ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

 

Comportamiento de la disponibilidad de biomasa y la composición química en 23 accesiones de Leucaena spp.

 

Performance of biomass availability and chemical composition of 23 Leucaena spp. accessions

 

 

Hilda B. Wencomo¹ y R. Ortiz²

¹Estación Experimental de Pastos y Forrajes "Indio Hatuey". Central España Republicana, CP 44280, Matanzas, Cuba
E-mail: [e-mail]
²Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, Mayabeque, Cuba

 

 

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Resumen

Se realizó un estudio con 23 accesiones de Leucaena spp. en un área que tenía seis años de sembrada. El objetivo fue determinar, en las plantas establecidas, la biomasa total, la biomasa comestible, la biomasa leñosa, el grosor del tallo y el número de ramas de cada accesión, y su composición bromatológica en condiciones de pastoreo simulado. La investigación se realizó en la EEPF "Indio Hatuey" durante dos años, en un suelo Ferralítico Rojo lixiviado, húmico nodular ferruginoso hidratado. Se utilizaron parcelas sencillas de 3 m x 6 m. En la biomasa comestible y sus componentes (hojas y tallos tiernos) existieron diferencias significativas (P<0,05) entre las épocas de los dos años. Se pudo constatar que la producción en la época lluviosa fue mayor que en la poco lluviosa, aunque no hubo diferencias entre la producción media de biomasa de las accesiones; para el caso de la biomasa total no se encontró diferencias significativas entre las épocas. Se recomienda continuar los estudios para determinar, a largo plazo, el efecto de los indicadores evaluados en la disponibilidad y la persistencia de la arbórea.

Palabras clave: comportamiento, disponibilidad de nutrientes, Leucaena spp.

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Abstract

A study was conducted with 23 Leucaena spp. accessions in an area which had been planted six years before. The objective was to determine, in the established plants, total biomass, edible biomass, ligneous biomass, stem diameter and number of branches in each accession, and its bromatological composition under simulated grazing conditions. The research was conducted at the EEPF "Indio Hatuey" during two years, on a hydrated ferruginous nodular humic lixiviated Ferralitic Red soil. Simple 3 m x 6 m plots were used. In the edible biomass and its components (leaves and fresh stems), there were significant differences (P<0,05) between the seasons of the two years. It could be observed that production was higher in the rainy season than in the dry season, although there were no differences among the mean biomass production of the accessions; in the case of total biomass no significant differences were found between seasons. To continue the studies is recommended, to determine, in the long term, the effect of the evaluated indicators on the availability and persistence of the tree.

Key words: performance, nutrient availability, Leucaena spp.

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INTRODUCCIÓN

En los países tropicales, que no son productores por excelencia de granos y cereales, la búsqueda de estrategias de suplementación del ganado, con los recursos propios que se generen en el área, constituye uno de los rasgos esenciales, fundamentalmente, en el grado de independencia y competitividad que este pueda alcanzar.

El follaje de los árboles y los arbustos se emplea en la alimentación animal desde tiempos remotos y parece ser el forraje preferido por los bovinos y algunas razas ovinas, particularmente en las sabanas áridas. En los últimos años, estas plantas se han introducido en sistemas de cultivo y pastoreo para suministrar forraje verde con alta concentración en proteína suplementaria para dietas de baja calidad; se cultivan en bancos o cercas, entre cultivos (cultivo de callejón) o como componentes de los pastizales y también como árboles para sombra; se ha demostrado, con resultados palpables en la práctica, su potencial de contribución para los sistemas de producción animal en los trópicos (Ibrahim y Mora, 2006).

Uno de los indicadores más importantes en el proceso de evaluación y determinación de la potencialidad de las especies, para incluirlas en los sistemas productivos, es la producción de biomasa total, la fracción comestible y su aceptabilidad por parte de los animales, además de su persistencia en el sistema. A partir de esta premisa se hizo un ensayo con 23 accesiones de Leucaena spp. con el objetivo de determinar la biomasa total, la biomasa comestible, la biomasa leñosa, el grosor del tallo y el número de ramas de cada accesión y su composición bromatológica en condiciones de pastoreo simulado.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Ubicación del área experimental. El estudio se realizó durante dos años, en las áreas de la Estación Experimental de Pastos y Forrajes «Indio Hatuey», la cual se encuentra ubicada en los 22º 48' y 7'' de latitud Norte y los 79º 32' y 2'' de longitud Oeste, a una altitud de 19,9 msnm, en el municipio de Perico, provincia de Matanzas, Cuba (Academia de Ciencias de Cuba, 1989).

Características del clima. El comportamiento de las variables climatológicas más importantes (tabla 1) fue tomado de los registros mensuales de la estación meteorológica ubicada en las áreas de la Institución.

Como se observa, en el período poco lluvioso (PPLL) el volumen de lluvias alcanzó valores similares en los dos años, ligeramente superiores a la media de los 15 años anteriores al período de investigación. En el período lluvioso (PLL) las precipitaciones fueron contrastantes, ya que en el primer año cayeron 393,3 mm más con respecto a la media histórica; mientras que en el segundo año la precipitación fue menor con respecto a la media de comparación en más de 220 mm.

Las temperaturas máximas y mínimas mostraron valores muy similares, en correspondencia con los períodos para los dos años, y fluctuaron en un rango muy estrecho alrededor de la media de los 15 años anteriores al período experimental. La evaporación en la zona aumentó a partir de enero, con valores máximos en abril (220 mm). La humedad relativa promedio anual fue de 82,6%, con el mayor valor en julio (89,0%) y el menor en abril (75,5%).

Características del suelo. El suelo es de topografía llana, con pendiente de 0,5 a 1,0%, y está clasificado por Hernández et al. (2003) como Ferralítico Rojo lixiviado, húmico nodular ferruginoso hidratado, de rápida desecación, arcilloso y profundo sobre calizas. Este tipo es equivalente al grupo de los Ferrosoles, en el sistema de clasificación de la FAO-UNESCO (Alonso, 2003).

 

Procedimiento experimental

Material vegetal. De las 180 accesiones establecidas en la colección de Leucaena spp., que se conservan en el banco de germoplasma de la Estación, se tomaron 23 (tabla 2) representativas de la población. Este experimento tuvo una duración de dos años (desde el 2002 hasta el 2004) y abarcó las dos épocas: lluviosa (mayo-octubre) y poco lluviosa (noviembre-abril).

La disponibilidad de biomasa se estimó mediante la simulación del ramoneo que realizan los animales (Lamela, 1998), según la altura de consumo (hasta 2 m). Para ello se aplicó la técnica del ordeño de las partes más tiernas de las plantas, las hojas y los tallos finos hasta aproximadamente 3 mm de diámetro; esto se realizó dos veces por época. También se utilizó la técnica de corte. El material verde se pesó y se separó de forma manual en sus diferentes fracciones el material comestible y el no comestible, e inmediatamente se pesaron ambas partes y se calculó el valor de cada material por árbol.

Posteriormente se tomó una muestra de 300 g de forraje verde para determinar algunos de los indicadores de la composición bromatológica (proteína bruta, fibra bruta y calcio), según las técnicas descritas por la AOAC (1990). El contenido de P se determinó mediante el método de Amaral (1972). También se midió el grosor del tallo (en la base con un pie de rey) y la altura (con una regla graduada), y se contó el número de ramas por planta.

Procesamiento estadístico. Los datos de disponibilidad de biomasa de las accesiones de Leucaena spp. y sus componentes, al igual que los de la composición bromatológica, se sometieron a un ANOVA según el modelo lineal de clasificación simple, para lo cual se consideró el efecto de la época; las medias se compararon mediante la dócima de Duncan (Duncan, 1955) para un 5% de significación, después de verificar que cumplían con el ajuste de distribución normal y de homogeneidad de varianza.

Los resultados de los indicadores anteriores, así como los de la altura, el diámetro del tallo y el número de ramas, se procesaron mediante el análisis de componentes principales (ACP) (Morrison, 1967), en el cual se tomó como criterio aquellas componentes que presentaron valores propios superiores a 1 y factores de suma o de preponderancia mayor que 0,70. Asimismo, se aplicó el análisis de conglomerados para la agrupación y selección de las accesiones, basado en el criterio de la distancia euclidiana a partir de lo obtenido en el ACP (Torres et al., 2006), y se determinaron los estadígrafos media y desviación estándar para las variables analizadas en estas etapas. De esta forma se dispuso de grupos de especies que permitieron hacer un análisis más sencillo y objetivo de su comportamiento. Todos los análisis se realizaron a través del programa estadístico SPSS® versión 11.5 para Microsoft Windows® (Visuata, 1998).

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la tabla 3 se muestran los resultados de la producción media de biomasa de las accesiones de Leucaena y sus componentes, tanto en la época lluviosa como en la poco lluviosa de los dos años; hubo diferencias significativas entre las épocas, excepto para la biomasa total.

En este sentido, es válido señalar que en la época lluviosa la precipitación es mayor, al igual que la temperatura y la radiación solar, lo cual favorece el crecimiento de todas las especies. Ello pudiera estar determinado por su capacidad para la movilización de las reservas dentro de la planta, lo que facilitó la emisión de rebrotes, como ha ocurrido en la especie Gliricidia sepium (García et al., 2001). Al respecto, Berninger et al. (2000) señalaron que las frecuencias de corte imponen cambios en la dinámica de todas las partes de la biomasa y, a su vez, en la movilización de las reservas de los carbohidratos, tan esenciales y determinantes para proporcionar el crecimiento de los rebrotes.

En cuanto a la cantidad de tallo leñoso (biomasa leñosa) también se observaron diferencias significativas entre las épocas, y la mayor producción ocurrió en la época poco lluviosa. Diferentes investigadores (Rosales et al., 1999; Murgueitio, 2003) admiten, de manera general, que para todas las accesiones los intervalos de corte o ramoneo resultan en mayores cantidades de material leñoso, debido a la posibilidad que tiene la planta de invertir un mayor número de recursos en la formación de tejido leñoso, al cortarse en períodos de tiempo más prolongados. Según refiere Hernández (2000), este incremento guarda relación con la edad calendario de los rebrotes.

En el caso de la biomasa total no se encontraron diferencias significativas entre las épocas, debido quizá a la penetración de las raíces de la Leucaena en los estratos profundos del suelo, lo cual propicia la extracción del agua; unido a ello, presenta ruta fotosintética C3,por lo que necesita menos intensidad luminosa que las gramíneas, que tienen ruta fotosintética C4 (Pérez-Infante, 1977; Simón, 1998). Este resultado coincide con el obtenido por Sánchez (2007). De igual forma, este comportamiento puede que se deba al corte realizado para conocer la disponibilidad de biomasa, ya que los intervalos entre cortes o la frecuencia con que es podada la planta es un factor determinante en la proporción de la fracción vegetal (biomasa total, comestible o leñosa), según lo planteado por Papanastasis et al. (1998).

Asimismo, esta conducta quizá esté condicionada por la mayor cantidad de sustancias de reserva acumuladas en el tallo y la raíz durante el período de reposo (establecimiento) que antecedió a la evaluación y que puede resultar más efectivo en unas accesiones que en otras, como se evidenció en la presente investigación. Ello coincide con los resultados de Sánchez et al. (2000) y García et al. (2001), quienes plantean que existe una relación directa entre los componentes de reserva en la producción de biomasa y la fortaleza del rebrote en las plantas arbóreas, así como una mayor inversión de recursos en los tejidos en la primera evaluación, debido a la máxima cantidad de reservas presentes en las plantas en el momento de la defoliación inicial, lo que hace que respondan con más vigor en su crecimiento.

En general, los valores de disponibilidad de las accesiones de Leucaena fueron satisfactorios, si se toma en consideración que fueron superiores a los encontrados por Toral et al. (2006) al evaluar el comportamiento del germoplasma arbóreo forrajero con especies de este género y de otros, lo que pudiera sugerir que dentro del sistema debe valorarse la inclusión de especies de otro género, que crearía situaciones contrastantes en relación con su manejo.

En la tabla 4 se presentan los resultados de la composición bromatológica de las accesiones, en las épocas lluviosa y poco lluviosa de los dos años. Se hallaron diferencias significativas (P<0,05) en el contenido de fibra bruta, de proteína bruta, de calcio y de fósforo entre las épocas del año.

Esto coincide con lo que ocurre de forma frecuente con otras plantas forrajeras, como las gramíneas y las leguminosas herbáceas en similares condiciones agrotécnicas, donde los indicadores sufren variación por el efecto de la época, lo cual pudiera deberse a que la maduración de las plantas ocurre de forma más rápida (Cáceres et al., 2006).

Los análisis de la composición bromatológica indicaron que las accesiones de Leucaena poseen contenidos de proteína bruta superiores a los de los pastos tropicales y en varios casos también a los de los concentrados comerciales. Los valores hallados superaron el 20%, lo cual coincide con lo informado por La O et al. (2005) y García et al. (2007). Resultados similares en cuanto a los contenidos proteínicos fueron reportados también para estas y otras accesiones de arbóreas por Galindo et al. (2005) y Cáceres et al. (2006). Los contenidos de proteína permiten aseverar que las especies y accesiones de este género tuvieron una elevada homogeneidad en este indicador. En el caso de la fibra puede que indique la poca variación presentada por estas plantas en la fracción fibrosa.

Por ello, sería válido afirmar que los resultados en cuanto a los contenidos de proteína y de fibra están muy relacionados y dependen de varios factores, tanto internos como externos, entre los cuales se señalan como fundamentales los siguientes: la especie y la variedad, el estado de crecimiento y desarrollo, la edad, la fertilización o fertilidad del suelo, el uso (o no) de riego, la época del año, las condiciones climáticas, los sistemas de explotación, la especie animal y la suplementación con otros alimentos (Cáceres et al., 2006).

En relación con los últimos aspectos mencionados, no debe olvidarse que a medida que las plantas crecen aumenta la necesidad de tejidos de sostén y de carbohidratos estructurales celulosa, hemicelulosa y lignina, así como disminuye el contenido de sustancias nitrogenadas y otras sustancias orgánicas y, por consiguiente, su valor nutritivo (Díaz, 2006). Debido a ello, este indicador es máximo en los forrajes jóvenes y se mantiene alto hasta el principio de la floración, para decrecer más o menos rápidamente, en dependencia de las condiciones climáticas, la fertilización (que pueden ejercer una influencia importante, al acelerar o retardar el estado fisiológico de la planta) y la especie o variedad.

Los contenidos de calcio y de fósforo en las accesiones se hallaron dentro del rango de valores para este género (Shelton y Brewbaker, 1994; Anon, 2000), pero se pueden catalogar como bajos para la producción animal. De ahí la necesidad de la suplementación a los animales que las pastorean (Sánchez, 2007), si se tiene en consideración su importancia en la reproducción de las vacas y en su metabolismo. Es significativo señalar que la carencia de fósforo en las dietas constituye un problema para la nutrición adecuada, debido al bajo contenido que presentan los pastos tropicales, lo cual se acentúa en los suelos deficientes en este mineral (Rolo, 1999). Se reconoce que la composición botánica del pastizal, la disponibilidad de materia seca y el valor nutritivo de los forrajes son indicadores indispensables para valorar la potencialidad de un sistema, tanto para la producción de leche como de carne, ya que desempeñan un papel fundamental en la utilización del alimento disponible por parte de los animales.

Según los informes de varios investigadores (Valdés y Planas, 1999; Molina et al.,2000), los pastos y los forrajes representan el cultivo más extendido en la agricultura cubana y constituyen la base de la alimentación del ganado. No obstante, se ha demostrado la incapacidad que tienen la mayoría de las especies para lograr producciones de alimentos en la cantidad y con la calidad que requieren los animales (Gómez et al., 2006).

De ahí que la inclusión de árboles y arbustos en la ganadería y el fomento de los sistemas silvopastoriles responda a la necesidad de reemplazar los ecotipos de bajo valor nutritivo y escasa productividad (Guillot et al., 2002), y al aumento de la biodiversidad. Además, la introducción de nuevas especies y accesiones de arbóreas es una tarea importante para el mejoramiento de la dieta alimenticia de los animales en términos de cantidad y calidad.

Basado en el problema descrito, se procedió a seleccionar las accesiones de mejor comportamiento en función de los indicadores de la arquitectura de la planta. Para ello, se realizó un análisis de componentes principales (ACP), que permitió constatar que en la formación de las dos primeras componentes se extrajo el 72,95% de la variabilidad (tabla 5).

En la primera componente, los indicadores que más contribuyeron en su formación fueron el contenido de proteína, la disponibilidad de biomasa comestible, la disponibilidad de biomasa leñosa, el número de ramas y el contenido de fibra, los cuales estuvieron positivamente relacionados entre sí y explicaron el 57,13% de la varianza; mientras que la segunda componente extrajo el 27,81% de la varianza total, explicada por los indicadores altura de la planta y grosor del tallo.

A pesar de que el contenido de fibra se encuentra dentro de los indicadores que más influyeron en la formación de la CP1, se debe enfatizar que esta contribuye a que el alimento sea más o menos consumido o aprovechado. Generalmente los alimentos más fibrosos son menos apetecibles (Iglesias et al., 2006) por los animales y ello repercute de forma negativa en la producción animal (tanto en la producción de leche como en la de carne), a pesar de que debe existir un balance adecuado entre el contenido de proteína y el de fibra para mantener el buen funcionamiento del rumen. La variabilidad se relacionó con indicadores de gran importancia, los cuales pueden ser valorados como componentes morfológicos del rendimiento, de la composición bromatológica y de la arquitectura de la planta.

De acuerdo con el análisis de conglomerados se formaron tres grupos (tabla 6), teniendo en cuenta el criterio conjunto entre la estadística multivariada y el comportamiento biológico. Las accesiones del grupo I se caracterizaron por ser las plantas más altas y ramificadas, con un mayor rendimiento, disponibilidad de biomasa comestible y contenido de proteína respecto a las pertenecientes a los demás grupos formados; por tanto fueron las seleccionadas, ya que cumplieron seis de los criterios evaluativos. Dentro de este grupo se encuentran las accesiones L. leucocephala CIAT-9119, CIAT-9438, CIAT-751, CIAT-7988, CIAT-7384, CIAT-7929 y CIAT-17480; L. lanceolata CIAT-17255 y CIAT-17501, y L. diversifolia CIAT-17270, además de las cuatro variedades conocidas como comerciales: L. leucocephala cv. Cunningham, cv. Perú, cv. Ipil-Ipil y cv. CNIA-250.

Las asociaciones halladas entre los diferentes indicadores se corresponden con lo señalado por diversos autores (Hughes, 1998a; y García et al., 2007), quienes informaron asociaciones entre la altura, el número de ramas, el grosor del tallo y el rendimiento de biomasa, entre otros.

Se pudo constatar que hubo diferencias significativas tanto en la época lluviosa como en la poco lluviosa de los dos años, excepto para la biomasa total en la producción media de biomasa. En el caso de la composición bromatológica se pudo apreciar que los valores en la época lluviosa fueron superiores a los de la poco lluviosa. Las accesiones de Leucaena mostraron contenidos de proteína superiores a los de los pastos tropicales y en varios casos también a los de los concentrados comerciales.

Se recomienda continuar los estudios para determinar, a largo plazo, el efecto de los factores evaluados en la composición botánica del pastizal, la disponibilidad y la persistencia de la arbórea.

 

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Recibido el 3 de julio del 2011
Aceptado el 28 de noviembre del 2011