ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

Caracterización de la comunidad vegetal en una asociación de gramíneas mejoradas y Leucaena leucocephala cv. Cunningham

 

Characterization of the plant community in an association of improved grasses and Leucaena leucocephala cv.
Cunningham

 

 

Tania Sánchez^I, L. Lamela^I y O. López^I

^IEstación Experimental de Pastos y Forrajes ¨Indio Hatuey¨.Central España Republicana, CP 44280, Matanzas, Cuba

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RESUMEN

En una vaquería de la Empresa Genética de Matanzas se realizó un estudio durante cinco años, con el objetivo de caracterizar el comportamiento de la comunidad vegetal en una asociación de gramíneas mejoradas y Leucaena leucocephala cv. Cunningham en condiciones comerciales. Se determinó la composición botánica del pastizal, la densidad de arbóreas, la disponibilidad de materia seca y los contenidos de MS, PB, Ca y P de las especies presentes en el sistema. La composición botánica del pastizal se caracterizó por un porcentaje de pastos mejorados superior al 50%, con predominio de Cynodon nlemfuensis cv. Jamaicano y Panicum maximum cv. Likoni; mientras que la leucaena mantuvo la densidad de plantas, como una adaptación a las condiciones del sistema. La disponibilidad de materia seca total fue superior a las 3 t/ha/rotación durante la etapa experimental. Se concluye que en la asociación de gramíneas mejoradas y L. leucocephala cv. Cunningham se presentó una alta disponibilidad de materia seca y persistencia del pastizal durante los cinco años del estudio, con valores de PB en las gramíneas mejoradas de 9,6-9,8% y en la leucaena de 25%, sin la aplicación de riego ni fertilizantes químicos, lo cual permitió atenuar las diferencias entre los períodos lluvioso y poco lluvioso.

Palabras clave: Comunidades vegetales, gramíneas, Leucaena leucocephala

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ABSTRACT

In a dairy of the Genetic Enterprise of Matanzas, a work was carried out for five years, with the objective of characterizing the performance of the plant community in an association of improved grasses and Leucaena leucocephala cv Cunningham under commercial conditions. The botanical composition of the pastureland,
tree density, dry matter availability and DM, CP, Ca and P contents of the species present in the system were determined. The botanical composition of the pastureland was characterized by a percentage of improved pastures higher than 50%, with predominance of Cynodon nlemfuensis cv. Jamaicano and Panicum maximum cv. Likoni; while leucaena maintained plant density, as an adaptation to the conditions of the system. The total dry matter availability was higher than 3 t/ha/rotation during the experimental stage. It is concluded that in the association of improved grasses and L. leucocephala cv. Cunningham there was high dry matter availability and persistence of the grassland during the five years of evaluation, with values of CP in the improved grasses of 9,6-9,8% and in leucaena of 25%, applying neither irrigation nor chemical fertilizers, which allowed to attenuate the differences between the rainy and dry seasons.

Key words: Grasses, Leucaena leucocephala, plant communities

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INTRODUCCIÓN

En los últimos 10 años se han utilizado con éxito, en las condiciones de investigación y de producción, las asociaciones de gramíneas y leguminosas arbóreas para la producción de leche, en las cuales el componente vegetal presenta una población de especies mejoradas entre 70 y 80%; también se produce un incremento de la proteína bruta en las gramíneas, por el efecto de la asociación (Iglesias, 2003).

En la mayoría de los estudios predomina la evaluación de los indicadores agronómicos del pastizal, principalmente la disponibilidad de la materia seca; mientras que la composición botánica del pastizal, la altura y la densidad de las plantas arbóreas han sido menos tratadas, al igual que la degradación de la materia seca.

El presente estudio tuvo como objetivo caracterizar el comportamiento de la comunidad vegetal en una asociación de gramíneas mejoradas y Leucaena leucocephala cv. Cunningham en condiciones comerciales.

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio se desarrolló en una vaquería de la granja Triunvirato perteneciente a la Empresa Genética de Matanzas, ubicada geográficamente en los 23o de latitud norte y los 80o 30´ de longitud oeste, y a 70 m de altura sobre el nivel del mar, la cual se encuentra situada en zonas aledañas al municipio Matanzas, provincia de Matanzas.

Características del clima y el suelo. La temperatura media anual fue de 23oC, con una media de 21oC y 27oC en invierno y en verano, respectivamente. La precipitación media anual fue de 1 300 mm, con un promedio de variación de 1 000-1 200 mm en el período lluvioso (PLL) y de 200-400 mm en el período poco lluvioso (PPLL). El suelo sobre el cual se desarrolló el trabajo experimental se clasifica como Pardo con carbonatos (Cambisol), con un relieve ligeramente ondulado.

Descripción de la vaquería y su manejo general. Se utilizó una lechería típica, con capacidad constructiva para 120 vacas y un área total de 47 ha, compuesta por 36 cuartones de 1,1 ha aproximadamente. Durante la etapa experimental la carga varió de 1,1 hasta 1,8 animales/ha.

Como especies de pasto mejorado predominaron Panicum maximum cv. Likoni y Cynodon nlemfuensis cv. Jamaicano, y como leguminosa L. leucocephala cv. Cunningham.

Se realizó una preparación completa del suelo; la leucaena se sembró en agosto de 1997, con una distancia entre surcos de 6,3 m como promedio y a chorrillo ligero. Se comenzó a pastar con animales en julio de 1998, cuando la altura de la planta fue superior a los 2 m, momento en el cual se inició la etapa experimental. Se realizaron podas a la leucaena, a partir del tercer año, y no se raleó.

En el primer año del estudio la unidad contaba con sólo 28 ha de la asociación en explotación, debido a la falta de alambre para acuartonar toda el área; a partir del segundo año se incorporó el área restante.

El tiempo de ocupación de los cuartones fue de un día en el período lluvioso y de 1,5 a 2 días en el poco lluvioso, con lo que se garantizaron tiempos de reposo del pasto de 26-34 y 52-64 días, que representaron como promedio cinco y tres rotaciones para las épocas lluviosa y poco lluviosa, respectivamente.

Mediciones

Disponibilidad y calidad del pasto. La disponibilidad se evaluó por el método alternativo propuesto por Martínez, Milera, Remy, Yepes y Hernández (1990), en el cual se consideró la altura media del pastizal. Los muestreos se realizaron mensualmente en cada cuartón, al inicio de la rotación. Se efectuaron 80 observaciones de ese indicador por cuartón y se tomó una muestra cada dos meses para determinar la composición bromatológica.

Disponibilidad de L. leucocephala. Se estimó en 10 de los árboles presentes en el cuartón, simulando el ramoneo que realizan los animales a una altura de 2 m. Se aplicó la técnica del ordeño de las partes más tiernas de las plantas (hojas y tallos finos hasta aproximadamente 3 mm de diámetro), según la metodología propuesta por Lamela (1998), y se tomó una muestra cada dos meses para determinar la composición bromatológica.

Análisis de laboratorio. Las muestras se secaron, se molieron a 1,0 mm y se enviaron al laboratorio del Instituto de Ciencia Animal para determinar la composición bromatológica del alimento. La materia seca, el calcio y la proteína bruta se determinaron por AOAC (1995) y el fósforo por espectrofotometría de absorción atómica.

Composición botánica del pastizal. Se estimó por el método de los pasos descrito por Anon (1980), que consiste en caminar por las diagonales en cada cuartón. Cada tres pasos el observador clasificó la especie de pasto que coincidía con la punta de su zapato. Esta medición se realizó en dos momentos del año (diciembre y junio) en el 100% de los cuartones que constituyeron la unidad experimental.

Densidad de L. leucocephala. La densidad se determinó en ambas épocas del año, para lo cual se contaron las plantas en 30 m de tres surcos y se midió con una cinta métrica la distancia entre surcos. Después se estimó la cantidad de plantas en el área resultante de la multiplicación de los 90 m muestreados, multiplicado por la distancia entre surcos, y finalmente se calculó en función de una hectárea (10 000 m2).

Procedimiento estadístico. Los valores porcentuales de la composición botánica se transformaron (arcoseno) para los respectivos análisis. La retransformación (media geométrica) se realizó mediante el procedimiento inverso {[seno(x)]2*100}. Se aplicó un análisis de varianza (ANOVA) para hallar las diferencias entre las
gramíneas mejoradas, teniendo en cuenta los factores año y especie. Se utilizó la dócima de comparación de rangos múltiples de Duncan, con el fin de detectar las desigualdades entre las medias. En la disponibilidad de MS por año se aplicó la estadística descriptiva (media aritmética y desviación estándar); en el caso de las diferencias entre épocas se empleó la prueba de t-student para medias independientes, al igual que en la densidad de las plantas arbóreas y la composición química. Se usó el programa estadístico SPSS en su versión 10.0 para Windows XP.

RESULTADOS

La composición botánica del pastizal al inicio y al final de la etapa experimental se muestra en la figura 1. Los pastos mejorados se mantuvieron por encima del 50% y predominaron las especies C. nlemfuensis cv. Jamaicano y P. maximum cv. Likoni.

Por otra parte, las leguminosas volubles (Neonotonia wightii y Teramnus labialis) aparecieron de forma espontánea en el sistema; pero con la utilización del pastizal hubo un decrecimiento de su población, con diferencias significativas (P<0,05) entre el inicio y el final de la etapa.

Los pastos naturales se mantuvieron con una población entre el 20 y 25%, sin diferencia significativa; mientras que las malezas disminuyeron al terminar el estudio (P<0,05).

P. maximum cv. Likoni tuvo una menor población en los tres primeros años, con diferencias significativas (P<0,05), aunque la tendencia fue a aumentar durante la etapa experimental; mientras que en el porcentaje de C. nlemfuensis no se encontraron diferencias durante el estudio (fig. 2). Sin embargo, las dos especies estuvieron representadas con valores similares al final de la evaluación.

En la tabla 1 se muestra la persistencia de la especie arbórea en función de la época del año; no se encontraron diferencias significativas en la densidad de plantas por hectárea durante la etapa experimental.

La disponibilidad total de las gramíneas y de L. leucocephala cv. Cunningham durante los cinco años de evaluación se muestra en la tabla 2; como se aprecia se logró una disponibilidad superior a las 3 t de materia seca/ha/rotación.

Al analizar el efecto del bimestre del año en la disponibilidad total de materia seca se encontró un mayor rendimiento en la gramínea en el bimestre julio-agosto, seguido de septiembre-octubre; el de menor valor fue enero-febrero, seguido de noviembre-diciembre (fig. 3). A su vez la leucaena presentó su menor rendimiento en el bimestre julio-agosto, y el mayor en septiembre-octubre.

En este sentido, se hallaron diferencias significativas para los valores de disponibilidad de la materia seca de la gramínea en función de la época del año (P<0,01); sin embargo, en la leucaena no se observaron diferencias para este indicador (tabla 3).

La composición química de las gramíneas mejoradas y L. leucocephala cv. Cunningham se muestra en la tabla 4; no se hallaron diferencias significativas en el contenido de materia seca, proteína bruta, calcio y fósforo en las especies evaluadas, según los períodos del año.

DISCUSIÓN

La composición botánica del pastizal durante el período evaluado mantuvo un porcentaje de pastos mejorados por encima del 50%, lo cual demostró la factibilidad de las asociaciones de árboles y pasto para garantizar la persistencia del pastizal.

Las leguminosas herbáceas aparecieron de forma espontánea en el sistema y persistieron debido a la inclusión de los árboles, los cuales les sirven como tutores y evitan las defoliaciones excesivas provocadas por el diente del animal durante el pastoreo (Simón, 1998).

Se produjo un decrecimiento de la población de leguminosas herbáceas, que pudo estar motivado por el incremento de la carga durante los años en estudio (1,1-1,8 vacas/ha); estas tuvieron muy baja contribución a la dieta de los animales por su porcentaje en la composición botánica del pastizal.

Lamela, García-Trujillo, Rodríguez y Fung (1995) señalaron que cuando se utilizan cargas por encima de 1 UGM/ha, existe una tendencia a disminuir las leguminosas herbáceas en el pastizal por el efecto del pisoteo y por la selección que realizan los animales; en el presente estudio las leguminosas estaban representadas por la glycine (N. wightii) y el teramnus (T. labialis), las cuales son altamente consumidas por el ganado, debido a su alta aceptabilidad.

Los pastos naturales se mantuvieron alrededor del 20%, lo cual indicó estabilidad en el pastizal durante la etapa de evaluación, y las plantas invasoras mostraron una tendencia a disminuir, debido a que en la unidad se realizó una campaña para la erradicación de las malezas.

El porcentaje de malezas en la composición botánica del pastizal fue bajo; por tanto, no se tomó en consideración en el balance alimentario del estudio, debido a que carecía de implicaciones prácticas.

Las gramíneas mejoradas estaban representadas por P. maximum cv. Likoni y C. nlemfuensis cv. Jamaicano, con un predominio del pasto estrella en los tres primeros años; sin embargo, la guinea incrementó su porcentaje en la composición botánica.

Existe un grupo de especies tolerantes a la sombra proyectada por los árboles en los sistemas asociados, entre las que se encuentra P. maximum. Esta especie tiene una estructura más ventajosa al ser comparada con otros pastos tropicales ya que posee alrededor de 80% de hojas, lo cual les permite a las vacas manifestar mejor su habilidad selectiva (Hernández, Carballo, García-Trujillo, Mendoza y Robles, 1992; Ruiz y Febles, 2005).

Vega (2002), al evaluar el efecto del marco de siembra de L. leucocephala en la persistencia de una asociación con pasto estrella, encontró una disminución de esta especie durante la fase de explotación debido al incremento de la sombra en esta etapa con respecto al establecimiento. Las plantas en dicha fase incrementaron su altura y ancho de la copa, lo que influyó de forma negativa en la composición botánica del pasto estrella.

La densidad de la leucaena mantuvo valores similares en las dos épocas del año. Dicho comportamiento es un indicador de la adaptación de las especies arbóreas al sistema en condiciones comerciales de explotación y se debió a que en este trabajo se utilizaron tiempos de reposo adecuados para permitir la recuperación de la leucaena después de cada pastoreo (28-35 y 60-66 días para lluvia y seca, respectivamente).

Los valores de disponibilidad total fueron superiores a las 3 t de MS/ha durante los cinco años del estudio, lo cual demuestra la importancia de las asociaciones de gramíneas mejoradas y leucaena para alcanzar la estabilidad en los rendimientos totales de biomasa comestible; no obstante, este indicador disminuyó en la arbórea en los últimos tres años, debido al incremento de la altura, por lo que fue necesaria la poda a partir de ese momento.

Estos resultados son superiores a los alcanzados por Alonso, Ruiz, Febles, Jordán y Achang (2005) cuando estudiaron la evolución de la producción de biomasa comestible en un sistema silvopastoril de leucaena y guinea, durante cuatro años.

Al analizar el efecto del bimestre en la disponibilidad de materia seca durante los cinco años del estudio, se encontraron los valores más altos en la gramínea en los bimestres julio-agosto y septiembre-octubre (período lluvioso). Similar comportamiento reportaron Ruiz y Febles (2005), al analizar la distribución de la producción de biomasa comestible en sistemas de gramíneas asociadas en el 100% del área con leucaena. Dichos autores encontraron los mayores valores en julio, agosto, septiembre y octubre.

En el caso de la distribución de la biomasa comestible de la leucaena, los resultados de la presente investigación difieren de lo obtenido por Ruiz y Febles (2005); en ambos estudios tuvo un comportamiento variable, lo que pudo deberse a las condiciones de manejo propias de cada investigación.

Se apreció el efecto de la época del año en la disponibilidad total de gramíneas. Un comportamiento similar se informó en Cuba por Iglesias (2003) para diferentes sistemas silvopastoriles, en los que se obtuvo la mayor disponibilidad de pasto en el período lluvioso.

En esta época del año las precipitaciones son mayores, al igual que la temperatura y la radiación solar, lo cual favorece el crecimiento de las especies pratenses. Sin embargo, los rendimientos de materia seca de la leucaena no variaron en función de la época.

Las raíces de la leucaena penetran en los estratos profundos del suelo y propician la extracción del agua; unido a esto, presentan un sendero fotosintético C₃, por tanto necesitan menos intensidad luminosa que las gramíneas, que son C₄ (Simón, 1998). Ello explica el por qué no se halló un efecto significativo de la época en la disponibilidad de materia seca de la leucaena.

A pesar de la disminución de los rendimientos de la leucaena en los últimos años, debido al incremento de su altura, las ofertas de materia seca fueron superiores a 2,3 kg/animal/día, lo que garantizó su consumo dentro del sistema y la disponibilidad total por animal.

La composición química de las gramíneas mejoradas presentó un contenido aceptable de proteína bruta (9,6-9,8%), equivalente a los informados cuando se emplean niveles de fertilización entre 150 y 300 kg de N/ha/año (Pereira, Lamela y Ripoll, 1990).

Esta mejoría en la composición química es una consecuencia de la presencia de los árboles leguminosos, que tienen la capacidad de fijar el nitrógeno atmosférico al suelo a través de la simbiosis con los rizobios; este elemento, a su vez, se aprovecha por las gramíneas presentes en el sistema.

Ello coincide con lo informado por Sierra y Nygren (2006), quienes estudiaron la fijación del nitrógeno de árboles leguminosos en sistemas silvopastoriles. Los resultados sugieren una transferencia directa del nitrógeno de los árboles a las gramíneas, a través de las raíces; este indicador no varió de forma significativa en función de la época del año.

Los niveles proteicos alcanzados durante el experimento fueron superiores a los reportados por Simón, Hernández y Hernández (1995) para pastos naturales asociados a especies arbóreas (6,8%), y similares a los informados por Reinoso (2000) en el pasto estrella (9,5 y 8,9% en seca y 10,4 y 9,9% en lluvia) en sistemas silvopastoriles en suelos fértiles.

Esto sugiere la importancia de incluir los pastos mejorados con el fin de disponer de una dieta de mayor cantidad y calidad en términos de MS y PB, particularmente cuando se alimentan vacas lactantes de mediano a alto potencial lechero.

El aumento de las sustancias nitrogenadas en las gramíneas en sistemas asociados con especies arbóreas, también puede ser una medida de su adaptación a la reducción de la luz por efecto de la sombra proyectada por los árboles, lo cual influye en el fisiologismo de las plantas. Además, la sombra aumenta la actividad del suelo y mejora su capacidad de retención de agua (Sánchez y Crespo, 2004; Ørskov, 2005).

En investigaciones realizadas por Hernández, Simón y Duquesne (2001) se encontró un incremento en el contenido de PB en las especies P. maximum, C. nlemfuensis y Paspalum notatum, cuando la leucaena forma parte de la comunidad vegetal.

L. leucocephala mostró un contenido alto de proteína bruta. Los valores estuvieron dentro de los informados por Galindo, Delgado, Pedraza y García (2005).

Los contenidos de calcio y fósforo de la leucaena se hallaron dentro del rango de valores reportados para esta especie (Shelton y Brewbaker, 1994); similar comportamiento se detectó en la gramínea (Anon, 2000).

En ambas especies los valores de fósforo fueron bajos; de ahí la necesidad de una suplementación con este mineral a los animales que pastorean en este sistema, si se tiene en consideración su importancia en la reproducción de las vacas y en el metabolismo.

La composición botánica del pastizal, la disponibilidad de materia seca y el valor nutritivo de los forrajes son indispensables para evaluar un sistema para la producción de leche, ya que desempeñan un papel fundamental en la utilización del alimento disponible por parte de los animales.

Conclusiones

En la asociación de gramíneas mejoradas y L. leucocephala cv. Cunningham se presentó una alta disponibilidad de materia seca y persistencia del pastizal durante los cinco años del estudio, con valores de PB en las gramíneas mejoradas de 9,6-9,8% y en la leucaena de 25%, sin la aplicación de riego ni fertilizantes químicos.

La asociación garantizó durante todo el año una adecuada disponibilidad de materia seca por hectárea por rotación, lo cual permitió atenuar las diferencias entre los períodos lluvioso y poco lluvioso.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Recibido el 3 de septiembre del 2007
Aceptado el 1 de octubre del 2007

Tania Sánchez^I, L. Lamela^I y O. López^I
IEstación Experimental de Pastos y Forrajes ¨Indio Hatuey¨.Central España Republicana, CP 44280, Matanzas, Cuba
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