INTRODUCCIÓN

Las malas hierbas compiten con los cultivos por nutrientes, luz, espacio y agua, provocando pérdidas de rendimiento. Sin embargo, la intensidad de dicha competición no es fija sino que puede variar en función de la composición de la comunidad de malas hierbas, su abundancia o la disponibilidad de recursos en el suelo.

En algunos estudios se ha observado que para la misma biomasa de malas hierbas, algunos sistemas ecológicos pueden tener unas pérdidas de rendimiento menores que los sistemas convencionales (^{Ryan et al., 2010}). Para explicar este hecho, ^{Smith et al. (2010}) postularon la llamada “hipótesis de la diversidad de pools de nutrientes” (Resource Pool Diversity Hypothesis, RPDH) que hipotetiza que los sistemas ecológicos, en los que hay más diversidad en el manejo debido al uso de rotaciones complejas, cultivos cubierta o métodos de fertilización orgánica, existen más pools de nutrientes de los que malas hierbas y cultivos extraen sus recursos y, por lo tanto, la competencia por ellos es menor. Aunque esta hipótesis ha sido usada ampliamente para defender un aumento en la diversidad en los sistemas agrícolas, existen aún pocos trabajos que la hayan testado explícitamente y los resultados no son concluyentes. Ryan et al. (2010) pareció ratificar la hipótesis cuando encontró rendimientos similares en sistemas ecológicos y convencionales, aunque los ecológicos tenían densidades de malas hierbas mayores. Sin embargo, ^{Benaragama & Shirtliffe (2020}) no encontraron que el rendimiento del trigo que crecía en suelos ecológicos y convencionales con la misma densidad de Chenopodium album fuera diferente. Igualmente, ^{Poffenbarger et al. (2015}) no pudieran validar la RPDH en maíz en competencia con Setaria faberi o Amaranthus hybridus.

Para intentar validar la RPDH se realizaron dos experimentos en macetas, uno con plantas de invierno (trigo y Avena sterilis) y otra con plantas de verano (maíz y Amaranthus palmeri) que crecieron en suelos ecológicos y convencionales. Igualmente se probó el efecto de añadir un fertilizante sobre el crecimiento de cultivos y malas hierbas.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se realizaron dos experimentos en la Universidad de Lleida durante el invierno y primavera de 2020/21 utilizando suelo de cinco (experimento de invierno) o seis (experimento de verano) campos de la zona, la mitad ecológicos y la mitad convencionales. El suelo se llevó al laboratorio, se tamizó y se puso en macetas de 2.5 l (invierno) y 6.5 litros (experimento de verano). La mitad de las macetas recibieron un fertilizante órgano-mineral a una ratio equivalente a 120 kg N/ha.

Para el experimento de invierno, se sembró trigo (Triticum aestivum) y avena loca (Avena sterilis) en 150 macetas siguiendo un diseño de series de reemplazo con 3 repeticiones en el que la proporción cultivo:mala hierba fue 0:1, 0.25: 0.75, 0.5:0.5; 0.75:0.25 y 1:0. Las densidades de trigo y avena en monocultivo fueron de ocho plantas. Para el experimento de verano se siguió la misma metodología y se utilizaron 240 macetas (seis campos, dos tratamientos fertilizantes, 5 series de reemplazo y 4 repeticiones) en las que sembró maíz (Zea mays) y Amaranthus palmeri con densidades en monocultivo de 4 y 36 plantas, respectivamente. Estas densidades son equivalentes en el uso de nitrógeno según ^{Poffenbarger et al. (2015}). En ambos experimentos, las plantas se dejaron crecer dos meses antes de cortarse. La biomasa aérea fue secada durante dos días a 65ºC y pesada.

Para determinar si existía o no partición de recursos, las biomasas de cultivos en las distintas series de reemplazo de modelizaron utilizando la función “non-linear least square (nls)” de R siguiendo las funciones ^{de Wit’s (1960}). Al ajustar los datos, el modelo calculó la Kc que es el coeficiente relativo de hacinamiento (Relative Crowding Coefficent, RCC) del cultivo respecto a la mala hierba (Kc) y de la hierba respecto al cultivo (Kw). El producto de Kc y Kw es el RCCP y cuando es más grande que uno, indica partición de recursos y por tanto, menor competencia.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Para el experimento de invierno, no se observaron valores de RCCP mayores que uno y el trigo siempre compitió mejor que la avena loca. En el experimento de verano, el RCCP de los campos ecológicos no fertilizados fue mayor a uno, indicando partición de recursos (Figura 1 derecha abajo) mientras que la adición del fertilizante hizo que A. palmeri compitiera mejor que el maíz. En ambos casos, las plantas crecieron más suelos de sistemas ecológicos. Amaranthus palmeri y el maíz son dos especies funcionalmente distintas, potencialmente con estrategias de adquisición de recursos distintas (al contrario que el trigo y la avena loca) lo que podría explicar que puedan explotar diferentes pools de recursos si están disponibles. Los sistemas ecológicos podrían tener una mayor variedad de pools tal y como predice la RPDH pero el efecto solo se daría cuando no hay fertilización.

Figura 1 Biomasa de maíz y A. palmeri en las distintas series de reemplazo en campos convencionales (arriba) y ecológicos (abajo), con (izquierda) y sin (derecha) fertilizante modelizado según las ecuaciones de ^{de Wit (1960}). 

CONCLUSIONES

Los sistemas ecológicos podrían tolerar una mayor presión de malas hierbas que los sistemas convencionales, pero solo cuando no haya fertilización y para especies de cultivo y mala hierba funcionalmente distintas.