Introducción

De acuerdo con la Agencia Internacional de Energía, la demanda de este recurso crecerá para el 2040 en un 37% en todo el mundo. En el caso específico del petróleo, el consumo es mucho mayor que la producción. En el año 2014 el incremento fue de 1,4%, lo cual no deja de ser paradójico que en el mundo año tras año se consuman unos cuantos millones de barriles diarios más de los que se producen (^{IEA, 2014}).

Los cultivos energéticos o agroenergéticos constituyen una solución apropiada, ya que cualquier país puede fabricar su propio biocombustible, aunque los costos de producción favorezcan más a unas naciones que a otras (^{Rodrígues, 2009}), lo que dependerá en gran medida de las especies vegetales seleccionadas, la adecuada ruta tecnológica que se utilice y el uso apropiado de la tierra.

Actualmente, existen diversos criterios sobre la utilización de los suelos agrícolas para el fomento de los cultivos energéticos. En este sentido, (^{CEPAL-FAO, 2007}); (^{FAO, 2008})y (^{Suárez, 2014}), sugieren utilizarlos en los suelos menos productivos, y emplear cultivos asociados para hacer un uso óptimo de la tierra.

Diferentes especies de plantas se han estudiado con el propósito de generar fuentes alternas de combustión, un caso especial son las plantas C4, como el maíz (Zea mays), la caña de azúcar (Saccharumofficinarum) y el sorgo (Sorghum bicolor), que poseen alta eficiencia fotosintética y son capaces de capturar hasta el 5% de la energía solar; además, fijan mayor cantidad de CO2 y lo convierten en compuestos orgánicos de cadenas carbonadas más largas. Por tanto, estos cultivos tienen potencial para producir grandes cantidades de energía por unidad de área cultivada en un tiempo dado (^{Zhu, 2008}). Otras plantas C3 como soya (Glycinemax), girasol (Helianthusannus), Jatropha (Jatropha curcas), Ricinus (Ricinuscommunis) y Moringa (Moringa oleifera) - entre las oleaginosas - son capaces de producir frutos de alto valor energético como alimento humano y animal y/o combustible (^{Funes et al., 2011}).

La Jatropha y Ricinus se destacan como plantas energéticas, ya que no compiten con la alimentación humana. En cambio, en los últimos cinco años, la Moringa ha sido muy aceptada para el consumo, fundamentalmente de sus hojas y semillas, debido a sus propiedades medicinales, pero también se ha incluido su uso para la obtención de biodiesel. Estos cultivos, en sentido general, contribuyen al mejoramiento medioambiental, ya que incrementan la reforestación, fijan CO2 y mejoran el suelo. Además, son una fuente generadora de empleos y propician el desarrollo económico rural, a partir de la obtención de materias primas, nuevos renglones exportables, y por ende, disminución en las importaciones (^{Suárez et al., 2014}).

Estas plantas crecen con frecuencia en suelos yermos, potreros y tierras de cultivo, sin embargo, es poco probable que se encuentren asociadas formando un sistema agrícola de producción; por tanto el objetivo del presente trabajo fue evaluar la asociación de tres especies de oleaginosas: Jatropha curcas (Linn), Ricinuscommunis (Linn) y Moringa oleífera (Lam) en la etapa de establecimiento.

Materiales y Métodos

El suelo del área experimental

El análisis químico del suelo se realizó a una profundidad entre 15 y 30 cm (^{Anderson e Ingram, 1993}), en cinco puntos diferentes del área de estudio. Se determinó el pH por el método potenciométrico (^{Gómez et al., 1995}); la conductividad eléctrica (CE), nitrógeno (N) y potasio (K) mediante las técnicas de la (^{AOA, 1995}); el fósforo (P) por el método de (^{Oniani, 1964}); así como los porcentajes de arcilla, limo y arenas (Cuadro 1).

Cuadro 1: Característicasquímicas del suelo perteneciente al área experimental del Colegio de Postgraduados de Veracruz, México. Mayo a julio de 2014.  

El suelo se clasificó de textura franco arcilloso. De acuerdo con dichos indicadores (Cuadro 1), esta área tiende a ser ligeramente ácida. Es considerado medianamente rico en nitrógeno; los tenores de fósforo disponible y de bases intercambiables (K) fueron altos. Por los niveles de CE es un suelo no salino, por tanto, en función de estas características, puede considerarse de alta fertilidad (^{Fernández et al., 2006}).

El clima durante el periodo experimental

En el Cuadro 2 se muestra el valor total de precipitaciones, así como los valores medios de temperatura máxima, media y mínima y la humedad relativa del primer año de los cultivos y del periodo en el que se realizó el estudio.

Cuadro 2: Comportamientode las variables climáticas en el Colegio de Postgraduados de Veracruz, México, de mayo de 2013 a abril de 2014 y del periodo experimental, donde se evaluó la asociación de tres oleaginosas durante su establecimiento, de mayo a julio de 2014.  

La humedad relativa alcanzó valores representativos para las condiciones de Veracruz, con valores similares a la media histórica (^{Anon, 2014}).

Resultados y Discusión

Después de transcurridos los primeros doce meses de establecimiento en campo, las plantas de Jatropha tuvieron una altura superior a 1 m (Figura 1). Durante todo el periodo evaluado los valores variaron entre 1,62 y 2,24 m de altura. Entre los 45 y 60 días el cultivo desarrolló un crecimiento de 0,20 m, influenciado posiblemente por el efecto de las precipitaciones en esta época. Comportamiento similar se observó para la Moringa en este periodo. Sin embargo, para Ricinus el comportamiento fue diferente, ya que las plantas tuvieron un crecimiento más lento (0,10 cm), y la media general fue de 2 m y sin sobrepasar los 3 m. No obstante, hace falta realizar cálculos de tasa relativa de crecimiento, no considerados en este estudio.

Figura 1: Dinámica de crecimiento de tres plantas oleagino sas, durante su establecimiento bajo asociación. Área experimental del Colegio de Postgraduados de Veracruz, México. Mayo a julio, 2014. 

Ricinus es un arbusto de crecimiento rápido que puede alcanzar hasta 7 m de altura (^{Miranda, 2015}), por lo que el comportamiento mostrado en este periodo pudo estar dado por la incidencia de plagas encontradas durante la evaluación, fundamentalmente insectos del orden Hemiptera las cuales debilitan a la planta al extraer la savia, son transmisores de virus (virus de mosaico, amarillez, enanismo, etc.) y contribuyen a la formación de fumagina, ocasionado por el exceso de savia que absorben, la cual eliminan desde sus cuerpos poco después. Esta se va acumulando en hojas, tallos y frutos de la planta atacada y dado su alto contenido de azúcares es atrayente de hormigas y favorece el crecimiento de hongos (^{Ripa et al., 2008}). Esta afectación fue más severa entre los 60 y 90 días de evaluación, incluso la altura media de las plantas disminuyó por la muerte del tejido apical del cultivo y de plantas enteras.

Otro aspecto importante que pudo afectar el crecimiento del Ricinus pudo ser su comportamiento heliófilo (^{San Miguel y Del Mar, s.f}), que se vio afectado por la sombra de las plantas de Moringa, ya que dadas sus características físicas sobrepasaban en altura y diámetro de su copa a las plantas de R. comunnis. Por lo que se consideró poco recomendable la asociación de Ricinus con plantas arbóreas que alcancen mayor altura y le impida aprovechar eficientemente la luz del sol en su metabolismo.

El Ricinus es una planta que produce mucha energía, debido al gran contenido de aceite que presentan sus semillas (alrededor del 50%), por tanto, al aprovechar óptimamente la luz solar puede recibir mayor energía potencial por unidad de volumen (^{Dueñas y Uscocovich, 2012}), es por ello que, al asociarla con otras plantas de mayor porte que le transmitan sombra, afectaría la producción de aceite de sus semillas y pone en riesgo la supervivencia del cultivo.

El rango de variación del grosor del tallo, proyección de la copa, grosor de la rama primaria y largo y ancho de la hoja para Jatropha, Moringa y Ricinus durante el periodo de evaluación se observan en los Cuadros 3, ⁴, ⁵ y ⁶, respectivamente.

Cuadro 3: Variacióndel grosor del tallo de tres especies de oleaginosas durante su estable cimiento bajo asociación. Área experimental del Colegio de Postgraduados de Veracruz, México. Mayo a julio de 2014.  

* Inicial corresponde al primer valor de la evaluación. Las siguientes 15, 30, 45, 60, 75 y 90 días corresponden a las evaluaciones posteriores a la inicial / Initialvaluecorrespondstothefirstevaluation. Thefollowing 15, 30, 45, 60, 75, and 90 dayscorrespondtosubsequentevaluations.

Cuadro 4:  Variaciónde la proyección de la copa de tres especies de oleaginosas durante su establecimiento bajo asociación. Área experimental del Colegio de Postgraduados de Veracruz, México. Mayo a julio de 2014.  

*Inicial corresponde al primer valor de la evaluación. Las siguientes 15, 30, 45, 60, 75 y 90 días corresponden a las evaluaciones posteriores a la inicial / Initialvaluecorrespondstothefirstevaluation. Thefollowing 15, 30, 45, 60, 75, and 90 dayscorrespondtosubsequentevaluations.

Cuadro 5: Variacióndel grosor de la rama primaria de tres especies de oleaginosas durante su establecimiento bajo asociación. Área experimental del Colegio de Postgraduados de Veracruz, México. Mayo a julio de 2014.  

* Inicial corresponde al primer valor de la evaluación. Las siguientes 15, 30, 45, 60, 75 y 90 días corresponden a las evaluaciones posteriores a la inicial / Initialvaluecorrespondstothefirstevaluation. Thefollowing 15, 30, 45, 60, 75, and 90 dayscorrespondtosubsequentevaluations.

Cuadro 6: Variacióndel largo y ancho de la hoja de las diferentes especies de oleaginosas durante su establecimiento bajo aso ciación. Área experimental del Colegio de Postgraduados de Veracruz, México. Mayo a julio de 2014.  

* Inicial corresponde al primer valor de la evaluación. Las siguientes15, 30, 45, 60, 75 y 90 días corresponden a las evaluaciones posteriores a la inicial / Initialvaluecorrespondstothefirstevaluation. Thefollowing 15, 30, 45, 60, 75, and 90 dayscorrespondtosubsequentevaluations.

Hasta los sesenta días de evaluación las plantas tuvieron un adecuado comportamiento y desarrollo de cada indicador para las tres especies. Sin embargo, después de transcurrido este período, las plantas de Ricinus variaron su comportamiento y disminuyó la supervivencia, aspecto que fue notorio a simple vista a pesar de no evaluarse esta variable. A los noventa días de evaluación fue imposible determinar el largo y ancho de las hojas debido a la defoliación intensa de las plantas, provocado posiblemente por los aspectos mencionados con anterioridad.

Los valores encontrados en las variables estudiadas de Jatropha fueron similares a los reportados por otros autores, al evaluar esta especie en monocultivo (^{Rao et al., 2008}; ^{Machado, 2011}). Las plantas mostraron buena adaptabilidad durante el periodo de evaluación. Al finalizar el estudio, la mayoría ya se encontraban fructificando por primera vez, lo cual coincidía con la época propicia en México para la etapa productiva de la Jatropha.

J. curcas necesita de 250 mm de precipitación anualmente para su desarrollo, sin embargo, los niveles óptimos para obtener altos rendimientos están entre 900 y 1200 mm anuales (^{Toral et al., 2008}). Las condiciones agroecológicas registradas para esta especie en el estado de Veracruz, se encuentran entre los 16 a 32 °C, como temperaturas mínima y máxima, con precipitaciones entre los 800 a 2500 mm (^{Valdés et al., 2013}) por lo que las temperaturas y precipitaciones durante el período experimental (1140 mm) estuvieron en el rango que recomienda la literatura, así como de los registros documentados en la región. La Moringa tuvo un aceptable comportamiento durante todo el período de evaluación. Se ha reportado en diferentes estudios que la principal característica que se debe considerar para el desarrollo de este cultivo son los suelos anegados, ya que no soporta encharcamiento (^{Pérez et al.,2010}; ^{Olson y Fahey, 2011}; ^{Foidl, 2014}), fundamentalmente durante el establecimiento, aspecto que no fue necesario tener en cuenta en el área experimental ya que los suelos son de buen drenaje y las condiciones del mismo fueron propicias para el desarrollo del cultivo.

A los 90 días de evaluación no se pudo determinar el largo y ancho de la tercera hoja de la primera rama primaria, debido a que las plantas estaban defoliadas. Aspecto que se supone pudo estar dado por la fisiología de la planta, ya que no se concibió otra posible causa. Tampoco fue considerado este comportamiento por el efecto de las condiciones climáticas ya que según (^{Magaña, 2012}) M. oleifera tiende a perder las hojas en periodos de estrés hídrico y no durante las precipitaciones.

Dentro de las principales características de la Jatropha, se encuentra la posibilidad de intercalarse con otros cultivos, ya que los árboles de Moringa son leguminosas y añaden nitrógeno al suelo y se recomienda para recuperación de suelos en zonas áridas y semiáridas, además su raíz principal tuberosa y profunda es una gran reserva de agua para épocas de sequía (^{Castro, 2013}). Con respecto a ello, la asociación de M. oleífera con la Jatropha resultó favorable; sin embargo, se considera que para establecerse intercalada con Ricinus se debería tener en cuenta manejos agronómicos como la poda, para garantizar la intercepción de los rayos solares y mayor aprovechamiento de estos por R. comunis.

El grado de afectación producido por plagas y agentes patógenos en cada especie se muestran en el Cuadro 7. Como es notable, hasta los sesenta días la Jatropha fue la más afectada, encontrándose la presencia de trips, salta hojas y un insecto de aparato bucal masticador (probablemente grillo o larva de lepidoptero) que no se observó físicamente, pero si se presenciaron muchas hojas dañadas con perforaciones irregulares. Como síntomas se observó que las hojas tienden a engarrotarse (o arrugarse), debido posiblemente a la presencia de una enfermedad causada por un virus. No obstante, la afectación en las plantas no fue representativa. Es notable que entre los días 30 y 45 el porcentaje de plagas y agentes patógenos disminuyó, se destaca que esta etapa coincidió con el comienzo de las lluvias, por lo que pudo ser este un factor beneficioso que influyó en la planta.

Cuadro 7: Gradode afectación producido por plagas y agentes patógenos en tres especies de oleaginosas durante su estableci miento bajo asociación. Área experimental del Colegio de Postgraduados de Veracruz, México. Mayo a julio de 2014.  

* Inicial corresponde al primer valor de la evaluación. Las siguientes 15, 30, 45, 60, 75 y 90 días corresponden a las evaluaciones posteriores a la inicial / Initialvaluecorrespondstothefirstevaluation. Thefollowing 15, 30, 45, 60, 75, and 90 dayscorrespondtosubsequentevaluations.

En la última evaluación, no se encontró presencia de insectos ni larvas, pero si se observaron varios síntomas de enfermedades en las hojas (Figura 2), que han sido descritos por varios autores (^Erazo, sf; ^{Quiroga et al. 2014}) y que puede ser provocado por el hongo Colletotrichum sp., patógeno causante de la antracnosis en Honduras, Brasil y Paraguay. La descripción de estos síntomas están relacionados con manchas foliares de diferentes colores, que generalmente se inician en los bordes de las hojas y, en ocasiones, en el centro. Además, aparecen acérvulos de color café oscuro en el envés de las hojas, en las que a veces las partes afectadas se desprenden, lo que les causa agujeros y reduce de forma notable el área foliar de la planta.

A) Mancha angular de color café oscuro en el tejido de la hoja, B) Manchas amarillas, C) Amarillamiento del tejido de la hoja, D) Manchas necróticas en el tejido de la hoja. A) Angular darkbrown spot ontheleaftissue, B) Yellow spots, C) Yellowing of leaftissue, D) Necrotic spots onleaftissue.

Figura 2: Síntomas de enfermedades detectados en las plantas de Jatropha curcas durante su establecimiento bajo asociación con Ricinus y Moringa. Colegio de Postgraduados de Veracruz-México, en los meses de mayo a julio de 2014. 

No obstante, cabe destacar que a pesar de los síntomas, las plantas se observaron vigorosas, quizás porque el grado de afectación no fue muy severo. Lo significativo fue la variabilidad encontrada entre cada evaluación, separada por quince días cada una, y sin embargo, la presencia de insectos y detención de síntomas de enfermedades fue diferente en cada caso, por lo que se pudo deducir que la planta se recuperaba cada vez que era invadida por agentes fitófagos o patógenos.

Para Ricinus también los índices de afectación de plagas fueron notables, alcanzó valores a los 90 días, de 100% de plantas afectadas. Como ya se mencionó, se detectaron diferentes especies de insectos del orden Hemiptera, que provocaron que la planta se convirtiera en el medio ideal para que se desarrollaran algunos microorganismos patógenos, a través de la fumagina que excretaban. Los daños ocasionados por esta plaga fueron severos, al punto de ser una de las causas posibles que provocó la muerte de muchas plantas de esta especie en el sistema. Las plantas afectadas mostraban necrosis, disecación del tallo y muerte de los brotes terminales y de la planta entera. Descripciones similares fueron realizadas por (^{Quiroz, et al., 2011}) al evaluar los tejidos, ellos demostraron que la enfermedad es causada por Xanthomonascampestris, sin embargo, sería necesario realizar estos estudios de aislamiento para poder afirmar que se trata del mismo agente causal.

En la Moringa no se detectó presencia de insectos fitopatógenos, solo se presenció en la última evaluación, la defoliación de muchas plantas, pero se presume que pudo ser el efecto de algún proceso fisiológico, aunque es difícil asegurarlo con certeza, por lo que en evaluaciones futuras deberá constituir objeto de estudio.

Es importante destacar que en esta investigación se corroboró que las especies Jatropha y Ricinus no presentaron resistencia a plagas y patógenos, contrario a lo planteado por varios autores (^{Quimbayo, 2010}; ^{Moreno, 2014}), quienes afirman que estas especies presentan resistencia por su toxicidad, lo cual ha sido difundido durante la última década. En ninguno de los cultivos se detectaron los mismos insectos, por lo que todo parece indicar, que hasta el momento los que constituyen plagas en una especie, no lo son para las demás en este sistema productivo de Jatropha-Moringa-Ricinus.

La Moringa fue la especie que sobresalió en cuanto a mayor altura de la planta, grosor del tallo y de la primera rama primaria, proyección de la copa, largo y ancho de la hoja y menor afectación de plagas y enfermedades, y la Jatropha expresó un comportamiento morfoagronómico similar al encontrado en los sistemas de monocultivo, sin embargo, para el Ricinus la asociación no fue favorable debido al efecto de la sombra y el ataque severo de agentes patógenos.