INTRODUCCIÓN

La yuca (Manihot esculenta Crantz) es un cultivo de importancia en las regiones tropicales y subtropicales del mundo, debido a que representa una buena fuente de energía (^{Owusu-Darko et al., 2014}; ^{Villordon et al., 2014}). Su contribución al bienestar y seguridad alimentaria de la población y versatilidad de los sistemas productivos le confieren importancia a este cultivo para los agricultores con recursos limitados (^{Reddy, 2015}; ^{Nduwumuremyi et al., 2017}).

Las raíces de la yuca y los subproductos obtenidos a partir de esta planta representan gran valor económico para el desarrollo agrícola a nivel global. Según la ^{FAO (2016)}, la producción mundial fue de 277,102 millones de toneladas, que se cultivaron en 23,482 millones de hectáreas, de este volumen 30-60% es producido en África, 30-40% en Asia y 15-20% en América latina. Colombia con un área plantada de 210.250 ha, volumen de producción de 2,105.436 millones de toneladas y rendimiento promedio de 10,01 t ha^-1 es el tercer productor de yuca en Latinoamérica después de Brasil y Paraguay (^{Pérez et al., 2018}). El sistema productivo de yuca en Colombia se concentra en la región Caribe, la cual representa el 65% del total del área sembraba a nivel nacional, según AGRONET (2016) los mayores rendimientos 11,61 t ha^-1 son obtenidos en el departamento de Córdoba, seguido de Atlántico (10,34 t ha^-1), Bolívar (9,66 t ha^-1), Magdalena (7,61 t ha^-1) y Sucre (7,77 t ha^-1), respectivamente.

La yuca constituye un reglón importante para el sustento de la seguridad alimentaria en el departamento de Bolívar, ocupa el segundo lugar en superficie sembrada (47.290 ha) después del maíz tradicional (^{AGRONET, 2016}). Los agricultores de Bolívar, en su mayoría corresponden a pequeños agricultores, los cuales desconocen las prácticas agronómicas adecuadas de manejo de estacas (cangres), suelos, arvenses y enfermedades para aumentar la productividad del cultivo (^{Aguilera, 2012}). Estudios realizados por ^{Arrieta et al. (2004)}, revelaron que el control ineficiente de las poblaciones de arvenses asociadas a los cultivos de yuca genera pérdidas en rendimiento del 50% y eleva los costos de producción en 40% debido a la excesiva utilización de mano de obra requerida para ejecutar el control manual.

Las pérdidas en rendimiento en la yuca debido a arvenses no controladas durante el periodo crítico pueden alcanzar pérdidas hasta en un 75-100% (^{Silva et al., 2013}). La yuca es un cultivo de larga duración (8-12 meses), con un crecimiento y una tasa de desarrollo de la parte aérea en sus fases iniciales de crecimiento muy lento (^{Moura, 2000}; ^{Johanns y Contiero, 2006}). Por lo general, se cultiva en hileras espaciadas a 1,0x1,5 m, lo que permite que las arvenses se desarrollen rápidamente (^{Nedunchezhiyan et al., 2013}; ^{Streck et al., 2014}; ^{Salau et al., 2015}). Las arvenses también afectan la calidad de las raíces de yuca al competir de forma eficiente por los recursos ambientales disponibles. Por lo tanto, el control de las arvenses es crítico, particularmente en los primeros 3-4 meses de crecimiento de la yuca (^{Nedunchezhiyan et al., 2017}; ^{Weerarathne et al., 2017}). El control de arvenses en yuca se logra a través del desyerbe manual u otros métodos culturales, mientras que, en las áreas con escasez de mano de obra, se practica el control químico de arvenses (^{Vencill et al., 2012}). Sin embargo, la utilización de herbicidas es baja en la mayoría de las regiones de cultivo de yuca del mundo, debido a la falta de disponibilidad de herbicidas específicamente desarrollados para la yuca y su baja persistencia (^{Silveira et al., 2012}; ^{Enyong et al., 2013}).

La implementación del método químico para el control de arvenses en yuca requiere de una adecuada selección del herbicida. En el mundo existen 12 herbicidas registrados para uso en el cultivo de yuca, se encuentran agrupados en seis mecanismos de acción (^{Varanasi et al., 2016}; ^{Zimdahl, 2018}): 1) inhibidores de la fotosíntesis en el fotosistema II (diuron, linuron, atrazina), que inducen cambios que conllevan a la destrucción de la clorofila, impidiendo la absorción de CO₂ y la reacción de Hill, provocan colapso de las hojas en plántulas jóvenes; 2) inhibidores de la oxidasa del fotoporfirinogeno (PPO) (oxadiazon, oxifluorfen), que conlleva a la formación de radicales libres que alteran la formación de precursores de clorofila e inducen la desintegración de la membrana celular, que facilita la deshidratación y desintegración rápida de las células; 3) inhibidores de la polimerización de la tubulina del ensamblaje de microtúbulos (pendimetalina), que son inhibidores del crecimiento, más específicamente de la elongación de las raíces, lo que provoca la muerte rápida de la maleza. Inhibidores de la división celular (alaclor, butaclor, metolacloro) que afectan el metabolismo de lípidos, la síntesis de proteínas y la formación de ceras en la cutícula; 4) inhibidores de la síntesis de la glutamina (glufosinato de amonio), que reduce la fuente de amonio disponible para enzimas e inhibe la fotorrespiración, y finalmente los 5) inhibidores del acetil Coenzima A carboxilasa (ACCase) (fluazifop-p-butil, haloxyfop-petoxietil), que afectan la síntesis de lípidos deteriorando rápidamente los tejidos jóvenes en crecimiento.

La respuesta de la yuca a la aplicación de herbicidas depende de la selectividad del herbicida, modo y mecanismo de acción, época de aplicación, tipo de suelo, condiciones climáticas, variedad de yuca y tipo de arvenses. Teniendo en cuenta que las investigaciones en torno a la evaluación de herbicidas en el sistema productivo de yuca en el departamento de Bolívar son limitadas, la presente investigación tuvo como objetivo realizar la selección de herbicidas para el control de arvenses en yuca (M. esculenta) en Bolívar, Colombia. Las mejores moléculas podrán ser utilizadas por los agricultores, como una alternativa de manejo eficiente que ayudará a mejorar la productividad de esta raíz tuberosa.

MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento se llevó a cabo en la granja experimental de AGROSAVIA sede Carmen de Bolívar (Bolívar, Colombia), coordenadas 9°42>50,8" N y 75°06'26,9" W temperatura promedio de 27,7°C, humedad relativa promedio de 76%, altitud de 143 msnm, régimen bimodal de lluvias con precipitación media de 1100 mm anuales. El área pertenece a la zona climática cálido muy seco, a la formación de bosque seco tropical (BS-T) (^{Guevara et al., 2004}). El suelo donde se instaló el experimento presentó textura franco-arcillosa, pH 7,57; MO 2,01%; P 55,28 mg kg^-1; Ca²+ 26,67 cmol kg ¹, Mg²+ 5,66 cmol kg^-1, K 1,00 cmol kg^-1 y CIC = 34,36 cmol kg^-1.

Las estacas o cangres de la variedad MCOL-2215 'venezolana' de longitud 20 cm, diámetro 3 cm y entre 5-6 yemas, fueron obtenidos del tercio medio de plantas maduras de yuca (10-12 meses de edad) en buen estado fitosanitario. La desinfección se efectuó sumergiendo los cangres durante 5 min en una mezcla a base de fungicida (metalaxil + mancozeb: 3 g L^-1) e insecticida (fipronil: 3 cc L^-1).

El estudio se desarrolló en la temporada comprendida entre agosto de 2016 y agosto de 2017. El suelo se preparó de forma mecánica realizando dos pases de rastra liviana. Las arvenses emergentes fueron controladas mediante la aplicación del herbicida glifosato (concentración: 480 g L^-1) en dosis de 12,5 cc L^-1 8 d antes de la siembra.

Se utilizó un diseño de bloques completos al azar con siete tratamientos y tres repeticiones. La unidad experimental (UE) consistió en cinco hileras de 7 m espaciadas a 1 m y 0,8 m entre plantas para un área total de 35 m². El área útil fue 9,6 m² correspondiente a 3 hileras centrales descartando las plantas de los extremos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El análisis de varianza no reveló diferencias estadísticas significativas (F>0,05) en la sobrevivencia de plantas de yuca (Tab. 3). Resultados similares fueron reportados por ^{Matheus et al. (2004)}, quienes evaluaron el efecto de tres herbicidas (fluometurón, metolacloro y pendimetalína) durante el establecimiento en campo de plántulas propagadas in vitro que no interrumpieron los procesos fisiológicos de crecimiento. ^{Costa et al. (2013)} determinaron que los herbicidas pre-emergentes, linuron, oxadiazon, y alaclor, son moderadamente selectivos al cultivo de yuca, ya que no generan daños a la planta siempre y cuando se utilicen en dosis recomendadas para cada tipo de suelo y aplicados en un periodo no mayor a 5 DDS.

Tabla 3 Análisis de varianza de sobrevivencia, diámetro de tallo y rendimiento en plantas de yuca implementando diferentes herbicidas para mejorar la eficiencia en el control de arvenses. 

GL: grados de libertad; SC: suma de cuadrados; CM: cuadrados medios; CV: coeficiente de variación; " = significativo 1%; *= significativo al 5%; ^NS: sin diferencias significativa.

La combinación de metolacloro + atrazina afectó en menor medida la sobrevivencia de yuca (Tab. 4). Al respecto, ^{Biffe et al. (2010)} determinaron que la aplicación de estos herbicidas en esta etapa del cultivo proporciona control satisfactorio de las arvenses y no genera daños en la morfología inicial del crecimiento, por lo que constituye en la opción viable en los programas de manejo integrado de arvenses en el cultivo de yuca. El herbicida glufosinato de amonio en post-emergencia presento la sobrevivencia de plantas de yuca en un 98,09% (Tab. 4). Estos resultados contrastan con los reportados por ^{Silva et al. (2010)}, quienes encontraron que este herbicida redujo en 40% la sobrevivencia de plantas de yuca, en las cuales se observó una alta toxicidad hasta los 35 DDA, las plantas presentaron clorosis generaliza, quemazón de hojas y las raíces tuberosas cosechadas presentaron menor porcentaje de materia seca.

Tabla 4 Efecto de herbicidas aplicados en época de preemergencia y post-emergencia sobre la sobrevivencia de plantas (%), diámetro de tallo, eficiencia en el control de arvenses (%), rendimiento de raíces de yuca. 

Promedios con letras distintas en la columna, indican diferencia significativa entre tratamientos de acuerdo con la prueba Tukey (P≤0,05).

Los herbicidas evaluados no ejercieron efectos significativos (F>0,05) sobre el diámetro del tallo (Tab. 3 y 4) y la altura de plantas de yuca (Fig. 1).

Figura 1 Efecto de herbicidas sobre la altura de plantas de yuca. 

La yuca es una planta resistente a la aplicación de varios grupos de herbicidas, sin embargo, cada variedad presenta una respuesta diferencial en su crecimiento dependiendo de las condiciones ambientales, el mecanismo de acción del herbicida y la época de aplicación (^{Silva et al., 2011}).

Estudios realizados por ^{Gutiérrez et al. (2008)} y ^{Silva et al. (2012)}, comprobaron que los herbicidas inhibidores del fotosistema II (diuron, atrazina, ametrina, linuron) aplicados 60 DDS en el cultivar IAC-12 bajo condiciones controladas en un suelo de textura arcillosa, no manifestaron consecuencias sobre el área foliar, número de hojas, altura de planta y diámetro del tallo en comparación con las plantas no tratadas con herbicidas. De manera similar ^{Da Costa et al. (2014)}, reportaron que los herbicidas aplicados en época de preemergencia (clomazone, metsulfuron-methyl, y carfentrazone), solos y en mezcla con glifosato, sobre el cultivar Fecula blanca, no afectaron de manera negativa el crecimiento de las plantas de yuca.

No se encontraron diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos para la variable altura de la planta. Las plantas tratadas con la mezcla oxadiazón + diuron presentaron menor altura (121,4 cm) en comparación con las plantas testigo (control manual, 192,1 cm) (Fig. 1). Los herbicidas inhibidores de la oxidasa del fotoporfirinogeno (PPO) como oxadiazón desestabilizan la formación de precursores de la clorofila, inhiben la protoporfirinogeno-9-oxidasa que participa en la captura de luz, lo que conlleva a la reducción de la actividad fotosintética de la planta y por consiguiente disminuye la producción de biomasa (^{Alves et al., 2015}).

Caracterización de la comunidad arvense y eficiencia de herbicidas

A los 50 DDS y después de ser aplicados los herbicidas la comunidad arvense estuvo compuesta por cuatro familias y cuatro especies (Tab. 6). La especie de mayor frecuencia correspondió a Cyperus rotundus L., seguida de Kallstroemia maxima (L.) Hook. & Arn., Cassia tora L. y Amaranthus dubius Mart. ex Thell., respectivamente (Fig. 2). Las especies identificadas en este estudio también han sido reportadas en yuca (^{Olorunmaiye et al., 2013}) y cultivos de batata (^{Lugo-Torres y Diaz, 2007}). El éxito de C. rotundus presente en todos los tratamientos se explica a la eficiente absorción de CO₂ atmosférico y la liberación de sustancias alelopáticas perjudiciales a otras especies arvenses y cultivos. Además, la reproducción a través de rizomas y tubérculos le confieren la capacidad de multiplicarse rápidamente en periodos muy cortos, sobrevivir por años a profundidades de 20 cm en el suelo y lograr procesos de dispersión exitosos que conllevan a la invasión y colonización eficiente de áreas de cultivos (^{Aramendiz et al., 2010}).

Tabla 6 Arvenses identificadas posterior a la aplicación de herbicidas pre-emergentes y post-emergentes en el cultivo de yuca en la Costa Caribe colombiana. 

Figura 2 Frecuencia absoluta de arvenses asociadas al cultivo de yuca después de la aplicación de diferentes herbicidas en la Costa Caribe colombiana. 

La eficiencia de las mezclas de herbicidas en el control de arvenses registró diferencias significativas (Tab. 3), lo cual indica que hubo un efecto notorio de algunos herbicidas sobre la disminución en el porcentaje de infestación de arvenses. La mezcla metolacloro + atrazina controló 79,7% la emergencia de arvenses, este tratamiento mostró el mayor grado de eficiencia de control en preemergencia (Tab. 4). ^{Scariot et al. (2013)} corroboraron que metolacloro aplicado solo o en mezcla con clomazone proporciona un control excelente de arvenses hasta los 105 DDA en yuca 'Cascuda'. Para el caso de los tratamientos linuron + pendimentalina y oxadiazón + diuron, se encontró un control suficiente para las arvenses.

El tratamiento glufosinato aplicado en post-emergencia ejerció un control del 76,3% de las arvenses, catalogándose bueno según la escala propuesta por ^{Alemán (2004)}. Los herbicidas fluazifop y haloxifop, obtuvieron un control pobre (0%) sobre las comunidades de arvenses de hoja ancha y C. rotundus, este hecho se fundamenta en la especificidad de las moléculas para el control de las gramíneas.

El control manual es la práctica común de las plantaciones de yuca, este método ejerció un control regular (37,7%) de las arvenses, mostrando poca eficiencia en el control, por lo cual, las arvenses colonizan rápidamente la superficie del suelo compitiendo de forma directa por agua, luz y nutrientes con las plantas de yuca, incrementando el número de controles y por consiguiente los costos de producción del cultivo (^{Weerarathne et al., 2017}).

CONCLUSIONES

Se encontró tolerancia a herbicidas para la variedad de yuca MCOL-2215, por lo cual pueden ser incluidos como herramientas de manejo de arvenses en el cultivo de yuca en el departamento de Bolívar (Colombia). La mezcla de herbicidas metolacloro + atrazina fue la más eficiente en el control de arvenses y selectiva al cultivo de yuca en época de preemergencia. La aplicación combinada de estos herbicidas incrementó en 4,34 t ha^-1 los rendimientos del cultivo en comparación con el método tradicional. La combinación de métodos de control (manual y químico) en sistemas de cultivo de yuca permite optimizar los rendimientos e incrementar la rentabilidad del cultivo.