Un proyecto de Penn State estudia durante años cómo combinar especies con funciones distintas puede mejorar el ciclo del nitrógeno, controlar malezas y reducir algunos costos en rotaciones orgánicas
Redactor: Luis Ortega
Editor: Karem Díaz S.
Un experimento agrícola de largo plazo de la Universidad Estatal de Pensilvania (Penn State), en Estados Unidos, estudia qué ocurre cuando los productores reemplazan un cultivo de cobertura de una sola especie por mezclas de plantas con funciones complementarias. El proyecto Cover Crop Cocktails analiza estas combinaciones dentro de una rotación orgánica de maíz, soja y trigo, con especial atención a la salud del suelo, el manejo del nitrógeno, las malezas y los costos de producción.
La investigación parte de una pregunta relevante para el manejo agrícola: si cada especie aporta servicios diferentes, ¿incorporar una mayor diversidad permite obtener simultáneamente más beneficios? La respuesta acumulada durante años de ensayos indica que las mezclas ofrecen oportunidades importantes, pero también que aumentar simplemente el número de especies no garantiza mejores resultados.
Los cultivos de cobertura se establecen principalmente para prestar servicios al sistema productivo y no para obtener una cosecha comercial inmediata. Entre sus funciones están proteger la superficie, conservar nutrientes, aportar biomasa y mantener raíces vivas entre cultivos principales. En ese sentido, las coberturas vegetales pueden contribuir a conservar humedad, mejorar la estructura y reducir la erosión cuando se seleccionan y manejan de acuerdo con las condiciones del lote.
Un experimento que compara diversidad y función agrícola
El proyecto de Penn State se estableció en el Russell E. Larson Agricultural Research Center y ha recibido financiación federal desde 2012. Su diseño permite seguir durante varios ciclos cómo responden las mezclas de cobertura dentro de una rotación destinada a producir granos y forrajes orgánicos.
El equipo interdisciplinario ha estudiado especies individuales y combinaciones con diferentes características funcionales. La lógica consiste en reunir plantas capaces de desempeñar tareas complementarias en lugar de esperar que una sola especie satisfaga todas las necesidades del sistema.
Una leguminosa, por ejemplo, puede fijar nitrógeno atmosférico mediante su asociación con microorganismos, mientras una gramínea puede producir abundante biomasa y capturar nitrógeno disponible que, de otra manera, podría perderse. Otras especies pueden competir con malezas, aportar raíces con características diferentes o favorecer organismos beneficiosos.
La elección de esas funciones es fundamental. Un análisis previo sobre los diferentes tipos de cultivos de cobertura y sus usos agronómicos muestra que leguminosas, gramíneas y especies de hoja ancha no ofrecen exactamente los mismos servicios, por lo que su selección debe responder al objetivo del productor.
Las leguminosas aportan nitrógeno y las gramíneas ayudan a conservarlo
El manejo del nitrógeno constituye uno de los puntos centrales del experimento. Las leguminosas pueden incorporar nitrógeno al sistema mediante fijación biológica, mientras otras especies capturan nutrientes que permanecen en el suelo después del cultivo comercial y los conservan temporalmente en su biomasa.
Cuando esa biomasa se descompone, una parte de los nutrientes vuelve a estar disponible para los cultivos siguientes. El momento y la velocidad de esa liberación dependen, entre otros factores, de la especie, la cantidad de biomasa y la relación entre carbono y nitrógeno del material vegetal.
Esta complementariedad explica el interés en mezclar especies. Investigaciones agronómicas también han documentado que las leguminosas utilizadas como cobertura pueden mejorar el suministro de nitrógeno en secuencias con maíz, aunque el resultado depende del manejo y de las condiciones productivas.
El proyecto de Penn State ha mostrado, sin embargo, que existe una compensación entre retener nitrógeno y ponerlo rápidamente a disposición del cultivo comercial. Una cobertura muy eficiente para capturar nitrógeno puede inmovilizar temporalmente parte de ese nutriente y reducir su disponibilidad inmediata para el cultivo siguiente.
Más especies no significa automáticamente mejores resultados
Uno de los aprendizajes acumulados por el programa es que la biodiversidad debe diseñarse funcionalmente. Ensayos anteriores del mismo equipo evaluaron tratamientos que iban desde monocultivos hasta mezclas de ocho especies y midieron servicios como producción de biomasa, supresión de malezas, retención de nitrógeno, suministro posterior de nitrógeno y rendimiento del maíz.
El aumento de la riqueza de especies estuvo asociado con mayor biomasa en algunos análisis, pero las mezclas no necesariamente superaron a las mejores especies individuales en todos los indicadores. Los investigadores encontraron que la composición de la mezcla y las características funcionales de sus integrantes pueden ser más importantes que acumular especies sin un objetivo agronómico definido.
Esta cautela coincide con otros trabajos que muestran respuestas variables. Un estudio sobre fechas de siembra y mezclas de cultivos de cobertura encontró efectos limitados sobre algunas propiedades del suelo después de cuatro años cuando la producción de biomasa fue baja, demostrando que sembrar una cobertura no garantiza por sí solo una transformación rápida del terreno.
Las mezclas también pueden reforzar el control de malezas
Otra función estudiada es la competencia contra plantas no deseadas. Una cobertura que se establece rápidamente y produce suficiente biomasa puede ocupar espacio, interceptar radiación y reducir los recursos disponibles para las malezas.
Las mezclas permiten combinar plantas con arquitecturas y ritmos de crecimiento diferentes, pero el resultado depende de que las especies seleccionadas consigan establecerse adecuadamente. Una especie excesivamente competitiva también puede dominar la mezcla y reducir la contribución de las demás.
El manejo de las malezas es particularmente importante en sistemas orgánicos, donde las opciones químicas son limitadas y el laboreo intensivo puede perjudicar la estructura del terreno. Experiencias anteriores han mostrado que los cultivos de cobertura pueden ayudar simultáneamente a competir con malezas y proteger el suelo, aunque deben integrarse con otras decisiones de manejo.
Cada explotación puede necesitar una mezcla diferente
Los trabajos derivados del proyecto también han comprobado que una misma mezcla puede desarrollarse de manera muy distinta entre explotaciones. En ensayos realizados en granjas orgánicas de Pensilvania y Nueva York, combinaciones sembradas con las mismas especies produjeron composiciones diferentes dependiendo del suelo, el clima, la fecha de establecimiento y otras condiciones locales.
Ese resultado condujo al concepto de ajustar o “afinar” las mezclas para cada explotación. En lugar de utilizar siempre una formulación predeterminada, las proporciones de semillas pueden modificarse según los servicios que el agricultor pretende obtener y la capacidad de cada especie para desarrollarse en ese ambiente.
La estrategia también implica considerar la rotación. Una cobertura no debe evaluarse aisladamente, sino por la forma en que interactúa con el cultivo anterior y el siguiente. Investigaciones sobre rotaciones diseñadas para proteger el suelo y mejorar los resultados económicos han reforzado la importancia de analizar el sistema completo y no únicamente una campaña.
El rendimiento del cultivo comercial sigue siendo una variable decisiva
Para el productor, los beneficios ecológicos deben equilibrarse con costos de semilla, establecimiento, terminación y posibles efectos sobre el cultivo comercial. Las mezclas con muchas especies pueden ser más costosas que una cobertura sencilla, por lo que cualquier ventaja adicional debe justificar esa inversión.
Un metaanálisis basado en más de cien ensayos de campo encontró un efecto neto positivo de los cultivos de cobertura sobre el rendimiento global de los cultivos posteriores, con un aumento promedio del 2,6%. Las leguminosas estuvieron entre las coberturas asociadas con las respuestas más favorables. Sin embargo, los resultados variaron según especies, clima y sistema de producción.
Estos datos pueden consultarse en el análisis sobre los beneficios productivos de los cultivos de cobertura en ensayos agrícolas de diferentes regiones, que también evidencia por qué no existe una receta única aplicable a todas las explotaciones.
El objetivo es obtener más servicios sin elevar innecesariamente los costos
El proyecto Cover Crop Cocktails busca convertir los conocimientos ecológicos sobre diversidad vegetal en recomendaciones prácticas para agricultores. La meta no consiste simplemente en sembrar el mayor número posible de especies, sino en identificar combinaciones capaces de prestar varios servicios de manera eficiente.
Una mezcla bien diseñada podría reunir fijación y retención de nitrógeno, producción de biomasa, protección del suelo, control de malezas y apoyo a organismos beneficiosos. Pero algunos de esos objetivos pueden competir entre sí, obligando al productor a establecer prioridades.
Los ensayos desarrollados durante años en Penn State refuerzan así una idea central para el manejo de coberturas: la diversidad puede ampliar las funciones del sistema agrícola, pero sus ventajas dependen de qué especies se combinan, en qué proporciones se siembran, bajo qué condiciones crecen y cuál es el cultivo comercial que las seguirá.
Fuentes referenciales:
Penn State Extension
Penn State University
Penn State University
