ESTABLECIMIENTO DE AGAVE COCUI TRELEASE EN ZONAS SEMIRIDAS DE FALCN: EFECTO DE LA DENSIDAD DE SIEMBRA Y ASOCIACIN CON ERYTHRINA VELUTINA WILLD.Sonia Mussett y Mirian Daz. Universidad Nacional Experimental Francisco de Miranda Centro de Investigaciones en Ecologa y Zonas Aridas (CIEZA)

Resumen

Los ecosistemas de las zonas semiridas presentan problemas de deterioro causado por sobre-pastoreo y tala indiscriminada de rboles, ocasionando una perdida considerable de suelos. Los sistemas agroforestales permiten mantener y mejorar la productividad de los suelos en las reas con problemas de baja fertilidad y escasez de humedad. Con la finalidad de generar alternativas para la explotacin y manejo adecuado de las tierras ridas, y obtener sistemas mas resilientes y productivos, se propuso evaluar el crecimiento y la productividad de Erythrina velutina (leguminosa altamente explotada para la industria artesanal) y el Agave cocui (actualmente en demanda para la elaboracin del cocuy pecayero), durante la fase de establecimiento. Se utiliz un diseo de bloques al azar con 5 tratamientos: T1: Agave (1m) + Erythrina; T2: Agave (0.5m) + Erythrina; T3: Agave (1m) solo; T4: Agave (0.5m) solo; T5: Erythrina sola; y 4 repeticiones con un total de 20 unidades experimentales. El contenido de N y K en el suelo aumento despus de la siembra. Se registraron mayores concentraciones de N (23 mg-gPS) en los Agaves asociados a E. velutina que en los solos (10-13 g/gPS). El Agave sembrado a un (1m) y asociado a E. velutina presento la mayor fijacin total de C02. El crecimiento, la concentracin de azcares (54.21.5 mg/cm) y la relacin V/R (44.39.9 g) fue mayor en el tratamiento Agave solo y a 1 m por lo que se recomiendan distancias de siembra de 1m entre los Agaves para los sistemas agroforestales.

Palabras claves: Agroforestal, Ecofisiologia, Crecimiento, CAM, cocuy

ESTABLISHMENT OF AGAVE COCUI TRELEASE IN TROPICAL SEMIARID ZONES: EFFECTS OF DENSITY AND ASSOCIATION WITH ERYTHRINA VELUTINA WILLD.

Abstract

Tropical semiarid zones have a high rate of deterioration due to excessive ranging and tree felling thus causing a considerable lost of agricultural soils. Agroforestry systems aloud sustainability and improvement of productivity over soils of low fertility in areas with limiting water resources. With the objective of generating alternative crops and adequate management of arid lands and with the aim of testing new models of agricultural systems, more resilient and more productive we evaluated the effect of density over growth and productivity of Agave cocui and Erythrina velutina during the initial phase or establishment of an agroforestry system. Agave cocui is actually a promising crop, and its demand is growing because it is the source of several products, which include fiber and the liquor Cocui de Pecaya. Erythrina velutina is a legume tree of tropical very dry forest, traditionally used for wood carving and is a nitrogen fixer. The

experiment was designed in random blocks with 5 treatments and 4 replicates. The treatments were T1: Agave (1m) + Erythrina; T2: Agave (0.5m) + Erythrina; T3: only Agave (1m); T4: only Agave (0.5m); T5: only Erythrina. The soil concentration of N and K increased after the plantations were established, the foliar concentration of N and the total C02 fixation were higher in the Agaves associated with Erythrina (10-13 g/gPS, 245.5 mol/day respectively). Growth, sugar concentration (54.21.5 mg/cm) and shoot/root ratios (44.39.9) were higher in Agaves planted alone and with 1 m distance.. From the results we conclude that the distance between agaves should be kept at 1 m and that it is beneficial to establish agroforestry systems with E. Velutina and A. cocui.

INTRODUCCIN

Las zonas ridas y semiridas conforman alrededor del 5% del territorio venezolano, concentrndose en casi la costa norte del pas. Los estados Lara y Falcn cuyas caractersticas tanto edficas como climticas las colocan dentro de la categora de ecosistemas de frgil equilibrio, ameritando planes de manejo, conservacin adecuada y un conocimiento a fondo de su ecologa, para lograr una explotacin racional de sus recursos naturales.

Las zonas ridas y semiridas del estado Falcn se caracterizan por periodos prolongados de sequa con lluvias ocasionales y errticas. Estas reas han sido fuertemente intervenidas provocando graves problemas de deterioro ambiental. Se han propuesto sistemas de cultivos que tomen en cuenta tanto las caractersticas fisiolgicas como las caractersticas ecolgicas de los hbitats de las especies naturales de las zonas ridas tropicales a fin de disear sistemas homeostticos y disminuir as el impacto ambiental (Daz, 1987).

Los sistemas agroforestales son formas de uso y manejo de los recursos naturales, en los cuales especies leosas (rboles, arbustos y palmas) son utilizadas en asociacin deliberadas con cultivos agrcolas o con animales en el mismo terreno, de manera simultnea o en una secuencia temporal. (Montagnini et al. 1992). Estos sistemas son utilizados en regiones de diversas condiciones ecolgicas, econmicas y sociales. En regiones con suelos frtiles los sistemas forestales pueden ser muy productivos y sostenibles; sin embargo esas prcticas tienen igualmente un alto potencial para mantener y mejorar la productividad en reas que presentan problemas de baja fertilidad o escasez de humedad de los suelos, haciendo los sistemas de produccin ms productivos. Por lo tanto estos sistemas constituyen una alternativa para las zonas ridas, ya que ayudan a proporcionar una mayor seguridad contra las anomalas del clima y adems han sido y siguen formando la base de muchos sistemas de agricultura en regiones tropicales semiridas (Montagnini et al. 1992).

Las plantas nativas presentan caractersticas tanto morfolgicas como fisiolgicas que le han permiten sobrevivir en tales ambientes, en la mayora de las zonas ridas los tipos metablicos CAM y C3 son los ms abundantes en condiciones naturales (Medina y Daz, 1986).

Con la finalidad de contribuir al mejor aprovechamiento de los recursos naturales en las zonas del estado Falcn, se han propuesto estudios sobre sistemas agroforestales asociados a cultivos de ciclo corto y largo que sean rentables, que ayuden a aminorar el proceso de desertificacin, esperando proporcionar al productor sistemas de produccin ms homeosttico, y sostenibles (Daz, et al 1994; 1996; Gutirrez 1998; Garca, 1998), a travs del Centro de Investigaciones en Ecologa y Zonas ridas de la Universidad Francisco de Miranda con el financiamiento del CONICIT del Fondo Regional de Investigacin del CONICIT y FUNDACITE- FALCON. Daz (1990) propuso dos modelos bsicos de sistemas agroforestales para las zonas ridas tropicales, en tierras con abundancia de arbustos o rboles y aprovechar los existentes y manejar solo el sotobosque. El segundo modelo se aplica a zonas deforestadas donde se deben iniciar la siembra de elementos arbreos conjuntamente con los cultivos.

El modelo propuesto en este trabajo fue el establecimiento de plantaciones agroforestales y evaluar la productividad y el comportamiento vegetativo del de un elemento arbreo (Erythrina velutina) y un cultivo alternativo suculento (Agave cocui) en reas severamente intervenidas para compararlas con otros en donde se realiz slo la remocin del sotobosque a fin de proponer un modelo de sistemas agroforestal alternativo, siguiendo las experiencias y recomendaciones sugeridas por Daz (1990, 1995) y Montagnini et al. (1992).

El Agave cocui Trelease (Monocotyledoneae: Agavaceae, cocuy ) es una especie nativa de gran potencial como fuente de fibra larga, azcares y alcoholes. En condiciones naturales, el A. cocui se encuentra distribuido en forma gregaria generalmente en laderas; pero sus poblaciones ms productivas y densas se encuentran siempre asociadas a al vegetacin arbrea (Pea, 1998).

La especie Erythrina velutina Willd (Dicotyledoneae: Fabaceae) ha sido tradicionalmente utilizada en la industria artesanal del Estado Falcn, pero nunca se ha cultivado. Esta planta actualmente solo se encuentra en sitios protegidos en la Pennsula de Paraguan, en donde se encuentran individuos que alcanzan hasta 13 m de altura y 1m de dimetro, especies del mismo gnero son ampliamente utilizadas tradicionalmente para sombra en plantaciones de ciclo largo (caf y cacao) y zonas con problemas de sequa prolongada, debido que es una especie fijadora de nitrgeno (Erythrina poeppigiana, E. abyssinica). Daz (1998), encontr que E. velutina recicla al sistema 35% del P y el 50% de N foliar y el 90% de calcio al sistema.

MATERIALES Y MTODOS

Lugar de estudioEl ensayo se llev a cabo al Sureste del Complejo Docente El Hatillo, ubicado en el Municipio Colina del Estado Falcn (11 26 latitud N y 69 35 longitud), la unidad cartogrfica es Typic Camborthid, en general el relieve es plano a ligeramente ondulado, con pendiente de 1 a 2%, predominando partculas finas rompiendo los horizontes superficiales, desarrollado en estructuras dbiles a moderadas. Los suelos son de naturaleza franco-arcillosa (COPLANAR, 1975; Daz, 1988). Esta rea se caracteriza por presentar casi toda la superficie marcada dentro de un medio bioclimtico semirido, y corresponde a un monte espinoso tropical (Ewel y Madriz, 1975). La precipitacin media anual oscila entre 250 y 500 mm. La evapotranspiracin potencial puede alcanzar hasta 2000 mm y la temperatura media 27C.

Material vegetalSe recolectaron las semillas de Erythrina velutina provenientes de ejemplares de poblaciones silvestres encontradas en la Pennsula de Paraguan,

en el fundo Guaidabacoa- Sebastopol aproximadamente a 26 Km NorOeste de Pueblo Nuevo 12 06 N y 70 00 W (Daz, 1998). Se escarificaron mecnicamente y luego de su imbibicin en agua durante 24 horas se sembraron en bolsas de 2 Kg hasta que alcanzaron una altura de 15cm luego se procedi al transplante en el campo. Se recolectaron plntulas del maguey o escapo floral de plantaciones silvestres localizados en el cerro La Sabanita en Pecaya, Municipio Sucre (10 35 a 11 10) del Estado Falcn.

Diseo Experimental

Se realiz un diseo en bloques al azar,

con 5 tratamientos y 4

repeticiones. Por cada unidad experimental de 8 m2 se ubicaron dos plantas de Erythrina velutina con 2 m de separacin entre s rodeadas por los Agaves dispuestos perifricamente a cada la planta Erythrina velutina con un radio de 1m. Las distancias de siembra entre los Agaves fueron de 1 y 0.5 metros,

correspondiendo los tratamientos: T1: Agave cocui (1m) + Erythrina velutina, T2: Agave cocui (0.5m) + Erythrina velutina, T3: Agave cocui (1m) solo, T4: Agave cocui (0.5m) solo y T5: Erythrina velutina sola

Variables EdficasSe realiz un muestreo antes y despus de la siembra y se determin en el campo la velocidad de infiltracin y la densidad aparente (Pla, 1983). Se tomaron muestras compuestas a una profundidad de 15 cm y se determin la Textura, Contenido de Humedad, pH, Conductividad Electrica (C.E) (Pla, 1983). Luego fueron secadas en una estufa Voelkel a 105C durante 48 horas, posteriormente trituradas y pasadas por un tamiz de 2 mm. Se determin las Materia Orgnica (Walkley y Black, 1937) citado por FONAIAP, 1990. Para la evaluacin qumica se procedi a digerir las muestras de la siguiente manera: se tomaron 0.2g de suelo, para el Nitrgeno se utilizo Acido Sulfrico (H2SO4) y Selenio como

catalizador. Para el Potasio, Sodio, Magnesio, Manganeso, Calcio y Fsforo se utiliz una mezcla Binaria compuesta por H2SO4 HCLO3 - V2O5,.

Caracterizacin nutricional en plantas

Se tomaron 50 mg de tejido verde y se llevaron a digestin usando la metodologa para la digestin de las muestras de suelo descrita previamente. El Nitrgeno total se determin por el mtodo de Kjedahl (Jackson, 1982). La protena se calcul multiplicando el nitrgeno total por el factor 6.25 (Coombs et al. 1985). Tanto en plantas como en el suelo el Fsforo se determin por el mtodo descrito por Murphy y Riley, (1962). El Calcio, Potasio, Manganeso, Magnesio y Sodio totales se determinaron mediante un espectofotmetro de absorcin Atmica Varian 20A.

Variables De Respuestas De Las Plantas:Se realizaron cursos diarios de los parmetros microclimaticos y de

respuesta de las plantas en Abril de 1999. La radiacin fotosintticamente activa (RFA) se midi con un radimetro LI-COR LI-1850. La humedad relativa del aire con un psicrmetro VAISALA HMI 31, y la velocidad del viento con un

anemmetro manual colocado a una altura de 1.5 metros. La Conductancia Estomtica, Temperatura foliar y la Transpiracin se midieron con un Pormetro de estado estable (LI-COR 1600), segn Slavic, (1974) y Licor, (1984). La Capacidad de fijacin nocturna de CO2 se evalu a travs del curso diario de la acidez titulable para lo cual se colectaron peridicamente 2 discos foliares de rea y peso conocidos (horadador 0.54 cm de dimetro). Estos discos se mantuvieron en hielo seco hasta ser trasladados en el laboratorio. Se hirvieron luego con 5 ml de etanol al 80% y 10 ml de agua desmineralizada, durante 30 minutos, y se titularon alicuotas de 5ml con NaOH 0.01N (Daz 1984). Los azcares solubles en Extractos Foliares se determinaron por el mtodo de Antrona, segn McCready et al. (1950) y Hassid y Neufeld (1964), con un Espectrofotmetro Cary 50 conc-

uv visible spectrophotometer marca VARIAN. determin con un Osmmetro Wescore 5500.

La

Presin Osmtica se

Grfico 1. Distribucin de las especies estudiadas en la parcela experimental.

Crecimiento de las plantasSe evalu el crecimiento en funcin del incremento de la longitud foliar, el ancho foliar y la ganancia en biomasa. En Agave todos los parmetros se determinaron en la tercera hoja, contando de adentro hacia fuera midiendo con una cinta mtrica desde la base hasta la punta para la longitud, para el ancho foliar entre bordes opuestos en la mitad de la hoja y el grosor de la hoja se midi con un vernier a diez centmetros por encima de la base de la tercera hoja siguiendo las recomendaciones de Nobel, 1988. La altura de la planta se midi desde la base a nivel del suelo hasta la punta de las hojas apicales, con una regla milimetrada. Para la biomasa area y radical se utiliz el mtodo de cosecha. Las plantas fueron seleccionadas aleatoriamente, y cosechadas a una profundidad de 15 cm, en un rea que abarcaba el dimetro de la roseta. En el laboratorio se procedi a separar el vstago de las races, luego fueron secadas en una estufa de aire forzado a 65C en una balanza Ohaus (Grfico 2).

Anlisis Estadstico

Se realiz a travs del ANAVAR y la prueba parmetrica de medias de Tukey, (Steel y Torrie, 1960).

RESULTADOS

Variables Edficas

El anlisis de suelo realizado en la parcela experimental antes y despus del ensayo lo ubica dentro de la categora denominada suelo ligeramente alcalino, comparndola con las categoras reportadas por Casanova, (1994), ya que presenta un pH entre 7.2 - 8.0 con una conductividad elctrica entre 1.3 - 3.9 ds/m con densidad aparente de 1.12 g/cm3. El contenido de humedad presente en el suelo en poca de lluvia fue de 14.2 y 16.80% (Tabla 1). Fonaiap (1995) reporta que

valores menores a 2% de materia orgnica son bajos, por lo cual en el sitio de estudio el contenido de materia orgnica es bajo (1,7%)

Concentracin de nutrientesLa concentracin de los elementos N, P, Mg, Na, K fueron similares en el suelo de todos los tratamientos. Los valores de nitrgeno se encontraron alrededor de 2.5 mg/gPs y los de fsforo alrededor de 0.6 mg/gPs. Los tratamientos 2, 4 y 5 tuvieron concentraciones de calcio similares ( 7.5 mg/gPs) y los tratamientos 1 y 3 alrededor de 11 mg/gPs. Los valores de potasio fueron similares para todos los tratamientos (8.3 mg/gPs), al igual que para el sodio (1.9 mg/gPs). Las concentraciones de magnesio fueron similares en los tratamientos 1, 2 y 3 (1.7 mg/gPs) y los tratamientos 4 y 5 alrededor de 1.4 mg/gPs. Los valores de manganeso fueron similares en todos los tratamientos (0.11 mg/gPs), siendo tambin similar en la muestra del suelo inicial (Tabla 1). Estadsticamente no hubo diferencia significativa, en ninguno de los casos.

Grfico N 2

LO N G IT UD D E LA H O J A D E A ga v e c o c ui

A N C H O D E LA H O J A D E A ga v e c o c ui

1,5

0,3

1

0,2

0,5

0,1

0 1 2T ra t a m ie nt o

03 4

1

2T ra t a m ie nt o

3

4

G R O S O R D E LA H O J A D E A ga v e c o c ui

0,08

A LT UR A D E LA P LA N T A D E A gave co cui

30,06

20,04

10,02

00 1 2T ra t a m ie nt o

3

4

1

2T ratamiento

3

4

Parmetros de crecimiento de las plantas de Agave cocui en respuesta a los tratamientos en su fase inicial bajo un sistema agroforestal: T1: Agave cocui (1m) + Eritrina velutina; T2: Agave cocui (0.5 m) + Eritrina velutina T3: Agave cocui (1m) solo; T4: Agave cocui (0.5 m) solo.

VARIABLES MICROCLIMATICASLos registros de la Radiacin Fotosinttica Activa (RFA) muestran que los valores mayores (3200 mol/ms) se encontraron a las 13:00 horas, disminuyendo a 1950 mol/ms a las 16 horas (Fig.1a). La Humedad Relativa present un comportamiento similar desde las 20:00 hasta las 4:00 horas de la madrugada con un mximo de 80%, disminuyendo a partir de las 10:00 hasta un 54,6% a las 16:00 horas (Fig.1b). La temperatura mnima del aire, 27C se observ a las 20:00 hasta las 4:00 horas, se observaron los valores mximos al medioda (32,4C), con una oscilacin diurna de 5.4C (Fig.1c). La velocidad del viento oscil entre 1,5 a 3,5 m/s siendo mayor entre las 8:00 y 16:00 horas (Fig.1d).

VARIABLES RESPUESTA DE LAS ESPECIES

Las plantas de Agave cocui presentaron un comportamiento similar en el ritmo diario de conductancia estomtica, en todos los tratamientos se observ la apertura estomtica entre las 18:00 y 9:00 horas, registrndose

los valores ms altos para el tratamiento 1 (328,8 mol/ms) a la 1:00 de la maana. En todas las plantas y para todos tratamientos ocurri un cierre estomtico alrededor de las 8:00 horas de la maana (Fig.2a). Con respecto a la prdida de agua por transpiracin, result similar para todos los tratamientos observndose las tasas ms altas alrededor de la medianoche, con un valor mximo de 27 mol/m a la 1:00 de la maana, disminuyendo a partir de las 9:00 horas (Fig. 2b) lo cual indica un cierre estomtico.

La temperatura foliar en las plantas de Agave cocui fue muy similar para todos los tratamientos, registrndose el valor ms alto (34,4C) en horas de la tarde (entre las 12:00 y 15:00 horas), el valor ms bajo (27C) se encontr en las horas de la madrugada (Fig.2c). Las plantas de Erythrina velutina presentaron una apertura estomtica en las primeras horas de la maana mostrando cierre parcial hacia las horas del medioda. El tratamiento 1 registr el mayor valor (281,5 mol/ms) a las 9:00 horas, disminuyendo a 153,5 mol/ms a las 15:00 horas, mientras que para el tratamiento 2 el valor registrado fue de 260 mol/ms a las 9:00 horas disminuyendo hasta 129 mol/ms a las 15:00 horas. En general, los valores ms altos se observaron en el tratamiento 1 (Fig. 2d).

En cuanto a la prdida de agua por transpiracin se observaron valores casi constantes para el tratamiento 1 (3.0 mol/ms) mientras que para el tratamiento 2 las prdidas disminuyeron hasta el medioda (Fig. 2e) La temperatura foliar result muy similar en todos los tratamientos, el mayor valor se obtuvo a las 15:00 horas (32,5C) y el menor (29,5) a las 9:00 horas (Fig. 2f).

Tratamiento

N 2.5 0.91 270.18

P

K

Ca(mg/gPS)

Na

Mg

Mn

MO %

Humedad % 16.85.4 14.73.5

C.E(mohms/cm)

pH

T1 T2

0.50.27 0.60.41

8.41.8 8.01.1

10.92.2 7.55.5 11.0 2.5

190.24 1.80.22

1.70.7 170.71

0.110.03 0.110.04

1.80.3 1.80.9

1.3 1.0

7.4 7.4

T3

2.60.87 0.60.22 8.40.97

1.90.45 1.60.62 0.110.04 1.4 0.25 1.3 0.47

1.50.4

15.12.5

2.2

7.3

T4

2.50.32 0.70.07

8.11.3

7.35.3

2.30.37

0.110.02

1.40.3

15.54.4

1.7

7.4

T5

2.50.29 0.70.06

7.21.6 6.92.3

7.55.4

1.80.37

0.110.03

1.20.3 1.40.7

13.54.2 5.152.7

1.3 0.46

7.4 7.6

Suelo inicial 2.10,13 0.70.05

18.25.3 1.60.33 2.51.03 0.110.02

Cuadro N 1Contenidos de nutrientos totales, humedad, pH y C.E. presentes en el suelo a una profundidad de 15 cm (suelo inicial) y en la rizsfera posteriormente al ensayo en los tratamientos: T1: Agave cocui (1m) + E; T2: Agave cocui (o.5m) + E; T3: Agave cocui (1m) solo; T4: Agave cocui (0.5m) solo; T5: E. velutina sola.

RFA4000 3000 2000 1000 0 20 23 4 8 10 1

(a)40 35 30 25

Temperatura del Aire

(b)

mol/m s

16

20 20 23 4 8 10 1 16

Tiem po (Horas)

Tiempo (Horas)

Hum edad Relativa (c)

Velocidad del Viento (d)

90

%

70 60 50 20 23 4 8 10 1 16 Tiem po (Horas)

m/s

80

4 3 2 1 0 20 23 4

c

8

10

1

16

Tiempo (Horas)

Grfico N 3 Curso diario de la (a) radiacin fotosintticamente activa (RFA), (b) temperatura del aire, (c) humedad relativa y (d) velocidad del viento en la parcela experimental

AGAVE COCUI Acidez Titulable

El ritmo circadiano de fijacin de CO2 evaluado a travs de la acidez titulable revel diferencias marcadas en los perodos de fijacin. Los tratamientos 1 y 4 presentaron un ritmo de oscilacin similar observndose fijacin a partir de las 21:00 horas, mientras que el tratamiento 2 y 3 fijaron CO2 solamente durante las primeras horas de la noche. El tratamiento 3 a las 18:00 horas an tena una alta concentracin de cidos (38,85 mol/cm), mientras que en el tratamiento 4 se observ el valor ms bajo a las 10:00 horas. En horas de la maana se registr una diferencia muy marcada entre los tratamientos siendo el mayor valor de (37,9 mol/cm) para el tratamiento 1 y el menor valor para el tratamiento 4 (17,6 mol/m). Los mnimos valores fueron registrados alrededor de las 12:00 horas con valores similares en todos los tratamientos (Fig. 3a). Con respecto a la oscilacin nocturna de la acidez titulable al calcularse el tratamiento 1 result tener la ms alta oscilacin 26,34,2 mol/cm y la mnima el tratamiento 3 con un valor 10,7 mol/cm.

Concentracin de azcaresLos valores de concentracin de azcares en plantas de Agave para los diferentes tratamientos, observndose a las 10:00 horas una mayor sntesis de carbohidratos en los tratamientos 1, 2 y 3, mientras que a las 12:00 horas se observ la mayor concentracin en los tratamientos 3 (65.62.5 mg/cm) y 4 con una concentracin de (56.013 mg/cm). Se observa una brusca disminucin despus de las 12:00 horas. Asimismo la oscilacin de la concentracin de carbohidratos fue mayor para el tratamientos 3 con un valor de 54.21.5 mg/cm (Fig.3b).

Presin OsmticaEn Agave cocui se registraron los valores ms alto de presin osmtica ( 2 MPa) en el tratamiento 3 y 4 a las 6:00 horas y los valores bajos para el tratamiento 2 a la 18:00 horas. Destaca el valor de 1 MPa en las plantas del tratamiento 3 indicando un aumento de los solutos entre las 12:00 y las 18:00 horas. La variacin diurna se encuentra alrededor de 1MPa (Fig. 3c).

Concentracin de nutrientes en las especies.En Agave cocui las mayores concentraciones de N y protena se encontraron en los tratamientos 1 y 2 siendo estos similares (23.10.78 mgN/gPs y 23.61.65 mgN/gPs,). El P y el Ca son similares para los tratamientos, siendo el K mayor en los tratamientos 3 y 4. El Na y Mn mayores en los tratamientos 2 y 4. El Mg mayores los 2 y 3 (Tabla 2a). La concentracin del nitrgeno en el tejido vegetal de la especie Erythrina velutina result ser mayor y similares en los tratamientos 1 y 5 alrededor de 100.8 mgN/gPs, mientras que en el tratamiento 2 fue 7.13.8 mgN/gPs (Tabla 2b). Pero estadsticamente no hubo diferencias significativas entre los tratamientos.

Biomasa area y radical

En la acumulacin de biomasa area en Agave cocui se observa que fue mayor para el tratamiento 3 seguido del tratamiento 4. En cuanto a la acumulacin de biomasa radical fue mayor el tratamiento 1 (1.63 g) y menor para el tratamiento 3. Al analizar la relacin vstago/raz se observ una mayor produccin del vstago en el tratamiento 3, mientras que los dems tratamientos fueron similares (Tabla 3).

Conductancia Estomtica en Agave (a) 350 mol/m s

Conductancia Estom tica en Erythrina (d)

350 mol/m. sT1 T2 T3 T4

250 150 50 0,75 0,54 0,38 0,63 Tiempo (Horas )

250 150 50 0,375 0,458333 0,625 Tiempo (Horas )

T1T2

Transpiracin en Agave (b) 4 mol/ m/ s

4 3T1 T2 T3 T4

Transpiracin en Erythrina (e)

T1 T2

3 2 1 00,75 0,375Tiempo ( Horas )

mol/ m

2 1 0 0,375 0,458333 0,625

Tiempo ( Horas )Temperatura Foliar en Erythrina (f) 40 35 30 25 20 0,375 0,45833 0,625 Tiempo (Horas )

Temperatura Foliar en Agave (c) 40 35 30 25 20 0,75 0,54 0,38 0,63

T1 T2 T3 T4

C

C

T1T2

Tiempo ( Horas )

Grfico N 4 Curso diario de la conductancia estomtica, transpiracin y temperatura foliar en respuesta a los tratamientos en su fase inicial bajo un sistema agroforestal: T1: Agave cocui (1m) + Eyihtrina velutina; T2: Agave cocui (0.5m) + Erythrina velutina; T3: Agave cocui (1m) solo; T4: Agave cocui (0.5) solo; T5: Eritrina velutina sola.

ACIDEZ TITULABLE40 30 mol/cm

(a)

T1 T2 T3 T4

20 10 0 0,75 0,875 0,9583 0,125 0,25 0,4167 0,5 0,625

Tiem po ( Horas )

CONCENTRACIN DE AZCARES 80 60mg/cm

(b)

40 20 0 0,75 0,8333 0,9583 0,125 0,25 0,4167 0,5 0,625

T1 T2 T3 T4

Tiem po ( Horas )

PRESIN OSMTICA2

(c)

T1 T2 T3 T4 MPa

1

0 0,25 0,5Tiem po (Horas )

0,75

Grfico N 5 Curso diario de la (a) acidez titulable; (b) concentracin de azcares; (c) presin osmtica del Agave cocui en respuesta a los tratamientos en su fase inicial bajo un sistema agroforestal: T1: Agave cocui (1m) + Erythrina velutina; T2: Agave cocui (0.5m)+ Erythrina velutina; T3: Agave cocui (1m) solo; T4: Agave cocui (0.5) solo.

DISCUSION

Los factores microclimaticos presentes en el ecosistema influyen directamente en el comportamiento ecofisiolgico de las plantas, ya que dependiendo de estos, ellas realizan sus funciones fisiolgicas en mayor menor grado, para sobrevivir en medios hostiles. Elfving et al. (1972, citados por Daz, 1984) sealan que la intensidad lumnica, la temperatura, humedad relativa, velocidad del viento y la disponibilidad de agua en el suelo son factores que afectan la conductancia estomtica, y por ende la transpiracin. En los cursos diarios realizados se presentaron nubosidades y chaparrones, en horas de la madrugada, la maana y entrada la tarde, modificando las variables microclimticas medidas (RFA, HR, Ta y Vv), esto indujo que los estomas permanecieran ms tiempo abiertos, produciendo la prdida de agua por transpiracin. En estudios realizados en la localidad de Pecaya, especficamente en el cerro La Sabanita se observ que los Agaves que se les aplic agua en forma sbita abrieron sus estomas momentneamente y la prdida de agua por transpiracin aument en horas de la madrugada, esto pudo ocurrir ya que las plantas que estn en estrs continuo de humedad, utilizan el agua para el enfriamiento de las hojas (Pea, 1998). En otro estudio efectuado en la misma parcela experimental se evalu el crecimiento y comportamiento ecofisiolgico del Agave cocui y Sorghum bicolor asociado con Prosopis juliflora en un sistema agroforestal simultneo (Garca, 1999), se observ que al aumentar la disponibilidad de agua al regar el sorgo, aument tambin la disponibilidad de agua para el Agave cocui lo cual indujo la apertura estomtica diurna pero con una alta tasa de transpiracin. La disminucin de la radiacin por efecto de sombreo de rboles y del mismo sorgo trajo como consecuencia la disminucin de la temperatura y al aumento de la humedad relativa aumentando el crecimiento del Agave.

Como era de esperarse las especies Erythrina y Agave tuvieron un comportamiento muy diferente con respecto a las variables de respuestas (conductancia estomtica, transpiracin y temperatura foliar) esto se le atribuye a

la diferencia del metabolismo de plantas CAM y C3. En Erythrina velutina, entre los tratamientos 1 y 2 a las 11:00 horas, se encontr que existen diferencias significativas en la conductancia estomtica y la transpiracin, mientras que la temperatura foliar fue similar. En el proceso de fotosntesis el costo energtico mnimo por CO2 neto fijado en productos fotosintticos es mayor en las plantas C3, menor en las plantas C4 e intermedio en las plantas CAM, tales como los Agaves (Nobel, 1998). Daz, (1998), seala que estudios realizados en rboles de Erytrhina velutina en la Pennsula de Paraguan, los valores mximos de conductancia estomtica y transpiracin encontrados en rboles adultos de 13 m de altura son similares a los obtenidos en plantas muy jvenes en este estudio.

Tratamiento

N

P

K

Ca

Na

Mg

Mn

% Proteina

T1 T2 T3 T4

23.1 0.8 23.6 1.7 10.0 1.12 13.6 3.1

1.55 0.25 1.91 0.59 1.32 0.28 1.62 0.58

13.1 0.7 25.2 2.7 32.4 2.12 26.3 0.5

22.6 2.7 24.7 2.9 22.6 1.4 28.6 1.3

4.2 0.5 6.6 0.35 3.8 0.07 8.4 1.20

2.6 0.35 3.8 0.31 4.6 0.07 3.0 0.28

0.031 0.009 0.046 0.003 0.027 0.019 0.036 0.022

14.4 14.8 6.3 8.5

(b)

Erythrina velutina (mg/gPs)

Trata miento T1 T2 T5

N 10 0.8 7.1 3.8 9.96 1.7

%Proten a 6.24 4.44 6.23

Cuadro N 2Concentracin de nutrimentos presentes en las plantas de Agave cocui y Erythrina velutina en respuesta a los tratamientos enh su fase inicial bajo un sistema agroforestal: T1: Agave cocui (1m) + Erythrina velutina; T2: Agave cocui (0.5m) + Erythrina; T3: Agave cocui (1m) solo; T4: Agave cocui (0.5) solo; T5: E. velutina sola.

Cuadro N 3 Biomasa del vstago, total y relacin de vstago/raz (g) en plantas de Agave cocui para los tratamientos en su fase inicial bajo un sistema agroforestal: T1: Agave cocui (1m) + Erythrina velutina; T2: Agave cocui (0.5m) Erythrina velutina; T3: Agave cocui (1m) solo; T4: Agave cocui (0.5m) solo

Tratamientos T1 T2 T3 T4

B.V(g) 41.462.99 38.339.4 54.815 44.515.21

B.R(g) 1.630.36 1.450.39 1.130.44 1.440.93

B.T(g) 43.093.35 39.89.8 55.9315.44 45.9416.14

V/R(g) 26.250.12 27.989.73 44.269.94 28.7512.79

Los resultados de acidez titulable

en Agave cocui obtenidos en este

estudio presentaron un ritmo de acidificacin y desacidificacin tpico de las plantas CAM, con excepcin del tratamiento 3, a partir de las primeras horas de la maana existe una disminucin gradual, mientras que el aumento se inicia durante las primeras horas de la noche hasta la madrugada. Por lo general esto ocurre en zonas templadas cuando las temperaturas nocturnas bajas (entre 15- 18C) y la humedad relativa alta, se sealan como ptimas para que la fase de fijacin nocturna se cumpla con mayor eficiencia, debido a que las altas temperaturas nocturnas conllevan a altas tasas de respiracin, la cual aumenta la concentracin interna de CO2, causando cierre estomtico. Pero en el trpico ocurre que las diferencias de temperaturas entre las mnimas y las mximas no son tan marcadas (5,4C) (Daz, 1984). La temperatura nocturna mnima registrada en el ensayo fue de 27C y la humedad relativa fue alta (80%). Se observ que hubo un desplazamiento del valor mximo de la acidez titulable desde las 6 horas hasta las 9 horas, y que algunas plantas fijaron y acumularon CO2 culminando la tarde cerca de las 18:00 horas, conocida como la fase 4 del CAM lo cual implica que las plantas estaban bien hidratadas. El incremento de la acidez nocturna depende tambin del total de RFA absorbida

durante el da y de la tasa de descarboxilacin. Debido al cierre de los estomas a lo largo del da, existe muy poco intercambio de CO2 y solo un ligero flujo de este, es perceptible, cuando los estomas se abren en el crepsculo, el flujo comienza y puede continuar durante la noche (Granados, 1993). El cierre estomtico diurno esta asociado a los perodos de alta intensidad lumnica, la cual contribuye a incrementar la temperatura foliar y en consecuencia aumenta el DPV hoja- aire. El patrn de fijacin de CO2 del tratamiento 2, refleja una fijacin nocturna temprana, mientras que el tratamiento 3, pareciera indicar ms fijacin diurna que nocturna, por lo cual es importante continuar estudios para determinar las causas de este comportamiento ya que aparentemente es el ms exitoso en cuanto a la acumulacin de biomasa area y azcares. En plantas de metabolismo similar en el mismo sitio Gutirrez, (1999); reporta que la oscilacin ms alta se obtuvo en sbila asociada al sorgo, seguida de sbila asociada al sorgo y bajo la sombra de cuj, lo cual indica que para la sbila la asociacin con otra especie pareciera favorecer su productividad siendo el sorgo el ms beneficioso, tal vez por el efecto nodriza o cobertor que disminuye la radiacin y la velocidad del viento.

La E. velutina es una leguminosa de crecimiento lento, la cual no se desarroll lo suficiente para producir el efecto beneficioso de la sombra. Es importante destacar que no se obtuvieron efectos beneficiosos de la asociacin Agave - Erythrina en trminos de biomasa y azcares; es decir; no hubo el efecto beneficioso entre estas dos especies. Esto se le puede atribuir a la fase inicial de crecimiento en que se encontraban las plantas. Sin embargo los resultados de la concentracin de protenas ms altos se encontraron en Agaves asociados a Erythrina velutina, esto puede atribuirse al enriquecimiento del nitrgeno disponible debido a la capacidad de fijar y aportar nitrgeno al suelo atribuida en la literatura a todas las especies del genero Erythrina, lo cual permiti una mejor utilizacin de este elemento en las plantas de Agave cocui donde el N foliar es ms alto en los tratamientos 1 y 2. La produccin de azcares en los tratamientos 3 y 4 no se vio favorecida tal vez por un efecto de competencia entre Agave y Erythrina. Se ha revelado que la adicin de nitrgeno atmosfrico, el agua

proveniente de la lluvia y la RFA del da anterior puede favorecer la acumulacin de azcares y por ende la biomasa. En cuanto a la biomasa total para el Agave cocui la mayor produccin se encontr en agave sembrado a 1 m en el tratamiento 3, en tanto la relacin vstago/raz indica mayor crecimiento en este tratamiento debido a la acumulacin de azcares y no as por la acidez titulable, posiblemente debido a una mayor proporcin diurna que nocturna. Con respecto a los caracteres morfomtricos los tratamientos 1 y 2 revelan la mayor altura del agave, el cual pudo estar influenciado por la asociacin con la E. velutina. El agave sembrado a 1 m de distancia result ser el de mejor respuesta para los parmetros ancho, grosor de la hoja, altura de la planta y produccin de biomasa area, por lo cual se infiere que la distancia ptima de siembra es un metro y que las plantas de Agave cocui pudieran competir con la E. velutina por agua y nutrientes durante las primeras etapas de crecimiento. Resultando esta competencia el factor dominante, hasta tanto la E. velutina se desarrolle y provea el efecto adicional del mejoramiento del balance hdrico en el rea. Por lo que es recomendable iniciar primero la siembra de los rboles hasta que hayan desarrollado una copa y se encuentren en capacidad de aportar el efecto beneficioso que se espera de ellos, y luego introducir otros cultivos. Sin embargo, en este estudio las plantas pertenecientes a los tratamientos 3 y 4 no estando estas asociadas, obtuvieron los mayores valores con respecto a biomasa y azcares.

La utilizacin de especies fijadoras de nitrgeno implica mayor aporte de nitrgeno al suelo como tambin mayor disponibilidad de este elemento para las plantas, esto a la vez favorece el incremento de la concentracin de azcares. A pesar que las plantas de Agave son juveniles, los valores mximos de acidez titulable observados son similares a los de las plantas adultas en condiciones naturales (Pea, 1998, Olivares 1984). La oscilacin de la presin osmtica result mayor para el tratamiento 2 con una concentracin de 1.5 0.1 MPa. Se encontr que la oscilacin diurna de la presin osmtica fue mayor en plantas grandes, seguidas de las medianas y por ltimo las pequeas (Pea, 1998), mientras que nuestros valores de presin osmtica son similares a los de las plantas juveniles. Los resultados nutricionales revelan que el Agave cocui absorbe

mayores cantidades de calcio. El calcio tambin promueve la sntesis de protenas, ya que aumenta la absorcin del nitrgeno por las plantas y est asociado a varios sistemas enzimticos y a la traslocacin de carbohidratos (Casanova, 1994). Muchas plantas tpicas de las zonas semiridas de Falcn son acumuladoras de calcio (Daz, 1995; 1998). En general, la concentracin de nutrientes en el suelo despus del ensayo result similar en todos los tratamientos, con una evidente concentracin del elemento Ca, en los tratamientos con la distancia de siembra de 1 m entre Agaves, en tanto el elemento Na fue mayor en el tratamiento 4, es decir no asociados. En Mxico generalmente los Agaves se encuentran en suelos rocosos arcillosos y bien drenados; ricos en nutrientes, especialmente en nitrgeno, que parece ser el elemento ms limitantes de la actividad metablica de algunos Agaves. Los niveles de nutrimentos en el suelo afectan la distribucin en sus hbitats nativos. Estas plantas son relativamente sensibles a la salinidad, sobre todo en estado juvenil; pero no son muy sensitivos a altas concentraciones de Ca ni a metales como el Cu y el Zn. Los altos niveles de Ca se reflejan en la acumulacin de cristales (oxalato de calcio) que ocurre en plantas suculentas. El pH ptimo de crecimiento es entre 5 y 8, fuera de este rango son muy sensibles (Granados, 1993). En Venezuela las plantaciones silvestres de Agaves prefieren hbitats rocosos calcreos y en su mayora se encuentran asociados a especies arbreas en reas naturales no degradadas. De hecho, en la parcela experimental se encontraron Agaves bien desarrollados bajo el sotobosque. Estudios realizados en la parcela experimental muestran que el Agave cocui es ms extractor de Ca que el sorgo y el mismo parece estar ms disponible en el tratamiento Agavesorgo a plena exposicin (Garca, 1999). Las especies arbreas puede influir sobre el pH, cationes, matera orgnica, contenido y disponibilidad del nitrgeno y fsforo del suelo (Montagnini et al. 1992). En las zonas semiridas, existen evidencias de la influencia de los rboles sobre los suelos y cultivos, favoreciendo directamente la fertilidad, productividad y las condiciones ambientales.

CONCLUSIONES

La asociacin de Agave cocui con Erythrina velutina parece favorecer la absorcin de nitrgeno en las plantas de Agaves.

Por ser plantas jvenes y no se observo el beneficio de la sombra.

En las plntulas de Erythrina velutina la conductancia estomtica y transpiracin tuvieron un comportamiento y valores similares a los rboles estudiados en la Pennsula de Paraguan.

La distancia de siembra a 1 metro es ms adecuada que la de 0.5 metros para los Agaves.

No se obtuvieron efectos beneficiosos de la asociacin Agave - Erythrina en trminos de biomasa y azcares tal vez por un efecto competitivo entre las especies.

La produccin de biomasa y azcares resultaron mayores en los Agaves solos (1m) y Agave solo (0.5m).

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