CIENCIA DE LOS PASTOS

Composición botánica del pastizal según el nivel de arborización con Prosopis juliflora (Sw.) DC. en Carrizal-Chone, Ecuador

0000-0001-9065-7126J. A. Roca^{2  *}  , Maryury Zamora²  , Yesenia A. Zamora²  , Miryam E. Félix² 

²Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí, 10 de agosto No 82 y Granda Centeno, Calceta, Manabí, Ecuador

Resumen

Se evaluó el efecto del nivel de arborización con Prosopis juliflora (Sw.) DC. en la composición botánica del pastizal en un sistema vacuno de la región de Carrizal-Chone, Ecuador. Se utilizaron como tratamientos tres niveles de arborización: bajo (1-4 árboles/ha), medio (5-8 árboles/ha) y alto (9-12 árboles/ha), distribuidos en un diseño completamente aleatorizado. A la variable composición botánica final (2014) se le aplicó un análisis de covarianza en el que se consideró la composición botánica inicial (2012) como covariable y los efectos nivel de arborización (3), especie (5) y su interacción. A los cambios en la cobertura de las especies desde 2012 a 2014 se les aplicó un análisis de varianza, en el que se controló el nivel de arborización (3), especie (5) y su interacción. En ambos análisis hubo efecto altamente significativo (P˂0.001) de la interacción. El mayor porcentaje de población lo mostró el pasto Megathyrsus maximus (saboya) en el nivel alto de arborización (45.7%). En este último (9-12 árboles/ha) predominaron las especies Megathyrsus maximus, Cynodon nlemfuensis y leguminosas rastreras, en detrimento de otras gramíneas y plantas de hojas anchas. Con el nivel 9-12 árboles/ha se lograron los mayores incrementos de la cobertura en las especies saboya (5.1%) y leguminosas rastreras (2.2%). Otras gramíneas y plantas de hojas anchas redujeron su cobertura en todos los tratamientos. Se concluye que con 9-12 árboles/ha de Prosopis juliflora se mejora la composición botánica del pastizal, al incrementar la cobertura de las especies de mayor importancia en los sistemas vacunos de Carrizal-Chone, Ecuador.

Palabras-clave: árboles/ha; cobertura herbácea; Megathyrsus maximus; silvopastoreo

Introducción

La intensificación ecológica de la agricultura sostenible, según ^{Tittonell (2014)} y ^{Vázquez y Funes (2014)}, demanda cambios tecnológicos y la incorporación de nuevos conocimientos, que permitan alcanzar un balance entre la conservación de los recursos y la producción agropecuaria.

La composición botánica del pastizal y su rendimiento son atributos de vital importancia para medir la “salud” del ecosistema. ^{Senra et al. (2005)} los consideró como indicadores fundamentales en la evaluación de la sostenibilidad de los sistemas vacunos en pastoreo.

Los sistemas silvopastoriles se convierten en una opción agropecuaria que integra una densidad arbórea adecuada en los potreros e implica la presencia del árbol en interacción con los demás componentes del ecosistema, sometido a un manejo integrado, que tiende a incrementar su productividad a largo plazo (^{Campo 2006}).

En la región de Carrizal-Chone, Ecuador, es común la presencia espontánea del árbol Prosopis juliflora (Algarrobo) en las áreas de pastizales (^{Basurto 2016} y ^{Roca 2017}). En cambio, con frecuencia los ganaderos de esta zona consideran que la existencia de árboles en los potreros es negativa para su rendimiento y composición botánica, lo que puede ser real cuando no se realiza un manejo adecuado del sistema.

El objetivo de este estudio fue determinar los cambios en la composición botánica del pastizal, según el nivel de arborización con Prosopis juliflora en un área sometida al pastoreo de vacunos lecheros en la región de Carrizal-Chone, Ecuador.

Materiales y Métodos

El experimento se realizó en un área acuartonada de pastizal, perteneciente a las Unidades de Docencia, Investigación y Vinculación de la Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí “Manuel Félix López” (ESPAM-MFL), ubicadas en el sitio geográfico “El Limón”, Calceta, provincia de Manabí, República del Ecuador. Estas instalaciones forman parte de los sistemas ganaderos de la región de desarrollo rural Carrizal-Chone. Se localizan a los 00°49’23” de latitud sur y 80°11’01” de longitud oeste, a 15 m.s.n.m.

El ecosistema es de bosque tropical pre-montano bajo (^{Regalado et al. 2012}), con clima tropical húmedo y suelo fluvisol diferenciado. En la tabla 1 se presentan variables climatológicas del período experimental (2012 - 2014).

Tabla 1 Variables climatológicas de la zona de estudio durante el período experimental. 

Variable	Año experimental
	2012	2013	2014
Temperatura media, °C	25.0	25.0	26.0
Humedad relativa media, %	82.9	83.8	82.0
Precipitación, mm	1638.9	962.4	777.3

De la vegetación arbórea espontánea del área de pastizal se preservaron solo los árboles de la especie Prosopis juliflora (Sw.) DC. que contaban con altura superior a 6 m y diámetro de copa superior a 4 m. Las áreas arborizadas se ralearon hasta llegar a las densidades deseadas.

Tratamientos y diseño experimental. Los tratamientos fueron tres niveles de arborización con Prosopis juliflora: bajo (1-4 árboles/ha); medio (5-8 árboles/ha) y alto (9-12 árboles/ha), distribuidos en un diseño completamente aleatorizado.

Procedimiento experimental. Se contó con 9 cuartones/tratamiento, de 0.45 ha cada uno, compuestos por pastizales de estrella vc. africano (Cynodon nlemfuensis) y saboya naturalizado (Megathyrsus maximus = Panicum maximum) con leguminosas rastreras asociadas, de los géneros Centrosema (C. molle y C. acutifolium), Desmodium (D. incanum y D. scorpiurus), Macroptilium (M. atropurpureum) y Teramnus (T. labialis).

Se aplicó riego por aspersión, a razón de 1200 m3/ha cada 28 d. Las áreas de pastoreo se fertilizaron con 50 kg de N/ha/año para los tres niveles evaluados. La técnica de pastoreo fue rotacional, con tiempo de ocupación de dos días. La intensidad de pastoreo de los cuartones en evaluación fue de 111 UGM/ha/rotación.

Se utilizaron 25 vacas mestizas Brown Swiss x Cebú, de 450 kg de peso vivo, con rango de lactación comprendido entre 90 y 120 d. Posterior al pastoreo, en el comedero de la nave, los animales recibieron forraje picado de king grass (Cenchrus purpureus) a razón de 10 kg/vaca/d.

Las mediciones de la composición botánica del pastizal se realizaron por el método de rangos de peso seco de ^{t’Mannetje y Haydock (1963)}.

La composición botánica del pastizal se midió en cada tratamiento, al inicio (2012) y final (2014) del experimento. Los muestreos se realizaron en cinco cuartones seleccionados al azar en cada tratamiento, los que se mantuvieron durante todo el estudio. En la tabla 2 se presentan los valores de la composición botánica inicial de los cuartones experimentales.

Tabla 2 Composición botánica inicial del pastizal (%) en los cuartones experimentales. 

Especies	Nivel de arborización (árboles/ha)
	1 - 4	5 - 8	9 - 12
Pasto estrella (Cynodon nlemfuensis)	50.3	27.5	19.3
Pasto saboya (Megathyrsus maximus)	18.5	37.8	50.5
Otras gramíneas	13.9	6.7	9.9
Leguminosas rastreras	14.0	23.0	13.0
Plantas arvenses (hojas anchas)	3.3	5.0	7.3

La cobertura de las especies se asumió como resultado de la determinación de la composición botánica. Los cambios en la cobertura se determinaron por la diferencia entre la composición botánica final y la inicial.

Análisis estadístico. Para el procesamiento estadístico de los datos se utilizó el paquete SPSS, versión 15 (^{Visauta 1998}). Se analizó la normalidad de los datos mediante la prueba de Kolmogorov-Smirnov y la homogeneidad de varianzas por la prueba de Bartlett. Se realizó un análisis de covarianza (ANACOVA) para la composición botánica final del pastizal, según el modelo matemático del diseño empleado, en el que se consideró la composición botánica inicial como covariable. Se controló, además, el efecto del nivel de arborización (3).

A partir de mantener durante todo el experimento las cinco especies o grupo de especies iniciales, se decidió considerar la especie (5) como un factor y su interacción (3x5) con el nivel de arborización, de modo que fuera posible la comparación entre ellas.

A los datos de la diferencia entre la composición botánica final con la inicial (cambios en la cobertura) se les realizó un análisis de varianza en el que se controlaron los efectos nivel de arborización (3), especie (5) y su interacción (3x5). Las diferencias entre medias se determinaron por la prueba de Tukey.

Resultados y Discusión

Los resultados del análisis de covarianza, realizado a la variable composición botánica final, cuando se consideró el efecto de la composición botánica inicial como covariable (P<0.001), mostraron efectos altamente significativos (P<0.001) de la interacción nivel de arborización (3) x especie (5) y de los factores aislados.

En la tabla 3 se presentan los resultados de la interacción nivel de arborización x especie en la composición botánica final del pastizal. El tratamiento que mostró mayor porcentaje de población (45.7%) fue el pasto saboya (M. maximus) en el nivel alto de arborización. Esta gramínea se considera bien adaptada al sombreado intermedio natural, como el que se produce por el árbol de P. juliflora.

La respuesta obtenida con el pasto saboya coincide con los informes de ^{Pentón (1999)}, al evaluar la evolución de la composición botánica en un sistema silvopastoril en Cuba. Este autor encontró que P. maximum (hoy Megathyrsus maximus) mostró el más alto potencial asociativo con los árboles, y con la sombra constituyó un factor controlador de las plantas de bajo valor nutritivo, como son las gramíneas naturalizadas y las malezas.

Tabla 3 Efecto combinado del nivel de arborización con P. juliflora y la especie en la composición botánica final del pastizal (%). 

Especies	Nivel de arborización (árboles/ha)			EE ±
	1 - 4	5 - 8	9 - 12
Pasto estrella (Cynodon nlemfuensis)	42.5 (0.64^b)	27.3 (0.52^d)	21.8 (0.48^f)	0.003***
Pasto saboya (Megathyrsus maximus)	21.0 (0.47^f)	36.0 (0.59^c)	45.7 (0.67^a)
Otras gramíneas	11.0 (0.33^h)	6.8 (0.25^k)	8.1 (0.28^i)
Leguminosas rastreras	16.2 (0.41^g)	23.9 (0.49^e)	17.5 (0.43^g)
Plantas arvenses (hojas anchas)	9.3 (0.32^j)	6.1 (0.21^l)	6.9 (0.25^k)

^abcd Superíndices distintos indican diferencias significativas para P˂0.001, según prueba de Tukey. *** P˂0.001

Medias ajustadas por covarianza a composición botánica inicial.

( ) Valores transformados según Arcoseno √(x/100)

Un elemento que se debe considerar en estos resultados favorables al pasto saboya es su alta competitividad. Según ^{Pentón (2002)}, esta hierba se puede estimular en condiciones de arbolado, a partir de la capacidad que tiene para ganar acceso preferencial a la radiación incidente por medio de su altura. Al respecto, ^{Ericksen y Whitney (1981)} señalaron que las especies forrajeras difieren notablemente en su respuesta a la sombra y que P. maximum es una de las gramíneas cultivadas de mejor comportamiento.

Cuando el análisis se hace en el nivel alto de arborización, el saboya como el estrella, predominaron en el pastizal, en detrimento de otras gramíneas y plantas de hojas anchas. ^{Shelton (1996)}, ^{Sánchez et al. (1997)} y ^{Ruiz et al. (2008)} informaron efectos beneficiosos del sombreado de leucaena y otras arbóreas en los pastos y forrajes.

El resultado que se obtuvo con las leguminosas rastreras, las que mostraron un cambio creciente con el aumento del nivel de arborización, las identifica como bien adaptadas a la sombra natural intermedia. Este comportamiento se ha señalado en otros escenarios tropicales y en asociación con Brachiaria, saboya y estrella, en función de la intensidad del sombreado, el reposo de las áreas, la intensidad de defoliación y la recuperación de sus reservas (^{Guevara 1999} e ^{Iglesias et al. 2003}).

Al referirse a la importancia de la composición botánica del pastizal, ^{Ray et al. (2016)} señalaron que la disponibilidad y composición florística permiten mantener el consumo adecuado del pasto base ofrecido, y destacaron que la presencia de leguminosas se manifiesta como un elemento básico del sistema de pastoreo. ^{Gómez (2015)} corroboró el papel de las leguminosas en la entrada de nitrógeno al sistema de pastoreo.

Con anterioridad, ^{Wright et al. (2016)} informaron que cuando se depende solo de la calidad de las gramíneas en pastoreo, se puede afectar el consumo, la digestibilidad y la respuesta animal.

La magnitud de los cambios en la cobertura de las especies sometidas a los niveles de arborización estudiados se presenta en la figura 1.

Con respecto a la cobertura inicial de 2012, los mayores incrementos en 2014 se produjeron en el pasto saboya, sometido a los niveles de 9 a 12 árboles/ha (5.1%) y de 4 a 8 árboles/ha (4%), sin diferencias entre ellos. Esta misma especie, en el nivel bajo de arborización (1-4 árboles/ha), logró incremento de su cobertura (2%) estadísticamente similar al alcanzado por el pasto estrella (2 a 2.3%) en los tres niveles de arborización estudiados.

En relación con el comportamiento de las leguminosas rastreras, es importante significar que el incremento del nivel de arborización influyó positivamente en el aumento de su cobertura, que fue superior en los niveles medio (5-8) y alto (9-12), con respecto al bajo (1-4 árboles/ha). Esto se pudo deber a que la sombra proyectada por los árboles puede traer consigo importantes y favorables modificaciones en los factores ambientales y en los atributos de las plantas que crecen bajo dicha sombra, lo que es una señal de que, al parecer, estas plantas tienen buena adaptación al ambiente generado en estos niveles de arborización.

Figura 1 Cambios en la cobertura de las especies (2012 a 2014), según el nivel de arborización (árboles/ha).  

^{Pentón (2000)} refirió que la sombra condiciona variaciones en la cantidad y calidad de la luz solar a partir de la reducción de la radiación fotosintéticamente activa, provoca disminución de la temperatura del aire, del suelo y de las hojas de las plantas; propicia el aumento de la humedad relativa del aire y el suelo, y aumenta el potencial hídrico y la productividad de las plantas.

En este estudio se demuestra que todas las especies señaladas en la literatura con mayor aporte a la dieta de los animales (saboya, estrella y leguminosas rastreras) incrementaron su cobertura conforme aumentó el nivel de arborización. En cambio, las otras gramíneas y plantas de hojas anchas redujeron significativamente su cobertura en magnitudes estadísticamente similares (entre 3.8 y 5.1%) en los diferentes niveles de arborización, con excepción de las plantas de hojas anchas en el nivel de 1 a 4 árboles/ha, las que se incrementaron en 0.6 %.

Lo anterior indica que con la presencia de 9 a 12 árboles/ha en los pastizales se consigue controlar mejor la aparición de estas especies de bajo valor nutritivo. Con estos árboles, según ^{Muschler (2000)}, los niveles de reducción de la luz pueden ser marcados, como resultado del tamaño y la disposición de las hojas y ramas, que afectan la vegetación inferior. Específicamente en este estudio, la afectación fue marcada para las plantas de hojas anchas y otras gramíneas.

Se concluye que la arborización con 9 a 12 árboles/ha de Prosopis juliflora (Sw.) DC. mejora la composición botánica del pastizal, al incrementar la cobertura de las especies de mayor importancia en los sistemas vacunos de Carrizal-Chone, Manabí, Ecuador. Se sugiere el estudio de mayores densidades de plantas arbóreas en estas condiciones.

References

Basurto, L. 2016. Algarrobo: Prosopis pallida. Available: http://taninos.tripod.com/algarrobo.htm . [Consulted: November 30th, 2016]

Campo, F. 2006. Efecto del grado y tipo de arborización en la producción de leche en Camagüey. MSc. Thesis. Universidad de Matanzas “Camilo Cienfuegos”-Estación Experimental de Pastos y Forrajes “Indio Hatuey”, Perico, Matanzas, Cuba, p. 88

Eriksen, F.I. & Whitney, A.S. 1981. “Effects of Light Intensity on Growth of Some Tropical Forage Species. I. Interaction of Light Intensity and Nitrogen Fertilization on Six Forage Grasses”. Agronomy Journal, 73(3): 427-433, ISSN: 0002-1962, DOI: 10.2134/agronj1981.00021962007300030011x.

Gómez, B. 2015. Emisión de gases de efecto invernadero y contenidos de carbono y nitrógeno del suelo en un agroecosistema ganadero alto Andino en Tenerife, Valle del Cauca. MSc. Thesis. Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Colombia, Palmira, Colombia, p. 122

Guevara, R. 1999. Contribución al estudio del pastoreo racional con bajos insumos en vaquerías comerciales. PhD Thesis. Instituto de Ciencia Animal-Universidad Agraria de La Habana, p. 106

Iglesias, J.M., Matías, C. & Pérez, A. 2003. “Cría de hembras bovinas en desarrollo en condiciones de silvopastoreo”. Pastos y Forrajes, 26(1): 35-46, ISSN: 2078-8452

Muschler, R.G. 2000. Árboles en cafetales. Colección Módulos de Enseñanza Agro-forestal, Módulo No. 5. CATIE. Turrialba, Costa Rica, p. 13

Pentón, G. 1999. “Evolución de la composición botánica en una finca silvopastoril”. Pastos y Forrajes , 22(3): 261-267, ISSN: 2078-8452

Pentón, G. 2000. Efecto de la sombra de los árboles sobre el pastizal en un sistema silvopastoril. MSc Thesis. Estación Experimental de Pastos y Forrajes “Indio Hatuey”, Perico, Matanzas, Cuba, p. 66

Pentón, G. 2002. “Relaciones entre la sombra proyectada y algunas características morfológicas en especies arbóreas.”. Pastos y Forrajes , 25(4), ISSN: 2078-8452

Ray, J.V., Benítez, D., Garcia, F.G. & Vega, A.V. 2016. “Consumo voluntario, digestibilidad y balance de nutrientes de vacas criollas en pastoreo racional en el Valle del Cauto Cuba.” Revista Amazónica Ciencia y Tecnología, 5(2): 146-158, ISSN: 1390-5600

Regalado, E., Félix, L. & Aveiga, F. 2012. Valoración química del suelo. ESPAM Ciencia,(1): 32, ISSN: 1390-8103

Roca, J.A. 2017. Prosopis juliflora (Sw.) DC: Efecto en indicadores del pastizal y el comportamiento de vacas lecheras en pastoreo en Carrizal-Chone, Ecuador. PhD Thesis. Universidad de Camagüey, Camagüey, Cuba, p. 99

Ruiz, T., Febles, G., Castillo, E., Jordán, H., Galindo, J., Chongo, B., Delgado, D., Mejías, R. & Crespo, G. 2008. Tecnología de producción animal mediante Leucaena leucocephala asociada con pastos en el 100 % del área de la unidad ganadera. Available: http://www.produccion-animal.com.ar/produccion_y_manejo_pasturas/pasturas_cultivadas_megatermicas/112-leucaena.pdf

Sánchez, S., Milera, M., Suárez, J. & Alonso, O. 1997. “Evaluación de la biota del suelo en un sistema de manejo rotacional racional intensivo”. Pastos y Forrajes , 20(143): 143-148, ISSN: 2078-8452

Senra, A., Martínez, R.O., Jordán, H., Ruiz, T., Reyes, J., Guevara, R.V & Ray, J.V 2005. “Basic principles of the efficient and sustainable rotational grazing for the American subtropics”. Cuban Journal of Agricultural Science, 39(1): 21-27, ISSN: 2079-3480

Shelton, H.M. 1996. El género Leucaena y su potencial para los trópicos. In: Leguminosas forrajeras arbóreas en la agricultura tropical. Clavero, C.T. (ed), Fundación Polar, Universidad del Zulia, Centro de Transferencia de Tecnología en Pastos y Forrajes , Maracaibo, Venezuela, p. 17

Tittonell, P. 2014. “Ecological intensification of agriculture-sustainable by nature”. Current Opinion in Environmental Sustainability, 8: 53-61, ISSN: 1877-3435, DOI: 10.1016/j.cosust.2014.08.006

Mannetje, L.T. & Haydock, K.P. 1963. “The dry‐weight‐rank method for the botanical analysis of pasture”. Grass and Forage Science, 18(4): 268-275, ISSN: 0142-5242, DOI: 10.1111/j.1365-2494.1963.tb00362.x

Vázquez, L., & Funes, F. (2014). Agricultura sostenible sobre bases agroecológicas. Preguntas y respuestas para entender la agricultura del futuro. Ed. Editora Agroecológica, La Habana, Cuba, ISBN: 978-959-7210-83-2

Visauta, B. 1998. Análisis estadístico con SPSS para Windows. Estadística multivariada. Vol. II. Ed. McGraw-Hill, Madrid, España, p. 358

Wright, M.M., Auldist, M.J., Kennedy, E., Dunshea, F.R., Hannah, M. & Wales, W.J. 2016. “Variation in feeding behavior and milk production among dairy cows when supplemented with 2 amounts of mixed ration in combination with 2 amounts of pasture”. Journal of Dairy Science, 99(8): 6507-6518, ISSN: 0022-0302, DOI: 10.3168/jds.2015-10771

Recibido: 22 de Abril de 2019; Aprobado: 18 de Febrero de 2020

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