Cultivos de cobertura asociados a quinua (Chenopodium quinoa Willd) en el Altiplano peruano: Reducción de la erosión, mejora de la salud del suelo y rendimiento agrícola

Autores/as

  • Selima Salcedo-Mayta Laboratorio Nacional de Suelos, Aguas y Foliares (LABSAF) del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), Av. La Molina 1981, Lima
  • Jorge Canihua-Rojas Laboratorio Nacional de Suelos, Aguas y Foliares (LABSAF) del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), Av. La Molina 1981, Lima
  • Tomás Samaniego-Vivanco Laboratorio Nacional de Suelos, Aguas y Foliares (LABSAF) del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), Av. La Molina 1981, Lima
  • Juancarlos Cruz-Luis Dirección de Supervisión y Monitoreo en las Estaciones Experimentales Agrarias del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), Av. La Molina 1981, Lima
  • Wendy Pérez-Porras Laboratorio Nacional de Suelos, Aguas y Foliares (LABSAF) del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), Av. La Molina 1981, Lima
  • Roberto Carlos Cosme De La Cruz Programa Presupuestal 0089 “Reducción de la Degradación de los Suelos Agrarios” del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), Av. La Molina 1981, Lima

DOI:

https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.2022.024

Palabras clave:

erosión, carbono orgánico del suelo, cultivos de cobertura, Quinua, fertilidad de suelos

Resumen

El Altiplano peruano presenta pérdidas crecientes de fertilidad, siendo a su vez susceptible a una erosión natural. Durante muchos años, un manejo agrícola convencional ha generado pérdidas de la capa superficial del suelo y deterioro de sus propiedades, teniendo gran impacto en el rendimiento de los cultivos y profundizando la degradación de este ecosistema vulnerable. El propósito de esta investigación fue evaluar el uso de cultivos de cobertura frente a la erosión, salud del suelo y rendimiento del cultivo de quinua. El ensayo se realizó en las localidades Huancarani y Cahualla, distrito Mañazo, provincia y región Puno. Se utilizó un diseño experimental de bloques completos al azar (DBCA) con cuatro tratamientos: sin cobertura y con coberturas de trébol (Medicago hispida G.), vicia (Vicia villosa) y mulch. Los resultados mostraron que la quinua asociada con coberturas de trébol, mulch y vicia redujeron la erosión del suelo en 59,61%, 51,87% y 49,50%, respectivamente. Asimismo, el uso de coberturas de trébol y vicia aumentó el carbono orgánico (+29,71% y 31,16%) y nitrógeno (+36,94% y 48,65%), y con el trébol, el fósforo disponible (+26,11%). Finalmente, la cobertura de trébol aumentó en 17% el rendimiento de la quinua en grano y redujo significativamente la erosión del suelo. Estos resultados muestran que los cultivos de cobertura presentan gran potencial para el restablecimiento de la salud del suelo y mejora en el rendimiento.

Biografía del autor/a

Selima Salcedo-Mayta, Laboratorio Nacional de Suelos, Aguas y Foliares (LABSAF) del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), Av. La Molina 1981, Lima

Especialista del laboratorio de suelos de la EEA Illpa _ Puno 

Jorge Canihua-Rojas, Laboratorio Nacional de Suelos, Aguas y Foliares (LABSAF) del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), Av. La Molina 1981, Lima

Responsable del laboartorio de suelos de la EEA Illpa - Puno 

Tomás Samaniego-Vivanco, Laboratorio Nacional de Suelos, Aguas y Foliares (LABSAF) del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), Av. La Molina 1981, Lima

Especialista en suelos y laboratorio 

Juancarlos Cruz-Luis, Dirección de Supervisión y Monitoreo en las Estaciones Experimentales Agrarias del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), Av. La Molina 1981, Lima

Especialista en pastos y  estadistica 

Wendy Pérez-Porras, Laboratorio Nacional de Suelos, Aguas y Foliares (LABSAF) del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), Av. La Molina 1981, Lima

Especialista en suelos con enfasis en microbiología 

Citas

Agostini, M. de los Á., Monterubbianesi, M. G., Studdert, G. A., & Maurette, S. (2014). Un método simple y práctico para la determinación de densidad aparente. Ciencia Del Suelo, 32(2), 171–176.

Amelung, W., Bossio, D., de Vries, W., Kögel-Knabner, I., Lehmann, J., et al. (2020). Towards a global-scale soil climate mitigation strategy. Nature Communications, 11(1), 1–10.

Babur, E., & Dindaroglu, T. (2020). Seasonal Changes of Soil Organic Carbon and Microbial Biomass Carbon in Different Forest Ecosystems. Environmental Factors Affecting Human Health, 1–21.

Bamford, K. C., & Entz, M. H. (2016). Management of organic hairy vetch (Vicia villosa) cover crops in establishment year. Canadian Journal of Plant Science, 97(1), 1–5.

Barrera, V. H., Delgado, J. A., Alwang, J. R., Escudero, L. O., Cartagena, Y. E., Domínguez, J. M., & D’adamo, R. (2019). Conservation agriculture increases yields and economic returns of potato, forage, and grain systems of the andes. Agronomy Journal, 111(6), 2747–2753.

Bazán, R. (2017). Manual de Procedimientos de los Análisis de Suelos y Agua con Fines de Riego. Instituto Nacional de Innovación Agraria–INIA. Instituto de Nacional de Innovación Agraria.

Borrelli, P., Robinson, D. A., Fleischer, L. R., Lugato, E., Ballabio, C., et al. (2017). An assessment of the global impact of 21st century land use change on soil erosion. Nature communications, 8(1), 1-13.

Campbell, D. J., & Henshall, J. K. (1991). Bulk Density. En: K.A. Smith & C.E. Mullins (Eds). Soil Analysis (pp. 329-366). Marcel Decker Inc.

Chalise, K. S., Singh, S., Wegner, B. R., Kumar, S., Pérez-Gutiérrez, J. D., et al. (2019). Cover crops and returning residue impact on soil organic carbon, bulk density, penetration resistance, water retention, infiltration, and soybean yield. Agronomy Journal, 111(1), 99–108.

Chieza, E. D., Lovato, T., Araújo, E. D. S., & Tonin, J. (2013). Propriedades físicas do solo em área sob milho em monocultivo ou consorciado com leguminosas de verão. Revista Brasileira de Ciencia Do Solo, 37(5), 1393–1401.

Delgado, J. A., Barrera, V. H., Alwang, J. R., Villacis-Aveiga, A., Cartagena, Y. E., et al. (2021). Potential use of cover crops for soil and water conservation, nutrient management, and climate change adaptation across the tropics. In Advances in Agronomy (1st ed., Vol. 165). Elsevier Inc.

Durán, V. H., & Rodríguez, C. R. (2008). Soil-erosion and runoff prevention by plant covers. A review. Agronomy for Sustainable Development, 28(1), 65–86.

Eswaran, H., Lal, R., & Reich, P. F. (2019). Land degradation: an overview. Response to land degradation, 20-35. Elsevier.

Etesami, H., Emami, S., & Alikhani, H. A. (2017). Potassium solubilizing bacteria (KSB): Mechanisms, promotion of plant growth, and future prospects - a review. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 17(4), 897–911.

Feng, S., Wen, H., Ni, S., Wang, J., & Cai, C. (2019). Degradation Characteristics of Soil-Quality-Related Physical and Chemical Properties Affected by Collapsing Gully: The Case of Subtropical Hilly Region, China. Sustainability, 11(12), 3369.

Gabriel, J. L., Quemada, M., Martín-Lammerding, D., & Vanclooster, M. (2019). Assessing the cover crop effect on soil hydraulic properties by inverse modelling in a 10-year field trial. Agricultural Water Management, 222(February), 62–71.

Guo, L.,Yang, Y.,Zhao, Y., Li, Y., Sui, Y., Tang, C., Jin, J., & Liu, X. (2021). Reducing topsoil depth decreases the yield and nutrient uptake of maize and soybean grown in a glacial till. Land Degradation & Development, 32, 2849–2860.

Hall, H., Li, Y., Comerford, N., Gardini, E. A., Cernades, L. Z., Baligar, V., & Popenoe, H. (2010). Cover crops alter phosphorus soil fractions and organic matter accumulation in a Peruvian cacao agroforestry system. Agroforestry Systems, 80(3), 447–455.

Hansen, V., Eriksen, J., Jensen, L. S., Thorup-Kristensen, K., & Magid, J. (2021). Towards integrated cover crop management: N, P and S release from aboveground and belowground residues. Agriculture, Ecosystems and Environment, 313, 107392.

Haruna, S. I., Nkongolo, N. V., Anderson, S. H., Eivazi, F., & Zaibon, S. (2018). In situ infiltration as influenced by cover crop and tillage management. Journal of Soil and Water Conservation, 73(2), 164–172.

Haruna, Samuel I., & Nkongolo, N. V. (2019). Tillage, cover crop and crop rotation effects on selected soil chemical properties. Sustainability (Switzerland), 11(10), 1–11.

Indoria, A. K., Sharma, K. L., & Reddy, K. S. (2020). Hydraulic properties of soil under warming climate. In Climate Change and Soil Interactions. LTD.

Isaac, M., & Borden, K. (2019). Nutrient acquisition in agroforestry systems. Plant and Soil, 444(1-2), 1–19.

Kallenbach, C. M., Frey, S. D., & Grandy, A. S. (2016). Direct evidence for microbial-derived soil organic matter formation and its ecophysiological controls. Nature Communications, 7, 1–10.

Kim, N., Zabaloy, M. C., Guan, K., & Villamil, M. B. (2020). Do cover crops benefit soil microbiome? A meta-analysis of current research. Soil Biology and Biochemistry, 142, 107701.

Ladoni, M., Basir, A., Robertson, P. G., & Kravchenko, A. N. (2016). Scaling-up: Cover crops differentially influence soil carbon in agricultural fields with diverse topography. Agriculture, Ecosystems and Environment, 225, 93–103.

Lal, R. (2015). Soil carbon sequestration and aggregation by cover cropping. Journal of Soil and Water Conservation, 70(6), 329–339.

Lemessa, F., & Wakjira, M. (2015). Cover crops as a means of ecological weed management in agroecosystems. Journal of Crop Science and Biotechnology, 18(2), 133–145.

Lima, P. L. T., Silva, M. L. N., Quinton, J. N., Batista, P. V. G., Cândido, B. M., & Curi, N. (2018). Relationship among crop systems, soil cover, and water erosion on a typic Hapludox. Revista Brasileira de Ciencia Do Solo, 42, 1–16.

Maetens, W., Poesen, J., & Vanmaercke, M. (2012). How effective are soil conservation techniques in reducing plot runoff and soil loss in Europe and the Mediterranean? Earth-Science Reviews, 115(1–2), 21–36.

Mauro, R. P., Sortino, O., Dipasquale, M., & Mauromicale, G. (2014). Phenological and growth response of legume cover crops to shading. Journal of Agricultural Science, 152(6), 917–931.

Mennan, H., Jabran, K., Zandstra, B. H., & Pala, F. (2020). Non‐chemical weed management in vegetables by using cover crops: A review. Agronomy, 10(2), 1–16.

MINAGRI (Ministerio de Agricultura y Riego). 2018. Manejo agronómico, prácticas de conservación de suelos, producción, comercialización y perspectivas de granos andinos. Dirección General de Políticas Agrarias. Dirección general de políticas agrarias. Lima, Perú. 88p.

Ojiem, J. O., Vanlauwe, B., De Ridder, N., & Giller, K. E. (2007). Niche-based assessment of contributions of legumes to the nitrogen economy of Western Kenya smallholder farms. Plant and Soil, 292(1–2), 119-135.

Organización Internacional de Normalización, ISO. (1994). Soil Quality. Determination of the Specific Electrical Conductivity-Technical Corrigendum 1 (ISO 11265).

Patkowska, E., & Konopiński, M. (2013). Effect of cover crops on the microorganisms communities in the soil under scorzonera cultivation. Plant, Soil and Environment, 59(10), 460-464.

Pennock, D. (2019). Soil erosion: The greatest challenge for sustainable soil management. FAO – Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome.

Puertas, F., Arévalo, E., Zúñiga, L., Alegre, J., Loli, O., Soplin, H., & Baligar, V. (2008). Establecimiento de cultivos de cobertura y extracción total de nutrientes en un suelo de trópico húmedo en la Amazonía peruana. Ecología Aplicada, 7(1-2), 23-28.

Rolando, J. L., Dubeux Jr, J. C., Perez, W., Ramirez, D. A., Turin, C., et al. (2017). Soil organic carbon stocks and fractionation under different land uses in the Peruvian high-Andean Puna. Geoderma, 307, 65-72.

Rolando, J. L., Dubeux Jr, J. C., Ramirez, D. A., Ruiz-Moreno, M., Turin, C., et al. (2018). Land Use Effects on Soil Fertility and Nutrient Cycling in the Peruvian High‐Andean Puna Grasslands. Soil Science Society of America Journal, 82(2), 463-474.

Qi, Z., Helmers, M. J., & Kaleita, A. L. (2011). Soil water dynamics under various agricultural land covers on a subsurface drained field in north-central Iowa, USA. Agricultural Water Management, 98(4), 665–674.

Qiu L, Zhang Q, Zhu H, Reich PB, Banerjee S, van der Heijden MGA, Sadowsky MJ, Ishii S, Jia X, Shao M, Liu B, Jiao H, Li H, Wei X. (2021). Erosion reduces soil microbial diversity, network complexity and multifunctionality. ISME J., 15(8), 2474-2489.

Quinn, G. P., & Keough, M. J. (2002). Experimental design and data analysis for biologists. Cambridge University Press, Cambridge

R Core Team (2021). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. https://www.R-project.org/.

Rieger, F. A., Zolin, C. A., Paulino, J., de Souza, A. P., Matos, E. da S., de Souza Magalhães, C. A., & de Farias Neto, A. L. (2016). Water erosion on an Oxisol under integrated Crop-Forest systems in a transitional area between the Amazon and cerrado biomes. Revista Brasileira de Ciencia Do Solo, 40, 1–12.

Ruiz-Colmenero, M., Bienes, R., Eldridge, D. J., & Marques, M. J. (2013). Vegetation cover reduces erosion and enhances soil organic carbon in a vineyard in the central Spain. Catena, 104, 153–160.

Saidian, M., Godinez, L. J., & Prasad, M. (2016). Effect of clay and organic matter on nitrogen adsorption specific surface area and cation exchange capacity in shales (mudrocks). Journal of Natural Gas Science and Engineering, 33, 1095–1106.

Sanabria, S., Dávalos, K., Sangay-Tucto, S., & Cosme De la Cruz, R. C. (2021). Uso de coberturas vegetales en el manejo sostenible del suelo asociado al cultivo de maíz amiláceo (Zea mays L.). Scientia Agropecuaria, 12(3), 329-336.

Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). (2002). Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000. Especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos. Estudios, muestreos y Análisis. México, D. F.

Servicio Nacional de Meterología e Hidrología (SENAMHI). 2021. Datos Histórico. Consultado 15 Ago 2021. Disponible en http://www.senamhi.gob.pe/main_mapa .php?t=dHi

Sharma, V., Irmak, S., & Padhi, J. (2018). Effects of cover crops on soil quality: Part I. Soil chemical properties-organic carbon, total nitrogen, pH, electrical conductivity, organic matter content, nitrate-nitrogen, and phosphorus. Journal of Soil and Water Conservation, 73(6), 637–651.

Shelton, R. E., Jacobsen, K. L., & McCulley, R. L. (2018). Cover crops and fertilization alter nitrogen loss in organic and conventional conservation agriculture systems. Frontiers in Plant Science, 8(January), 1–14.

Solis, R., Pezo, M., Arévalo, L., Lao, C., Alegre, J., & Pérez, K. (2919). Evaluation of leguminous species as cover crops associated with sacha inchi. Pesquisa Agropecuaria Tropical, 49, 1-8

Soltangheisi, A., Teles, A. P. B., Sartor, L. R., & Pavinato, P. S. (2020). Cover Cropping May Alter Legacy Phosphorus Dynamics Under Long-Term Fertilizer Addition. Frontiers in Environmental Science, 8(February), 1–12.

Soto Pardo, M., Allende Burga, R., & Romero, V. L. (2019). Estudio comparativo en rendimiento y calidad de 12 variedades de quinua orgánica en la comunidad campesina de San Antonio de Manallasac, Ayacucho. Campus, 25(29), 57–65.

Suárez, J. (2001). Control de erosión en zonas tropicales. Instituto de Investigaciones sobre erosión y Deslizamientos. Universidad Distrital Santander. Bucaramanga, Colombia.

Sylvia, D. M., Fuhrmann, J. J., Hartel, P. G., & Zuberer, D. A. (2005). Principles and applications of soil microbiology (No. QR111 S674 2005). Pearson.

Trivedi, P., Wallenstein, M. D., Delgado-Baquerizo, M., & Singh, B. K. (2018). Microbial modulators and mechanisms of soil carbon storage. In Soil Carbon Storage: Modulators, Mechanisms and Modeling.

United States Environmental Protection Agency, USEPA. (2004). Soil and Waste pH (9045 D).

Vaezi, A. R., Ahmadi, M., & Cerdà, A. (2017). Contribution of raindrop impact to the change of soil physical properties and water erosion under semi-arid rainfalls. Science of the Total Environment, 583, 382–392.

Vázquez, A., & Tapia, M. (2011). Cuantificación de la erosión hídrica superficial en las laderas semi áridas de la Sierra Peruana. Revista Ingeniería UC, 18(3), 42–50.

Zuazo, V. H. D., Martínez, J. R. F., Tejero, I. G., Panadero, L. A., & Raya, A. M. (2012). Mitigación de la erosión de suelos en plantaciones de almendro por cubiertas vegetales: implicaciones para la agricultura sostenible de montaña (SE España). Comunicata Scientiae, 3(2), 123–129.

Descargas

Publicado

2022-09-21

Cómo citar

Salcedo-Mayta, S., Canihua-Rojas, J. ., Samaniego Vivanco , T. ., Cruz Luis , J. ., Pérez Porras , W. ., & Cosme De La Cruz, R. C. (2022). Cultivos de cobertura asociados a quinua (Chenopodium quinoa Willd) en el Altiplano peruano: Reducción de la erosión, mejora de la salud del suelo y rendimiento agrícola. Scientia Agropecuaria, 13(3), 265-274. https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.2022.024

Número

Sección

Artículos originales