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INTRODUCCIÓN
En Paraguay, la producción de carne aumentó más del doble entre 2005 y 2016, promovida por el crecimiento de la productividad, acrecentada en un 70 por ciento durante este período. La expansión de la producción de soya en la región oriental después de 2006 desplazó al ganado a la región occidental del Chaco. En este nuevo entorno, la adopción de variedades de pasturas tropicales de alto rendimiento, junto con la mejora de la genética animal, fueron los principales factores detrás del aumento de la productividad. Los desafíos para el desarrollo futuro son los relacionados con el medio ambiente, ya que la futura expansión de la producción continuará en tierras forestales de la región del Chaco (Nin-Pratt et al., 2019).
Los sistemas silvopastoriles pueden revertir los procesos de degradación de los pastizales; aumentan la protección física del suelo y contribuyen a la recuperación de la fertilidad con la intervención de leguminosas que fijan el nitrógeno al suelo y de árboles de raíces pivotantes que aprovechan las capas profundas y reciclan los nutrientes; sin embargo, requieren una buena gestión para que perduren los árboles y arbustos, así como su aprovechamiento en la alimentación animal (Alonso, 2011; Lam, 2016). Mediante la asociación simbiótica entre leguminosas forrajeras y bacterias del género Rhizobium, se logra mejorar el contenido de nitrógeno y el desarrollo de la gramínea asociada, las bacterias de este género se presentan en condiciones naturales cuando las cepas están presentes en el suelo (Bueno y Camargo, 2015).
La fijación de nitrógeno realizado en esta simbiosis es otro efecto positivo de los sistemas silvopastoriles sobre la fertilidad del suelo, además de proporcionar un beneficio económico para el productor al reducir el uso de los fertilizantes nitrogenados (Hristov et al., 2013). En promedio se estima una fijación de 200kg N/ha/año en el trópico (Camacaro et al., 2004), cantidad que depende del tipo y proporción de la leguminosa en la pastura, las cepas de Rhyzobium involucradas, la densidad de siembra, la fertilidad del suelo y las variaciones climáticas (Vargas et al., 2013).
El nitrógeno es, después del agua, el nutriente más limitante para la productividad de las plantas de zonas áridas y semiáridas. En forma natural, el nitrógeno se encuentra en la atmósfera como gas, en un reservorio no disponible para las plantas, por lo que, para poder utilizarlo, las plantas requieren establecer simbiosis con algunas especies de bacterias, lo que les permite aportar nitrógeno al suelo de zonas áridas (Celaya y Castellanos, 2011).
Algunos árboles como Prosopis contribuyen con grandes aportes ecológicos, por su capacidad para recuperar zonas deforestadas y conservar la humedad del suelo en áreas forestales en bue nas condiciones (Rojas, 2007).
Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto, se planteó como objetivo, determinar el contenido de nitrógeno en el suelo en un sistema silvopastoril asociado a Prosopis spp.
MATERIALES Y MÉTODOS
Área de estudio
El trabajo se realizó en las localidades de Pirizal, Buena Vista, Loma Plata y Filadelfia de los Departamentos de Boquerón y Presidente Hayes, localizados en las coordenadas 22° 35' 6,5'' de latitud sur y 59° 44' 33,9'' de longitud oeste, a más de 430 km de la ciudad de Asunción.
Se establecieron en forma aleatoria ocho parcelas permanentes en diferentes propiedades, con potreros bajo manejo silvopastoril (Figura 1). El trabajo consistió en la determinación del aporte de nitrógeno al suelo a través del análisis la materia orgánica.
Las ocho parcelas permanentes estuvieron representadas por una superficie de 1,0 ha cada una, en las que se identificaron todas las especies arbóreas y de pasturas presentes y se midieron y registraron todos los individuos de algarrobos, desde brinzales y latizales hasta árboles adultos.
Las variables medidas fueron:
DAC (diámetro del cuello de la raíz): diámetro medido en cuello de la raíz de la planta, en (cm).
D(1,30) (diámetro del árbol a los 1,30 m de altura en (cm). Altura total: altura del árbol desde el suelo hasta el ápice en (m).
Área basal: suma de secciones transversales de los individuos medidos a DAP m del suelo, expresados en (m2).
Volumen total: cantidad de madera estimada en (m3).
Biomasa total: peso de la materia orgánica que existe por encima y debajo del suelo, expresado en (t ha-1).
Fueron aplicadas las siguientes ecuaciones para la determinación del área basal, volumen total y biomasa arbórea, respectivamente (Ecuación 1); (Ecuación 2) y (Ecuación 3).
En tanto, que, para la extracción de muestras de pasturas, se establecieron ocho subparcelas de 1,0 m2 dentro de cada unidad experimental (parcela). Estas se distribuyeron al azar, bajo influencia directa de la copa de algarrobos (4) y en zonas fuera de la influencia directa de la copa de algarrobos (4). Las variables medidas fueron:
Altura total: longitud de la pastura desde la raíz hasta el ápice en (cm).
Longitud de las raíces: longitud medida desde el cuello de la raíz hasta la cofia en (cm).
Peso fresco: peso al momento en que la pastura fue extraída en (g).
Peso seco: peso de la pastura luego de haber sido secada a horno en (g).
Biomasa: masa total de la pastura, se representa mediante su peso seco expresada en tha-1.
Para la determinación de biomasa existente en la pastura se realizó la extracción de las muestras en las parcelas establecidas a través de un bastidor de madera de 1 m2, obteniendo así el peso fresco en el campo. Se establecieron ocho subparcelas, estas fueron distribuidas al azar: cuatro bajo influencia directa de la copa de algarrobos y cuatro subparcelas en zonas fuera de la influencia directa de la copa del algarrobo. Las muestras fueron trasladadas al Laboratorio de Tecnología de la Madera de la Facultad de Ciencias Agrarias.
Para el análisis de suelo, se extrajeron cuatro muestras compuestas bajo cada condición (bajo la influencia de la copa de los algarrobos y fuera de la influencia de la copa de los algarrobos) y a dos profundidades (de 0 a 10 cm y de 10 a 30 cm) que fueron analizadas en el laboratorio del Área de Suelos y Ordenamiento Territorial para la determinación de materia orgánica. El contenido de materia orgánica fue determinado mediante el método húmedo de Walkley y Black, y estos resultados se utilizaron para calcular el contenido de nitrógeno total (Ecuación 4).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Composición florística y clasificación diamétrica de los individuos arbóreos
Las especies encontradas en las ocho parcelas muestreadas pertenecen a las categorías de brinzal, latizal y árboles; como se puede valorar predominan individuos de la familia Fabaceae, seguidos por las familias Apocynaceae, Bignonaceae, Capparaceae, Rhamnaceae, Sapotaceae y Zhygophyllacea.
Rossi (2014) mencionó que la vegetación corresponde a un bosque xerófito caducifolio, integrado por tres estratos, arbóreo, arbustivo y herbáceo-graminoso, en condiciones originarias del bosque, los árboles dominan, y hay una moderada a baja presencia de arbustos y el estrato inferior corresponde a una abundante y rica comunidad de gramíneas. Ente las principales especies del estrato arbóreo, se encuentran los géneros más importantes de la Región Chaqueña Árida y Semiárida de Argentina que corresponden a Schinopsis (quebracho colorado), Aspidosperma (quebracho blanco), Prosopis (algarrobo), Caesalpinia (guayacán) y Bulnesia (palo santo).
La especie más abundante fue Prosopis alba Griseb. (algarrobo blanco), con 160 individuos (64,8 %), seguido por Prosopis nigra (Griseb.) Hieron. (algarrobo negro) con 77 individuos (31,2 %), las especies más escasas fueron: Prosopis kuntzei Harms, con seis individuos (2,41 %) y Prosopis rojasiana con cuatro individuos (1,60 %).
Martín et al., (2014) en un estudio sobre densidad arbórea en pastizales semiáridos, bajo dos situaciones de uso silvopastoril realizado en Argentina, encontró 168 individuos en total por parcela de una hectárea cada una, en donde la más abundante fue Aspidosperma quebracho con 53 individuos, seguida por P. nigra con 34 individuos y P. alba con 23 individuos por hectárea, la especie más escasa fue Schinopsis quebracho colorado con diez individuos, todo esto referente a la situación B) potrero de 570 hectáreas con 23 años de manejo ganadero extensivo y talado controlado (solo extracción de ejemplares secos, deformes y/o añejos).
La distribución de los 247 individuos de algarrobos en las ocho parcelas, clasificó a 134 individuos en la Clase I: D(1,30)˂ 10 cm, 93 individuos de Clase II: 10,1 a 20 cm, 18 individuos de Clase III: 20,1 a 30 cm y solo dos individuos en Clase IV: 30,1 a 40 cm. Lo que demuestra que, en la práctica, todas las parcelas estaban integradas por individuos en regeneración en las cuales había mayor abundancia de P. alba(Figura 2).
En un estudio de parámetros dasométricos de plantaciones de P. alba (algarrobo blanco) del área de riego de la Provincia de Santiago del Estero, Argentina, donde los datos fueron tomados en cinco parcelas, cada una con un densidad de 48 árboles, con diferentes edades y distanciamientos, se concluye que los valores de crecimientos promedios del DAC (2,1 ± 0,2 cm año-1) y de IMA (1,8 ± 0,1 cm año-1) tienen el carácter de provisorios y orientativos (Senilliani y Navall, 2006).
Área basal y volumen total
Se obtuvo un área basal promedio de 0,34 m2 ha-1, siendo el valor mínimo promedio de 0,02 m2 ha-1 encontrado en la parcela seis constituido en su totalidad por individuos de algarrobo negro en regeneración, con diámetro a la altura del cuello promedio de 2,66 cm; y un valor máximo promedio de 0,64 m2 ha-1 encontrado en la parcela cinco establecido en su totalidad de algarrobo blanco, con diámetro a la altura del pecho de 16,05 cm, lo que significa que en esta parcela los individuos ocupan una mayor superficie de sección transversal comparadas con las demás parcelas (Figura 3).
En un estudio sobre parámetros dasométricos de plantaciones de Prosopis alba de la Provincia de Santiago del Estero en donde los datos fueron tomados en cinco parcelas, con una densidad de 48 árboles cada una, con diferentes edades y distanciamientos; concluye en cuanto al área basal que la parcela cuatro alcanzó los valores máximos de 19,3 m2 ha-1 y los valores mínimos en la parcela uno con 1,2 m2 ha-1(Senilliani y Navall 2006).
Se determinó un volumen promedio de 1,57 m3 ha-1. Siendo la parcela seis, la que presenta el valor mínimo promedio de 0,03 m3 ha-1, constituido en su totalidad por individuos de algarrobo negro en regeneración, con altura promedio de 1,77 m; y el valor máximo exhibe la parcela dos con un valor promedio de 2,75 m3 ha-1 formado en su totalidad por algarrobo blanco, con altura promedio de 6,60 m, pudiéndose encontrar mayor porcentaje de madera a ser cosechada (Figura 4).
Valores similares reportó Gaillard de Benítez (1994) en su publicación sobre funciones para estimar el volumen comercial de árboles en cuatro especies del bosque chaqueño seco. Se dispusieron de valores de 126 árboles para quebracho colorado santiagueño (Schinopsis quebracho-colorado), 120 para quebracho blanco (Aspidosperma quebracho-blanco), 58 para algarrobo negro (Prosopis nigra) y 49 para mistol (Zizyphus mistol). Estos resultados demostraron que el algarrobo negro presenta un volumen total promedio de 0,15 m3.
Biomasa arbórea y en pasturas
El promedio de la biomasa arbórea estimado fue de 0,78 t ha-1, siendo la parcela dos con el valor máximo promedio de 1,3 t ha-1, y la parcela seis con el menor valor promedio de 0,04 tha-1 esto se puede atribuir a que los individuos pertenecientes a esta parcela presentaron el menor diámetro y altura con respecto a las demás parcelas. Los promedios de la biomasa arbórea se ven representados en la Figura 5 (Figura 5).
Las pasturas encontradas con mayor frecuencia fueron gatton panic (Megathyrsus maximus), pangola (Digitaria decumbens) y buffel (Cenchrus ciliaris). Se observó heterogeneidad en la distribución de las pasturas, las cuales variaron en un rango de 3,28 t ha-1 como valor máximo y 0,60 t ha-1 como mínimo, esto para la condición de bajo sombra; en tanto que bajo sol el rango es de 0,72 t ha-1 como máximo y 0,32 t ha-1 como valor mínimo.
Se demuestra que hubo diferencias significativas entre las muestras extraídas bajo la copa de los algarrobos y fuera de la copa de los algarrobos; por lo que se pude referir que los Prosopis spp. influyen positivamente en el desarrollo de la pastura. Esto se puede observar en la Figura 6, en donde la mayor concentración de biomasa en pastura fue bajo sombra con 3 t ha-1 considerando peso fresco y 1,81 t ha-1 de materia seca; y la menor concentración de biomasa fue bajo sol con 2,02 t ha-1 (peso fresco) y 0,46 t ha-1 (materia seca) (Figura 6).
En una investigación realizada por Obispo et al., (2008), sobre el efecto de la densidad de sombra de los árboles sobre la producción de biomasa y calidad del pasto guinea (Panicum maximun) en cuatro potreros, donde se determinaron las densidades de copa de los árboles y de sus respectivas sombras como (Alta > 30 %; media, entre 20-30 %; baja < 10 % y sin sombra), se concluyó que la producción y calidad de la biomasa de P. maximum es afectada por el nivel de sombreamiento, con un valor máximo de 14,32 t ha-1 sin sombra y un valor mínimo de 8,859 t ha-1 con niveles de sombra alto; 10,01 t ha-1 con niveles de sombra mediano y 14,046 t ha-1 con niveles de sombra bajo.
Materia orgánica del suelo
Se determinó que el contenido de materia orgánica del suelo no presentó diferencias significativas entre condiciones de sol y sombra, pero las diferencias fueron significativas cuando fueron comparadas las profundidades de muestreo de 0-10 cm y 10-30 cm en cada condición, bajo sombra y bajo sol. El promedio del contenido de materia orgánica en porcentaje a dos profundidades y bajo dos condiciones de insolación se presenta en la Figura 7 (Figura 7).
Fig. 7. - Promedio en porcentaje del contenido de materia orgánica a dos profundidades y bajo dos condiciones de insolación
Como se puede observar en la Figura 7, el mayor contenido de materia orgánica se presenta en los primeros centímetros del suelo de 0-10 cm; con 3,27 % bajo sombra y 2,58 % bajo sol, disminuyendo así a medida que aumenta la profundidad a los 10-30 cm, con 1,43 % bajo sombra y 1,09 % bajo sol; por lo tanto se puede argumentar que bajo la influencia de las copas de algarrobos se localiza un mayor contenido de materia orgánica y a los primeros centímetros del suelo.
Valores similares fueron expuestos por Serrano et al., (2015), en un estudio de producción de biomasa forrajera bajo diferentes densidades de cobertura arbórea asociadas con pastura en Colombia; quienes clasificaron la cobertura arbórea en cinco clases de ˂ 20 %, > 20 %, de 20 a 40 %, de 40 a 60 %, de 60 a 80 % y >80 % en 19 parcelas, en las cuales determinaron los el contenido de materia orgánica en el suelo, resultando que en la parcela cuatro con cobertura arbórea entre 60 - 80 % fue la más alta, con 1,3 %, mientras que en la parcela cinco con cobertura entre 80 y 100 % presentó el valor más bajo con 0,3 % para materia orgánica, atribuyendo los valores bajos de materia orgánica en suelos con una cobertura arbórea superior al 80 %, posiblemente se expliquen por el tipo de textura del suelo presente en estas parcelas.
Nitrógeno total del suelo
El contenido de nitrógeno total del suelo no presentó diferencias significativas entre condiciones de sol y sombra, pero las diferencias fueron significativas cuando fueron comparadas las profundidades de muestreo de 0-10 cm y 10-30 cm en cada condición, bajo sombra y bajo sol. En la Figura 8, se presentan los valores promedios del contenido de nitrógeno a través de cálculo (Figura 8).
Al igual que en el contenido de materia orgánica; el mayor contenido de nitrógeno se presentó en los primeros centímetros del suelo de 0-10 cm; con 0,16 % bajo sombra y 0,12 % bajo sol, disminuyendo así a medida que aumentó la profundidad a los 10-30 cm, con 0,07 % bajo sombra y 0,05 % bajo sol; por lo tanto se puede explicar que bajo la influencia de las copas de algarrobos se localiza un mayor contenido de nitrógeno y a los primeros centímetros del suelo.
Siendo también de la misma manera el valor mínimo de 0,03 % en la parcela tres y 0,29 % como valor máximo en la parcela cuatro, esto para la condición bajo sombra, en tanto que para la condición bajo sol se presenta como valor mínimo de 0,02 % en la parcela siete y 0,20 % como valor máximo en la parcela ocho.
Resultados similares fueron obtenidos por Díaz Lezcano et al., (2020) en similares condiciones en el Chaco Central paraguayo, acumulándose en niveles bajos tanto los contenidos de materia orgánica como nitrógeno total en el suelo.
Estos resultados coinciden con los presentados por Mahecha (2002) en un estudio sobre los contenidos de N, P y C a diferentes profundidades del suelo, en un sistema silvopastoril (SSP) de pasto estrella (Cynodon plectostachyus) + Leucaena (Leucaena leucocephala) + Algarrobo (Prosopis juriflora) y en monocultivo de pasto estrella (C. plectostachyus) realizado en Colombia, obteniendo valores similares en cuanto al porcentaje de contenido de nitrógeno, siendo el máximo contenido para el sistema silvopastoril con 0,22 % a una profundidad de 20-30 cm y el valor mínimo es de 10 a 20 cm de profundidad con 0,11 %; en tanto que el valor máximo en el sistema de monocultivo de 20 a 30 cm de profundidad con 0,12 % y el valor mínimo a una profundidad de 10 a 20 cm con 0,06 %.
Según Carranza y Ledesma (2005) los individuos de Prosopis spp., árboles leguminosos, pueden establecer relaciones simbióticas con bacteria del género Rhizobium, capaces de fijar Nitrógeno atmosférico. Estos autores refieren evaluaciones hechas en el hemisferio norte, con P. glandulosa, donde se estimó que el 60 % del N total en los primeros 30 cm de suelo provenían de fijación atmosférica.
CONCLUSIONES
Los resultados de la presente investigación permiten concluir que, el contenido de nitrógeno en los diez primeros centímetros fue mayor que en los niveles inferiores y que no se registraron diferencias significativas entre las condiciones bajo y fuera de copa de los algarrobos en el suelo de sistemas silvopastoriles del Chaco Central paraguayo.
