InterSedes: Revista de las Sedes Regionales
ISSN: 2215-2458
intersed@cariari.ucr.ac.cr
Universidad de Costa Rica
Costa Rica
Vargas Gutiérrez, Marlen; Blanco Metzler, Helga
Efecto de prácticas de manejo del suelo sobre el banco de semillas de malezas, Guanacaste, Costa
Rica
InterSedes: Revista de las Sedes Regionales, vol. XIII, núm. 26, 2012, pp. 43-57
Universidad de Costa Rica
Ciudad Universitaria Carlos Monge Alfaro, Costa Rica
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InterSedes. Vol. XIII. (26-2012) 45-57 ISSN: 2215-2458
INTERSEDES
REVISTA ELECTRÓNICA DE LAS SEDES REGIONALES
DE LA UNIVERSIDAD DE COSTA RICA
Alusivo al XL Aniversario de la Sede Guanacaste
Efecto de prácticas de manejo del suelo sobre el banco de semillas de malezas,
Guanacaste, Costa Rica
Marlen Vargas Gutiérrez, Helga Blanco Metzler
WWW.INTERSEDES.UCR.AC.CR
Vol. XIII, N°26 (2012)
ISSN 2215-2458
43
InterSedes. Vol. XIII. (26-2012) 45-57 ISSN: 2215-2458
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Efecto de prácticas de manejo del suelo sobre el banco de semillas de
malezas, Guanacaste, Costa Rica
Effect of soil management practices in the weed seed bank, Guanacaste, Costa Rica.
Marlen Vargas Gutiérrez 1, Helga Blanco Metzler
Recibido: 18.09.12
2
Aprobado: 04.10.12
Resumen
Se evalúo el efecto de cinco prácticas de manejo del suelo sobre la distribución y comportamiento
de semillas de malezas en el perfil del suelo. Se realizaron cuatro muestreos de suelo, en una finca
ubicada en Liberia, Guanacaste. Las muestras de suelo se tomaron cada tres meses durante un año a
tres profundidades (5, 10 y 20 cm), estas se colocaron en potes plásticos en una casa de mallas, se
efectuaron recuentos de las malezas a los 15, 30, 45 y 60 días. Paralelo a este ensayo, se realizó otro
donde las muestras de suelo se des flocularon con una solución de hexametafosfato de sodio y
sulfato de magnesio disueltos en agua destilada. Se extrajeron las semillas de malezas. El lote
Reserva, presentó el mayor número de malezas de hoja ancha y el menor número de malezas
poáceas. Caso contrario, los tratamientos con solarización, Telone, y bromuro de metilo, mostraron
el menor número de malezas de hoja ancha y el mayor número de malezas poáceas. Respecto al
número de semillas malezas, el lote Reserva, presentó la mayor cantidad de semillas a 5 cm y
disminuyeron a los 20 cm del suelo. Los tratamientos con Telone, bromuro y solarización, el
número de semillas de malezas disminuyó en la superficie y aumentó a los 20 cm del suelo. Se
concluye que el uso de químicos y prácticas de manejo como alternativa al uso de bromuro de
metilo reducen el número de arvenses en el banco de semillas del suelo; sin embargo, no se logra la
misma eficiencia de control que se obtiene con el uso del bromuro de metilo.
Palabras clave
Bancos de semillas, malezas, labranza, melón, bromuro de metilo
Summary
The effect of five management systems (one per lot) on the germination and behavior of weed seed
bank at three depths (0-5; 5-10; 10-20) was studied in Liberia, Guanacaste. Soil samples were taken
every three months over a one year period and placed in plastic pots in a greenhouse to evaluate
weed germination at 15, 30, 45 and 60 days. Number and type of emerged weed seedlings were
registered. In a second study, weeds were extracted from 100 g soil samples per treatment using the
DE flocculation method. The Reserve lot presented the highest number of broadleaf weeds and the
lowest number of poaceas. The treatments solarization, Telone and methyl bromide (MeBr)
presented the lowest number of broadleaf weeds and the highest number of poaceas. The highest
1
Costarricense. Agrónoma. Universidad de Costa Rica, Sede Guanacaste, Costa Rica.
Email:marlen.var@gmail.com
2
Costarricense. Agrónoma. Centro de Investigaciones en Protección de Cultivos, Facultad de Ciencias
Agroalimentarias, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica. Email: helgablanco@gmail.com
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number of seeds was found at the depth of 0-5 in the Reserve lot; weed number was lowest at the
depth of 20 cm for all the lots. It is concluded that alternative chemical or management practices
reduce the number of weeds in the seed bank; however, they do not achieve the same broad
spectrum efficacy on weed germination as MeBr.
Key words: seed banks, weeds, watermelon, tillage, methyl bromide.
Introducción
Las semillas son la principal fuente de dispersión de las malezas anuales, mediante estas, las
malezas tienen la habilidad de perpetuarse a través de generaciones continuas (Pareja, 1984).
La estrategia más común de regeneración de las plantas anuales, es la acumulación de semillas en
el suelo, en donde conforman sub poblaciones que ocupan diferentes micro sitios en el mismo. A la
población total de semillas se la llama “banco de semillas “, y esta formado por semillas
germinables o en estado latente (Roberts, 1970). La capacidad de almacenamiento de semillas de
malezas en el suelo, depende de muchos factores que tienen que ver con la naturaleza misma de
estas y de las condiciones bióticas y abióticas del suelo (Bewley y Blach, 1985).
El suelo es la principal reserva de semillas de malezas, y se le considera como un “banco de
semillas”, compuesto de semillas latentes y no latentes, muchas se mantienen viables por muchos
años (Pareja, 1984). El número de semillas latentes es mayor que el número de semillas no latentes
(Scheffer, 1970).
La importancia práctica del conocimiento de la dinámica del banco de semillas, radica en
que al ser la principal fuente de inóculo de malezas, se determinará el nivel y el tipo de infestación
de ese hábitat (Pareja, 1984). Además, el suelo donde estas germinan junto a otros cultivos, puede
ser modificado o manejado en forma química (fertilizantes, herbicidas) o física (labranza).
El suelo se compone de una mezcla de flora, fauna y arcillas las cuales se ven afectadas por factores
bióticos y abióticos, los cuales afectan el tamaño de los agregados, la conductividad hidráulica y
térmica, la aireación y la retención de humedad. La heterogeneidad del suelo crea una gran
diversidad de micro sitios con diferentes contenidos de humedad y aireación, que pueden regular la
germinación, latencia y distribución de las malezas, (Bewley y Black, 1985, Sheldon, 1987). Esta
heterogeneidad, resultado de la estructura del suelo, enriquecen la variabilidad en los micro sitios
afectando de esta forma el destino de las semillas en el suelo.
Existen varios factores que interactúan para determinar la germinación de semillas que
están almacenadas en el suelo. Entre estos los más importantes son las labores de preparación del
terreno para la siembra de los cultivos, ya que influyen no solo en la dispersión de las semillas al
incorporarlas a diferentes profundidades, sino que cambian o modifican el tamaño, el número y el
tipo de agregados del suelo y su contacto con las semillas (Pareja, 1984; Terptra, 1984).
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Tradicionalmente se dice que las labores de labranza distribuyen en forma homogénea las
semillas a través del perfil del suelo y promueven la germinación debido a que mejora la aireación,
sin embargo , esta práctica puede favorecer el almacenamiento de las semillas en los perfiles mas
profundos del suelo, lo que crea futuros problemas de malezas.( Roberts, 1984). Los sistemas de
labranza convencional, incrementan la cantidad de semillas de malezas, al aumentar la profundidad
del suelo, y tienen una influencia directa sobre el reciclaje del banco de semillas, ya que las semillas
son enterradas a profundidades mayores de los 20 cm y son llevadas a la superficie después de
haber permanecido enterradas en el suelo, durante mucho tiempo.
La labranza cero o reducida, incrementa la cantidad de semillas en los primeros 5 cm del
suelo (Pareja, 1984) y Vargas (1989), este número disminuye al aumentar la profundidad del suelo,
esto evita el reciclaje de semillas a perfiles más profundos, y se promueve la germinación de las
mismas en los primeros centímetros del suelo, lo que evita el almacenamiento en capas profundas
del suelo (Pareja, 1984; Albrecht, 2005).
Los sistemas de labranza reducida, se han investigado durante los últimos años, por su
relación con la protección del suelo, economía de energía, así como factores de manejo del suelo,
disponibilidad de nutrimentos y manejo amigable del agro ecosistema.
En áreas agrícolas de zonas templadas, Roberts (1987), estimó que el número de semillas en el
banco en los primeros 15 centímetros del suelo, oscila entre 70.000 y 90000 semillas por metro
cuadrado, en Costa Rica, Vargas (1989), encontró un promedio que osciló entre 134.000 y 86.000
semillas por metro cuadrado.
El objetivo del experimento fue, evaluar en el cultivo de melón (Cucumis melo), el efecto
de cinco prácticas de manejo del suelo sobre la distribución y germinación de las semillas de
malezas a tres profundidades del suelo.
Materiales y métodos
El ensayo se realizó en la Finca Melones de Costa Rica, Liberia, Guanacaste, ubicada a 10
msnm. Las condiciones climáticas promedio son: temperatura media anual de 28 °C, precipitación
media anual de 1300 a 1700 mm y la humedad relativa entre 61% (época seca) y 90% (época
lluviosa).
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Los lotes de la finca tenían los sistemas de manejo:
1. Tractoristas, válvula 13. (TV13)
2001-2003 solarización;
2003-2004 solarización más Telone C 35
2004-2005 solarización más Telone C 35 en I siembra y solarización más Telone 2 en II siembra
2005-2006 solarización más Telone 94 EC
2. Tractoristas, válvula 14. (TV14)
2001-2003 solarización;
2003-2004 solarización más Telone C 35
2004-2005 solarización más Telone C 35 en I siembra y solarización más Telone C 35 en II siembra
2005-2006 solarización más Telone 94 EC
3. Piches, válvula 53. (P53)
2001-2004 solarización con plástico transparente
2005 Rotación con maíz en I siembra, luego se bromuro a razón de 150 kg
4 Reserva. (R) Reserva forestal, a la cual nunca se le ha realizado ningún manejo (agronómico,
químico).
5. Bancales. (B)
2001-2005 aplicación de bromuro de metilo a razón de 250 kg
2005-2006 aplicación de bromuro de metilo a razón de 150 kg
El primer muestreo de suelos, se realizó al inicio de la solarización, a una sola profundidad,
en los lotes (TV1), (TV2), (P) y (R). Posteriormente se realizaron muestreos de suelo utilizando un
barreno, en todas las fincas, a tres profundidades (0-5; 5-10; 10-20 cm), en los meses de agosto,
noviembre, febrero y abril. Se realizaron recuentos de malezas en todos los lotes. El primer
experimento se realizó en una casa de mallas, con el propósito de promover la germinación de las
semillas de malezas presentes en cada profundidad de suelo.
Las muestras de suelo se colocaron en potes plásticos con una altura de 5 cm y un diámetro
de 15 cm, la capacidad fue de 0.5 kg, se tomaron varias muestras, se llenaron cuatro potes por cada
profundidad y sitio de muestreo., se pesaron y se colocaron en forma aleatoria en la casa de mallas.
Todos los potes se regaron diariamente, con el fin de promover la germinación de las semillas de
malezas. Se realizaron recuentos de las plántulas emergidas a los 15, 30, 45 y 60 días. Estas
plántulas de las malezas, se clasificaron en hoja ancha, hoja angosta y ciperácea.
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El segundo experimento consistió en la des floculación de muestras de 100 g de suelo, con
una solución de 10 g hexametafosfato de sodio (Calgón), 5 g bicarbonato de sodio, y 25 g de sulfato
de magnesio, disueltos en 200 ml de agua destilada. Cada muestra de suelo junto a la solución, se
colocó en un Erlenmeyer de 500 ml y se agitó en forma manual durante 10 minutos. Luego se
decantó sobre una criba de 60 mesh, según método usado por Malone (1967), Pareja (1984) y
Vargas (1988).
Los residuos se colocaron sobre papel filtro, se dejaron
secar; por medio de un
estereoscopio de luz, se procedió al recuento y separación de las semillas de malezas. Las semillas
extraídas se colocaron en platos Petri sobre papel filtro y agua destilada, se colocaron en una
cámara de germinación, con el objeto de observar la germinación de las semillas. Las variables
evaluadas fueron: número de semillas y plántulas emergidas por especie, por lote y por profundidad
de suelo.
Análisis estadístico.
El primer muestreo se analizó de forma independiente de los muestreos 2 al 4 debido a que
este carecía de la variable profundidad. El diseño experimental del primer muestreo consistió de un
irrestricto al azar mientras que el diseño para los muestreos 2, 3 y 4 fue de un parcelas divididas en
el tiempo donde la parcela grande consistió del sitio y la pequeña de las profundidades. En el caso
del análisis para el banco de semillas, el tiempo también contempló 3 fechas de evaluación de la
germinación.
Resultados y discusión
Las especies que presentaron mayor abundancia en los lotes con Telone, bromuro de metilo
y solarización fueron las poáceas: Rotboellia spp., Oryza sp., Eleusine indica, Digitaria spp.; en el
tratamiento Reserva predominaron las malezas de hoja ancha como Portulaca oleracea, Mimosa sp.,
Amaranthus sp., Phyllantus niruri, y Euphorbia spp.
En el Cuadro 1, se observa las malezas clasificados según la familia, y que predominaron en el
banco de semillas de todos los lotes evaluados en la Finca Melones de Costa Rica.
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Cuadro 1. Especies presentes en el banco de semillas en Finca Melones de Costa Rica I, 20052006.
Especie
Familia
Abundancia
Portulaca oleracea
Portulacaceae
***
Mimosa spp.
Cesalpinaceae
***
Rotboellia spp.
Poaceae
***
Oryza spp.
Poaceae
**
Eleusine indica
Poaceae
**
Digitaria spp.
Poaceae
**
Ixophorus unisetus
Poaceae
*
Leptochloa filiformis
Poaceae
*
Amaranthus espinosus
Amarantaceae
*
Murdania nudiflora
Poaceae
*
Phyllantus niruri
Euphorbiaceae
*
Euphorbia hyperisifolia
Euphorbiaceae
*
Echinocloa colona
Poaceae
*
Según se observa en la Figura 1, las malezas dominantes fueron las de hoja ancha, seguidas
por hoja angosta y las ciperáceas. La mayor emergencia de malezas de los tres tipos, ocurrió a los
15 días de montar el experimento. Se encontró, que a mayor tiempo de permanencia de las semillas
en el suelo, el porcentaje de germinación fue menor; cabe resaltar, que se observó claramente el
efecto de la latencia sobre la germinación de semillas enterradas, que permanecen viables debido a
que presentan diferentes tipos y grados de latencia.
Marcks y Nwachuku (1986), enterraron semillas para determinar los cambios fisiológicos
que ocurren en estas, ellos determinaron, que a los quince días del experimento, el porcentaje de
germinación fue alto, y este disminuyó dos meses después. En el presente experimento, ocurrió un
efecto similar, ya que a los 60 días, la germinación disminuyó en un 80 % y un 87,5 % en las
malezas de hoja ancha y poáceas respectivamente.
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15
1600
30
1400
45
Número
1200
60
1000
800
600
400
200
0
H ach
H ang
Cyp
Arvenses
Figura 1. Total de malezas emergidas a los 15, 30, 45 y 60 días de establecido el experimento y
en los 4 muestreos.
Las arvenses que se presentaron en mayor cantidad fueron Portulaca oleracea, Mimosa spp.
y Rotboellia exaltata. Las plantas de hoja ancha fueron encontradas en su gran mayoría en el sitio
Reserva y las de hoja angosta en las plantaciones de melón. Este resultado es de esperar debido a las
características de los sitios donde las plantas de hoja angosta por ser C4 tienen altos requerimientos
de luz mientras que las C3 pueden crecer en condiciones de penumbra (Cuadro 1).
Debido a que el interés de este estudio fue evaluar el efecto de los tratamientos sobre el banco de
semillas de malezas, en los siguientes figuras se excluyó el sitio Reserva, ya que al ser un sitio
boscoso no disturbado, existe un banco de semillas de hoja ancha abundante, el cual enmascara los
resultados de los sitios con siembra de melón.
En general, el número de malezas de hoja angosta fue mayor en todos los lotes. La mayor
población de semillas de hoja angosta, se encontró en el primer muestreo, el cual, a la fecha de
muestreo, no había recibido ningún tratamiento de suelo, y las semillas presentes comprendían, el
banco de semillas remanente del ciclo de cultivo anterior (Figura 2). La población de hoja ancha en
T V-13 fue similar en los muestreos I y II, pero se redujo a la mitad en los muestreos III y IV.
En los otros tres sitios, la presencia de semilla de hoja ancha fue muy escasa. La presencia
de semillas de hoja angosta presentó una tendencia similar, donde su número se redujo
sustancialmente en los muestreos III y IV. La reducción en la población de semillas tanto de hoja
angosta como de hoja ancha obedece al efecto de los tratamientos; sin embargo, la práctica de dejar
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que las malezas alcancen la floración en los períodos entre cultivos, es indebida, debido a que
aportan nuevas semillas al banco de semillas y se inicia un nuevo ciclo de cultivo con gran cantidad
de semillas. Por lo tanto, en períodos entre cultivos se debería sembrar otro cultivo y/o establecer
alguna cobertura la cual a la vez incorporaría N al suelo.
II muestreo
H ach
150
H ang
Cyp
100
50
0
1
2
Número de semillas
Número de semillas
I muestreo
H ach
120
H ang
100
Cyp
80
60
40
20
0
1
3
2
III muestreo
5
IV muestreo
H ach
H ang
50
Cyp
40
30
20
10
30
Número de semillas
60
Número de semillas
3
Sitios
Sitios
25
20
H ach
15
H ang
10
Cyp
5
0
0
1
2
3
5
Sitios
1
2
3
5
Sitios
Figura 2 a, b, c y d. Total de semillas clasificadas por tipo de arvense y por lote, Finca Melones de
Costa Rica.
En los lotes T1, T2 y Piches (Figura 3), se observa que las malezas predominantes fueron
las gramíneas, a pesar de que el cultivo sembrado fue melón. En el lote Bancales la cantidad de
malezas disminuyó debido a las frecuentes aplicaciones de Bromuro de Metilo. Los resultados
concuerdan con los obtenidos por Herrera (2006), que encontró que el Telone y el Bromuro de
Metilo, eliminan varias especies de malezas de hoja ancha y gramínea, sin embargo, disminuye la
diversidad de estas. Esto comprueba, que la labranza influye sobre la dispersión de semillas, al
incorporarlas a diferentes profundidades del suelo.
La preparación del terreno, promueve la germinación de semillas en el campo, ya que
remueve la cubierta de las plantas y transfiere semillas a la superficie del suelo, lo que influye en la
52
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calidad y cantidad de luz (Froud-Williams, 1984; Roberts, 1986). Las semillas quedan expuestas a
la luz natural y favorece su germinación, debido a que el fitocromo se activa, y las semillas de
poáceas que son fotosensibles emergen.
Figura 3. Emergencia de malezas gramíneas, hojas anchas y ciperáceas en los 5 lotes, en la
casa de mallas.
En el lote T1 aumentó la cantidad de malezas de hojas angostas y ciperáceas, debido
posiblemente a que en el lote T2, el manejo del suelo incluyó el Telone 35 en las dos siembras. En
el lote Piches hubo alta incidencia de gramíneas, debido a que el cultivo se rotó con maíz y
favoreció la emergencia de gramíneas, además, la preparación del suelo hizo que las semillas de las
capas inferiores del perfil del suelo, quedaran expuestas a la superficie, y recibieran alta incidencia
de luz, esto estimuló la germinación de las gramíneas que son malezas C4 y predominaron en estos
lotes. (Figura 3)
En T1, T2 y P la cantidad de malezas de hoja ancha disminuyó en un 375%, 125% y 125 %
respectivamente, debido principalmente a la poca cantidad de semilla de malezas de hoja ancha
presentes en el banco de semillas. En el lote Reserva, la cantidad de gramíneas fue muy poca; sin
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embargo, la cantidad de malezas de hoja ancha aumentó en un 400%, esto concuerda con lo
encontrado por otros investigadores (AlBrecht, 2005; Vargas, 1987), quienes indican que en
campos no disturbados, boscosos y en penumbra, aumenta la cantidad y diversidad de malezas de
hoja ancha, debido principalmente a que dominan las plantas con fotosíntesis C3.
En la Figura 4, se observa, que los lotes T1 yT2 presentaron mayor cantidad de semillas a
una profundidad de 10-20 cm, mientras que este número disminuyó de 0-5 cm. Estos resultados son
similares a los encontrados por varios investigadores; la cantidad de semillas aumentó al aumentar
la profundidad del suelo, mientras que en los primeros centímetros de profundidad ocurrió el efecto
contrario, o sea la cantidad de semillas disminuyó, debido a que las labores de labranza del suelo, y
la aplicación de químicos, produce este efecto. Pareja 1984; Vargas, 1987). Al comparar el lote T2
con el T1, se observó que la cantidad de semillas en el primero disminuyó en un 50%, debido al
sistema manejo del suelo. En el lote Bancales se extrajo una mayor cantidad de semillas en las tres
profundidades, si esto se compara con la cantidad de malezas emergidas (Figura1), se concluye que
estas semillas no eran viables, debido a las aplicaciones frecuentes con Bromuro de metilo.
En el lote Reserva se encontró que el número de semillas se incrementó en la superficie,
debido a que el suelo no fue disturbado. En el lote Piches, el número de semillas aumentó de 0-5
cm y disminuyó con la profundidad, esto se debió a que en este sistema de manejo, se disminuyó la
labranza y el suelo se disturbó en forma mínima.
Figura 4. Número semillas de malezas presente en los 5 lotes y a tres profundidades del suelo.
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1100
900
Número
700
H ach
500
H ang
Cyp
300
100
-100
1
2
3
Profundidad
Figura 5. Número total de malezas de hoja ancha, poáceas y cyperaceas a tres profundidades
de siembra 0-5, 5-10 y 10-20 cm.
La mayoría de malezas de hoja ancha emergió de 0-15 cm, ( figura 5), debido principalmente, al
efecto que produce la mecanización sobre el banco de semillas de malezas, el cual expone las
semillas a la superficie y estas germinan al recibir mayor cantidad de luz y mayor fluctuación de
temperatura. En el caso de las poáceas, el porcentaje de germinación fue de un 10 %, lo que
coincide con la poca cantidad de gramíneas presente en los lotes, producto de los herbicidas. De 10
a 20 cm, de profundidad del suelo, la germinación de semillas de malezas de hoja ancha disminuyó
en un 30 %, esto corrobora lo encontrado por otros investigadores (Vargas ,1989 y Pareja, 1984),
donde se encontró que las semillas que quedan en los perfiles inferiores del suelo, permanecen en
estado de latencia y cuando se exponen a la luz, a alto contenido de oxígeno, fluctuaciones de
temperatura y alta humedad las semillas tendrán óptimas condiciones y germinan.
Conclusiones
-Las prácticas de labranza del suelo y las alternativas químicas reducen el número de semillas de
malezas, sin embargo, el bromuro tiene un espectro más amplio.
-Cuando el suelo no es disturbado, el banco de semillas se incrementa en los primeros 5 cm y
disminuye con la profundidad, sin embargo, cuando se somete a prácticas de labranza se incrementa
el banco de semillas al aumentar la profundidad.
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-Las malezas de hoja ancha predominan en suelos no disturbados y en penumbra, las malezas
poáceas predominan en suelos expuestos a alta luminosidad.
-El lote Reserva fue el sitio con mayor abundancia de semillas de hoja ancha.
-Las arvenses que se presentaron en mayor cantidad fueron Portulaca oleracea, Mimosa spp. y
Rotboellia exaltata.
-Las malezas ciperáceas fueron escasas.
- El uso del Telone parece tener efecto en la reducción de poblaciones de malezas.
Literatura consultada
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BEWLEY, J.D.1985. Seeds: Physiology of development and germination. New York, Plenum
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