Agronomic and Physiological Responses of Sorghum and Sweet Potato to Shea Tree Shade in Burkina Faso

Resumen Técnico: Respuestas Agronómicas y Fisiológicas del Sorgo y el Camote a la Sombra del Árbol de Karité en Burkina Faso

Planteamiento del Problema
En Burkina Faso, los parques agroforestales que integran Vitellaria paradoxa (árbol de karité) con cultivos de cereales son vitales para la seguridad alimentaria. Sin embargo, la sombra proyectada por los árboles de karité reduce significativamente la radiación fotosintéticamente activa (PAR), lo que provoca una competencia por la luz y una disminución documentada en la productividad de los cultivos de cereales asociados, como el sorgo (Sorghum bicolor). Esta reducción del rendimiento suele llevar a los agricultores a descuidar la regeneración de las plántulas o a eliminar deliberadamente los árboles, amenazando la sostenibilidad a largo plazo de estos parques. Aunque se sabe que los cultivos de raíces y tubérculos son tolerantes a la sombra, existe una falta de datos específicos sobre cómo las características dendrométricas de los árboles de karité —específicamente el diámetro a la altura del pecho (DAP) y el área de la copa— afectan diferencialmente el desempeño agronómico y fisiológico del sorgo frente al camote (Ipomoea batatas). El estudio aborda la necesidad de identificar los umbrales críticos del tamaño de los árboles donde el rendimiento del sorgo se vuelve inviable y determinar si el camote puede servir como una alternativa viable para mantener la productividad agroforestal sin la eliminación de los árboles.

Metodología
La investigación se llevó a la cabo en la región de Nazinon, en Burkina Faso, específicamente en los municipios de Nobéré y Saponé. El estudio utilizó un diseño de bloques completos al azar (RCBD) para evaluar dos cultivos: una variedad local de sorgo y dos variedades de camote biofortificado (Erè y Tiébélé 2).

• Clasificación de los Árboles: Los árboles de V. paradoxa se categorizaron en tres clases de diámetro (CD) basadas en el DAP:
  • CD1: 15–30 cm
  • CD2: 30–45 cm
  • CD3: ≥45 cm
• Tratamientos Experimentales: Los cultivos se sembraron bajo la copa de árboles en cada clase de diámetro (UCDC1, UCDC2, UCDC3) y en áreas abiertas (OA) como controles.
• Mediciones:
  • Dendrométricas: Se midieron el área de la copa y la interceptación de la PAR.
  • Morfológicas: Se registraron la longitud del tallo/guía, el número de hojas y el diámetro del cuello a los 30, 45, 60 y 81 días después de la siembra/plantación.
  • Fisiológicas: La conductancia estomática, el contenido de clorofila (SPAD) y el flujo de electrones lineal (LEF) se midieron utilizando dispositivos portátiles (porómetro AP4 y MultispeQ de PhotosynQ).
  • Rendimiento: Se registró el rendimiento de grano/panícula para el sorgo y el rendimiento de tubérculos para el camote.
• Análisis: Los datos se analizaron mediante la prueba de Kruskal–Wallis seguida de la prueba post hoc de Dunn con corrección de Bonferroni a un nivel de significancia del 5%.

Resultados Clave

• Interceptación de Luz: Hubo una correlación negativa significativa entre el diámetro del árbol y la transmisión de la PAR. Los árboles de CD1 (copa más pequeña) transmitieron la mayor cantidad de PAR (274 µmol fotones m⁻² s⁻¹), mientras que los CD2 y CD3 transmitieron significativamente menos (162.75 y 142.84 µmol fotones m⁻² s⁻¹, respectivamente).
• Desempeño del Sorgo:
  • El crecimiento y el rendimiento del sorgo fueron mayores en el área abierta (OA).
  • Bajo la copa, el desempeño del sorgo fue significativamente mejor bajo CD1 que bajo CD2 o CD3.
  • Sin embargo, el rendimiento bajo CD1 fue aún significativamente menor que en el área abierta (OA). El estudio señala que el crecimiento y la producción del sorgo fueron bajos en comparación con el área abierta, incluso bajo la clase de diámetro más pequeña.
  • Los datos fisiológicos mostraron que, si bien la conductancia estomática fue mayor bajo la copa (debido a un microclima favorable), el flujo de electrones lineal (LEF) y el crecimiento general se vieron limitados por la baja disponibilidad de luz, particularmente en CD2 y CD3.
• Desempeño del Camote:
  • En contraste con el sorgo, el camote exhibió un crecimiento y rendimiento superiores bajo las clases de diámetro más grandes (CD2 y CD3) en comparación con CD1 y el área abierta.
  • Los parámetros morfológicos (longitud del tallo, número de hojas) y los rendimientos de tubérculos generalmente aumentaron con la clase de diámetro del árbol.
  • Los rendimientos más altos de tubérculos se registraron bajo CD3. Notablemente, en el sitio de Nobéré, no se produjeron tubérculos en el área abierta ni bajo CD1, mientras que la producción ocurrió bajo CD2 y CD3.
  • Aunque los rendimientos bajo CD2 y CD3 fueron generalmente mayores que bajo CD1, el análisis estadístico (Tabla 7) indicó que la diferencia de rendimiento entre CD1 y CD2 no fue significativa (ambos comparten la misma letra de superíndice), mientras que CD3 produjo significativamente más que las otras clases.
  • Las variedades de camote mostraron un mayor contenido de clorofila bajo la sombra más densa de CD2 y CD3, una adaptación a las intensidades de luz más bajas.
• Variaciones del Sitio: Nobéré (mayor pluviosidad, poda más intensiva) favoreció generalmente al sorgo, mientras que Saponé (menor pluviosidad, menos poda) favoreció al camote, probablemente debido a diferencias en la disponibilidad de agua y la densidad de la copa.

Contribuciones Clave
El estudio proporciona evidencia empírica de que el impacto de la sombra de V. paradoxa en los cultivos asociados no es uniforme, sino que depende estrictamente de la clase de diámetro del árbol.

1. Identificación de Umbrales: Identifica CD1 (DAP < 30 cm) como el umbral crítico donde el sorgo puede cultivarse con una *menor* pérdida de rendimiento en comparación con los árboles más grandes, aunque los rendimientos siguen siendo significativamente menores que en los campos abiertos. Por el contrario, CD2 y CD3 (DAP > 30 cm) causan reducciones significativas en el rendimiento del sorgo.
2. Estrategia de Sustitución de Cultivos: Demuestra que el camote es una alternativa altamente efectiva y tolerante a la sombra que prospera bajo las copas densas de los árboles de karité más grandes (CD2 y CD3), donde los cultivos de cereales fallan.
3. Perspectiva Fisiológica: La investigación elucida que, si bien la sombra mejora las condiciones microclimáticas (mayor conductancia estomática), la reducción de la PAR es el factor limitante primario para los cultivos C4 como el sorgo. Por el contrario, la naturaleza C3 del camote y su plasticidad morfológica le permiten capitalizar el microclima inducido por la sombra y los puntos de compensación de luz más bajos.

Significancia y Reivindicaciones
Los autores afirman que esta investigación ofrece una estrategia de gestión práctica y basada en la ciencia para los parques agroforestales de Burkina Faso. Al alinear la elección del cultivo con el diámetro del árbol, los agricultores pueden optimizar la productividad total del sistema sin recurar a la eliminación de árboles o a la poda intensiva.

• Recomendación: El documento sugiere explícitamente cultivar sorgo solo bajo árboles de CD1 (DAP < 30 cm) y evitarlo bajo CD2 y CD3.
• Alternativa: Para árboles con DAP > 30 cm (CD2 y CD3), los autores recomiendan cultivar camote para prevenir pérdidas en la producción de karité (que ocurrirían si se podaran los árboles) y para evitar las pérdidas de rendimiento de cereales (que ocurren si se planta sorgo bajo árboles grandes).
• Impacto en la Conservación: Este enfoque tiene como objetivo mantener o aumentar la densidad de árboles en los parques al proporcionar un incentivo económico (rendimiento de camote) para preservar los árboles de karité más grandes, abordando así el declive de la vegetación leñosa observado en la región.

El estudio concluye que la gestión de los sistemas agroforestales basada en las clases de diámetro de los árboles permite la optimización simultánea de la conservación de los árboles y la producción de cultivos, ofreciendo una vía sostenible para la seguridad alimentaria en la zona del Sahel.