Ciencia de los Pastos y Otros Cultivos

Tithonia diversifolia, una Asterácea diferente: su función en los sistemas sostenibles de producción agropecuaria^*

0000-0001-6956-4187E. Murgueitio^{2  *} 

²Centro para la Investigación en Sistemas Sostenibles de Producción Agropecuaria - CIPAV. Carrera 25 # 6 - 62 Cali, Colombia

Generalidades sobre la familia Asteraceae y Tithonia diversifolia. En el conjunto de la flora global, la familia Asterácea se reconoce por su riqueza de especies, que se calcula en 23.600 (entre 24.000 y 30.000) y 1.690 géneros, según el ^{Jardín Botánico Real Kew de Inglaterra (2022)}. Esto representa entre 8 y 10 % de la flora del mundo. Son hierbas, arbustos y árboles distribuidos alrededor del mundo, menos en la Antártida (^{Global Compositae Database 2022}).

Unas cuarenta especies tienen importancia directa en la alimentación humana, como hortalizas (lechugas, alcachofas) y semillas oleaginosas (girasol). Mediante procesos industriales se extraen numerosos productos de centenares de especies de esta familia, los que se emplean en la farmacéutica y en otros sectores económicos (^{Del Vitto y Pettenati 2009}).

Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray se conoce como botón de oro, girasol mexicano, margaritona, árnica de la tierra, falso girasol, acahual, jagureté po, quil amargo, entre otros muchos nombres. Según el ^{Jardín Botánico Real Kew de Inglaterra (2022)}, es una planta nativa en Arizona (Estados Unidos), Belice, Costa Rica, El Salvador, Guatemala, Honduras, México central, golfo de México, noreste, noroeste, sureste y suroeste de México, Nicaragua y Panamá. En la actualidad se cultiva o crece espontáneamente en cientos de países en varios continentes.

Es una planta de tipo arbustivo perenne, que pertenece al grupo genético Helianthae, de la familia Asterácea, con numerosos atributos medicinales en diversas etnias y culturas populares de México, Mesoamérica, el Caribe, Suramérica, Asia y África (^{Chagas et al. 2012}). En la agricultura se ha investigado y se aplica su cultivo como planta productora de abono verde, atrayente de entomofauna benéfica y componente estratégico de sistemas agroforestales (^{Calle y Murgueitio 2008}). En el campo de la restauración ecológica, se destaca en la recuperación de suelos degradados y en la recuperación de procesos de erosión severa, como deslizamientos y cárcavas (^{Calle y Carvajal 2012}).

Tithonia diversifolia, una planta forrajera especial. Aunque su uso tradicional en medicina y apicultura es muy antiguo, desde hace más de tres décadas se conocen los atributos forrajeros de esta planta para alimentación de diversas especies de animales domésticos (^{Navarro y Rodríguez 1990} y ^{Ríos 1998}). Desde entonces, las investigaciones y la aplicación, en sistemas productivos pecuarios crece incesantemente, en especial en América Latina y el Caribe (^{Ruiz et al. 2014}, ^{Murgueitio et al. 2015} y ^{Mahecha et al. 2022}).

Como Asterácea forrajera, Tithonia diversifolia tiene características que la diferencian de otras plantas de esta familia, utilizadas en sistemas ganaderos o en la alimentación de animales menores. Así, ella es arbustiva, y no un árbol como el arboloco (Montanoa quadrangularis), que se puede emplear en restauración ecológica de bosques andinos, sistemas agroforestales (^{Calle y Murgueitio 2010}) y alimentación de animales domésticos (^{Boada et al. 2017}). No es una arvense de tamaño pequeño, como la mayoría de Asteráceas, y es perenne a diferencia del palocote (Tithonia tubiformis), que es anual (^{Rzedowski y Rzedowski 2005}). Tithonia diversifolia no produce tubérculos comestibles ricos en inulina, como la dalia (Dhalia imperialis) (^{Ayala-Russi et al. 2015}), el yacón (Smallanthus sonchifolius) (^{Lopera-Marín 2020}), el topinambur o alcachofa de Jerusalén (Helianthus tuberosus) (^{Shariatiet al. 2021}). No obstante, coincide con el girasol (Helianthus annus) en su centro de domesticación (México) (^{Bye et al. 2009}). Tithonia diversifoliano produce semillas ricas en aceite destinado al consumo humano, pero el subproducto de la extracción (torta de girasol) se usa en alimentación animal.

Tithonia diversifolia comparte con muchas plantas de la familia Asterácea la generación de flores ricas en néctar y polen, lo que la convierte en una especie favorita para las abejas (^{Araujo-Mondragón y Redonda-Martínez 2019}). Además, se relaciona estrechamente con una entomofauna diversa y benéfica para los cultivos. Aunque hay pocos trabajos científicos publicados al respecto, desde hace muchas décadas los apicultores y meliponicultores cultivan plantas de Tithonia diversifolia para alimentar las abejas durante todo el año mediante prácticas de cortes escalonados que les permiten mantener flores en el transcurrir de los meses, lo que resulta un atributo indispensable debido a la estacionalidad de la oferta floral nativa y agrícola (^{Cardozo 2013}).

Para sus aplicaciones agropecuarias, uno de los rasgos más destacados de Tithonia diversifolia es la capacidad de adaptación a una amplia gama de entornos climáticos, agroecosistemas y tipos de suelo, donde evidencia gran capacidad de rebrote y producción de biomasa verde. Por esta razón, en los últimos años se han realizado investigaciones que documentan el comportamiento productivo en contextos agroecológicos diferentes, y profundizan en la diferenciación genética de procedencias geográficas para iniciativas de selección y mejoramiento genético (^{Ruiz et al. 2014}, ^{Rivera et al. 2017}, ^{Rivera et al. 2018}, ^{Santos-Gally y Boege et al. 2022} y ^{Ziegler et al. 2022}).

A pesar de esta plasticidad, en zonas neotropicales, el desempeño de la especie en cultivos agroforestales y silvopastoriles, en los que tolera un gradiente amplio de luminosidad (^{Murgueitio et al. 2015} y ^{Mahecha et al. 2022}), tiende a ser mejor (más producción y duración en el tiempo) en condiciones de agroecosistemas del trópico húmedo (rangos de precipitación entre 1.000 y 3.000 mm anuales y temperaturas medias superiores a 20 grados Celsius).

El creciente interés de productores ganaderos de todas las condiciones para adoptar los sistemas silvopastoriles con Tithonia diversifolia generó una demanda tecnológica acerca de los métodos de propagación, ya que el mecanismo más utilizado es la reproducción agámica (esquejes). El establecimiento de superficies mayores, la ausencia de riego artificial en la mayoría de los predios ganaderos y las pérdidas asociadas al establecimiento de esquejes en condiciones climáticas variables como las actuales, son el principal incentivo para los investigadores que han avanzado en los últimos años en estudios de fenología, que tienen que ver con detalles de la biología floral y prácticas de germinación (^{Santos-Gally et al. 2019} y ^{Rodríguez et al. 2019}). Algunos trabajos también se han centrado en el efecto de la latencia en la germinación(^{Santos-Gally et al. 2019}), en la determinación del mejor momento de cosecha de semilla (^{Padilla et al. 2018} y ^{Padilla et al. 2020a}), así como en la producción, calidad de semilla gámica y evaluación de prácticas para su protección y comportamiento de los cultivos (^{Romero et al. 2014} y ^{Padilla et al. 2020b}) e incluso en investigaciones relacionadas con la capacidad germinativa de semillas gámicas de plantas con diferentes procedencias regionales (^{Ruiz et al. 2018}).

Otro atributo adaptativo recientemente registrado es la capacidad de rebrote de Tithonia diversifolia después de las heladas, así como su crecimiento y producción de biomasa, con un rango de intercepción de luz mayor al de muchos arbustos forrajeros (^{González et al. 2017}), lo que permite diseñar sistemas agroforestales y silvopastoriles intensivos más complejos, con diferentes componentes en la pradera y el estrato arbóreo superior, y de esta manera generar nuevas oportunidades de investigación, que incluyen el manejo y desempeño del ganado (^{Loto et al. 2021}).

Los elevados contenidos de nitrógeno, calcio y fósforo, combinados en la digestibilidad de media-alta, tenores medianos de fibras y varios metabolitos secundarios, han permitido explicar el buen desempeño productivo de Tithonia diversifolia en sistemas productivos de carne y leche bovina, así como de carne ovina (^{Osuga et al. 2012}, ^{Ribeiro et al. 2016} y ^{Gallego-Castro et al. 2017}), bien mediante el corte y acarreo en bancos forrajeros (^{Solarte et al. 2013}) o por el ramoneo directo (^{Loto et al. 2015} y ^{Rivera et al. 2015}). Se ha estudiado, incluso, la variabilidad de estos indicadores de calidad en diversas procedencias o ecotipos (^{Rivera et al. 2018b}). Se destacan también métodos de conservación del follaje, como la deshidratación y el ensilaje (^{Fasuyi et al. 2010}). Este último comparable con el ensilaje de maíz, con algunas ventajas en vacas lecheras de alta producción (^{Angulo et al. 2022}).

Se tienen evidencias científicas y empíricas del uso del follaje de esta especie (seco o fresco) en la alimentación de otras especies domésticas, como aves de postura y pollos de engorde (^{Rodríguez et al. 2018b} y ^{Gutiérrez-Castro y Hurtado-Nery 2019}), cerdos (^{Malavé 2021} y ^{Scull et al. 2022}), conejos (^{Cano y Valencia 2018} y ^{Cabrera et al. 2020}) y cuyes (^{Montero de la Cueva et al. 2019}), donde la sustitución parcial (10-20 %) de alimentos concentrados (piensos) es necesaria, con efectos económicos positivos (^{Quiñones et al. 2022}).

En los trabajos científicos relacionados con el cambio climático y su mitigación mediante diferentes mecanismos de reducción de los gases con efecto de invernadero -GEI (metano,CH₄; óxido nitroso, N₂O y dióxido de carbono, CO₂), se han logrado avances en el conocimiento de las interacciones entre las poblaciones de microrganismos ruminales, los procesos fermentativos, la acción de algunos metabolitos secundarios, las interacciones con pastos y otros componentes de las dietas de rumiantes, donde se destacan reducciones en las emisiones de CH₄, y N₂O, atribuibles a la presencia de follaje de Thitonia diversifolia (^{Molina et al. 2015}, ^{Rivera et al. 2018a}, ^{Galindo-Blanco et al. 2019} y ^{Rivera y Chará 2021})

Conclusiones I Simposio Internacional sobre Botón de Oro Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray en sistemas de producción pecuaria

En el IX Congreso Internacional Silvopastoril, realizado en la ciudad de Manizales, en Colombia), se desarrolló el I Simposio Internacional sobre Botón de Oro Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray en sistemas de producción pecuaria. Se presentaron ponencias magistrales y trabajos cortos, que abordaron varios temas estratégicos y se discutió ampliamente acerca de los avances del conocimiento y los retos de investigación para los próximos años.

Las principales conclusiones del simposio fueron las siguientes:

• Tithonia diversifolia es una especie con destacado potencial para la alimentación animal, en suelos ácidos y temperaturas medias (17 a 27 ºC), precipitaciones por encima de los 900 mm por año, con mejor desempeño en zonas de períodos secos cortos.

• Gracias a las complejas relaciones ecológicas, que favorecen el ciclo de elementos claves como el nitrógeno y el fósforo, Tithonia diversifolia puede reducir hasta en 15 % el costo de fertilización en cultivos asociados.

• Tithonia diversifolia tiene un destacado aporte de nutrientes (especialmente proteína) para diferentes especies de animales domésticos. Asimismo, posee capacidad adaptativa que le permite crecer en diversas condiciones edafoclimáticas (en regiones ecuatoriales desde el nivel del mar hasta los 2500 ms.n.m).

• Su producción de biomasa forrajera se considera alta, entre 20 y 41 t de MS/ha/año, y entre 2 y 5 kg de forraje verde por planta cada 50 días.

• Se destaca también la elevada capacidad de recuperación, después de cortes o ramoneos y baja demanda de insumos para su cultivo.

• La capacidad de crecimiento bajo el efecto de la sombra es moderada (< 40 %), pero superior a otras especies forrajeras.

• En diferentes condiciones agroecológicas, Tithonia diversifolia es capaz de acumular importantes cantidades de nitrógeno en sus hojas y tallos verdes (valores de proteína cruda, cercanos o superiores a 20 %).

• Tiene bajos contenidos de FDA y FDN (20 y 40 %, respectivamente), aceptables carbohidratos no estructurales (cercanos al 11 %) y valores admisibles de minerales, como Ca, P y K.

• La degradabilidad de la materia seca (MS) del forraje de Tithonia diversifolia supera el 60 %, lo que se considera superior a muchos pastos y forrajes tropicales.

• En Brasil, Colombia, Cuba, México y Venezuela, se ha logrado incrementar la producción y calidad de leche y carne bovina, gracias al aporte del follaje de Tithonia diversifolia, con respecto a dietas basadas en pasturas tropicales.

• Se ha comprobado la sustitución parcial de alimento balanceado (base principal cereales y soya) de vacas lecheras de mediana y alta producción, sin afectar el rendimiento y la eficiencia del sistema (hasta 20 %).

• Los sistemas agroforestales pecuarios (silvopastoriles), donde más se investiga y se usa Tithonia diversifolia, son los bancos forrajeros (puros o mixtos) para corte y acarreo y el ramoneo directo en sistemas silvopastoriles intensivos y no intensivos.

• Existen evidencias científicas que permiten afirmar que el follaje de Tithonia diversifolia, como componente de dietas tropicales para bovinos, puede disminuir las emisiones de metano, modificar el perfil de ácidos grasos en leche y mejorar el uso del nitrógeno en todo el sistema de alimentación.

• En Cuba, el Instituto de Ciencia Animal logró comprobar que existe destacada diversidad morfológica y genética de materiales de Tithonia diversifolia, que tienen mejores atributos de crecimiento, palatabilidad y funcionalidad, ya sea para corte o pastoreo. Estas diferencias se encontraron también en estudios de diversidad molecular en Colombia CIPAV (Colombia) y México (Instituto Tecnológico de Tlajomulco en Jalisco), los que tienen expresiones en las características agronómicas y nutricionales.

• Para acelerar la adopción de cultivos de Tithonia diversifolia a mayor escala, se conocen avances de investigación acerca de su propagación agámica (estacas). En este caso, las fracciones de mayor prendimiento son los tallos mediamente lignificados y de la parte media de la rama. También en Colombia, Cuba y México, se ha avanzado en la identificación de procedimientos para lograr semilla gámica (sexual), basados en la identificación del momento de colecta de las flores, origen de la planta y proceso después de su colecta. Se destaca la capacidad de germinación que tienen las semillas gámicas de algunos materiales evaluados, con valores de hasta 73%. Se indica que la semilla se debe cosechar cuando el aquenio esté verde, sin pétalos o seco, con color oscuro y mayores valores para número y peso de semillas llenas y peso de mil semillas.

Por todo lo anterior, Tithonia diversifolia se considera una especie de gran interés para productores, técnicos, profesionales e investigadores de varios países de América Latina y el Caribe.

Entre 2017 y 2022, la actividad con Tithonia diversifolia en sistemas pecuarios continua muy activa en América Latina y el Caribe, a pesar de la pandemia del COVID 19 y las crisis socioeconómicas relacionadas con su impacto y las manifestaciones cada vez más fuertes del cambio climático. Los trabajos de investigación, capacitación, divulgación, extensión rural y asistencia técnica se multiplican en países como Argentina, Bolivia, Brasil, Colombia, Costa Rica, Cuba, Ecuador, Honduras, México, Nicaragua, Panamá, Paraguay, Perú, República Dominicana y Venezuela. Durante el XI Congreso Internacional Silvopastoril, organizado en México en el 2021, se presentaron numerosos trabajos de investigación y experiencias exitosas de productores en varios países (^{Rivera et al. 2021})

Conclusiones

Desde hace más de tres décadas, se conocen los atributos forrajeros de Tithonia diversifolia. En los últimos años, se ha consolidado un conjunto de conocimientos científicos y técnicos que permiten la alimentación de diversas especies de animales domésticos.

Las investigaciones en sistemas productivos pecuarios, que involucran a Tithonia diversifolia crecen incesantemente, en especial en sistemas silvopastoriles que forman parte de numerosos agroecosistemas de América Latina y el Caribe. También se estudia en África y Asia.

Existen suficientes bondades y conocimientos para escalar en paisajes y territorios ganaderos y campesinos, con la utilización de esta especie en los urgentes procesos de resiliencia climática y socioeconómica que se requieren en el campo.

Nota

*II Simposio Internacional de Tithonia diversifolia, Varadero, Cuba, 2022.

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Recibido: 05 de Enero de 2022; Aprobado: 22 de Febrero de 2022

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Conflicto de intereses: El autor declara que no existe conflicto de intereses.