Vicia faba l. for weed controlfrom biochemical evidences to field application

Resumo

Los impactos negativos de la producción agrícola convencional despiertan un interés creciente por las prácticas agrícolas sostenibles. Las leguminosas, como parte de un sistema de rotación de cultivos, son claves en la sostenibilidad de los agrosistemas. Cuando se utilizan como abonos verdes pueden contribuir al control de malas hierbas, uno de los principales problemas que reducen el rendimiento de los cultivos. La presente tesis doctoral tiene como objetivo el estudio del potencial de la leguminosa Vicia faba L., empleada como abono verde, para el control de malas hierbas en sistemas de cultivo sostenibles basados en la producción de maíz como cultivo principal. La biomasa aérea en floración de V. faba, manejada como abono verde, fue incorporada al suelo en dos ensayos de invernadero donde se evaluaron el curso temporal y los efectos a corto plazo sobre la germinación y el crecimiento temprano del maíz y varias especies de malas hierbas asociadas a su cultivo. El abono verde de V. faba redujo la germinación y, en menor medida, el crecimiento inicial de Amaranthus retroflexus, Echinochloa crus-galli, Digitaria sanguinalis, Portulaca oleracea, Solanum nigrum y Chenopodium album. Los efectos fitotóxicos más fuertes ocurrieron inmediatamente después de la incorporación del abono verde, reduciendo la densidad de malas hierbas pero estimulando el crecimiento temprano de las plántulas supervivientes. El crecimiento temprano del maíz fue fuertemente estimulado, permitiendo un buen rendimiento relativo. En ensayos de campo realizados durante dos años en dos localidades, en parcelas invadidas de malas hierbas, el abono verde de V. faba consiguió reducir la densidad (-15 a -70%) y la biomasa (-41 a -79%) de malas hierbas. Los efectos observados sobre las malas hierbas son compatibles con una liberación de sustancias fitotóxicas desde el abono verde en descomposición, lo que se evaluó en los siguientes experimentos. El potencial fitotóxico de metabolitos solubles en agua de V. faba fue ensayado in vitro. Los extractos acuosos obtenidos de la biomasa aérea de V. faba inhibieron la germinación y el crecimiento temprano de A. retroflexus, E. crus-galli y D. sanguinalis, y de la especie modelo Lactuca sativa, de forma proporcional a la concentración del extracto. En cambio, resultaron inocuos para el maíz. Los compuestos orgánicos volátiles liberados por V. faba también inhibieron la germinación y/o el crecimiento temprano de A. retroflexus, E. crus-galli, D. sanguinalis y L. sativa, sin afectar al maíz. En el perfil volátil de la biomasa aérea en floración de V. faba se identificaron 30 compuestos, con predominancia de monoterpenos alifáticos y oxigenados. Los más activos fueron ensayados in vitro sobre L. sativa, inhibiendo su germinación y crecimiento temprano. Los cuatro monoterpenos más inhibitorios (alpha-terpineol, geraniol, linalool, y terpinen-4-ol) fueron ensayados en pares, encontrándose efectos sinérgicos. También se evaluaron los efectos de los residuos de raíces de V. faba, que se descomponen en el suelo tras su cosecha, sobre las malas hierbas. En ensayos de invernadero y campo, los residuos radiculares afectaron a la germinación y, en menor medida, al crecimiento temprano de las malas hierbas A. retroflexus, E. crus-galli y D. sanguinalis, sin efecto sobre el maíz. Los efectos de los extractos acuosos, volátiles y residuos de raíces resultaron consistentes con las observaciones en invernadero y campo, confirmando la liberación de compuestos fitotóxicos desde el abono verde en descomposición de V. faba que afectan a las malas hierbas pero no al maíz. En su conjunto los resultados demuestran que V. faba, utilizada como abono verde, es capaz de contribuir al control de malas hierbas en sistemas de cultivo sostenibles. Esta tesis debe servir para avanzar hacia una mejor comprensión de sus efectos sobre las malas hierbas, y como punto de partida para la integración de V. faba en programas de manejo sostenible de malas hierbas.