In agriculture, a living mulch is a cover crop interplanted or undersown with a main crop, and intended to serve the purposes of a mulch, such as weed suppression and regulation of soil temperature. Living mulches grow for a long time with the main crops, whereas cover crops are incorporated into the soil or killed with herbicides.
Other benefits of mulches are slowing the growth of weeds, and protecting soil from water and wind erosion. Some living mulches were found to increase populations of the natural enemies of crop pests.[1] Legumes used as living mulches also provide nitrogen fixation, reducing the need for fertilizer.
When cover crops are turned over into the soil, they contribute nutrients to the main crop so that less chemical fertilizer is required.[2] The amount of the contribution depends on the biomass, which varies over time and depends on rainfall and other factors. The greater the biomass, the greater the nutrient turnover of land. Legume cover crops turn over nitrogen fixed from the atmosphere. Reports indicate that legumes in general have higher foliar nitrogen contents, from 20 to 45 mg g-1.[3]
Bare soil resulting from intensive tillage can lead to soil erosion, nutrient losses, and offsite movement of pesticides. In addition, weeds can germinate and grow without competition. Living mulches can reduce water runoff and erosion, and protect waterways from pollution. Living mulches have also been shown to increase the population of organisms which are natural enemies of some crop pests.[1]
Living mulches control weeds in two ways. When they are seeded before weed establishment, they suppress weeds by competition.[4] In some situations, the allelopathic properties of living mulches can be used to control weeds. For example, the allelopathic properties of winter rye (Secale cereale), ryegrasses (Lolium spp), and subterrain clover (Trifolium subterraneum) can be used to control weeds in sweet corn (Zea mays var "rugosa") and snap beans (Phaseolus vulgaris).[5]
Las poblaciones de depredadores terrestres fueron mayores en una rotación de maíz y soja con mantillo vivo de alfalfa y trébol kura que sin mantillo vivo. [6] Esta situación se debió en parte a un cambio en la composición de la vegetación en el sistema agrícola. [7]
Desafortunadamente, los mantillos vivos compiten por los nutrientes y el agua con el cultivo principal [8] y esto puede reducir los rendimientos. Por ejemplo, Elkins et al. (1983) examinaron el uso de festuca alta ( Festuca arundinacea ), bromegrass liso ( Bromus inermis ) y orchargrass ( Dactylis glomerata ) como mantillo vivo. Descubrieron que los herbicidas mataban entre el 50% y el 70% de los mantillos, pero el rendimiento del maíz se reducía entre el 5% y el 10% al final de la cosecha. [9]
Aunque los cultivos de cobertura de leguminosas tienen una gran producción y rotación de biomasa, no es probable que aumenten la materia orgánica del suelo . [10] Esto se debe a que las leguminosas utilizadas como mantillo vivo tienen un mayor contenido de N y una proporción baja de C a N. [3] Entonces, cuando los residuos de leguminosas se descomponen, los microbios del suelo tienen suficiente N disponible para mejorar la descomposición de los materiales orgánicos en el suelo.
En los trópicos, es común sembrar cultivos de árboles con mantillos vivos, como cubiertas de leguminosas en plantaciones de palma aceitera , [11] coco [12] y caucho. [13]
En México , las leguminosas utilizadas tradicionalmente como abono vivo se probaron como supresores de nematodos y malezas. [14] Las coberturas incluían frijol terciopelo ( Mucuna pruriens ), frijol canavalia ensiformis , frijol jumbieb ( Leucaena leucocephala ) y tamarindo silvestre ( Lysiloma latisiliquum ). El extracto acuoso de frijol terciopelo redujo el índice de agallas de Meloidogyne incognita en las raíces del tomate , pero también suprimió el enraizamiento del tomate. Además, el frijol terciopelo suprimió el crecimiento radical de las malezas locales Alegria ( Amaranthus hipochondriacus ) en un 66% y Barnyardgrass ( Echinochloa crus-galli ) en un 26,5%.
Nicholson y Wien (1983) sugirieron el uso de céspedes cortos y tréboles como coberturas vivas para mejorar la resistencia a la compactación del suelo. Estos autores establecieron el pasto liso ( Poa pratensis ) y el trébol blanco ( Trifolium repens ) como mantillos vivos, ya que no causaban reducción del rendimiento del maíz (el cultivo principal que lo acompaña). [15]
En un estudio, masticar festuca o festuca roja ( Festuca rubra ) y trébol ladino ( Trifolium repens ) fueron mantillos vivos eficaces para controlar el crecimiento de malezas. [8] Desafortunadamente, estos cultivos de cobertura también competían con el maíz por el agua, lo que era particularmente problemático durante un período seco. También se mencionó la posibilidad de utilizar trébol ladino ( Trifolium repens ) como potencial abono vivo; sin embargo, este trébol era difícil de matar con herbicidas en invierno. [8]
Debido a que compiten con el cultivo principal, es posible que eventualmente sea necesario eliminar mecánica o químicamente los mantillos vivos. [16] [17]
Es importante seleccionar con prudencia la dosis de herbicida adecuada para quemar un mantillo vivo. En 1989, Echtenkamp y Moomaw descubrieron que las dosis de herbicidas eran inadecuadas para suprimir todos los mantillos vivos. [8] Por lo tanto, los mantillos competían con el cultivo principal por los recursos. En algunos casos, el trébol no pudo morir con la primera aplicación del herbicida, por lo que fue necesaria una segunda aplicación. Para otro tratamiento, se utilizaron dosis tan altas que causaron que el cultivo de cobertura muriera demasiado rápido, de modo que las malezas de hoja ancha invadieron el maíz. Este estudio sugirió que se deben considerar cuidadosamente el momento y la dosis del herbicida.
Se probaron mantillos vivos en sistemas de producción de maíz sin labranza con dos métodos para establecer mantillos vivos de pasto y leguminosas (pasto y leguminosas) entre las hileras de maíz. [8] En 1985, no hubo diferencias entre sembrar y esparcir las semillas a mano en ese estudio. Sin embargo, en 1986, la perforación resultó en poblaciones más altas (97 plantas m-2) que la siembra al voleo (64 plantas m-2), probablemente debido a los niveles de precipitación. Se debe considerar la precipitación porque los agricultores no tienen control sobre ella.
Beard (1973) recomendó masticar festuca (festuca roja) ( Festuca rubra var "commutata" var "shadow FESRU") como un buen mantillo vivo porque se adapta a las condiciones de sombra del maíz y la soja. [18] Esta hierba también se adapta bien a suelos secos y pobres.
Los cultivos de cobertura de leguminosas tienen importantes efectos positivos sobre el ciclo de nutrientes de los cultivos arbóreos. [3] Los mantillos vivos de leguminosas funcionan de tres maneras:
Lehmann et al. (2000) midieron la acumulación de biomasa aérea de Pueraria faseoloides , que es un mantillo vivo utilizado en cultivos de árboles tropicales. Descubrieron que Pueraria acumuló 8,8 toneladas métricas de MS (materia seca) ha-1 en comparación con 4,4 t MS ha- 1 de Theobroma grandiflorum y 1,4 t MS ha-1 de Bactris gasipaes . [3] Estas dos últimas especies son especies cultivadas nativas del Amazonas.
La cubierta vegetal como mantillo vivo protege el suelo contra la erosión del viento y del agua. Las plantas deben formar un manto o mantillo espeso que proteja el suelo del desprendimiento. Los mantillos vivos interceptan las gotas de lluvia y reducen la escorrentía. La protección que brinda dicha vegetación contra el viento está influenciada principalmente por la cantidad de biomasa que cubre el suelo (difiere con cada spp), la geometría de la planta y la orientación de las hileras. [19]
En un experimento, se comparó la escorrentía de agua y la pérdida de suelo en una pendiente del 14 % con labranza rotativa (RT), labranza cero con mantillo de rastrojo de maíz (NT-CSM), labranza cero con mantillo vivo de trébol de pata de pájaro CSM+ (NT-BFT) y sin labranza en CSM y mantillo vivo de arveja (NT-CV). Los resultados indicaron que el escurrimiento de agua fue de 6.350 L ha-1 para NT-BFT, 6.350 L ha-1 para NT-CSM, 5.925 L ha-1 para NT-CV y 145.000 L ha-1 para RT. La pérdida de suelo para el RT fue de 14,22 t ha-1 mientras que con los demás tratamientos fue inferior a 0,5 t ha-1. La menor pérdida de suelo se obtuvo con NT-CV 0,02 toneladas ha-1. [20] La reducción de la escorrentía de agua y la erosión es una de las mayores ventajas de tener un cultivo de cobertura. El suelo se puede erosionar fácilmente sin cobertura vegetal ni residuos de plantas. Lo ideal es que la erosión del suelo sea inferior a 4 a 5 toneladas/ha/año. [21]