de Inga spp.

2. Un lapso de 4-5 años de siembra, podrían dar resultados más estables sobre la circulación de los nutrientes por los árboles de Inga en los sistemas agroforestales.

3. Al no presentar diferencias significativas en los tratamientos con dosis bajas de fertilización con roca fosfórica, K₂SO₄ + Mg y el testigo, es posible implementar el sistema de siembra del cultivo de maíz en callejones de Inga spp., sin suplementación de los minerales de los tratamientos o con dosis altas de fertilización de RF ó K₂SO₄ + Mg o la mezcla, si se quiere incrementar un 39 % el rendimiento del cultivo de maíz, con respecto al testigo.

4. Es importante mencionar que si bien, es una buena alternativa el cultivo en callejones de inga para la recuperación y sostenibilidad de los cultivos es necesario el estudio de varios años para poder obtener resultados consistentes.

Agradecimientos

Los autores agradecen a Inga Foundation por los recursos aportados para la realización de la presente investigación, así como a los estudiantes de la Carrera de Ingeniería Agronómica que participaron en la siembra, manejo, y cosecha de los cultivos. Al Ingeniero Abraham Martínez por su aportación en el desarrollo del proyecto, establecimiento del cultivo.

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Notas de autor

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