Ecología y manejo de arvenses en cultivos de maíz de temporal en las tres provincias biogeográficas del estado de Aguascalientes

Abstract

Resumen México es el centro de origen de la milpa, policultivo desarrollado desde tiempos prehispánicos que integra maíz (Zea mayz L.), frijol (Phaseolus spp.) y calabaza (Cucurbita spp.) principalmente. Además, integra a las arvenses, plantas que crecen de forma espontánea en campos agrícolas. Son parte fundamental de los agroecosistemas, brindan refugio a depredadores de plagas como las catarinas o evitan la erosión del suelo, por mencionar algunas. En el sentido social, las arvenses tienen distintos usos, por ejemplo alimento, medicina o forraje, sin embargo en el estado de Aguascalientes es necesario complementar la información existente. Por tal motivo, el objetivo de la presente tesis fue generar información que permita conocer más a fondo el cultivo de maíz en el estado de Aguascalientes, desde su riqueza de especies, el conocimiento y uso de las arvenses presentes en los cultivos de maíz, los parámetros edafológicos que influyen en su abundancia, el papel que juegan en la presencia de coccinélidos y cómo estos depredadores ayudan a controlar el gusano cogollero, plaga principal del maíz. La tesis está estructurada en siete capítulos, el primero contempla una introducción al proyecto así como sus objetivos e hipótesis. En el capítulo dos se muestra un listado de las arvenses presentes en las tres provincias biogeográficas del estado de Aguascalientes sumando 98 especies más a la lista preexistente e identificando su estatus migratorio; se describió el manejo de las arvenses y se concluyó que la similitud entre las provincias biogeográficas es baja. El capítulo tres aborda un análisis etnobotánico identificando 78 especies y seis categorías de uso, siendo el forrajero el más representativo; se analizó la correlación entre la edad y escolaridad con el conocimiento de las arvenses concluyendo que no existe correlación significativa entre ellas debido a los múltiples factores que influyen en el proceso de la adquisición del conocimiento tradicional. En el capítulo cuatro se realizó un análisis canónico de correspondencia (CCA) entre parámetros edafológicos (pH, conductividad eléctrica, materia orgánica, nitrógeno, fósforo, potasio) y climáticos (temperatura y precipitación pluvial) y la abundancia de las 47 arvenses identificadas, encontrando que Amaranthus powellii y Xanthium strumarium presentan sensibilidad a la conductividad eléctrica y potasio y Amaranthus hybridus, Bidens bigelovii y Bidens odorata a la alta concentración de fósforo, concluyendo que cada arvense responde de distinta manera a los parámetros edafológicos y climáticos. En el quinto capítulo se retoma la importancia de las arvenses y la abundancia de coccinélidos. Se encontraron siete especies de coccinélidos, seis de ellas son nuevos registros para el estado, y 22 especies arvenses previamente identificadas. El coccinélido más abundante y presente en la totalidad de arvenses fue Hippodamia convergens. El sexto capítulo vincula la incidencia del gusano cogollero (Spodoptera frugiperda) y la abundancia de coccinélidos depredadores, determinando que existe correlación significativa en la disminución de la incidencia del gusano cogollero y el aumento de la abundancia de coccinélidos. El último capítulo aborda las conclusiones generales y recomendaciones. Es importante seguir generando información sobre los procesos de adquisición del conocimiento tradicional y registrar los usos de las arvenses; realizar análisis complementarios con parámetros como el uso de agroquímicos, rotación de cultivos y manejo sobre la abundancia de las arvenses y utilizar métodos distintos de captura de coccinélidos para el registro de especies adicionales.

Abstract Mexico is the center of origin for the milpa, a polyculture developed since prehispanic times that integrates maize (Zea mayz L.), beans (Phaseolus spp.), and squash (Cucurbita spp.) primarily. Additionally, it includes weeds, plants that grow spontaneously in agricultural fields. These are fundamental components of agroecosystems, providing shelter for pest predators like ladybugs and preventing soil erosion, among other benefits. Socially, weeds have various uses, such as food, medicine, or forage. However, in the state of Aguascalientes, it is necessary to complement the existing information. Therefore, the objective of this thesis was to generate information to gain a deeper understanding of maize cultivation in the state of Aguascalientes, including species richness, knowledge and use of weeds present in maize crops, edaphic parameters influencing their abundance, the role they play in the presence of coccinellids, and how these predators help control the fall armyworm, the main pest of maize. The thesis is structured into seven chapters. The first chapter includes an introduction to the project as well as its objectives and hypotheses. The second chapter presents a list of weeds present in the three biogeographic provinces of the state of Aguascalientes, adding 98 species to the pre-existing list and identifying their migratory status. Weed management was described, and it was concluded that the similarity between the biogeographic provinces is low. Chapter three addresses an ethnobotanical analysis identifying 78 species and six categories of their use, with forage being the most representative. The correlation between age and education with the knowledge of weeds was analyzed, concluding that there is no significant correlation due to multiple factors influencing the process of acquiring traditional knowledge. Chapter four presents a canonical correspondence analysis (CCA) between edaphic parameters (pH, electrical conductivity, organic matter, nitrogen, phosphorus, potassium) and climatic parameters (temperature and rainfall) and the abundance of the 47 identified weeds. It was found that Amaranthus powellii and Xanthium strumarium are sensitive to electrical conductivity and potassium, while Amaranthus hybridus, Bidens bigelovii, and Bidens odorata are sensitive to high phosphorus concentration, concluding that each weed responds differently to edaphic and climatic parameters. Chapter five revisits the importance of weeds and the abundance of coccinellids. Seven species of coccinellids were found, six of which are new records for the state, along with 22 previously identified weed species. The most abundant and widespread coccinellid was Hippodamia convergens. Chapter six links the incidence of the fall armyworm (Spodoptera frugiperda) and the abundance of coccinellid predators, determining a significant correlation between the decrease in the incidence of the fall armyworm and the increase in the abundance of coccinellids. The final chapter addresses general conclusions and recommendations, mentioning the need to continue generating information on the processes of acquiring traditional knowledge and documenting the uses of weeds, conducting complementary analyses with parameters such as the use of agrochemicals, crop rotation, and management on the abundance of weeds, and using different methods for capturing coccinellids to record additional species.