O plantio associado entre banana (Musa acuminata Cultivar Cavendish "Grande Naine") e feijão-de-porco (Canavalia ensiformis (L.) D. C.): uma avaliação agronômica dos efeitos da competição por água, nitrogênio e energia luminosa | The associated planting among banana (Musa acuminata Cultivar Cavendish "Big it Sleeps") and "feijão-de-porco" (Canavalia ensiformis (L.) D. C.): an agronomic evaluation of the effects of the competition for water, nitrogen and luminous energy

In tropical regions, intensive banana (Musa accuminata) monocropping has severe agronomic and environmental impacts, and the sustainability of this production is actually highly compromised. Yield reductions are principally due to the decrease of soil fertility and root systems damages by sod fungus and nematodes. Several alternatives actually aim to improve sustainable banana cropping systems. Among them, the cultivation of banana in cover-cropping systems with legumes is a promising one. The development of such systems, however, mainly depends on me knowledge and control of how the mixed component crop competes and affects the production of the principal banana crop. The goal of this study is to estimate the functioning of the banana canavalia ensiformis cover-crop system in field conditions Canavalia is an annual legume that is supposed to have nematode control properties. In this study, however, we focus only on the capacity of banana to perform in such cropping systems, under competition for environmental resources. It is a prerequisite to the development of further investigations uppon bio-control mechanisms that could be managed in integrated protection systems. An analysis of the elaboration of yield components during the vegetative phase of the growing cycle of the banana crop was performed: it is during that phase that the potential yield (number of fruits and fruit filling) is determined, and it is assumed that legume competition can affect yield elaboration. Three treatments were carried out: (i) BPO : banana pure crop, (ii) BA0 simultaneous mixed banana-canavalia, (iii) BA60: -mixed banana-canavalia with banana planted 2 months after canavalia. Growth and development parameter were registered weekly by non destructive methods (leaf area, leaf phenology, stipe height and diameter for banana, and canopy extension for canavalia). Destructive sampling were carried out twice a month to determine above ground dry matter (DM) and mineral composition of banana in the different treatments. In addition to this agronomical evaluation, we developed a banana-intercropped modal adapted from the STICS model for validation and scenario analysis. The analysis of the vegetative cycle of banana over 7 months shows that the plantation date is crucial for the success of the intercrop. There was no significant difference between BP0 and BA0 for DM before flowering (4,5 t MS ha-1 for BP0 against 4,2 t MS ha-1 for BA0). The number of weddings is also significantly reduced for 8 to 3 between BP0 and BA0, respectively. Bananas performances are, however, more affected in BP60. Here, banana DM is reduced lo 2,7 t ha-1, that can be explicated by a higher adverse effect by the canavalia that was dominant at the plantation of banana -- 74 cm height against 29 cm for banana. The performed yield analysis may be considered as an efficient approach for the evaluation of the vegetative phase of the banana, growing sole or intercropped. The analysis of the reproductive phase is actually carried out and should complete this first diagnosis. Model validation under simulated vs. observed data was satisfying. Scenario studies of pure crop situations predicted yield values of 28 ha -1 against 20 t ha -1 (1) in situation with 400 kg nitrogen ha -1 and 133 mm irrigation, (ii) in situations without fertilizers and irrigation, respectively. A simulated yield of 16 t ha-1 was obtained in the case of intercrop without inputs. Test of contrasting scenarios may be used as a decision tool for the definition of adapted intercropping patterns - optimization of plant density and synchronization of the plantation dates of the two species, for instance -, and new agronomical standards may be studied. These investigations, however, must be carried on with the purpose of mean and long term effects evaluation of these cover-cropping systems in relation with the evolution of soil bio-physic-chemical properties - organic matter status and evolution, soil fauna transformation, weeding -, and sustainability.

Nas regiões de clima tropical, o monocultivo da banana vem causando conseqüências ambientais desastrosas e, muitas vezes, impedindo uma exploração continuada de uma mesma área. A redução do rendimento é devido principalmente as limitações físico-químicas do solo e a rápida degradação do sistema radicular, agravada pela ação de parasitas do solo (nematóides, fungos, etc.). Em virtude destas limitações, várias iniciativas vem sendo buscadas para a minimização das perdas agronômicas e ambientais, destacando-se o melhoramento e a modificação genética, e a associação deste cultivo com espécies leguminosas. Porém uma das grandes dificuldades de avaliarmos os novos sistemas de cultivo alternativos concentra-se na falta de referenciais agronômicos relacionados principalmente com o funcionamento de sistemas de cultivos associados, especialmente relacionados aos fatores e condições que interferem diretamente na definição do rendimento da espécie principal. O presente estudo testou , em campo experimental, o uso de plantas de serviço associada a bananeira e seus efeitos na produção de biomassa durante seu o ciclo vegetativo. Isto porque é durante esta fase que a bananeira constrói sua capacidade de reservas de fotoassimilados e, consequentemente, define o potencial de produção e enchimento dos frutos. Além do monocultivo, definiu-se mais duas parcelas associadas com o feijão-de- porco: 1) o plantio simultâneo das duas espécies e; 2) o plantio de feijão-de-porco e, após 2 meses, a introdução da banana. Além de acompanhamento semanal das parcelas, realizou-se, bimensalmente, coletas destrutivas de dados sobre produção de matéria seca, superfície foliar e análise nutricional das plantas. Após a análise agronômica da fase vegetativa, aplicou-se a modelização dos sistemas de cultivo estudados e comparou-se os possíveis cenários sobre o rendimento final da bananeira, além de outros indicadores sobre os fatores de crescimento das plantas. Após o acompanhamento dos 7 primeiros meses do ciclo vegetativo, concluiu-se que a data de estabelecimento da associação foi determinante para o sucesso do cultivo associado. Podemos destacar que a associação entre a bananeira e o feijão-de-porco não causou limitações na produção de biomassa (4,2 ton/ha), quando comparada com o monocultivo (4,5 ton/ha). A redução do número de capinas também foi um indicador animador deste sistema de cultivo alternativo. Por outro lado, quando a bananeira foi plantada 60 dias após a leguminosa, a mesma representou uma séria limitação na produção de biomassa (2,7 ton/ha). Esta limitação deveu-se ao estado de forte competição devido a agressividade com que o feijão-de-porco recobria toda a parcela e alcançando uma altura (74 cm) superior que a muda de banana (29 cm). Em relação a primeira parte da metodologia aplicada - o diagnóstico agronômico -, a mesma foi eficiente para a avaliação do ciclo vegetativo da associação estudada, ficando a necessidade da continuidade do acompanhamento do ciclo reprodutivo, para a confirmação dos resultados em termos de formação e produção de frutos. Na fase de modelização, chegou-se a uma leitura dos resultados próxima dos resultados obtidos no campo. Em termos de rendimento em frutos, o monocultivo com adubação (400 kg/ha de nitrogênio) e irrigação (133 mm) teve um aumento na ordem de 50% no rendimento final (28 ton/ha) Quando comparada com a parcela nas condições reais do experimento (19,6 ton/ha). Já o rendimento em frutos da associação, apresentou o mesmo resultado com e sem adubação e irrigação (16 ton/ha). No tocante a contrução dos cenários, confirmou-se novamente algumas das vantagens da associação, principalmente na redução da adubação nitrogenada aplicada nos sistemas convencionais de cultivo. Finalmente, podemos imaginar a construção de várias formas de testar e otimizar o uso destes sistemas associados (cenários). Porém, confirma-se que a construção de novos referenciais agronômicos sobre sistemas de cultivo mais complexos (os cultivos associados) torna-se ainda muito necessário para a realização de avaliações mais precisas sobre estas alternativas. E, com estes novos referenciais técnicos, podemos imaginar, a médio e longo prazo, alguns dos benefícios das leguminosas sobre as propriedades físico-químicas do solo cultivado (cobertura viva, adubo verde, redução de adventícias, etc) e sobre a manutenção do rendimento dos cultivos (adubação verde).

Dans les régions tropicales, la monoculture de la banane (Musa accuminata) a des impacts agro-environnementaux désastreux, et interdit une exploitation continue de la parcelle en culture. La réduction du rendement de la banane est principalement liée aux limitations physico-chimiques du sol et à la rapide dégradation du système racinaire sous l’action des parasites du sol (nématodes et champignons). Du fait de ces limitations, diverses alternatives sont aujourd’hui proposées pour minimiser les problèmes agronomiques et environnementaux, parmi lesquelles l’association de la culture de la banane avec des légumineuses constitue une voie intéressante. Une des grandes difficultés pour évaluer ces nouveaux systèmes de culture tient à l’absence de références agronomiques sur les systèmes de culture associés, notamment des facteurs et conditions de production pouvant affecter l’élaboration du rendement de l’espèce principale. Cette étude a pour objectif l’évaluation au champ de l’association de la banane avec une plante de service - Canavalia ensiformis – qui en plus d’être une légumineuse fixatrice d’azote, posséderait des propriétés némato-régulatrices. Avant de s’intéresser concrètement à ces propriétés, il importe de mieux comprendre l’aptitude du bananier à supporter la présence d’une plante associée. L’analyse des effets du canavalia sur la production de biomasse de la culture de banane a été suivie durant la phase végétative. C’est en effet durant cette phase que la banane élabore ses réserves en hydrates de carbone et que se définit le potentiel de production et de remplissage des fruits. Trois traitements ont été étudiés sous l’angle de l’élaboration des composantes du rendement de la banane : (i) BP0 : banane en culture pure, (ii) BA0 : banane associée au canavalia en plantation simultanée, (iii) BA60 : banane associée au canavalia en respectant un décalage de 2 mois entre la plantation du canavalia et la plantation de la banane. Un suivi hebdomadaire non destructif des paramètres de croissance et de développement des 2 espèces sur les 3 parcelles a été réalisé (surface foliaire, rythme de développement des feuilles, hauteur et diamètre du pseudo-tronc pour le bananier, extension du couvert du canavalia), et des prélèvements destructifs de biomasse de bananier ont été effectuées 2 fois par mois permettant l’analyse de la nutrition minérale des plantes. En parallèle à cette évaluation agronomique, une modélisation de la culture de la banane a été réalisée sur la base du modèle STICS, et différents scénarios de systèmes de cultures ont été étudiés. Le diagnostic portant sur les 7 premiers mois du cycle végétatif montre que la date de mise en place de l’association est déterminante pour le succès de la culture associée. L’association simultanée de la banane et de la légumineuse (BA0) ne provoque pas de réduction significative de la biomasse produite (4,5 t MS ha-1 pour BP0 contre 4,2 t MS ha-1 pour BA0). La réduction du nombre de sarclages pour BA0 est également très significative (8 sarclages en BP0 contre 3 en BA0). En revanche, dans le traitement BA60, la culture de banane subit une série de limitations. La production de biomasse est très affectée (2,7 t MS ha-1), et s’explique par une compétition plus forte exercée par le canavalia qui est beaucoup plus couvrant et qui atteint une hauteur de 74 cm, supérieure à celle de la banane en début de cycle (29 cm). L’analyse des composantes du rendement s’est révélée une méthode efficace pour évaluer la phase végétative de l’association étudiée ; l’analyse de la phase reproductive est en cours et devrait compléter cette première évaluation. La validation du modèle a été probante en permettant de simuler des résultats proches de ceux obtenus sur le terrain. Des études de scénarios ont permis des prédictions de rendement de 28 t ha-1 contre 20 t ha-1, pour le traitement en banane pure, conduit respectivement (i) avec une fertilisation de 400 kg d’azote ha-1 et une irrigation de 133 mm, (ii) sans apports d’engrais. Le rendement de l’association sans fertilisation et sans irrigation atteint 16 tonnes de fruits par hectare. La construction de différents scénarios peut donc être conduite dans la perspective de tester et d’optimiser les modalités d’association : optimisation des densités de plantation et du calage des cycles, par exemple. La construction de nouveaux référentiels agronomiques sur ces bases est donc possible. Ces travaux se doivent d’être poursuivis em vue d’évaluer les effets à moyen et long terme de ce type d’association sur l’évolution des propriétés bio-physico-chimiques du sol cultivé et de sa fertilité - évolution de la matière organique en relation avec les restitutions de la plante de service, évolution de la faune et de la flore du sol, contrôle des mauvaises herbes – , pour statuer sur la durabilité de ces systèmes de culture.