Indicadores de eficiencia para evaluar la productividad
de sistemas de cultivos asociados

J. Herbas
Ing. Agr., Docente Titular de Agricultura General FCAyP - UMSS
E-mail: jherbas@supernet.com.bo

Los cultivos asociados son una forma de cultivar dos o mas especies, económicamente importantes, en forma conjunta durante todo o parte de sus ciclos, donde existe una interacción agronómica entre componentes del sistema (Andrews y Kassam, 1976). Son sistemas de cultivo populares, especialmente en áreas con disponibilidad de recursos como ser, por ejemplo, una provisión óptima de humedad.

El interés creciente por parte de los agricultores de diseñar sistemas de cultivo más productivos que incrementen la producción de alimentos, trae como consecuencia la necesidad de cuantificar la productividad del recurso suelo; pero la interpretación correcta de los resultados de investigación de cultivos asociados no ha tenido los éxitos esperados en virtud a la carencia de métodos satisfactorios para evaluar los rendimientos de siembras asociadas en comparación con los rendimientos de las mismas especies sembradas en monocultivos.

Fundamentos matemáticos

Tradicionalmente, los métodos utilizados para evaluar dichos sistemas se han basado en la comparación de los rendimientos absolutos de las asociaciones frente a los monocultivos; pero a partir del año 1974, investigadores del Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI, 1974) en las Filipinas lanzaron el concepto de Uso Equivalente de la Tierra (UET) que trata de dar respuesta a la pregunta ¿cuántas hectáreas de tierra en monocultivo se requieren para producir una tonelada de cosecha producida en siembras asociadas?

Para responder a la anterior pregunta, los investigadores del IRRI plantearon la necesidad de calcular los rendimientos relativos (RY) de cada componente de la asociación, de la siguiente manera:

donde:

RY_i = Rendimiento relativo del cultivo i.
Y_i^A = Rendimiento del cultivo i en asociación en kg/ha.
Y_i^M = Rendimiento del cultivo i en monocultivo en kg/ha.

Una vez obtenidos los rendimientos relativos de todas las especies componentes del sistema de cultivos asociados, recién será posible calcular el UET de la siguiente manera:

UET = Y₁^A /  Y₁^M + Y₂^A /  Y₂^M  + Y₃^A /  Y₃^M +...+ Y_n^A /  Y_n^M

 donde:

UET = Uso Equivalente de la Tierra.
Y_i^A = Rendimiento del cultivo i en asociación en kg/ha.
Y_i^M = Rendimiento del cultivo i en monocultivo en kg/ha.
n = Número total de especies cultivadas en asociación

Para que el UET genere valores correctos, es imprescindible que existan las siguientes condiciones:

1. Necesariamente deben existir parcelas de monocultivo de cada una de las especies que participan en el sistema dentro del bloque.

2. Los monocultivos deben sembrarse a una densidad óptima recomendada para cada especie.

3. El manejo agronómico (riego, carpidas, aporques, controles fitosanitarios, etc.) debe ser similar tanto en las parcelas de asociaciones como en las parcelas de monocultivo.

Una vez evaluados los rendimientos y realizados los cálculos, la interpretación de los mismos debe considerar los siguientes criterios:

1. Un valor de UET mayor a 1, indica que el monocultivo testigo utilizó más terreno que la asociación para producir la misma cantidad de cosecha; en este caso, existe una interacción agronómica favorable que se traduce en una mayor eficiencia biológica de los cultivos en asociación.

2. Un valor de UET menor a 1, indica que el monocultivo testigo utilizó menos terreno que la asociación para producir la misma cantidad de cosecha; en este caso, existe una interacción agronómica negativa o desfavorable (competencia) que se traduce en una menor eficiencia biológica de los cultivos en asociación.

3. Un valor de UET igual a 1, indica que los cultivos rinden igual, sea en asociación o en monocultivos; consecuentemente, es indiferente sembrar en monocultivo como en asociación.

Muchos autores han criticado al método del Uso Equivalente de la Tierra, especialmente cuando es utilizado para evaluar sistemas de cultivos asociados donde sus componentes tienen diferente ciclo (North Carolina State University, 1975). Según los mismos autores, el UET sobreestima la eficiencia de uso de la tierra, porque asume que solo es posible sembrar una sola vez a cada componente del sistema en asociación. Generalmente, los valores altos de UET provienen de sistemas de multicultivos que no consideran el factor tiempo en la comparación de los rendimientos de especies sembradas en asociación, frente a sus monocultivos correspondientes.

Uso equivalente del área y el tiempo (ATER)

Un concepto que considera el factor tiempo junto al área de terreno es el ATER propuesto por Hiebsch (1980) y Hiebsch y McCollum (1987); el mismo se calcula de la siguiente manera:

ATER = Uso Equivalente de la Tierra y el Tiempo.
t_i^M  = Ciclo vegetativo del cultivo i en monocultivo.
t_i^A = Duración total del sistema de cultivo asociado.
Y_i^A = Rendimiento del cultivo i en asociación en kg/ha.
Y_i^M = Rendimiento del cultivo i en monocultivo en kg/ha.

Este índice estima exactamente la eficiencia biológica del sistema, o sea la conversión de energía radiante en energía biológica cosechable a través del proceso fotosintético en los tejidos verdes de las plantas. El ATER asume que es posible cultivar todas las especies del sistema durante todo el año, lo cual no siempre es posible, ya que a pesar de que los lotes pueden contar con riego, se necesita un período de tiempo para realizar la preparación del suelo; además, pueden existir períodos de escasez de humedad y/o períodos con condiciones de temperaturas extremas como las heladas.

Uso equivalente del área cosechada (AHER)

En vista de que el UET, comúnmente utilizado como un indicador de eficiencia, solo considera el factor área (terreno) para estimar las ventajas de la asociación y el ATER que irrealísticamente asume un crecimiento continuo de los cultivos durante todo el año; ambos han creado un cierto grado de confusión en la estimación de las eficiencias de los sistemas de cultivos múltiples. Para evitar los problemas de sobreestimación de la eficiencia en el caso del UET y de subestimación de la eficiencia por el ATER, algunos autores como Mason et al. (1986) en forma arbitraria han promediado los valores de UET y ATER para determinar la eficiencia de los sistemas de cultivo.

Frente a esta situación, Balasubramanian y Sekayange (1990) en Camerún, proponen el cálculo del Uso Equivalente del Area Cosechada (AHER), el mismo que incorpora el factor tiempo en términos de número posible de cosechas de cada componente del sistema que podría obtenerse durante un periodo completo de cultivo asociado (full intercrop period) como si cada componente fuese sembrado en monocultivo. El índice AHER ha demostrado ser un mejor indicador de la eficiencia del sistema en comparación a los otros índices. Excepto cuando un componente del sistema ocupa la tierra por un ciclo completo más una fracción del siguiente. El índice AHER combina los factores de área y tiempo en un sentido práctico para cuantificar las ventajas en rendimiento de los sistemas de cultivos asociados, particularmente en asociaciones que duran varias campañas agrícolas. En el AHER, el factor tiempo (n_i) es el número de posibles cosechas que podría obtenerse durante un periodo completo que dura el sistema de cultivo múltiple si cada componente fuese cultivado en monocultivo. Lós valores de n_i serán siempre números redondos, debido a la imposibilidad de obtener fracciones de cosechas. El AHER se calcula de la siguiente manera:

AHER = Uso Equivalente del Área Cosechada.
Y_i^A = Rendimiento del cultivo í en asociación en kg/ha.
Y_i^M = Rendimiento del cultivo í en monocultivo en kg/ha.
n_i = Número total de posibles cosechas del cultivo i que podría obtenerse durante un ciclo de crecimiento completo, sí el cultivo i fuese sembrado en monocultivo.

Ejemplo de cálculo

Analizando los resultados del Cuadro 1 se observa que en el sistema N° 1, el índice UET le asigna una ventaja relativa del 50 % al sistema, el índice ATER muestra que el sistema deprime en un 11 % la eficiencia del sistema, la media aritmética, en cierta medida concilia los dos extremos, asignándole una eficiencia relativa del 19 % al sistema; en cambio, el AHER que es un índice que considera que en el sistema es posible obtener dos cosechas de camote, no le asigna, prácticamente, ninguna ventaja al sistema.

Cuadro 1. Ciclo de los cultivos, número de cosechas, rendimiento promedio e índices de eficiencia de tres sistemas de cultivo asociado de yuca, camote, frijol y maíz registrados en un año calendario.

Fuente: Balasubramanian y L. Sekayange, 1990

En el sistema 2, se puede observar que el índice UET le asigna una ventaja del 29 % al sistema; el ATER castiga al sistema indicando una ineficiencia del 26 %, la media aritmética no reporta ninguna eficiencia, lo que indicaría que los componentes del sistema podrían rendir lo mismo tanto en cultivo solo como en cultivo asociado; en cambio, el índice AHER demuestra que el sistema reporta una ineficiencia del 21 % para el sistema, a pesar de las dos cosechas obtenidas. En sistemas de cultivo más intensivos como el sistema 3, se puede observar que todos los índices reportan ventajas en favor de la asociación, indicando una eficiencia en el aprovechamiento de los factores suelo y clima, reflejada en una interacción agronómica positiva de los componentes del sistema. En base a las eficiencias calculadas para cada sistema, se puede concluir que el sistema 3 reporta la mejor eficiencia (37 %) en el aprovechamiento de los recursos suelo y clima en comparación a los otros dos sistemas de cultivo.

Referencias

ANDREWS, D. arid A. KASSAM. 1976. The Importance of Multiple cropping in Increasing World Food Supplies pp. 1-10. In: R. 1. Papendick (ed). Multiple Cropping. ASA Special Publication Number 27. American Society of Agronomy, Madison - Wisconsin.

BALASUBRAMANIAN, y. and L. SEKAYANGE. 1990. Area Harvests Equivalency Ratio for Measuring Efficiency in Multiseason lntercropping. Agronomy Journal 82: PP. 519 - 522.

HIEBSCH, C. 1980. PrincipIes of lntercropping: Effects of Nitrogen fertitization, plant population, and crop duration , on Equivalency Ratios in intercrop versus Monoculture comparisons. Doctor of Philosophy Dissertation. North caroline State University. Raleigh -USA.

HIEBSCH, C., and R. McCOLLUM. 1987. Area- X -Time Equivalency Ratio: A method for evaluating the productivity of intercrops. Agronomy Journal 79: pp. 15 - 22.

IRRI (INTERNATIONAL RICE RESEARCH INSTITUTE). 1974. Annual Report. IRRI, Los Baños, Philippines.

MASON, S., D. LEIHNER, and J. VORST. 1986. Cassava-cowpea and cassava-peanut intercropping. 1. Yield and land use efficiency. Agronomy Journal 78: pp. 43 - 46.

NORTH CAROLINE STATE UNIVERSITY. 1975. Nitrogen fertilization of various corn and bean combinations. pp. 167 - 176. In: Agronomic-economic research on tropical soils, annual report for 1974. Raleigh, NC.

TRENBATH, B. 1986. Resource use by intercrops. pp. 57-86. In: C. A. Francis (ed.) Multiple cropping systems. Macmillan Publishing Co., New York.