Mucuna Pruriens

 

La especie Mucuna pruriens, ha sido una de las más usadas como abono verde y Cobertura vegetal; según los más recientes reportes de estudios de investigación En éste tema, mostrando sus mayores beneficios en la fijación de nitrógeno atmosférico al suelo, el control de vegetación espontánea, la retención de humedad en el suelo y la reducción de la erosión.

Los cultivos de cobertura se definen como una cobertura vegetal viva, que cubre el suelo en forma temporal o permanente, cultivada en asociación con otras plantas (intercalado, en relevo o en rotación).
Generalmente, se usan como coberturas algunas especies de leguminosas gracias a su acción de mantener y/o mejorar las condiciones de fertilidad de los suelos agrícolas. Debido a esto uno de los propósitos de promover la utilización de los cultivos de cobertura ha sido el poder reducir la dependencia de fertilizantes de
Síntesis química, los cuáles son costosos y muchas veces no disponibles localmente, para lograr producciones adecuadas de alimentos.

 

Otras ventajas del uso de los cultivos de cobertura sobre el suelo son:

• Aporte de materia orgánica fresca al suelo
• La fijación de Nitrógeno atmosférico, gracias a su asociación simbiótica con rizobios del suelo.
• El incremento de la diversidad de macro y microorganismos edáficos, mejorado el ciclaje de la materia orgánica fresca.
• La reducción de pérdidas superficiales causadas por los procesos erosivos, sobre todo en suelos con pendiente; debido a su efecto de interceptación de las gotas de lluvia y al amarre mecánico de los agregados del suelo por su acción radical.
• El control de adventicias, debido a su efecto inicial de competencia y a su efecto alelopático sobre otras especies.
• El mejoramiento de algunas propiedades físicas del suelo como la retención de húmedad, la porosidad y la estabilidad estructural.
• El control de algunos patógenos presentes en el suelo, principalmente nemátodos.

 

Formas de Uso de Los Cultivo de Covertura

 

Abono verde

El abono verde es un cultivo que se siembra en rotación o asocio con un cultivo comercial, el cuál es incorporado al suelo, con el fin de mantener, mejorar o restaurar sus propiedades físicas, químicas y biológicas; y que además en algunas ocasiones puede ser utilizado antes de su incorporación, como alimento de animales ó el consumo humano.
Cobertura Muerta ó acolchado orgánico, La cobertura muerta ó acolchado orgánico, es una práctica agrícola que consiste en mantener cubierto el suelo con un material orgánico, destinado tanto a proteger como a fertilizar. Se práctica en horticultura y arboricultura, ya sea en periodos de reposo del suelo como en periodos de cultivo y también en sistemas cerealistas, actuando como acolchado el propio rastrojo. (Smith et al, 1987).

 

Mucuna pruriens como cobertura vegetal, son la fijación de Nitrógeno atmosférico al suelo
(50 – 200 kg N.ha-1), el control de malezas, el aporte de biomasa fresca al suelo, la reducción de la erosión del suelo y el incremento de la actividad biológica.

Características Morfológicas y Fisiológicas de Mucuna Pruriens

 

Mucuna pruriens, es una leguminosa trepadora perteneciente a la familia Fabaceae, proveniente del sur de China y del este de la India. Es autógama y por tanto es rara su contaminación natura (Duke, 1981).
Los ciclos biológicos de esta especie, varían entre 100 y 300 días hasta la cosecha de la vaina, posee una semilla de color negro y la planta presenta una alta resistencia a factores abióticos adversos, como la sequía, la escasa fertilidad y la elevada acidez del suelo; sin embargo se desarrollan deficientemente en zonas muy frías y húmedas. (Duke, 1981; Hairiah, 1992; Lobo Burle et al, 1992).

El género Mucuna spp., se desarrolla mejor en condiciones de calor y húmedad, por debajo de los 1500 m.s.n.m y en zonas con precipitaciones abundantes.
Produce una cantidad considerable de hojas antes de llegar a su madurez fisiológica, las cuáles se pudren gradualmente formando un lecho de hojarasca bajo la planta que crece activamente Las cantidades de biomasa aérea varían entre 5 Mg.ha-1 y 12 Mg.ha-1 de materia seca, y llega a producir hasta 1 Mg.ha-1 de raíces secas (Duggar, 1989; Camas  Gómez, 1991; Chávez, 1993). La producción de vainas es variable y dependiente de las condiciones ambientales, pero puede llegar a 2 Mg.ha-1.

 

Como la mayoría de las leguminosas, Mucuna pruriens tiene la capacidad de fijar el Nitrógeno atmosférico mediante una relación simbiótica con microorganismos del suelo. El Nitrógeno es convertido por los rizobios de las raíces de la planta en una forma asimilable, que se almacena en las hojas, tallos y semillas; convirtiendo a la planta en una fuente eficiente de Nitrógeno.
El género Mucuna spp, contiene compuestos tóxicos como la L-Dopa, triptaminas alucinógenas y factores antinutricionales tales como fenoles y taninos (Awang et al, 1997). Debido a las concentraciones elevadas de L-Dopa (7%), la Mucuna pruriens se ha constituido como una fuente comercial de extracción de esta
sustancia, usada en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson.
A pesar de sus propiedades tóxicas, Mucuna pruriens se ha usado como alimento secundario. Las semillas de esta especies, contienen alrededor de 27% de proteínas y son ricas en minerales, en especial de K, Mg, Ca y Fe (de la Vega et al, 1981), (Duke, 1981) y (Olaboro, 1993).

Efectos Químicos Sobre el Suelo de Mucuna Pruriens

Fijación de Nitrógeno atmosférico al suelo
Se obtuvo un rango en la fijación de Nitrógeno atmosférico entre 34 y 108 kg.ha-1 .
El uso de la Mucuna pruriens como abono verde en plantaciones de maíz, obtuvo una fijación de nitrógeno:
Al suelo entre 42 y 132 kgN.ha-1 en los suelos de baja fertilidad.
entre 67 y 204 kgN.ha-1 en los suelos de mediana fertilidad.
y entre 74 y 234 kgN.ha-1 en los suelos con alta fertilidad.
Nitrógeno mineralizable:

 

El proceso de mineralización del nitrógeno orgánico del suelo durante el crecimiento de los cultivos, es de importancia ya que puede contribuir en gran parte a la nutrición de los. La estimación de la fracción del nitrógeno mineralizable es muy compleja ya que es afectada por diversos factores que tienen efecto sobre su dinámica, y están relacionados con los procesos de inmovilización y mineralización, que alteran la disponibilidad del nutriente para el cultivo.

La mineralización de nitrógeno del suelo responde a una cinética de primer orden ya que la cantidad neta que se obtiene por incubación de muestras en condiciones adecuadas para la actividad microbiológica, es directamente proporcional al tamaño del potencial de nitrógeno mineralizable.

 

En el tratamiento donde se usó como cobertura Mucuna pruriens se obtuvo durante las primeras semanas, una mineralización del 25% del nitrógeno aportado con la biomasa, equivalente a 58 mg.kg-1 de suelo.

Se observó que durante las tres primeras semanas, el nitrógeno aportado con la cobertura fue inmovilizado por parte de los microorganismos edáficos, para posteriormente pasar a formas inorgánicas (N-NO3 y N-NH4).

 

Carbono orgánico total

El carbono orgánico total del suelo, agrupa los materiales orgánicos que se acumulan en el suelo, que según el tipo de carbono se dividen en: carbono activo (10 a 20%), representa la materia orgánica de alta calidad que es fácilmente degradable y está constituida por la biomasa microbial, los metabólicos libres, sustancias no húmicas y ácidos fulvicos lábiles. El carbono lento (5 a 10%), representa la materia orgánica de menor calidad del suelo y mayor dificultad de ser biodegradada y está constituida por tejidos vegetales ricos en lignina. El carbono pasivo (60 a 90%), compuesto principalmente por húmus estable que se encuentra formando complejos con la arcilla, está constituido por los ácidos húmicos y las húminas.

 

Se realizaron investigaciones acerca del potencial acumulativo de carbono en el suelo, en sistemas con labranza tradicional, labranza cero y labranza mínima, usando cultivos de cobertura. Las investigaciones se realizaron en el sur de Brazil en dos tipos de suelo: Typic Paleudalf y Typic Paleudult. El establecimiento de Mucuna pruriens como cobertura vegetal permanente asociada con maíz, obtuvo un contenido de carbono orgánico total del suelo a una profundidad de (0- 5 cm) de 9420 mg.kg-1, que fue superior en 6210 mg.kg-1 comparado con el suelo bajo labranza tradicional y 2660 mg.kg-1 comparado con el sistema de labranza cero. Se obtuvo un aporte de Carbono orgánico al suelo, en el sistema Mucuna pruriens – maíz (Zea mays) de 4.51 Mg.ha-1.año-1, favoreciendo la sostenibilidad del recurso suelo.

En estudios realizados en Honduras del sistema de la abonera, que consiste en la rotación anual entre Mucuna pruriens y el maíz (Zea mays); Encontró un incremento del contenido de carbono estable del suelo del 20% en 11 Años de investigación, cifras que representan 6.21 Mg.ha-1 para el mismo periodo de tiempo.

 

Actividad biológica

Todos los organismos presentes en el suelo respiran y la gran mayoría, los Organismos aerobios, liberan CO2 en el proceso. El total de CO2 liberado incluye la Respiración por toda la flora y fauna del suelo y las raíces. Por tanto, la cantidad de CO2 liberada es un indicador de la actividad biológica (aerobia) en el suelo. Una
Alta tasa de respiración indica un nivel elevado de actividad biológica y puede señalar la descomposición rápida de la materia orgánica y la liberación de nutrientes. Un método indirecto de estimación de la actividad biológica del suelo, es la respirometría, que consiste en la cantidad de CO2 desprendido del suelo por
Unidad de área ó por unidad de masa, en un tiempo.

 

Investigaron el efecto de diferentes abonos verdes sobre las propiedades biológicas del suelo y el rendimiento de maíz (Zea mays), en un suelo. Se obtuvo un incremento general en la tasa de respiración del suelo, en las parcelas donde se establecieron los abonos verdes en comparación con el tratamiento testigo, que redujo su tasa de emisión de CO2 en el tiempo; posiblemente por disminución de la materia orgánica debido a su mineralización. Los autores concluyen que la tasa de respiración del suelo, depende de la composición química de los abonos verdes usados y de su relación C:N.

El establecimiento de cultivos de cobertura, involucra una adición de materia orgánica fresca al suelo, la cuál es aprovechada por los organismos edáficos como fuente de nutrientes.  Investigaron el efecto de la cobertura de Mucuna pruriens sobre las comunidades de macrofauna y nematofauna bajo un cultivo de maíz (Zea mays) en Benin África. Como tratamientos se tuvo:
•    Un sistema bajo labranza tradicional,
•    un sistema bajo fertilización mineral
•    y un sistema bajo cobertura.
Se encontró que el establecimiento de la cobertura favoreció el desarrollo de las lombrices de tierra, milpiés, cienpiés, coleópteros adultos, dípteros e isópodos; y redujo las poblaciones de hormigas y dermaptera; en comparación con los demás tratamientos.

 

La presencia de Mucuna pruriens, modificó la estructura, composición y diversidad de la biota del suelo y estimuló el desarrollo de organismos que pueden promover la estructuración del suelo y hacer más disponibles los nutrientes.

Biomasa microbiana.

 

El C-biomasa microbiana, se relaciona con el carbono orgánico del suelo, y Permite estimar qué proporción de carbono orgánico en el suelo es inmovilizado por los microorganismos. El C-biomasa microbiana del suelo y las actividades de las enzimas en el suelo.
Responden mucho más rápidamente a los cambios en las prácticas de manejo del Suelo, comparado con el contenido de materia orgánica.

Estudiaron las dinámicas en la mineralización y biomasa microbiana durante la descomposición de cuatro leguminosas usadas como abono verde: Mucuna pruriens, Crotalaria juncea, Crotalaria retusa y Calopogonium mucunoides.

 

El estudio se realizó en un suelo franco arenoso. Se obtuvo un incremento en la biomasa microbiana del 250% durante los primeros 4 días de aplicados los abonos verdes.
En comparación con el testigo; que fue explicado como un proceso inicial de inmovilización del carbono por parte de los microorganismos.

El tratamiento donde se usó la Mucuna pruriens, mostró el segundo incremento en la biomasa microbiana seguido de la Crotalaria juncea, sin embargo los valores en la biomasa microbiana en los tratamientos con abono verde se redujeron a partir del quinto día hasta el día 66, en casi el 80%; describiendo un proceso de mineralización.

 

Se obtuvo resultados similares, en el incremento del C- biomasa microbiana después de incorporar al suelo residuos de Phacelia tanacetifolia como abono verde, en un suelo Typic Argixeroll de California USA. Los valores del C biomasa microbiana, se incrementaron notablemente durante las dos primeras semanas de incorporar el abono verde hasta lograr un pico máximo de 135 gC.m-2 a una  profundidad de (0-30 cm). Sin embargo, estos niveles presentaron una 16 reducción sustancial, hasta equilibrarse a los 60 días aproximadamente, en 50 gC.m-2.

Físicas

Humedad del suelo;

 

La cantidad de agua que posee el suelo es una de sus características más específicas y está determinada fundamentalmente, por su textura, su contenido de materia orgánica, la composición de sus fracciones mineral y orgánica y el arreglo que presente el medio físico edáfico, por el aporte que se le haga natural (lluvia) o artificialmente (riego) de ella, así como por el consumo causado por la evapotranspiración.

Una de las ventajas del uso de coberturas vegetales en la producción de cultivos, reside en la conservación de la humedad del suelo. Esta proviene de la menor evaporación frente a la labranza tradicional. El mayor contenido de agua en el suelo con cobertura queda disponible para la transpiración de las plantas, aumentando así la eficiencia hidrológica de las mismas. Estos efectos varían directamente relacionados con el flujo de vapor del agua, el cual se ve reducido con el incremento de la cobertura vegetal en los sistemas de labranza mínima.

 

Se estudiaron el efecto de Mucuna pruriens como cultivo de cobertura en la agricultura.  El establecimiento de la cobertura obtuvo un incremento del 20% en el contenido de agua aprovechable del suelo, en comparación con el testigo. Este incremento en el contenido de agua aprovechable, tuvo una alta correlación con el contenido de materia orgánica, el cuál presentó un incremento similar. Se encontraron resultados similares cuando usaron una cobertura de Centeno (Secale cereale) en un cultivo de soya, en un suelo Typic Endoaquults de USA. El incremento en el contenido de humedad volumétrica del suelo fue de 21% (8 cm3.cm-3) en el suelo con la cobertura, comparado con el Suelo testigo.

Pérdidas de suelo

 

La erosión, según (Anaya et al, 1977) citado por (Rivera, 2007), se define como el proceso físico que consiste en el desprendimiento y arrastre de los materiales del suelo por los agentes del intemperismo. (Ellison, 1947), citado por (Hudson, 1982), define la erosión como el proceso de separación, transporte y depósito de los materiales del suelo por los agentes causantes, tales como la lluvia, el viento y el hombre.

Según la ecuación universal de pérdida de suelo (EUPS) planteada por (Wischmeier y Smith, 1978), los principales factores que intervienen en los procesos erosivos del suelo, son: La longitud y gradiente de la pendiente, la erosividad de la zona, la erodabilidad del suelo, el tipo de cultivo y las prácticas de conservación.

 

En estudios donde se usó una cobertura de Mucuna pruriens intercalada con una plantación de maíz (Zea mays); encontraron unas perdidas en el suelo con cobertura de 2.9 Mg.ha-1.año-1; reduciendo dichas
pérdidas en 91% (31.1 Mg.ha-1.año-1) y 69% (6.4 Mg.ha-1.año-1), con respecto a los suelos con labranza tradicional sin fertilización y labranza tradicional con fertilización mineral. Estas diferencias indican los beneficios del uso de la especie sobre la conservación del recurso suelo.
 

Efectos de Mucuna pruriens Sobre el Cultivo de Maíz (Zea mays)

 

Control de arvenses (malezas)

Las arvenses, son especies vegetales que invaden los cultivos y prados artificiales. Estas especies han sido consideradas como un obstáculo al desarrollo de una agricultura sostenible. Los factores de competencia entre las arvenses y los cultivos, principalmente por luz y nutrientes; afectan los rendimientos esperados por los agricultores.

 

La práctica de sembrar especies leguminosas en los cultivos de granos puede contribuir en gran medida a controlar las arvenses. En Honduras y otras partes de Centroamérica, está dando resultados muy prometedores el uso de Mucuna pruriens cuando se siembra asociado con los cultivos tradicionales de maíz (Zea mays) y sorgo (Sorghum bicolor) (Flores, 1991).

Evaluaron algunos beneficios del uso de las coberturas de Mucuna pruriens y Cannavalia ensiformis, sobre un cultivo de maíz (Zea mays).  Se obtuvo entre otros resultados, una supresión máxima de 74.4% y 72.9%, en el contenido de arvenses en los tratamientos con Mucuna pruriens y Cannavalia ensiformis, respectivamente.
Las especies de arvenses más reducidas con las coberturas fueron: Cynodon dactylon, Brachiaria lata, Pennisetun polystachion; y la especie más dominante durante el experimento fue Paspalum scrobiculatum.

 

Evaluaron cinco leguminosas: Mucuna pruriens, Stizolobium aterrimum, Vigna unvellab, Crotalaria juncea y Vigna unguiculata; como coberturas vegetales y su efecto sobre la vegetación espontánea, en un suelo del Estado de Trujillo Venezuela. La Mucuna pruriens, obtuvo la mayor interferencia sobre las 20 arvenses del suelo, seguida de Stizolobium aterrimum, Vigna unguiculata, Vigna unvellab y Crotalaria juncea.