Efecto de la poda en el rendimiento de biomasa de 20 accesiones de especies arbóreas
Effect of pruning on the biomass yield of 20 accessions of tree species
Odalys CI. ToralI y J. M. IglesiasI
IEstación Experimental de Pastos y Forrajes "Indio Hatuey".Central España Republicana, CP 44280, Matanzas, Cuba
E-mail: otoral@indio.atenas.inf.cu
Se evaluó el comportamiento de 20 accesiones de arbóreas ante la poda, durante cinco años, para lo cual se utilizó un diseño de bloques al azar con ocho repeticiones. Se determinó la biomasa comestible, la biomasa leñosa y la biomasa total, así como la composición bromatológica y el número de rebrotes. En el período lluvioso manifestaron un mejor comportamiento, en cuanto al rendimiento de biomasa, L. macrophylla CIAT-17240 y L. leucocephala CIAT-17498 (3,02 y 3,15 kg de MS/árbol como promedio). El número de rebrotes osciló entre 7 y 24 y la de mejor resultado fue L. leucocephala CIAT-17498 (24 rebrotes por planta). Sin embargo, en el período poco lluvioso la producción de biomasa comestible fluctuó entre 0,10 y 1,25 kg de MS/árbol, y se destacó de nuevo L. leucocephala CIAT-17498. Un comportamiento similar al del período lluvioso se constató en los indicadores restantes. Se concluye que los mejores resultados en cuanto a la producción de biomasa comestible se encontraron en el período lluvioso; se destacó L. leucocephala CIAT-17498 en este indicador y en el número de rebrotes para ambas épocas del año. Los contenidos de materia seca, fibra bruta y proteína bruta de la biomasa comestible de las plantas, tuvieron poca variación por el efecto de la época dentro de la misma especie, tendencia que se comprobó también para los minerales. Las accesiones demostraron ser una importante alternativa para la alimentación de los rumiantes, por sus altos contenidos de proteína bruta.
Palabras clave: Árboles de propósito múltiple, poda, rendimiento
ABSTRACT
The performance of 20 tree accessions when pruned was evaluated during five years, for which a randomized block design with eight repetitions was used. The edible, ligneous and total biomass, as well as the bromatological composition and number of regrowths were determined. In the rainy season L. macrophylla CIAT-17240 and L. leucocephala CIAT-17498 showed a better performance, regarding biomass yield (3,02 and 3,15 kg DM/tree as average). The number of regrowths varied between 7 and 24 and the best result was observed in L. leucocephala CIAT-17498 (24 regrowths per plant). Nevertheless, in the dry season the edible biomass production fluctuated between 0,10 and 1,25 kg DM/tree, and L. leucocephala CIAT-17498 stood out again. A performance similar to that of the rainy season was observed in the other indicators. The best results regarding edible biomass production were concluded to be found in the rainy season; L. leucocephala CIAT-17498 stood out in this indicator and in the number of regrowths for both seasons. The dry matter, crude fiber and crude protein contents of the edible biomass of the plants, had little variation due to the effect of the season within the same species, a trend that was also observed for minerals. The accessions proved to be an important alternative for feeding ruminants, because of their high contents of crude protein.
Key words: Multipurpose trees, pruning, yield
INTRODUCCIÓN
En muchas de las áreas agrícolas más intensivas de Asia y África, donde la ganadería se basa en la posesión de pocos animales por pequeños propietarios, las especies arbóreas de la familia de las leguminosas son sembradas como bancos de proteína en tierras en desuso. Estas áreas son cosechadas en sistemas de corte y acarreo, y constituyen la principal fuente de proteína de alta calidad, junto a los residuos de cosecha (Gutteridge y Shelton, 1994).
Por otra parte, una gran cantidad de las especies arbóreas de la familia de las leguminosas utilizadas en la producción de forraje son caducifolias o semicaducifolias y, por tal motivo, al final de la época lluviosa o al inicio del período seco pierden sus hojas (Borel, 1994). Con el fin de garantizar que se produzca forraje en el período seco, tanto para ramoneo como para acarreo, es necesario efectuar podas estratégicas al final del período lluvioso para evitar la caída de las hojas (Beer, 1989; Hernández, 2000).
En el caso de los árboles no caducifolios que se encuentran en los sistemas de pastoreo, en ocasiones se presenta la problemática de que sobrepasan la altura óptima de ramoneo, por lo que los animales no alcanzan el follaje disponible y se hace necesario podarlos de forma planificada y ofrecer ese forraje de forma directa en el potrero, principalmente en la época poco lluviosa, cuando la disponibilidad de pastos es menor (Iglesias, 2003).
Tomando en consideración dichas premisas se realizó esta evaluación con el objetivo de estudiar la respuesta de varias especies arbóreas ante la poda estratégica.
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MATERIALES Y MÉTODOS
Localización y clima. Los estudios se efectuaron en la Estación Experimental de Pastos y Forrajes "Indio Hatuey", provincia Matanzas, Cuba. Las coordenadas geográficas del lugar son 22o 48'7" de latitud norte y 81o 2' de longitud oeste, a una altura de 19 msnm.
El clima del área se caracterizó por una precipitación de 378,8 y 1 144,4 mm, y una temperatura media de 22,1 y 25,5ºC para los períodos poco lluvioso y lluvioso, respectivamente.
Suelo. El suelo del área experimental se clasifica como Ferralítico Rojo lixiviado (Hernández et al., 1999), y según sus características principales puede considerarse como de mediana fertilidad.
Su contenido medio de materia orgánica es de 2,5 a 4,0%, con un pH moderadamente ácido (5,9-6,7) y bajos contenidos de fósforo disponible (2,3-4,3 mg/100 g). Entre los cationes cambiables existe predominio del calcio; mientras que presenta bajos contenidos de sodio (0,04-0,09 cmol/kg).
Diseño y tratamientos. Los tratamientos fueron 20 accesiones de arbóreas, en su mayoría de la familia de las leguminosas, establecidas sobre un estrato herbáceo constituido básicamente por Panicum maximum. Se empleó un diseño de bloques al azar con ocho réplicas, en surcos. La distancia entre árboles fue de 4,0 m y entre surcos de 5,0 m.
Procedimiento experimental. Se realizó una poda inicial en noviembre de 1998, a una altura de 100 cm, para crear la estructura base y homogeneizar todos los tratamientos. Durante los cinco años en que se hicieron los cortes o podas, se procedía a podar a 1,0 m sobre la superficie del suelo cuando el 50% de los árboles del área alcanzaban una altura promedio de 2,0 m. El crecimiento de las plantas permitió que se realizaran dos podas en cada año (una en el período poco lluvioso y otra en el período lluvioso). Paralelamente a las podas, también se efectuaron pruebas de ramoneo-pastoreo con novillas en crecimiento para determinar las accesiones más apetecibles por los bovinos, por lo que todas las plantas fueron intervenidas dos veces por época, primero con la poda y luego con el pastoreo del rebrote obtenido. En este artículo solo se analiza lo relacionado con la poda.
Mediciones. En cada intervención se pesó y se cuantificó la biomasa total; esta se separó en biomasa comestible (hojas y tallos tiernos menores que 6 mm) y biomasa leñosa o no comestible (tallos mayores que 6 mm). Con posterioridad se tomaron muestras de la biomasa comestible de cada accesión (300 g) y se secaron en la estufa a 80ºC hasta peso constante, para la determinación de la composición bromatológica. Además se midió el número de rebrotes que tenían las plantas en el momento de la poda.
Para obtener la variabilidad y la relación entre los indicadores, se hizo un análisis de componentes principales (ACP); mientras que para agrupar los tratamientos con características semejantes, en función de las variables medidas y/o estimadas, se empleó el análisis de conglomerados (Cluster Analysis). Previamente se tipificaron dichos valores, de forma tal que todos tuvieran el mismo peso en la formación de las clases o grupos. Se usó el paquete estadístico SPSS versión 10.0 (Visauta, 1998). ]]>
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados del ACP (tabla 1) permitieron constatar la existencia de un alto valor en la varianza acumulada para ambos períodos del año (80,88% en el período lluvioso y 85,30% en el poco lluvioso) y los indicadores biomasa comestible, biomasa leñosa y biomasa total fueron los que explicaron mejor este porcentaje de variación en ambas épocas; aunque también se debe tener en consideración el número de rebrotes, que en ambos casos alcanzó valores superiores a 0,50 y se relacionó positivamente con los anteriores.
Ello se explica por la alta correlación que existió entre las variables estudiadas en esta etapa, particularmente la biomasa comestible, la biomasa leñosa y la biomasa total, que además se relacionaron de forma positiva con el número de rebrotes, sobre todo en el período lluvioso, como era de esperar. Estos aspectos contribuyeron en la agrupación de las accesiones estudiadas y su posterior selección.
En este sentido, cabe destacar que uno de los indicadores más relacionados con el comportamiento agroproductivo de las plantas es el rendimiento de biomasa comestible (Boschini, Argel y Pérez, 2002), el cual está vinculado con las condiciones ambientales y con el manejo (poda o corte). Los cambios que se produzcan en este sentido pueden modificar de manera sensible la producción de materia seca, máxime si otros factores como la presencia de plagas y/o enfermedades intervienen negativamente en su expresión.
Al realizar el análisis de clasificación automática se obtuvieron dos grupos, tanto para el período lluvioso como para el poco lluvioso. En las tablas 2 y 3 se muestran los grupos formados con las accesiones pertenecientes a cada uno de ellos en cada época.
Como se observa, el grupo I (en ambas épocas) estuvo conformado por la mayoría de las accesiones (18 en el período lluvioso y 19 en el poco lluvioso). Se destacaron Leucaena y Bauhinia por el número de contribuyentes en ese grupo; mientras que en el grupo II solo se apreció la presencia de tres accesiones del género Leucaena: L. macrophylla y L. leucocephala en las lluvias y L. leucocephala CIAT-17498 en la época de escasez de precipitaciones.
Los resultados mostraron (tabla 4) que en el período lluvioso L. macrophylla CIAT-17240 y L. leucocephala CIAT-17498 resultaron las de mejor comportamiento en cuanto a la biomasa potencialmente comestible, cuyos valores medios fueron de 3,02 y 3,15 kg de MS/árbol, respectivamente; mientras que un amplio número, constituido por 13 especies (grupo I), produjo por debajo de 1 kg de MS comestible por árbol. Resulta válido resaltar las accesiones Bauhinia sp., L. leucocephala CIAT-18481 y E. berteroana, en las cuales su biomasa comestible fue mayor o igual a 1 kg y superior al 50% con relación a la biomasa total. En otros trabajos se señala que las ofertas de biomasa comestible para Bauhinia sp. oscilaron entre 0,40 y 0,60 kg de MS/planta; mientras que para Leucaena sp. variaron entre 0,30 y 0,70 kg de MS/planta (Hernández, 2000).
El número de rebrotes osciló entre 7 y 24. En este indicador L. leucocephala CIAT-17498 aventajó a las demás accesiones; mientras que la variedad Cunningham, de excelentes resultados productivos anteriormente, tanto en Cuba como en el extranjero, produjo como promedio solo siete rebrotes, lo que se contradice con los criterios por los cuales fue seleccionada como cultivar (Machado, R., 2007, comunicación personal). ]]>
En el período poco lluvioso la producción de biomasa comestible decayó hasta valores de 0,10-1,25 kg de MS/árbol, y hubo una proporción de biomasa leñosa más alta en casi todas las accesiones, con valores que fluctuaron entre 0,10 y 1,75 kg de MS/árbol En este sentido, se destacó de nuevo L. leucocephala CIAT-17498 (grupo II) con el máximo valor para ambas biomasas.El número de rebrotes osciló entre 4 y 22; se observó un incremento notable en el cultivar Cunningham (17 rebrotes), lo que ratifica su potencial como planta de pastoreo en esta época del año, cuando los animales ramonean intensamente dada la baja disponibilidad del pasto base en condiciones de secano (Iglesias, 2003).
Una respuesta similar fue observada por Francisco y Simón (2001), al estudiar diferentes alturas de poda en una plantación de L. leucocephala CNIA-250 y en L. leucocephala cv. Cunningham (Hernández, Benavides y Simón, 1996), quienes reportaron los mejores rendimientos en la época lluviosa y a una altura de corte de 1,50 m.
En el caso de la presente investigación la altura de poda fijada fue de 100 cm, con el propósito de garantizar en las plantas la presencia de un área adecuada de tejido parenquimático reservante y tejido meristemático activo (Stür, Shelton y Gutteridge, 1994), factores necesarios en el desarrollo del rebrote; además, en estudios realizados con anterioridad se determinó que las leñosas forrajeras poseen una alta capacidad de rebrote
aun en plena sequía, debido a su sistema radical pivotante que puede alcanzar los nutrientes de las capas más profundas del suelo (Hernández, Alfonso y Duquesne, 1987).
Con relación a los posibles cambios en la composición bromatológica de cada especie en los diferentes períodos del año, se pudo observar, a diferencia de lo que en general ocurre en otras plantas forrajeras con similares condiciones agrotécnicas, que ninguno de los indicadores sufrió gran variación en sus valores por el efecto de la época (tabla 5). Este comportamiento posiblemente se deba a que las plantas arbustivas, y sobre todo las arbóreas, tienen una menor dependencia de los nutrientes y el agua disponibles en las capas más superficiales del suelo, ya que pueden extraer estos elementos a mayores profundidades, lo que les permite manifestar un comportamiento más estable a través de todo el año en cuanto a la composición química de su biomasa.
No obstante, se observaron fluctuaciones en la composición química entre las diferentes accesiones para ambas épocas del año. En este sentido, los contenidos de materia seca fluctuaron en un rango de 20,0-35,7%, coincidiendo el valor más bajo con el período poco lluvioso en L. leucocephala CIAT-17498 y el más alto con la época lluviosa en L. leucocephala cv. Cunningham; el menor contenido de proteína bruta (12,5%) se observó para B. purpurea en el período lluvioso, mientras que L. leucocephala CIAT-9437 presentó tenores de PB de 31,3% durante la seca.
La concentración de los componentes estructurales (fibra bruta) varió entre 12,2 y 35,8%. De todos los follajes analizados, el menos fibroso resultó el de L. leucocephala CIAT-17223 (12%) en la época lluviosa; mientras que Bauhinia sp. mostró el valor más alto (35%) en esa misma época; no ocurrió así en la seca, ya que fue ampliamente superada por A. lebbeck y E. berteroana. Esta última presentó valores por encima de 30% en ambas épocas del año.
Los contenidos de MS y FB obtenidos en la mayoría de las accesiones estudiadas se encuentran dentro de los rangos reportados para estas arbóreas por Soca, Simón y Cáceres (1996); Cáceres y González (1998); González y Cáceres (2002) y Cáceres, González y Arece (2003).
De la misma forma ocurre con los contenidos proteicos, los que coinciden con los obtenidos para estas y otras accesiones de arbóreas por Arango, Adogla Bessa, Omphile y Tshireletso (2000); González y Cáceres (2002) y Cáceres et al. (2003). ]]>
Las diferencias entre las accesiones en cuanto a su contenido de MS y de PB pudieran estar determinadas por sus respuestas específicas a las condiciones ambientales, ya que su potencial biológico depende, en gran medida, del clima y de las características de crecimiento, entre otros elementos (Febles y Ruiz, 2000). Estos efectos han sido ampliamente descritos para las leguminosas en general (Minson, 1990; Norton, 1994) y un patrón similar se ha encontrado en las gramíneas tropicales (Del Pozo, 1998).Las fluctuaciones en los valores de la fibra pudieron estar influidas por la naturaleza física de las muestras, así como por las respuestas a las condiciones ambientales, factores genéticos y diferencias en su desarrollo fenológico (Febles y Ruiz, 2000; Pedraza, 2000), que pudieran estar presentes en estas accesiones.
En la tabla 6 se muestra el rango de variación de los principales minerales en las especies estudiadas: Ca entre 1,11 y 2,83%; P entre 0,08 y 0,31%; y K entre 1,07 y 3,68%.
En el período lluvioso las accesiones que presentaron los más altos valores de Ca fueron Bauhinia sp., B. purpurea y E. berteroana, con 2,54; 2,39 y 2,73%, respectivamente.
En el período poco lluvioso se repitió Bauhinia sp., con 2,58%, y se destacaron L. leucocephala CIAT-9437 y L. leucocephala CNIA-250, con valores de 2,83 y 2,44%, respectivamente.
En el caso del P, los porcentajes mayores se registraron en M. nigra (0,31% en ambas épocas); sin embargo, en la época poco lluviosa todas las accesiones alcanzaron concentraciones iguales o por encima de 0,13%.
Los valores más bajos de K se registraron en B. purpurea, A. lebbeck, L. leucocephala cv. Cunningham y L. leucocephala CNIA-250.
La dinámica de crecimiento de los rebrotes se manifestó de forma ascendente en ambas épocas a partir de los 15 días de haber sido podadas, hasta los 120 días posteriores. En este sentido, durante la época lluviosa (fig. 1) sobresalieron las accesiones de B. purpurea, E. berteroana y G. sepium, las que alcanzaron una altura superior a los 2 m. Un comportamiento similar mostraron las accesiones de Leucaena, aunque los ritmos de crecimiento más rápidos hasta los 75 días fueron evidentes en L. leucocephala CIAT-17480, CIAT-18481 y CIAT-18483 (fig. 1), y hubo cinco accesiones que no sobrepasaron los 2 m. Ruiz y Febles (1987) plantearon que las plantas de leucaena tienen la capacidad de rebrotar después de haber sido cortadas, así como de restablecerse rápidamente del estrés fisiológico o ambiental, lo cual se corroboró en el presente trabajo. Resultados similares fueron reportados por Wencomo (2002), en un estudio realizado con 34 accesiones de leucaena.
En la figura 2 se muestra la dinámica de crecimiento de los rebrotes en el período poco lluvioso; la altura de las ramas se incrementó también con el tiempo, aunque con una velocidad menor que la mostrada en el período lluvioso, por lo que ninguna de las accesiones alcanzó los 2 m de altura en los 120 días de evaluación. No obstante, el mejor crecimiento se observó desde los 15 hasta los 75 días para las accesiones de Bauhinia sp., M. nigra y E. berteroana. A. lebbeck mostró un crecimiento muy lento después del corte, por lo que alcanzó menos de 120 cm a los 75 días de podada.
En el caso de las accesiones de Leucaena el crecimiento se evidenció a partir de los 15 y hasta los 120 días, con los mejores valores para L. leucocephala CIAT-17223, CIAT-9421 y CIAT-9415, y L. macrophylla CIAT-17240. L. leucocephala cv. Cunningham expresó el más bajo poder de crecimiento de su rebrote en ambas épocas del año, e incluso en la seca (a partir de los 60 días) no mostró crecimiento. Este comportamiento se correspondió con sus bajos valores de rendimiento de biomasa comestible y total, y pudo estar influido por su alta palatabilidad, ya que fue una de las accesiones más ramoneadas y defoliadas por los animales y, por ende, una de las de menos posibilidades para recuperarse después de la poda. En ambos períodos la especie A. lebbeck resultó ser la de más lento crecimiento. ]]>
Casi todas las accesiones podadas mostraron una aceptable recuperación después del corte, con la emisión rápida de rebrotes (entre 7 y 24 en el período lluvioso y entre 4 y 22 en la época poco lluviosa). Esta tendencia, que a su vez coincidió con una creciente velocidad de crecimiento, pudiera estar influida, entre otros factores, por la edad de la planta, ya que en experimentos realizados por Ella, Blair y Stür (1991) se demostró que las plantas de mayor edad presentan un mayor número de ramificaciones, como consecuencia de una elevada cantidad de puntos de crecimiento y de reservas, las cuales son responsables de un mayor número de rebrotes, independientemente de las hojas remanentes en las plantas después del corte o el pastoreo. Este comportamiento pudiera estar asociado también con las reservas de carbohidratos, como fue planteado por Brewbaker (1987).Se concluye que en el período lluvioso se presentaron los mejores resultados en cuanto a la producción de biomasa potencialmente comestible en todas las accesiones evaluadas; se destacó L. leucocephala CIAT-17498 en este indicador y en el número de rebrotes para ambas épocas.
Los contenidos de MS, FB y PB de la biomasa comestible de las plantas sufrieron poca variación por el efecto de la época, tendencia que se comprobó también para los minerales. Todas demostraron ser una importante alternativa para la alimentación de los rumiantes, por sus altos contenidos de PB, aunque se recomienda profundizar en el estudio de la poda en A. lebbeck y L. leucocephala cv. Cunningham, ya que en las condiciones de la presente investigación no respondieron satisfactoriamente a las dos podas anuales en combinación con el pastoreo.
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