1. Introducción

En la actualidad, la producción agropecuaria se sustenta en un modelo que simplifica los agroecosistemas con monocultivos; a pesar de que la biodiversidad es necesaria para la seguridad alimentaria de la población (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura [FAO], 2018). La consolidación de este enfoque reduccionista y altamente dependiente de insumos químicos ha contribuido al deterioro del suelo, contaminación del agua e incluso a la salud humana (Sarandón, 2002). Para enfrentar esta problemática, es vital una transición de una orientación que privilegia únicamente el incremento de ganancias, a una visión que también priorice el uso eficiente de los recursos naturales, calidad de vida de las actuales y futuras generaciones, y que se articule a las condiciones y culturas locales. La asociación de cultivos constituye una alternativa para este propósito por poseer varias ventajas frente a sistemas basados en una sola especie. Varios estudios han demostrado las bondades de la diversidad en los campos agrícola, en relación con el incremento de la productividad vegetal (Ebel et al., 2017; Molina-Anzures et al., 2016) y animal (Rivera et al., 2015), mejoramiento de ingresos (Aguirre, 2017; Rezende et al., 2009), atenuación del cambio climático (Alegre, 2017; Palm et al., 2002), optimización del agua (Chamorro Viveros y Rey, 2017; Morales-Rosales et al., 2006), incremento de fertilidad del suelo (Navas Panadero et al., 2020; Vera, 2017) y bienestar familiar (Vásquez González et al., 2018). A pesar de existir un avance significativo en el campo de la investigación en cultivos múltiples, es necesario evidenciar las bondades de este tipo de innovación de manera integral; así como también, los principales tipos de arreglos que se pueden identificar en el sector rural. Por este motivo, la presente revisión bibliográfica tuvo como objetivo evidenciar la importancia de la asociación de especies en aspectos relacionados con la agricultura sustentable.

2. Metodología

El documento se sustenta en el análisis de artículos científicos de revistas indexadas y tesis de posgrado; además de libros y publicaciones institucionales que abordan teóricamente la temática analizada, presentan resultados de investigaciones y brindan orientaciones de política pública relacionada con el desarrollo sostenible. Para la búsqueda de información se empleó palabras clave como: policultivos, consorcio de cultivos, asociación de especies, sistemas productivos, sistemas agroforestales y sistemas silvopastoriles, tomando en cuenta la revisión de documentos en idiomas español, inglés y portugués. Debido a la existencia de varios trabajos con ese léxico fue necesario realizar una selección y análisis de textos con base en la siguiente estrategia: (i) selección de información publicada a partir del año 2000; (ii) análisis del título, que debía contener las palabras clave o, en su defecto, dar indicios de evidenciar la importancia de especies asociadas o comparación con monocultivos; (iii) revisión del resumen para identificar que efectivamente proporcione información relevante sobre los efectos de la siembra en consorcio; y (iv) selección y análisis de las investigaciones que se enmarquen principalmente en las dinámicas productivas desarrolladas en América Latina y el Caribe. Con base en el objetivo planteado se revisó un total de 88 documentos, entre artículos científicos, tesis doctorales, tesis de maestría, libros de carácter teórico y publicaciones relacionadas con políticas públicas y desarrollo sostenible.

A fin de contrastar los efectos de la siembra en asocio frente al monocultivo, se generaron tablas y figuras sobre la base de la información obtenida. Para evidenciar las diferencias en las variables de comparación se empleó la siguiente nomenclatura: (i) signo positivo «+» para casos de respuesta significativa y favorable para la asociación; (ii) signo negativo «-» que muestra un resultado desfavorable para el asocio y ventaja para el unicultivo; y (iii) signo igual «=», sin diferencia significativa entre ambos. A fin de no sobrecargar las tablas y figuras con los nombres científicos de cultivos que han sido objeto de estudio, esta información se presenta en Anexo.

3. Resultados y Discusión

3.1. Los cultivos asociados

3.1.1. Origen y evolución

La asociación de cultivos «son sistemas complejos en los cuales dos o más especies vegetales se plantan con suficiente proximidad espacial para dar como resultado una competencia o una complementación» (Vandermeer, 1989, citado en Altieri, 2002, p. 50). Además, tienen la característica de estar sembrados en una misma área o superficie de terreno durante parte o todo su ciclo (Sarandón y Labrador, 2002). Su composición puede variar en el transcurso del tiempo, en función del período de cosecha o valoración de cada componente cultivado. Al implementar su siembra, pueden identificarse combinaciones simples (basadas en dos cultivares) hasta asociaciones de mayor complejidad, donde pueden coexistir más de doce especies (Liebman, 1999).

Combinar temporal o espacialmente diversos tipos de plantas es una práctica muy antigua y está estrechamente relacionada con la historia de las civilizaciones (Francis, 1986, citado en Sarandón y Labrador, 2002, p.190). En América Latina, esta lógica de siembra fue implementada en diversas regiones desde épocas prehispánicas, con el fin de disponer de una alimentación equilibrada y reducir el riesgo de obtener malas cosechas (Gómez Betancur et al., 2018; Mazoyer y Roudart, 2006); sin embargo, comienza a tener un quebranto por los procesos de cambio en la valorización del medio originado por la conquista española (Martínez Martín y Manrique Corredor, 2014) y su declive se profundiza con la expansión del modelo de la revolución verde, en las décadas de 1950-1970, que consolida al monocultivo como principal estrategia de generación de alimentos (Sarandón, 2002). En efecto, el uso de nuevas variedades dependientes de un paquete tecnológico (fertilización y control de plagas) fueron poco compatibles a la combinación con otras especies vegetales e influyeron en el progresivo abandono de asociaciones tradicionales en áreas campesinas (Le Gall, 2007; Ochoa Lozano, 2018; Ordoñez-Jurado et al., 2018).

A pesar de que en los últimos siglos esta práctica ha registrado una considerable disminución en el campo (Francis, 1986, citado por Sarandón y Labrador, 2002); en la actualidad, es posible identificar diversos tipos de arreglos en territorios con predominio de agricultura campesina (Caycho-Ronco et al., 2009; Ochoa Lozano, 2018; Peralta, 2016; Vásquez González et al., 2018). Además, con la importancia creciente de garantizar el acceso de alimentos sanos y nutritivos a la población, considerando el cuidado del ambiente (FAO et al., 2017; Organización Internacional del trabajo [OIT], 2017), esta estrategia recobra su importancia por estar asociada al cultivo de una amplia diversidad de especies y plantas herbáceas espontáneas comestibles (Vásquez González et al., 2018) y brindar una dieta más variada a los productores durante todo el año (Ochoa Lozano, 2018; Vásquez González et al., 2018).

3.1.2. Principales arreglos en base a la asociación de cultivos

• Asociaciones en sistemas agrícolas

  • Combinaciones en base a cultivos de ciclo corto

    Uno de los sistemas insignia del cultivo múltiple en esta categoría es la milpa, implementada desde épocas prehispánicas en regiones mesoamericanas (Vásquez González et al., 2018) y conformada principalmente por maíz (Zea mays), fréjol (Phaseolus vulgaris) y calabaza (Curcubita pepo) (Ebel et al., 2017); sin embargo, puede integrar muchas otras especies cultivadas y espontáneas (Aguilar et al., 2003).

    En zonas andinas de Perú y Bolivia es frecuente cultivar papa (Solanum tuberosum) combinando variedades nativas (diversidad intraespecífica), o en asocio con otros cultivos (diversidad interespecífica), con el propósito de manejar riesgos climáticos y conservar la biodiversidad (Caycho-Ronco et al., 2009) (Figura 1). También en áreas campesinas de Cotacachi y Saraguro en Ecuador, es habitual la mezcla de variedades de fréjol en asocio o intercalamiento con maíz, tradicionalmente conocido como chakra o allpa, a fin de disminuir la propagación de plagas, enfermedades y generar alimentos en diferentes temporadas (Ochoa Lozano, 2018). Además, la siembra de quinua (Chenopodium quinoa) y chocho (Lupinus mutabilis) asociados o intercalados con fréjol, maíz o vicia (Vicia sp.) son implementados en pequeñas superficies (menores a una hectárea) por campesinos en varias localidades de Ecuador (Jacobsen y Sherwood, 2002; Peralta, 2016).

  • Combinaciones empleando especies hortícolas

    La combinación de especies hortícolas tiene un fuerte impulso en diversos sistemas productivos caracterizados como agroecológicos (Figura 2). Los arreglos implementados se basan en la siembra de varias especies mediante mezclas, rotaciones, intercalamientos y/o cultivos en franjas (Loyola Illescas, 2016; Silva-Laya et al., 2016). Además, es frecuente el establecimiento de barreras vivas a fin de impulsar efectos repelentes contra insectos y control de la erosión (Silva-Laya et al., 2016).

  • Combinaciones con cultivos perennes o semiperennes

    La combinación de cultivos perennes o semiperennes, orientados a mercados locales e incluso internacionales, es una práctica tradicional en sistemas productivos campesinos de áreas tropicales. Arreglos con base en el cacao (Theobroma cacao), café (Coffea arabica) o plátano (Musa ABB), en asocio con otros cultivos, se pueden identificar en predios de pequeños productores de Colombia, Ecuador y Perú (Jadán et al., 2012; Maignan y Nicolalde, 2007; Marín et al., 2016; Ordóñez Jurado et al., 2018).

    A pesar de que esta práctica puede ser más frecuente en zonas de clima tropical, es posible identificar su uso en valles interandinos (Figura 3). En Ecuador, los campesinos combinan cultivos de manzana (Malus sp.) y durazno (Prunus persica) con especies de ciclo corto o pastos como alfalfa (Medicago sativa) en arreglos conocidos como huertas frutícolas con el fin de maximizar el uso de la tierra y diversificar la oferta de productos (Tamayo, 2015).

• Sistemas agroforestales

  Los sistemas agroforestales consisten en la combinación de cultivos con árboles y/o arbustos implementados a fin de promover la diversificación de un agroecosistema, mejorar el microclima, controlar la erosión, dotar de fertilidad natural al suelo, capturar y almacenar carbono, mejorar y diversificar el ingreso familiar, entre otras bondades (Altieri, 2002; Jadán et al., 2012; Pocomucha et al., 2016). La diversidad de componentes puede variar en función del sistema productivo, como en el caso de sistemas multiestrato que combina cultivos, coberturas, frutos, leña y madera (Alegre Orihuela, 2015).

  Las especies empleadas en sistemas agroforestales es amplia y la producción puede ser destinada tanto para la venta como para el consumo familiar (Jadán et al., 2012; Poveda et al., 2013). Además, los principales arreglos documentados en territorios campesinos consisten en combinaciones basados en el cacao y el café, en asocio con otras especies frutícolas y diversas especies de árboles maderables (Jadán et al., 2012; Pocomucha et al., 2016; Poveda et al., 2013; Salgado-Mora et al., 2018) (Figura 4).

• Sistemas silvopastoriles

  Los sistemas silvopastoriles se fundamentan en la combinación de especies forrajeras, arbustos y árboles para la nutrición animal y usos complementarios (Murgueitio et al., 2011, citado en Reyes et al., 2017, p. 4). Al interior de esta categoría es posible identificar variantes como cercas vivas, árboles dispersos al interior de las parcelas, pasturas en plantaciones forestales, bancos de proteínas y sistemas intensivos con alta densidad de especies arbustivas y arbóreas (Reyes et al., 2017) (Figura 5). Además, su implementación puede ser aplicada a diversas orientaciones productivas como la crianza de ganado para carne, leche y doble propósito (Chará et al., 2018; Navas Panadero et al., 2020; Reyes et al., 2017; Rivera Herrera et al., 2012; Rivera et al., 2011, 2015; Urbano et al., 2006).

  Las principales especies utilizadas están relacionadas con el uso de gramíneas (para estratos herbáceos) en mezcla de leguminosas y asteráceas (componentes arbustivos y arbóreos) a fin de dotar a las crianzas de una alimentación balanceada, incrementar los rendimientos, mejorar las características del suelo y generar mayores ingresos agrícolas (Chamorro Viveros y Rey, 2017; Hernández Rodríguez y Ponce Ceballo, 2004; Rivera et al., 2011, 2015; Urbano et al., 2006).

Figura 1
Asociación con cultivos de ciclo corto: a. Ecuador-valle de Tumbaco, b. Perú-Cusco, c. Ecuador-Cotacachi.

Figure 1. Association with short-cycle crops: a. Ecuador-Tumbaco valley, b. Peru-Cusco, c. Ecuador-Cotacachi.

Figura 2
Asociación de cultivos con especies hortícolas: a. Perú-valle del Lurín, b. Ecuador- valle de Tumbaco.

Figure 2. Crop association with horticultural species: a. Peru-Lurin valley, b. Ecuador- Tumbaco valley.

Figura 3
Asociación de cultivos con especies perennes-semiperennes: a. Ecuador-La Maná, b. Ecuador-Cevallos.

Figure 3. Crop association with perennial-semiperennial species: a. Ecuador-La Mana, b. Ecuador-Cevallos.

Figura 4
Asociación de cultivos en sistemas agroforestales: a. Perú-Yurimaguas, b. Ecuador-La Maná.

Figure 4. Crop association in agroforestry systems: a. Peru-Yurimaguas, b. Ecuador-La Mana.

Figura 5
Sistemas silvopastoriles: a. Perú-Yurimaguas, b. Ecuador-La Maná.

Figure 5. Silvopastoral systems: a. Peru-Yurimaguas, b. Ecuador-La Mana.

3.2. Importancia de la asociación de cultivos para una agricultura sustentable

3.2.1. Incremento de producción y mayor eficiencia de la tierra

La obtención de mejor producción es un aspecto importante para el desarrollo de una agricultura sustentable. Al analizar investigaciones relacionadas con la asociación maíz-fréjol-calabaza (milpa) en México y Colombia, se evidencia atributos importantes en su siembra en comparación con su simplificación. Los principales resultados evidencian una mejor eficiencia en el uso de la tierra expresada en unidades equivalente de terreno (U) o también denominada relación equivalente de terreno (RET), (Tabla 1); incluso, mientras más diverso es el arreglo, mejor resultado de este índice (Molina-Anzures et al., 2016).

A pesar de que el sistema en consorcio puede registrar mermas en el rendimiento de un determinado cultivo por la menor abundancia de una especie, en comparación con el sistema simplificado (Ebel et al., 2017); genera una mayor eficiencia en términos agronómicos al considerar el efecto individual de cada uno de los componentes y la producción generada como un conjunto, obteniéndose una respuesta global mayor que el monocultivo (Chargoy Zamora, 2004). También estudios realizados con mezcla de variedades de fréjol asociados e intercalados con maíz en Ecuador han reportado valores de índice equivalente de tierra (LER, por sus siglas en inglés), superiores a uno (Ochoa Lozano, 2018).

La mejor eficiencia registrada en policultivos no se limita a sistemas cultivados tradicionalmente como la milpa. También investigaciones realizadas con especies hortícolas en Brasil reportan beneficios sustanciales. Las mejoras obtenidas están relacionadas con incremento en el peso, diámetro y materia seca del producto, mejor calidad química del alimento e incremento de rendimientos (Tabla 2 y Tabla 3). Sin embargo, a pesar de estas bondades, se puede registrar una reducción en la cantidad cosechada por rubro por la menor abundancia de individuos por especie en una asociación hortícola (Salgado et al., 2006). A pesar de existir casos en los que se registra mermas en el rendimiento, la siembra de hortalizas en consorcio registra mejores valores de UET, incluso cercanos a dos (Figura 6).

Figura 6
Eficiencia del uso de la tierra en diferentes sistemas hortícolas.

Figure 6. Efficiency of land use in different horticultural systems.

Pino (2001), Oliveira et al. (2004), Salgado (2006), Cecílio Filho et al. (2007), Aguirre (2017)

Adicionalmente, las bondades de la siembra asociada se pueden identificar en cultivos perennes puros o intercalados con cultivos de ciclo corto (Tabla 4). También, la asociación de varias especies de musáceas destinadas a la exportación y al mercado local en Ecuador ha registrado mayores rendimientos y el doble de la eficiencia global que el monocultivo.

El mejoramiento de la producción al incorporar biodiversidad también se puede identificar en la crianza de ganado bovino. Investigaciones realizadas en Colombia, México y Argentina en fincas con diversas orientaciones productivas (leche, engorde y doble propósito) evidencian importantes efectos tras implementar sistemas silvopastoriles. Los principales resultados registrados en el transcurso de casi una década de estudio están relacionados con la ampliación de la superficie aprovechable de los predios, incremento de hasta siete veces la cantidad de forraje por hectárea, aumento en la carga animal; y, en consecuencia, el ascenso de la productividad de leche por hectárea (entre el 60 y el 314 %) y de carne en alrededor del 900 % al finalizar el noveno año de evaluación (Chará et al., 2018; Reyes et al., 2017).

Las diferencias con los sistemas tradicionales que no incorporan especies arbóreas también se originan por el aumento en la producción a nivel de especie animal. Los rendimientos registrados en sistemas asociados reflejan mejoras entre el 7 y el 16 % en la producción de leche por vaca al día (Tabla 5). Adicionalmente, la calidad del producto generado puede superar a la lógica de crianza basada en pastoreo en unicultivo (Tabla 6).

Las mejoras obtenidas con esta innovación están asociadas a la interacción entre componentes del sistema productivo originados con la incorporación de especies arbóreas y arbustivas (Figura 7). Al respecto, son varias las investigaciones que demuestran su efecto positivo por el mayor crecimiento de pasto registrado debajo de las copas de los árboles (Navas Panadero et al., 2020), incremento en el rendimiento de forraje verde (Oliva et al., 2018), mejor calidad nutricional del pasto (Romero Delgado et al., 2020), mayor digestibilidad (Obispo et al., 2008), reducción del estrés calórico en los animales por presencia de sombra (Chará et al., 2018; Navas Panadero, 2010), regulación de parásitos que afectan a los rumiantes (Murgueitio y Giraldo, 2009), mayor eficiencia de infiltración del agua y humedad en las parcelas (Chamorro Viveros y Rey, 2017; Ríos et al., 2006) e incremento de la fertilidad y actividad biológica del suelo (Chamorro Viveros y Rey, 2017; Escobar et al., 2020; Hernández Chávez et al., 2008; Navas Panadero et al., 2020; Sánchez et al., 2003).

Figura 7
Beneficios de los sistemas silvopastoriles para la ganadería.

Figure 7. Benefits of silvopastoral systems for livestock.

(1) Soca et al. (2002), Soca et al. (2006); (2) Murgueitio y Giraldo (2009), Navas Panadero (2010), Chará et al. (2018); (3) Oliva et al. (2018); (4) Obispo et al. (2008), Romero Delgado et al. (2020); (5) Ríos et al. (2006), Chamorro Viveros y Rey (2017); (6) Sánchez et al. (2003), Hernández Chávez et al. (2008), Chamorro Viveros y Rey (2017), Escobar et al. (2020), Navas Panadero et al. (2020).

A pesar de las respuestas positivas identificadas, también existen investigaciones cuyos resultados no presentan diferencias significativas con los sistemas convencionales en relación al contenido nutricional del pasto (Oliva et al., 2018; Rivera et al., 2011), nivel de producción láctea (Urbano et al., 2006) y calidad de la leche (Chamorro Viveros y Rey, 2017; Rivera et al., 2015); incluso, pueden identificarse respuestas desfavorables para el consorcio en la producción de forraje por influencia de altos y medianos niveles de sombra (Obispo et al., 2008) y disminución en la tasa de crecimiento de vegetación que demanda altos niveles de luminosidad (Romero Delgado et al., 2020). Sin embargo, si los resultados obtenidos se proyectan con indicadores más amplios a nivel de superficie y año (Rivera et al., 2015; Urbano et al., 2006); y sobre todo si se visualizan de manera integral, el balance cambia notablemente a favor de los sistemas silvopastoriles. Además, sus atributos positivos los consolidan como una opción adecuada para la producción y consumo responsable de alimentos de origen bovino (Chará et al., 2017).

3.2.2. Mejoramiento de ingresos y mayor rentabilidad

Las ventajas de los cultivos múltiples también se evidencian al momento de evaluar el nivel de rédito económico alcanzado. Según el tipo de arreglo implementado se puede identificar incrementos en el ingreso entre el 10 y 150 % (Tabla 7). En efecto, Gutiérrez-Martínez et al. (2007) al evaluar económicamente el sistema maíz-fréjol-calabaza en Chiapas-México, obtuvieron beneficios netos que superaron ampliamente al monocultivo de maíz (incluso en más del 100 %). También Aguirre (2017) registró mayores ingresos, más del 10 %, cuando este cereal estuvo en asocio con poroto caupí (Vigna unguiculata) y boniato (Ipomea batatas) en Uruguay.

Los sistemas hortícolas implementados en la lógica del consorcio también registran mayores utilidades y ganancias. Estudios realizados en Brasil reportan ingresos significativamente mayores, entre el 10 y el 100 %, cuando diferentes especies de hortalizas se cultivan de forma asociada (Barros Júnior et al., 2008; Cecílio Filho y May, 2002; Rezende et al., 2005, 2009; Silva et al., 2008).

Adicionalmente, la crianza de bovinos para leche, engorde o doble propósito en sistemas silvopastoriles dan cuenta de un progresivo aumento del retorno económico hasta en más del 100 % por una mayor disponibilidad de forraje, carga animal e incremento de producción láctea (Chará et al., 2018; Reyes et al., 2017; Rivera Herrera et al., 2012). A pesar que sus limitaciones estarían relacionadas con el costo de implementación y la obtención de un flujo negativo de ingresos en los primeros años de explotación (Mahecha, 2003; Reyes et al., 2017); el nivel de ganancia obtenido, una vez recuperada la inversión, da cuenta de la potencialidad económica de este tipo de arreglo (Chará et al., 2018).

Finalmente es necesario indicar que la mayor ganancia generada en sistemas múltiples se debe a la cuantificación y valorización global de la producción obtenida (Chargoy Zamora, 2004). En algunos casos el costo total de establecimiento se incrementa por una mayor inversión en insumos como plántulas y costo de mano de obra (Barros Júnior et al., 2008; Rezende et al., 2005); sin embargo, las ganancias pueden superar ampliamente al monocultivo con cifras que pueden ser más del doble (Tabla 7).

3.2.3. Mitigación del cambio climático y almacenamiento de carbono

La modificación del ambiente provocada por el cambio climático podría poner en riesgo la posibilidad de generar alimentos de una manera estable y suficiente (Vargas, 2011). Este fenómeno es generado por el incremento de gases de efecto invernadero (GEI) en la atmósfera, principalmente dióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄) y óxido nitroso (N₂O) (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático [IPCC], 2013). Frente a esto, la implementación de cultivos asociados constituye una estrategia eficaz a fin de almacenar carbono y disminuir la emisión de GEI asociados a la actividad agropecuaria.

Las tasas de secuestro de CO₂, N₂O y CH₄ están relacionadas con la biodiversidad existente en los predios agropecuarios. Los arreglos de tipo agroforestal han sido los principales sistemas investigados en este aspecto, principalmente en zonas tropicales de Perú, Colombia Ecuador, México, Nicaragua, Costa Rica y Bolivia. Los resultados hallados demuestran mayor capacidad de almacenamiento de carbono (Alegre, 2017; Canal Daza y Andrade, 2019; Jadán et al., 2012; Palm et al., 2002). También, la incorporación de árboles en pasturas para crianza de bovinos en sistemas silvopastoriles registra una disminución en la emisión de CO₂ entre el 11 y el 40 % (Reyes et al., 2017). Adicionalmente, los predios con mayor diversidad presentan tasas reducidas de emisiones de N₂O y bajo consumo de CH₄; a diferencia de sistemas anuales basados en una sola especie donde se puede registrar emisiones de CH₄ (Palm et al., 2002).

El almacenamiento de carbono en un sistema agrícola se cuantifica en función de sus componentes, principalmente suelo, biomasa aérea, raíces y manto de hojas secas. En la mayoría de estudios la mayor cantidad se registra en el suelo con rangos entre el 40 y el 90 %. En segundo lugar, se ubica en la biomasa aérea (6 al 36 %), seguido de hojarasca, raíces, componente herbáceo y troncos caídos con porcentajes inferiores al 12% en conjunto (Jadán et al., 2012; Masuhara et al., 2015; Poveda et al., 2013). Sin embargo, también existen evidencias donde el mayor acopio se sitúa en la biomasa vegetal por influencia de las especies arbóreas (Alegre, 2017; Corral et al., 2006; Pocomucha et al., 2016), principalmente por su acumulación en la madera (47-50 %) y en hojas (alrededor del 39 %) (Salgado-Mora et al., 2018), (Figura 8).

Figura 8
Almacenamiento de carbono en sistemas agroforestales.

Figure 8. Carbon storage in agroforestry systems.

Poveda et al. (2013); Alegre (2017); Salgado-Mora et al. (2018).

Las bondades de los policultivos se hacen mucho más evidentes cuando se compara el acopio de carbono en la biomasa de las especies vegetales, donde los sistemas agroforestales superan ampliamente a los monocultivos (Tabla 8). Sin embargo, los contrastes en relación con la cantidad fijada en el suelo se acortan, incluso con casos que no presentan diferencias significativas.

Los contrastes en el nivel de almacenamiento de carbono también se pueden identificar entre sistemas agroforestales. Las diferencias en un mismo territorio o entorno agroecológico se originan por el arreglo implementado, temporalidad de componentes, grado de diversidad y tipo de especies arbóreas utilizadas (Alegre, 2017; Andrade et al., 2014; Canal Daza y Andrade, 2019; Masuhara et al., 2015; Poveda et al., 2013; Vega Orozco et al., 2014); en tanto que, entre lugares geográficos, considerando diseños similares, se dan por factores climáticos y edáficos (Corral et al., 2006).

Finalmente, se destaca la importancia del consorcio con especies arbóreas al momento de evaluar la emisión de gei a nivel parcelario y su evaluación a nivel más global. Investigaciones realizadas en sistemas cafetaleros en Costa Rica y Colombia reflejan un balance neto significativamente superior cuando se implementa una asociación, destacando que en este tipo de arreglo el acopio de gases es sustancialmente mayor que la emisión (Tabla 9). También la bondad de la innovación en café se destaca al momento de medir la huella de carbono que considera la emisión en prácticas agrícolas y actividades de procesamiento del producto, donde el asocio genera resultados positivos y muy por encima que el monocultivo con sello negativo.

El almacenamiento de carbono en un sistema agrícola se cuantifica en función de sus componentes, principalmente suelo, biomasa aérea, raíces y manto de hojas secas. En la mayoría de estudios la mayor cantidad se registra en el suelo con rangos entre el 40 y el 90 %. En segundo lugar, se ubica en la biomasa aérea (6 al 36 %), seguido de hojarasca, raíces, componente herbáceo y troncos caídos con porcentajes inferiores al 12 % en conjunto (Jadán et al., 2012; Masuhara et al., 2015; Poveda et al., 2013). Sin embargo, también existen evidencias donde el mayor acopio se sitúa en la biomasa vegetal por influencia de las especies arbóreas (Alegre, 2017; Corral et al., 2006; Pocomucha et al., 2016), principalmente por su acumulación en la madera (47-50 %) y en hojas (alrededor del 39 %) (Salgado-Mora et al., 2018), (Figura 8).

3.2.4. Reducción de plagas, enfermedades y fomento del control biológico

El uso de la biodiversidad para el manejo de insectos y microorganismos perjudiciales es un aspecto crucial en la agricultura, principalmente porque puede minimizar el uso de agroquímicos al fomentar un control biológico (FAO, 2018). Las investigaciones en los últimos años están mayormente orientadas a evaluar la dinámica de poblaciones de artrópodos mediante el uso de diversidad vegetal, siendo más escasa la literatura sobre el control de enfermedades provocadas por microorganismos como hongos, virus, bacterias y nematodos; probablemente por la tendencia al estudio y uso de microorganismos benéficos para el control de enfermedades fuertemente impulsada en los últimos años (Rivera-Méndez, 2016).

Los principales beneficios de la asociación de cultivos sobre sus componentes individuales en el manejo de plagas y enfermedades son: (i) reducción de insectos nocivos; (ii) mayor presencia de enemigos naturales; y (iii) disminución en población de patógenos que causan enfermedades en las plantas (Tabla 10). Sin embargo, no se puede afirmar que en la totalidad de los casos existen resultados significativos sobre el manejo de insectos; incluso, pueden reportarse efectos contrarios. Poveda et al. (2008) al realizar una revisión bibliográfica de 62 estudios relacionados con cultivos de ciclo corto y especies hortofrutícolas, identificó que solo en la mitad de casos se obtuvo como resultado el aumento de enemigos naturales y la reducción de plagas. Los factores que pueden influir en el resultado negativo del asocio estarían relacionados con la temporalidad de los componentes vegetales, haciendo necesaria la siembra de especies compañeras antes del establecimiento del cultivo principal o de interés económico (Loya Ramírez et al., 2003); en tanto que el efecto positivo está relacionado con una mayor diversidad de insectos por abundancia de recursos alimenticios, protección por barreras físicas de cultivos acompañantes y efecto trampa de algunas especies (caso plagas), (Altieri y Nicholls, 2000), y de una mayor resistencia otorgada por la diversidad cultivada, inter o intraespecífica (caso enfermedades), (Ochoa Lozano, 2018).

3.2.5. Incremento de la diversidad biológica, conservación del suelo y optimización del recurso hídrico

El adecuado manejo de los recursos naturales constituye un aspecto medular para generar alimentos de manera sostenible. Al existir procesos de deterioro del suelo y disminución de la oferta hídrica en áreas agrícolas, la implementación de sistemas asociados puede constituirse en una alternativa adecuada para enfrentar estas adversidades. Las investigaciones desarrolladas en este marco visibilizan las bondades de varios tipos de arreglos al registrar: (i) mayor diversidad biológica en el suelo; (ii) recuperación de tierras degradadas y reducción de procesos erosivos; (iii) aumento de materia orgánica; (iv) incremento de macro y micronutrientes en suelo por asocio con cultivo de leguminosas y especies arbóreas; y (v) mejor eficiencia en el uso del agua y de la radiación solar (Figura 9).

Figura 9
Ventajas de sistemas asociados en relación con las propiedades del suelo y el uso de recursos naturales.

Figure 9. Advantages of association systems in soil properties and natural resources use.

Aguirre (2017); Alegre et al. (2017); Alvez y Alayón Luaces (2020), Canal Daza y Andrade (2019); Chamorro Viveros y Rey (2017); Escobar et al. (2020); Hernández Chávez et al. (2008); Morales-Rosales et al. (2006); Navas Panadero et al. (2020); Pérez Nieto et al. (2012); Ríos et al. (2006); Sánchez et al. (2003); Soca et al. (2002, 2006); Tejada Campos (2002); Vera (2017).

Finalmente, se destaca la importancia que tiene la biodiversidad para enfrentar procesos erosivos provocados por el agua. Investigaciones realizadas en sistemas agroforestales de café en México, determinaron que el estrato más importante para reducir la erosión hídrica estaría en el componente arbustivo y mantillo (hojarasca y residuos sobre la superficie del suelo), gracias a la dispersión de la energía de la lluvia y disminución del escurrimiento superficial (Pérez Nieto et al., 2012).

4. Conclusiones

La combinación de especies vegetales constituye una práctica implementada desde épocas prehispánicas; sin embargo, ha sufrido un progresivo quebranto por el impulso de la lógica del monocultivo en el campo. A pesar de esto, en la actualidad es posible identificar su siembra en territorios rurales con énfasis en sistemas productivos campesinos. Su implementación puede ser realizada considerando diversas orientaciones productivas con baseen a especies de ciclo corto, perenne, cultivos hortofrutícolas, pasturas, árboles, arbustos; e incluso incorporando crianzas mayores.

La asociación de cultivos constituye una alternativa viable para alcanzar una agricultura sustentable. Los principales beneficios están relacionados con mejor uso de los recursos naturales (agua, suelo y energía solar), aumento de producción, incremento de ingresos agropecuarios, mitigación del cambio climático por mayor capacidad de almacenamiento de carbono, manejo ecológico de plagas y enfermedades, mejoramiento del bienestar animal, gestión natural de la fertilidad del suelo y acrecentamiento de la biodiversidad de macro y microorganismos existentes en un agroecosistema.

A pesar de existir un avance significativo en el tema, es preciso ampliar las investigaciones considerando el amplio abanico de especies de interés económico existentes en América Latina y el Caribe; además de evidenciar los resultados de una manera integral, considerando aspectos económicos, productivos, socioculturales y ambientales.

Contribuciones de los autores

• Christian Vicente Tamayo Ortiz: Conceptualización, Metodología, Investigación, Redacción-borrador original.

• Julio Cesar Alegre Orihuela: Redacción-revisión y edición, Supervisión, Validación.

Agradecimientos

Un cordial agradecimiento al Dr. José Benjamín Ochoa Lozano por los comentarios emitidos a fin de enriquecer el presente artículo.

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