Localización y condiciones del estudio

Se llevaron a cabo dos experimentos en lotes contiguos, en el área experimental del Departamento de Producción Vegetal de la Escuela Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" (ESALQ) de la Universidad de São Paulo (USP), en el municipio de Piracicaba, estado de São Paulo, Brasil, a 546 msnm, 22°42'30" S y 47°38'00" W El primer experimento (I) se realizó entre el 4 de diciembre de 2008 y el 23 de mayo de 2009, y el segundo experimento (II) entre los días 22 de enero y 3 de julio de 2009. Los datos climatológicos de estos periodos fueron obtenidos por la estación meteorológica del Laboratorio de Ingeniería de Biosistemas de la ESALQ/USP (Fig. 1).

Figura 1 Datos climáticos registrados en ESALQ/USP (Piracicaba-SP, Brasil) en el momento de realizarse el experimento I (A) y experimento II (B). 

El suelo de las áreas experimentales fue clasificado como Nitosol rojo eutrófico A moderado de textura arcillosa. El análisis químico local del experimento I fue el siguiente: pH (CaCl₂) 5,9; materia orgánica 27,8 g dm^-3; fósforo 377,6 mg dm^-3; azufre 49,6 mg dm^-3; potasio 11,6 mmol_c dm^-3; calcio 81,6 mmol_c dm^-3; magnesio 19,2 mmol_c dm^-3; H+Al 26 mmol_c dm^-3; suma de bases 112,4 mmol_c dm^-3; capacidad de intercambio catiónico 138,4 mmol_c dm^-3; saturación de bases 81,2 mmol_c dm^-3; boro 0,8 mg dm^-3; cobre 12,2 mg dm^-3; hierro 54,8 mg dm^-3; manganeso 28,9 mg dm^-3; zinc 21,4 mg dm^-3. En el experimento II, los resultados del análisis fueron: pH (CaCl₂) 5,9; materia orgánica 31,2 g dm^-3; fósforo 412,6 mg dm^-3; azufre 12,0 mg dm^-3; potasio 9,5 mmolc dm^-3; calcio 115,6 mmolc dm^-3; magnesio 21,2 mmolc dm^-3; H+Al 23,8 mmolc dm^-3; suma de bases 146,3 mmolc dm^-3; capacidad de intercambio catiónico 170,1 mmolc dm^-3; saturación de bases 86,0 mmolc dm^-3; boro 0,6 mg dm^-3; cobre 10,3 mg dm^-3; hierro 50,8 mg dm^-3; manganeso 30,0 mg dm^-3; zinc 25,1 mg dm^-3.

Estos análisis se llevaron a cabo momentos antes del inicio de los experimentos. Para el análisis de la materia orgánica se usó dicromato de K y posteriormente análisis colorimétrico; P, K, Ca y Mg fueron analizados por el método de resina. B a través de la metodología con agua caliente; Cu, Fe, Mn y Zn por extracción con DTPA; S por extracción con fosfato de calcio 0,01 mol L^-1.

Material vegetal

Los abonos verdes evaluados presentaron las siguientes características, conforme a lo descrito por ^{Calegari et al. (1993)}: Mucuna deeringiana Merr.: planta anual de crecimiento determinado, de clima tropical y subtropical, con buen desarrollo en suelos arcillosos y arenosos; ofrece alguna resistencia a condiciones de acidez y baja fertilidad. Crotalaria juncea L.: planta de clima tropical y subtropical, con buen desenvolvimiento en suelos arcillosos y arenosos; presenta crecimiento rápido y elevada producción de biomasa. Crotalaria spectabilis Roth: planta anual de clima tropical y subtropical con buen desarrollo en los diferentes tipos de textura de suelo; posee raíz pivotante profunda y el crecimiento inicial es lento.

Se emplearon dos cultivares de perejil, Graúda Portuguesa y Lisa Preferida. El primer cultivar presenta hojas grandes, lisas y de color verde oscuro, tallos gruesos y largos que miden cerca de 30 a 35 cm de altura, permite varios cortes obteniéndose alto rendimiento. El segundo cultivar crece con hojas lisas, largas y de color verde oscuro, miden de 30 a 35 cm de altura, pueden realizarse varios cortes y es resistente al volcamiento. El inicio de la cosecha ocurre entre 45 y 55 d después de sembradas (dds) en ambos cultivares.

Manejo del experimento y variables analizadas

Las semillas de los abonos verdes fueron sembradas al voleo y cortadas a los 75 y 95 dds, en los experimentos I y II, respectivamente. Estos experimentos no se llevaron a cabo secuencialmente, sino con un desfase de 48 d entre uno y otro experimento. Para el experimento I después del corte de los abonos verdes, las plantas fueron dejadas como cobertura sobre los surcos. En el experimento II, una semana después del corte fueron formados los surcos de siembra e incorporados sobre la superficie.

En ambos experimentos, inmediatamente después del corte de los abonos verdes, fueron colectadas muestras de suelo entre 0 a 20 cm de profundidad. En todas las parcelas se realizó una caracterización química de la materia orgánica, pH, capacidad de intercambio catiónico (CIC) y contenido de P, K, Ca, Mg, B, Cu, Fe, Mn y Zn. Para la determinación de las propiedades físicas del suelo (densidad, porosidad total, macro y microporosidad), se colectaron muestras inalteradas a esta misma profundidad con la ayuda de anillos volumétricos. En los dos experimentos se trasplantó las plántulas de perejil a 32 d después del corte de los abonos verdes. Las plántulas de perejil fueron producidas en vivero comercial usando bandejas de 288 celdas utilizando como substrato fibra de coco y colocando 10 semillas por celda. Después de la geminación las bandejas fueron transferidas a invernadero para el desarrollo de las plántulas. Se plantaron con un espaciamiento de 15 cm entre plantas y 30 cm entre líneas. Cada subparcela tenía 20 plantas.

Para determinación de la masa fresca, se cosecharon los abonos verdes en un área equivalente a 1 m² por parcela. Después de esta etapa, 500 g de cada muestra se secaron por 48 h en estufa a 65°C con circulación forzada para las mediciones de masa seca de los materiales vegetales.

El perejil fue cosechado mediante el corte de las plantas inmediatamente encima de los brotes nuevos en un área de 0,45 m² en el centro de la subparcela a los 90 d después del trasplante (DDT) en el experimento I y 100 DDT en el experimento II. Se evaluó la producción de masa fresca del tallo, hojas, total (parte aérea), área foliar, número de hojas, masa seca del tallo, hojas y total. La masa fresca de cada parte y total es usada para evaluar el rendimiento destinado para industria (tallos y hojas). El área foliar fue medida a través de un medidor de área foliar Licor 3100-C (Biosciences, Lincoln, NE).

Diseño experimental y análisis estadístico

Se empleó un diseño experimental de bloques al azar dispuesto en parcelas divididas, con cinco repeticiones. Las parcelas (10,8 m2) estaban compuestas por tres abonos verdes (M. deeringiana, C. juncea y C. spectabilis) y el tratamiento control (sin cobertura), mientras que las subparcelas (1,8 m²) estaban formadas por los cultivares de perejil (Graúda Portuguesa y Lisa Preferida). Se realizó un análisis de variancia de los datos y la prueba de Tukey al 5% de probabilidad.

Producción de biomasa de los abonos verdes

La cobertura C. juncea produjo mayor masa fresca comparado a M. deeringiana y mayor masa seca en relación a los demás tratamientos del experimento I. En el experimento II, la masa fresca y seca también fueron superiores para C. juncea en relación a las demás leguminosas (Tab. 1), corroborando con los resultados obtenidos por ^{Calegari et al. (1993)} y ^{Wutke et al. (2009)}.

Tabla 1 Producción de masa fresca y seca de tres abonos verdes a los 75 d después de la siembra en Piracicaba, Brasil. 

Promedios con letras distintas, en la misma columna, indican diferencia significativa según la prueba de Tukey (P≤ 0,05).

En el experimento I, la producción de masa seca de C. juncea y M. deeringiana alcanzó un 54,4% y 136,8% de mayor producción en relación a los registros reportados por ^{Wutke et al. (2009)}, cuyos rendimientos máximos alcanzaron 10,0 y 17,6 t ha^-1 para C. juncea y 2,0 y 4,0 t ha^-1 para M. deerengiana entre septiembre y marzo. Para C. spectabilis, el rango de masa seca reportado por esos autores fue 4 a 14,9 t ha^-1. En el experimento II, aún con producciones menores en relación al primer experimento en consecuencia a menores temperaturas en ese período (Fig. 1) y por tanto menor crecimiento, los valores de masa seca de los tres abonos verdes evaluados se mantuvieron dentro de los rangos obtenidos por esos autores.

Propiedades físicas y químicas del suelo

Pese a que las condiciones favorecieron la producción de masa seca en los abonos verdes, las características químicas del suelo en el experimento I no fueron alteradas con el empleo de los abonos verdes conforme a lo esperado (Tab. 2). Segundo ^{Myers et al. (1994)} citado por ^{Espindola et al. (2005)} son varios los factores que pueden influenciar en la degradación de los abonos verdes, siendo los principales las características edafoclimáticas, la composición química de los abonos verdes y las estrategias de manejo. De acuerdo con esos autores, en las mismas condiciones de clima y suelo, la velocidad de descomposición de los abonos verdes es afectada por la composición química del material vegetal. Abonos verdes con elevadas relaciones C/N y alto contenido de lignina proporcionaron una velocidad de descomposición y disponibilidad de nutrientes que no fueron suficientes para alterar las características químicas del suelo en el primer año de cultivo, más aún en un suelo con alta fertilidad como el que fue utilizado. Bajas relaciones lignina/ nitrógeno son necesarias para aumentar la velocidad de descomposición de los abonos verdes y, consecuentemente, proporcionar nutrientes en el suelo (^{Cobo et al., 2002}). En un suelo más pobre (que no fue el caso de este trabajo), inmediatamente después del primer año podría esperarse alguna mejoría en la fertilidad, sin embargo ^{Alcântara et al. (2000)} en estudios sobre la recuperación de los suelos degradados, 150 d después de realizado el manejo, no encontraron efecto de los abonos verdes sobre la fertilidad del suelo.

Tabla 2 Características químicas y físicas de suelos con tres abonos verdes bajo dos experimentos en Piracicaba, Brasil. 

¹ suma de bases; ² capacidad de intercambio catiónico; ³ saturación de bases; ^ns no significativo a P≤0,05; ^* significativo a P≤0,05; Md: M. deeringiana; Cs: C. spectabilis; Cj: C. juncea.

En el experimento II, las concentraciones de Ca y P y la suma de bases aumentaron con el cultivo de M. deeringiana en relación a los demás abonos verdes y al control (Tab. 2), probablemente porque las plantas de esa especie extrajeron más P y Ca y sufrieron el proceso de descomposición más rápido en relación a los demás, haciendo disponibles esos nutrientes en el suelo. La especie M. deeringiana tiende a tener menor relación C/N (12 a 20) en comparación con especies de Crotolaria (17 a 20), acelerando la descomposición (^{Wutke et al., 2007}). La incorporación de los abonos verdes en el experimento II ayudó también a una mayor descomposición, beneficiando más a la Mucuna. Según ^{Cavalcante et al. (2012)} la M. deeringiana cosechada con 50% de las plantas en la fase de florecimiento extrajo más P y Ca que otros abonos verdes. Para ^{Sharifi et al. (2014)} el empleo de abonos verdes aumentó la biomasa microbiana del suelo, resultando en mayor fertilidad y disponibilidad de nutrientes para las plantas. Cultivos sucesivos de C. juncea, repollo y maíz, después de tres años consecutivos, aumentaron las concentraciones de P y redujeron las de K y Mg, además del pH. Las concentraciones de calcio, la suma de bases, la CIC potencial (pH 7,0) y el contenido de materia orgánica del suelo, por su parte, no fueron alterados por esta práctica de manejo según ^{Souza et al. (2015)}.

Las propiedades físicas del suelo no fueron influenciadas por los abonos verdes (Tab. 2), evidenciando que la mayor influencia de la técnica de los abonos verdes, a corto plazo, es la protección y la conservación de la humedad del suelo (^{Villatoro, 2000}). No son esperables cambios en la física del suelo producto de un solo ciclo de cultivo con abonos verdes. ^{Silva et al. (2008)} demostraron que algunas propiedades físicas del suelo como la humedad, macroporosidad, microporosidad y porosidad total no fueron influenciadas por los sistemas de manejo del suelo, caracterizados por cultivos sucesivos de C. juncea y frijol, y el consorcio entre Mucuna y maíz seguido también del frijol. En otro trabajo, ^{Nascimento et al. (2005)}, evaluando los efectos en la física del suelo de varios abonos verdes, entre ellos C. juncea, constataron que la densidad, la porosidad total, la arcilla dispersa en agua y la estabilidad de los agregados permanecieron inalteradas después de tres años de experimento.

Productividad del perejil

En ninguno de los experimentos hubo interacción significativa entre los abonos verdes y los cultivares de perejil (Tab. 3). La producción de masa fresca y seca de las hojas, tallos y total (parte aérea) aumentaron con el cultivo de los abonos verdes pero no difirieron significativamente entre sí en el primer experimento.

Tabla 3 Efecto de tres abonos verdes sobre la producción de masa fresca y seca en dos cultivares de perejil en dos experimentos (Piracicaba-SP, Brasil). 

Promedios con letras distintas, en la misma columna, indican diferencia significativa según la prueba de Tukey (P≤ 0,05).

El área foliar del perejil fue superior en las áreas cultivadas con los abonos verdes M. deeringiana y C. spectabilis en relación al control. ^{Bento et al. (2014)} demostrando efectos benéficos de estos dos abonos verdes en la productividad de hortalizas de hoja, obtuvieron mayor producción de lechuga.

En el segundo experimento, los abonos verdes no afectaron las características estudiadas para los cultivares de perejil 'Graúda Portuguesa' y 'Lisa Preferida'. Resultados semejantes fueron obtenidos por algunos autores como ^{Fontanétti et al. (2006)}, donde los abonos verdes Crotolaria juncea, Mucuna aterrima y Canavalia ensiformis no presentaron un aumento de masa y de productividad para repollo y lechuga americana en relación al control. Para el caso de zanahoria plantada en suelos incorporados con C. juncea, fueron reportadas mayores productividades, sin embargo no se encontró significancia en relación a la fertilización convencional inorgánica (^{Bruno et al., 2007}). En plantas de frijol, el aumento de la productividad tampoco fue significativo en suelos cultivados con M. aterrima (^{Arf et al., 1999}). Los resultados obtenidos en el experimento II obedecen posiblemente al hecho de haber acumulado menor biomasa de los abonos verdes en relación al experimento I. Así, las condiciones no favorecieron para aumentar significativamente la productividad del perejil, aun siendo incorporada la biomasa de los abonos verdes antes de la siembra del perejil.

La otra posible justificación, es que la sincronía entre la liberación de nutrientes de los abonos verdes y los períodos de mayor demanda por nutrientes en las plantas de perejil puede no haber ocurrido. En el experimento II, las temperaturas más favorables que se registraron en los últimos 76 d de cultivo del perejil (acumulando más días fríos con temperaturas mínimas inferiores a 15°C, Fig. 1) pueden haber afectado la tasa de descomposición de los abonos verdes, consecuentemente la mineralización de los nutrientes y el patrón de crecimiento del perejil. La productividad de ese cultivo por efecto de los abonos verdes depende de factores abióticos como la temperatura, que afecta la tasa de crecimiento y de descomposición de los propios abonos verdes así como la tasa de crecimiento del propio perejil. Para ^{Alcântara et al. (2000)}, citado por ^{Santos et al. (2014)}, los efectos benéficos de los abonos verdes en la producción de plantas pueden ser influenciados por factores abióticos como la temperatura. ^{Miyazawa et al. (2014)} mencionan que fluctuaciones en las condiciones ambientales pueden también alterar los patrones de crecimiento y las interacciones entre especies vegetales.