Las malas hierbas pueden definirse como plantas que crecen fuera de lugar y pueden poblar rápidamente ecosistemas que no sustentan a sus enemigos naturales. Se están utilizando muchos métodos para mantener las malezas bajo control. Estos incluyen quemarlos, sacarlos o cortarlos y tratarlos con herbicidas.

Los productores de hortalizas clasificaron a las malas hierbas como el principal obstáculo para la producción de cultivos orgánicos. En las primeras etapas del crecimiento de los cultivos, las malezas compiten a un ritmo más rápido que las semillas de los cultivos por el agua, el espacio y los nutrientes, especialmente en los primeros 20 a 30 días de crecimiento del cultivo. Los productores orgánicos han estado utilizando el cultivo mecánico y el deshierbe manual para controlar las malas hierbas. Sin embargo, el cultivo frecuente del suelo disminuye la salud del suelo y altera el sistema ecológico; aumenta los costos de combustible y mano de obra, y trae semillas de malezas enterradas a la superficie del suelo. El control biológico es muy prometedor para el manejo de malezas a largo plazo, económico y ambientalmente sensible.

¿Qué es el control biológico de malezas?

Las plantas se etiquetan como "malas hierbas" cuando sus enemigos naturales se vuelven ineficaces o no existen. En la naturaleza, las plantas están controladas biológicamente por organismos naturales. El control biológico de malezas implica el uso de agentes biológicos que incluyen organismos vivos, como insectos, nematodos, bacterias u hongos, para reducir las poblaciones de malezas. Al introducir agentes de control biológico, intentamos restaurar o mejorar los sistemas de la naturaleza.

Cómo introducir agentes de control biológico

El uso de abono como abono para el suelo (de 4 a 6 cm (10 a 15 pulgadas)) puede ser más eficaz en la supresión de malezas. Sin embargo, los composts pueden variar en sus componentes químicos y biológicos según el método de preparación y los componentes de la materia prima. Además, la aplicación de compost en estas cantidades puede resultar costosa. Como método de manejo de malezas, los extractos de compost diseñados química y biológicamente ofrecen un enfoque de control biológico ecológico que complementa los métodos convencionales. Ayuda a satisfacer la necesidad de nuevas estrategias de manejo de malezas mientras protege la salud del suelo. Esta aplicación anual de extractos de compost ricos en agentes biológicos reducirá la expresión de malezas al reducir el número de semillas de malezas almacenadas en el suelo.

Cómo diseñar extracto de compost para reducir la expresión de malezas

No todos los composts se crean por igual, ni se considera que sus preparaciones de extractos contengan los agentes de control biológico que atacan malezas específicas. Los productores orgánicos, ya sea que cultiven vegetales, hierbas, bayas o cultivos nativos, se enfrentan constantemente al desafío de las malezas que crecen a un ritmo más rápido que sus cultivos comerciales. Estas malas hierbas incluyen un pigweed, cordero, galinsoga peludo y cardo canadiense.

En 2015, preparé pilas de compost con diversos componentes de materia prima a diferentes velocidades para fomentar la diversidad en la comunidad microbiana y, posteriormente, producir extractos de compost que se dirigen a varias especies de malezas. Se preparó una pila de abono (C1) con un 30 por ciento de marrón (astillas de madera y paja), un 50 por ciento de verde (mantillo de hojas, hojas y tallos de tomate) y un 20 por ciento de nitrógeno alto (planta entera de girasol) y la segunda pila de abono (C2) tenía porcentajes similares de alto contenido de nitrógeno pero con 50 por ciento marrón y 30 por ciento verde de los mismos componentes de la materia prima. Estos materiales de materia prima se mezclaron y se colocaron en capas en contenedores de abono de 3 pies (91.4 cm) de altura hechos de tela metálica galvanizada con malla de 0.5 pulgadas (1.27 cm) (foto 1).

Las pilas se voltearon cuatro veces cuando las temperaturas aumentaron más allá de 131 ° F (55 ° C) y por debajo de 170 ° F (76.6 ° C). A continuación, se utilizaron pilas de abono curado para preparar extractos de abono burbujeando aire en contenedores que contenían abono con agua desionizada en varias diluciones durante 24 horas antes de probarse en semillas de malezas y cultivos en condiciones controladas.

Los extractos de compost se prepararon en diluciones 1: 2, 1: 3, 1: 4, 1: 5, 1:10 y 1:20. Se colocaron diez semillas por especie de maleza en placas de Petri y se probaron en cada dilución en tres repeticiones en una incubadora a 24 ° C. Se evaluaron los porcentajes de germinación de semillas de malas hierbas cinco días después del inicio de los experimentos. Las semillas de pepino también se utilizaron como cultivo comercial modelo en estos experimentos.

¿Qué mostró la investigación?

Los resultados mostraron que las pilas de compost, si bien tienen materias primas similares, su distribución química y biológica está determinada por la proporción de estas materias primas (tabla 1).

Solo los extractos de compost con diluciones de 1: 3 (compost a agua (volumen a volumen)) fueron más efectivos para reducir la germinación de semillas de mala hierba en condiciones controladas. El extracto de compost preparado a partir de la pila C1 redujo la germinación del pigweed en un 20 por ciento en comparación con el agua desionizada a p = 0.0032.

De manera similar, el porcentaje de germinación de semillas en cuartos de cordero fue menor en los extractos de compost C1 y C2 (52 por ciento y 57 por ciento, respectivamente) pero no estadísticamente diferente del agua desionizada (65 por ciento). A la dilución 1: 3, las semillas de pepino no se vieron afectadas como las incubadas en diluciones 1: 2 (mostraron una reducción severa en el alargamiento de la raíz). Los resultados también mostraron que tanto C1 como C2 en diluciones 1: 3 mejoraron significativamente con p = 0.018 germinación de semillas de pepino (100 por ciento y 87 por ciento, respectivamente) en comparación con agua desionizada (43 por ciento). Si bien estos resultados verificaron una prueba de concepto del uso de extractos de compost diseñados química y biológicamente para reducir la expresión de malezas, era necesario llevar este concepto un paso más allá y evaluar su utilidad en condiciones de campo.

Nuestro ensayo de seguimiento

En la primavera de 2016 se realizó una prueba de campo de seguimiento para evaluar si las aplicaciones de extracto de compost C1 en diluciones 1: 3 serán útiles para suprimir la expresión de malezas en comparación con el cultivo del suelo (tratamiento estándar del cultivador).

En un diseño de bloques completos al azar (RCBD) con cuatro repeticiones, se compararon dos tratamientos de aplicación de extracto de compost con el tratamiento estándar del productor (cultivo entre filas de plantas de cultivo). El primer tratamiento de aplicación de extracto de compost se denomina tratamiento previo y posterior a la siembra (las parcelas recibieron extractos de compost antes y después de plantar el cultivo comercial), mientras que el segundo tratamiento se denomina tratamiento posterior a la siembra (el extracto de compost solo se aplicó después de la se sembró o sembró un cultivo comercial).

Cuando se aplicaron extractos de compost en parcelas dedicadas a tratamientos de compost, las parcelas estándar del productor se trataron con agua. Las tierras se cultivaban anteriormente para cultivos de cobertura de centeno de cereales. El suelo se cultivó, se descascó y se empacó dos semanas antes de plantar el repollo. Las plántulas de repollo 'Tender Sweet' se establecieron en el invernadero en marzo de 2016. Las plántulas en etapa de cuatro hojas se trasplantaron en camas de dos hileras, espaciadas 30 pulgadas (76 cm) entre filas y 18 pulgadas (46 cm) espaciadas dentro de las filas el 19 de abril , 2016, cinco días después de la preparación de la cama. Los trasplantes de repollo se cubrieron con cobertores de hileras durante un mes. En la cosecha, las cabezas de repollo se cortaron al nivel de la copa y se registró el rendimiento.

Los resultados mostraron que las malezas en los lechos de repollo estaban dominadas por las malezas de hoja ancha que las gramíneas al comienzo de la temporada (Foto 2). Las malezas de hoja ancha (BL) incluyeron principalmente la hierba inteligente de Pennsylvania, el cardo canadiense y la ambrosía. Otras malezas BL como hoja de terciopelo, henbit, pamplina, trébol, alfalfa fueron de menor densidad. La densidad total de malezas BL en las parcelas que recibieron aplicaciones de extracto de compost antes y después de la siembra fue 43 por ciento menor que con el cultivo (es decir, la práctica estándar del productor (Figura 1.a).

La densidad de la maleza del cardo canadiense se redujo al 65 por ciento en las parcelas que recibieron dos aplicaciones de extracto de compost (antes y después de la siembra) en comparación con el tratamiento de cultivo (estándar del productor). De manera similar, la densidad de ambrosía se redujo en un 57 por ciento cuando las parcelas recibieron dos aplicaciones versus una aplicación (después de la siembra) de extracto de compost. Los extractos de compost fueron efectivos en malezas de hoja ancha en lugar de herbáceas.

Un mes después de la primera observación y antes del segundo cultivo, se evaluaron las densidades de malezas de hoja ancha en cada tratamiento. El 13 de junio de 2016, el cardo canadiense, la ambrosía, la hoja de terciopelo y el berro eran las principales malezas. Las densidades de cardo canadiense y malezas terciopelo se redujeron en un 93 por ciento y un 73 por ciento, respectivamente, en las parcelas que recibieron las aplicaciones de extracto de compost diseñadas C1 en comparación con aquellas en el tratamiento del productor (Figura 2). Este extracto de compost diseñado C1 no redujo la expresión de las semillas de malas hierbas ni el crecimiento de las malas hierbas de ambrosía y berro.

El rendimiento de la col fue mayor en los tratamientos que recibieron aplicaciones de extracto antes y después del compost, seguidos de aquellos con aplicación posterior a la siembra y significativamente diferente de los producidos en el tratamiento estándar del productor (Figura 3).

Las barras con las mismas letras no son estadísticamente diferentes p = 0.05.

En otro ensayo experimental, se evaluó el extracto de compost en busca de fitoquímicos en el laboratorio del Dr. T. Casey Barickman en la Universidad Estatal de Mississippi. La razón detrás de la prueba de fitoquímicos es saber si el extracto de compost en cuestión tiene algún químico que pueda interferir con la germinación de las malas hierbas. Los resultados mostraron que el compost preparado y su extracto a una dilución de 1: 3 no contenían ácidos fenólicos ni flavonoides, sino que solo contenían ácido clorogénico. El ácido clorogénico es un importante compuesto intermediario en el metabolismo de las plantas y tiene una amplia gama de propiedades antimicrobianas. Es un fitoquímico y antioxidante que se encuentra en altas concentraciones en el café y el girasol. Esta presencia de ácido clorogénico en este extracto de compost puede explicarse por la inclusión de plantas de girasol en la materia prima cuando se preparó la pila de compost. El valor medio de ácido clorogénico en las muestras de compost C1 fue de 0.235 mg / g de peso seco. Para saber si el ácido clorogénico puede verse afectado por el calor, se compararon muestras de extractos de compost esterilizados en autoclave con extractos no autoclave. El valor medio de ácido clorogénico en extractos de compost no esterilizados en autoclave fue de 1.680 mg / g de peso seco y no fue diferente de los de las muestras esterilizadas en autoclave (1.623 mg / g).

En resumen, la tecnología y el uso de extractos de compost con la aplicación de extractos de compost diseñados química y biológicamente en diluciones 1: 3 durante la temporada de cultivo de hortalizas puede servir como una táctica alternativa al cultivo y el deshierbe manual y como un posible método biológico para suprimir las malezas. expresión sin afectar el rendimiento de los cultivos. Las malezas varían en el momento de la emergencia y, por lo tanto, se requerirán múltiples aplicaciones durante la temporada de crecimiento para asegurar la supresión de las semillas de malezas.

Al diseñar y usar extractos de compost teniendo en cuenta la química y la biología, los productores ahora pueden conservar la salud del suelo, minimizar las pérdidas de cultivos debido a ciertas malezas (como el cardo canadiense y la hoja de terciopelo) y, con el tiempo, desarrollar la capacidad del suelo con diversos microorganismos y fitoquímicos.

Esta tecnología es segura para aplicadores y consumidores. El trabajo de investigación futuro se ampliará en la identificación de las comunidades biológicas y aprenderá qué organismos bacterianos y fúngicos principales están desempeñando el papel de suprimir la germinación de malezas. Además, se necesita más investigación para evaluar y validar el uso de extractos de compost con diferentes componentes de materia prima para la supresión de otras malezas de hoja ancha anuales y perennes.

Este material se basa en el trabajo apoyado por Frontier Natural Products Cooperative, una subvención de la asociación Northeast SARE, bajo el acuerdo de subvención número ONE 16-278, y por la Organic Farming Research Foundation (OFRF).

Este artículo apareció por primera vez en la edición de marzo / abril de 2018 de la revista Progressive Crop Consultant's.

Gladis Zinati, Ph.D. es el científico asociado y director del Prueba de sistemas vegetales at Rodale Institute.

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