Potencial de A. decurrens. 1. Evaluación bajo sistemas silvopastoriles en clima frío de Colombia

L. ALFONSO GIRALDO V.
Facultad de Ciencias Agropecuarias
Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellin.

Introducción

La actividad pecuaria principal en las zonas de clima frío de Colombia es la producción de leche con razas especializadas (Holstein). La alimentación es a base de forraje de pastos kikuyo (Pennisetum clandestinum) y raygrass (Lolium multiflorum). Las explotaciones han surgido después de la tala y quema de los bosques alto andinos o de niebla, resultando en agroecosistemas con una escasa cobertura arbórea y suelos desprotegidos, especialmente susceptibles a la erosión. La producción lechera tradicional utiliza una alta cantidad de fertilizantes y agroquímicos, los cuales ocasionan grandes problemas ambientales, además de incrementar los costos de producción.

En la búsqueda de sistemas de producción más sostenibles tanto biológica como económicamente, los sistemas silvopastoriles (SSP) parecen ser una alternativa a corto y largo plazo. Los árboles en las pasturas además de ofrecer forraje de buena calidad a los animales, especialmente si son leguminosas, pueden ser utilizados como barreras rompevientos, controlar la erosión y mejorar la fertilidad de los suelos. Adicionalmente proporcionan leña, madera y frutos, permitiendo otros ingresos al productor y dándole mayor estabilidad económica.

En estudios preliminares con acacia negra (Acacia decurrens), se ha encontrado que esta especie puede tener potencial para el desarrollo y en sistemas silvopastoriles en clima frío, debido a su buena adaptación. Así por ejemplo, presenta 97 por ciento de supervivencia después de 5 meses de transplante, posee un acelerado crecimiento, además de su alta producción de biomasa comestible de alta calidad (Escobar, 1993). En trabajos realizados por la Universidad Nacional de Colombia sede Medellín por el Departamento de Producción Animal en varios proyectos sucesivos, se ha encontrado que la leguminosa arbórea acacia negra podría tener potencial como uso en SSP y como suplemento que reemplace parte del concentrado.

La Acacia negra muestra una adaptación edafoclimática a zonas de clima frío (arriba de 2 500 msnm) con los siguientes parámetros dasométricos: sobrevivencia del 96 por ciento y altura de 3,21 m a los 14 meses de edad; producción de materia seca fina (MSF) o fracción comestible por los animales entre 784 y 2 223 g/árbol para cortes a 1 m de altura a los 12 y 24 meses de edad, respectivamente (Giraldo, 1999)

Basados en estos antecedentes, se fijaron como objetivos, evaluar el efecto que tiene la A. decurrens sobre la producción, valor nutritivo y composición botánica de una pastura de Pennisetum clandestinum en sistema silvopastoril; estimar la producción de leche y evaluar diferentes densidades de siembra.

Materiales y métodos

Localización

El experimento se realizó en la Finca Paysandú, propiedad de la Universidad Nacional de Colombia, localizada en el corregimiento de Santa Elena, municipio de Medellín, a 2 350 msnm, con 2 200 mm de precipitación annual, 18 ºC de temperatura promedio y dentro de la zona de vida bosque húmedo montano bajo (Holdridge, 1978). Los suelos, derivados de cenizas volcánicas, son ácidos (Inceptisoles).

Establecimiento de las parcelas y mediciones en SSP

A. decurrens fue sembrada de octubre a diciembre de 1996 a una distancia de 3 m entre árboles en tres bolillos para el tratamiento de Alta Densidad (1 110 árboles/ha) y a 5 m en cuadro para el de Baja Densidad (407 árboles/ha). Hubo un potrero testigo sin árboles. Las parcelas experimentales fueron de aproximadamente una ha, dentro de la cual se ubicaron al azar tres repeticiones de 16 árboles.

La disponibilidad de forraje y la composición botánica se determinaron con la técnica del botanal (Giraldo, 1996), usando 70 visuales por tratamiento. Las muestras de pasto para la composición química se tomaron a mano mediante varias submuestras al azar evitando los sitios con excretas. Las muestras de pasto se tomaron a los 55 días de rebrote.

Para medir la compactación se utilizó un penetrómetro de cono (ELE ref. 29-3739) haciendo dos mediciones (a cada lado) en puntos separados 1 m a lo largo de dos diagonales en cada repetición.

Se realizaron mediciones de altura total, altura de ramificación, diámetro a la altura del pecho y área de la copa cada árbol. Las muestras (hojas y pecíolos) para valor nutritivo fueron de dos árboles al azar en cada uno de los tratamientos. Igual procedimiento se efectuó, para evaluar el rebrote y la producción de biomasa comestible y de leña.

Manejo de los animales

Para la evaluación de producción de leche se utilizaron 6 vacas de raza Holstein puras (de 600 kg de peso) pastoreando en rotación todos los potreros con una carga animal de 6 vacas adultas/ha y con un ciclo de pastoreo de 60 días (53 de descanso y 7 de ocupación). Las vacas recibieron 1 kg/d de concentrado comercial.

Tratamientos y diseño experimental

Los tratamientos fueron alta densidad (1 110 árboles/ha), baja densidad (407 árboles/ha) y testigo (sin árboles) en un arreglo completamente al azar con tres repeticiones. Para la producción de leche se utilizó un diseño cruzado simple con ocho ciclos de 60 d.

En ambos casos los análisis estadísticos se realizaron en el programa SAS mediante el procedimiento de ANOVA. La comparación de medias se realizó mediante pruebas de Duncan y de T.

Análisis químicos

A las muestras de kikuyo y A. decurrens, secadas y molidas con una criba de 1 mm, se les determinó la fibra detergente neutro (FDN) y fibra detergente ácido (FDA) por el método de Van Soest y Robertson (1985), utilizando un equipo digestor ANKOM 2000; proteína cruda (PC) por micro Kjendahl (Bateman, 1970); degradabilidad ruminal in situ de la materia seca (MS) con la técnica de bolsa de nylon (Giraldo, 1996).

La radiación a través del dosel de los árboles fue medida con un luxómetro (Extech light meter) en dos lugares, uno cerca del fuste y otro en el límite de la copa del árbol con tres mediciones por sitio.

La cuantificación de hojarasca de los árboles se hizo mediante recolección de hojas y ramas caídas y depositadas sobre una tela sarán de 1 m² puesta bajo el dosel de 2 árboles por tratamiento (en una relación área de la copa del árbol / área de muestreo de 3:1). Posteriormente se determinaron N, P y K. calculando au aporte por ha según la densidad de árboles.

Biodiversidad de fauna

Por observación visual se identificaron las especies de la avifauna antes de la siembra de los árboles y después de dos años y medio, con el propósito de evaluar la diversidad de especies.

Estimación de costos de establecimiento

Se cuantificaron los costos de establecimiento de sistemas silvopastoriles, por árbol y por ha, en las dos densidades, considerando los costos en vivero, siembra, desyerbe, limpieza y plateo.

Resultados

En el Cuadro 1 se observan los principales parámetros de evaluación agronómica de A. decurrens a dos densidades de siembra. Se encontró una mayor altura de ramificación en la baja densidad.. A edades tempranas no se detectó diferencia en el DAP en las dos densidades, pero a partir de los 23 meses de edad se encontró un DAP superior en 45 por ciento en baja densidad. El diámetro de la copa fue superior en baja densidad a los 17 y 28 meses.

En cuanto a la producción de forraje de pasto kikuyo, (Cuadro 2) no se encontró diferencia significativa entre los tratamientos, aunque esta tendió a ser menor en alta densidad. Sin embargo, al tener en cuenta la biomasa comestible producida por A. decurrens, se produce un 62 y un 11 por ciento más en los sistemas silvopastoriles de baja y alta densidad respectivamente comparados con el potrero sin árboles. Sin embargo, dichas diferencias no fueron estadísticamente significativas. La producción de leña no diferente significativamente(Cuadro 2), sin embargo, se ve una marcada diferencia entre las dos densidades, 8,5 y 1,7 kg de material verde por árbol, para baja y alta densidad respectivamente, equivalente a 3,5 y 1,9 ton de material verde por ha.

Se detectaron diferencias significativas en la composición botánica de la pastura (Cuadro 2), encontrándose un menor porcentaje de kikuyo y mayor de otras gramíneas en alta densidad. En baja densidad se mantuvo la composición botánica. La cantidad de malezas igualmente tendió a ser superior en alta densidad, aunque dicha diferencia no fue significativa. La presencia de árboles, en baja densidad mejoró la composición de la pastura en cuanto un menor porcentaje de otras gramíneas.

La producción de leche fue significativamente (p < 0,0002) inferior en alta densidad (14,03 litros/d), mientras que no se encontraron diferencias significativas entre el testigo (15 litros/d) y baja densidad (16,6 litros/d), aunque este último fue 11 por ciento superior (Figura 1).

CUADRO 1
Evaluación agronómica de la Acacia decurrens a dos densidades de siembra en sistemas silvopastoriles con Pennisetum clandestinum

* Area total cubierta por la copa de los árboles. Valores en líneas con letra igual, no difieren según Duncan (p < 0,05).

CUADRO 2
Parámetros agronómicos de Pennisetum clandestinum bajo un sistema silvopastoril con Acacia decurrens a dos densidades de siembra.

* Producción de pasto más biomasa comestible proveniente de A. Decurrens de 18 meses de edad. Promedios dentro líneas con letra similar, no difieren significativamente según Duncan (p < 0,05).

No se encontraron diferencias significativas para la composición bromatológica de la A. decurrens y el kikuyo en las diferentes densidades de árboles (Cuadro 3), aunque la Acacia mostró la tendencia de tener mayor contenido de proteína en alta densidad.

CUADRO 3
Parámetros nutricionales de A. decurrens y P. clandestinum bajo un sistema silvopastoril

*Valores con igual letra vertical no difieren significativamente según prueba de Duncan (p < 0,05).

** Valores con igual letra vertical no difieren significativamente según prueba de T.

La Acacia (de 28 meses de sembrada) puede hacer un aporte importante de nutrientes al sistema a través de su hojarasca. En este estudio se encontró una producción de hojarasca de 367 y de 1 086 kg/MS/ha/año en baja y alta densidad respectivamente. Con unos aportes de 652 y 183 g/ha./año para P y de 760 y 330 para K en alta y baja densidad, respectivamente (Cuadro 4).

Con respecto a la compactación del suelo, se han observado algunos cambios en los diferentes tratamientos a través del tiempo (Figura 2). Después de 17 meses de establecida la Acacia no hubo diferencia entre baja y alta densidad (96,5 y 99,7 libras/cm² respectivamente). A los 29 meses se encontró una mayor compactación en alta densidad, mientras que a los 32 meses no existió diferencia. Sin embargo, es importante anotar que existe una tendencia a disminuir la compactación a través del tiempo en alta densidad. En el potrero sin árboles la compactación fue significativamente superior en las diferentes mediciones y presenta una tendencia a seguir incrementándose.

Se encontró mayor diversidad de familias y de órdenes de fauna silvestre, especialmente pájaros en los potreros con árboles. (Cuadro 5).

Figura 1. Producción de leche de vacas Holstein pastoreando Pennisetum clandestinum a pleno sol y bajo un Sistema Silvopastoril con A. Decurrens a dos densidades.

CUADRO 4
Producción de hojarasca y reciclaje de P y K con Acacia decurrens en S. Elena

CUADRO 5
Diversidad de especies de fauna silvestre en sistemas silvopastoriles y en potreros tradicionales, en Santa Elena.

Los costos de establecimiento para un árbol y una ha aparecen el Cuadro 6. Se tomaron en cuenta las diferentes actividades como etapa de vivero, siembra, limpieza y plateo.

Discusión

Con respecto a los datos dasométricos de A. Decurrens, se encontró una mayor altura de ramificación en la baja densidad, lo cual es contrario a lo esperado debido posiblemente a que no existió selección genética de los árboles semilleros. El crecimiento en diámetro fue menor al DAP de 8,22 m reportado por Giraldo (1996), a los 14 meses de edad en árboles sembrados a una distancia de 1,0 x 1,0 m en condiciones edáficas similares, mostrando la alta variabilidad genética de esta especie. Pero el diámetro de la copa a los 17 meses fue superior al encontrado por Giraldo (1996) a los 14 meses de 115 cm.

CUADRO 6
Costo de establecimiento de los sistemas silvopastoriles evaluados en la Finca Paysandú, Corregimiento, Santa Elena, Antoquia

En todas las edades la copa tendió a ser superior en baja densidad, debido a la menor competencia por agua, luz, nutrientes y espacio. Sin embargo, la cobertura total tendió a ser superior en la alta densidad debido al mayor número de árboles. Esto se vio reflejado por la menor radiación solar incidente en la pastura al borde de la copa.

Con estos datos de crecimiento, se puede pensar en esta especie como una alternativa para producción de madera. En zonas de clima frío se reportan producciones de madera de 11 m³/ha/año para el aliso (Alnus acuminata), en sistemas silvopastoriles con kikuyo (P. Clandestinum) o pasto elefante (P. Purpureum), en densidades de 94 árboles/ha (Beer, 1980).

Figura 2. Compactación del suelo bajo una pastura de P. clandestinum como monocultivo y bajo un Sistema Silvopastoril con A. decurrens

La producción del kikuyo tendió a disminuir en alta densidad debido a un exceso de sombra (50 por ciento más cobertura). Igualmente la composición botánica de la pastura se vio afectada encontrándose una menor proporción de kikuyo en alta densidad. La mayoría de pastos tropicales son C₄ por lo tanto, tienen una capacidad limitada para aclimatarse o tolerar sombra (Ludlow et al., 1980). La cantidad de malezas tendió a ser superior en alta densidad, favorecidas por la menor intensidad lumínica que estas necesitan al ser plantas tipo C₃ (Giraldo et al, 1995); aunque la diferencia no fue significativa. La presencia de árboles, en baja densidad, mejoró la composición de la pastura en cuanto un menor porcentaje de otras gramíneas, aunque ello puede representar mayor diversidad de especies componentes de la pastura.

La influencia de los árboles sobre la producción de las pasturas, considerando solamente la intersección de la radiación solar, se espera resulte en una reducción de la misma, en comparación con potreros abiertos, sin embargo los árboles pueden ejercer otros efectos positivos, encontrándose resultados muy variables dependiendo de las especies de pastos y árboles que son utilizados. Algunos autores reportan aumentos en la producción del pasto, cuando estos son asociados con leguminosas (Bustamante, 1991; Libreros, 1993); mientras que otros no encontraron diferencias o la producción de biomasa disminuyó con la sombra (Mesquita et al., 1994; Somarriba, 1988).

La producción de forraje comestible proveniente de la acacia fue de 1,4 y 1,0 ton MS/ha para baja y alta densidad respectivamente, siendo inferior a la obtenida en ensayos preliminares en Piedras Blancas, (Medellín) donde produjo en dos años 4,0 ton/ha de forraje seco, sembrada a una distancia de 2,7 x 2,7 m, o sea, 1 371 árboles /ha (Escobar, 1993). Esto probablemente se debe a que desde un año de establecida se está pastoreando, observándose un alto consumo (ramoneo) de las vacas en producción. La producción por árbol fue superior a la encontrada por Giraldo (1996), quien reporta una producción de 686 g/árbol de 17 meses de edad.

La producción de leña de Acacia encontrada en este estudio es superior a la reportada en evaluaciones anteriores hechas en condiciones similares, donde se reporta una producción de 1,4 kg (Giraldo, 1996). Estos resultados preliminares muestran a esta especie con un buen potencial para la producción de leña. La menor producción de biomasa total y el menor porcentaje de kikuyo encontrados en alta densidad, se vieron manifestados en una menor producción de leche, la cual fue 6,5 por ciento inferior con respecto a la obtenida en el potrero sin árboles. El mayor rendimiento obtenido en baja densidad se debe al mayor confort que tienen los animales debido a la sombra, la cual disminuye la incidencia de rayos solares, ayuda a mantener la temperatura más estable, disminuye el efecto de los vientos (Pezo et al., 1992), además de mejorar la calidad de la dieta.

Los valores encontrados de PC, FDN y degradabilidad ruminal in situ para la A. decurrens coinciden con los reportados por otros autores (Escobar, 1993; Giraldo, 1999). La Acacia presentó un alto contenido de PC, un bajo contenido de pared celular y una baja degradabilidad ruminal a las 48 h. La baja degradabilidad se debe posiblemente, al alto contenido de taninos que presenta esta especie, (5,4 por ciento de fenoles totales por el método de azul de prusia). Se reconoce que los taninos protegen parte de la proteína de la degradación ruminal, aumentando la cantidad de proteína sobrepasante, lo cual es favorable para la nutrición del animal, ya que este absorbe en el intestino delgado una proteína de mayor calidad, lo que repercute en una mayor producción animal (Preston y Leng, 1990; Reed, 1995).

La compactación fue significativamente superior en el potrero sin presencia de árboles, en las diferentes mediciones y presenta una tendencia a seguir incrementando. Puesto que el efecto de los árboles sobre el mejoramiento de la estructura del suelo es positivo y relevante en áreas degradadas por compactación del suelo, por mecanización y/o pisoteo contínuo del ganado (Bronstein, 1983; Russo y Botero, 1996).

La producción de hojarasca de acacia en este estudio, da idea del aporte de nutrientes que se puede dar en este sistema. Un efecto benéfico importante de los árboles, es el reciclaje de nutrientes que hace el sistema a través del aporte de hojarasca (Serrao, 1991). También es importante el bombeo de nutrientes que hacen los árboles de capas profundas del suelo a la superficie haciéndolos disponibles para la pastura; en algunos casos pueden incrementar la disponibilidad de P, Ca, K y Mg (Montagnini, 1992; Russo y Botero, 1996).

Conclusiones

• La A. decurrens puede ser una alternativa para establecer sistemas silvopastoriles en clima frío, pues esta especie muestra una buena adaptación a las condiciones edafoclimáticas de la zona, manifestada en su buena tasa de crecimiento, alta producción de leña y biomasa comestible de buena calidad.

• Según los resultados obtenidos la distancia de siembra más adecuada es de 5 x 5 m (baja densidad), pues se mantiene la composición botánica de la pradera, no se ve afectada la producción de biomasa del kikuyo y se obtiene una mayor producción de leche.

• La Acacia presentó buenos parámetros nutricionales, siendo muy importante su potencial para aumentar la proteína sobrepasante de la dieta, mejorándose así la productividad animal.

• La introducción de A. decurrens a la pradera mejoró sustancialmente la estructura del suelo, manifestada en su menor compactación, siendo muy benéfico pues mejora la aireación del suelo, condición fundamental para el buen desarrollo de la fauna del suelo.

Agradecimientos

Se agradece al Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural de Colombia, programa PRONATTA y al Comité de Investigaciones y Desarrollo Científico de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín (CINDEC), así como a los socios de CONISILVO (Consorcio para la Investigación y Desarrollo de Sistemas Silvopastoriles), el apoyo económico y logístico.

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