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A~roforesteria en las Américas. Año 2 No 8 Oct. -Dic., 1995 EFECTO DE TRES , DENSIDADES DE ARBOLES EN EL POTENCIAL FORRAJERO DE UN SISTEMA SILVOPASTORIL NATURAL, EN LA , , REG ION A TLANTI CA DE COLOMBIA L. A. Giraldo V. I Jorge Botero 2 Javier Saldarrieaga 2 Patricia David 2 Los SistemasSilvopastoriles (SSP) represen- tan una posibilidad para mejorar la productivi- dad y la estabilidad de los sistemasde uso de la tierra, en diferentes eco sistemas en Colombia. Sin embargo, el aporte de los árboles al sistema no ha sido suficientemente cuantificado. En consecuencia,es necesario identificar y diseñar SSP y evaluarlos, tanto en prototipos como en fincas con sistemas piloto. Los SSP son de importancia en América Latina, en donde la ganadería produce una enormepresiónpor pasturas enlas áreas boscosas. (Sánchez, 1995). En Colombia, debido a la presión para produ- cir alimentos en sistemas estables y rentables a largo plazo, capaces de preservar los recursos naturales, han cobrado especial importancia los árboles forrajeros como fuente para la alimenta- ción animal. Más recientemente ha surgido el manejo de SSP que integran el uso de pasturas, árboles y animales con diferentes objetivos y estrategias de producción (Giraldo, 1994). Las actividades de investigación desarrolla- das en los SSP son descriptivas y no responden a las interacciones árbol-ganado-pastura (Sán- chez, 1995) y las evaluaciones son pocas. I M.Sc. Profesor Asociado. Facultad de Ciencias Agropecuarias. univer- sidad Nacional de Colombia, sede Medellín. Apeo. Aéreo 1779.Fax:94- 2300420.Medellin,Colombia. E-mail: [email protected] 2 Zootecnistas. Investigadores. Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín. Apdo. Aéreo 1779 Fax: 94-2300420. Medellín, Colombia. ~ Palabras clave: Sistemas Silvopastoriles (SSP), árbol, pasturas, foITaje, biomasa, pasto de guinea (Panicum maximum), ganado. RESUMEN Se midió el efecto de tres densidades de árboles en los compo- nentes sombra, cantidad de biomasa y calidad del forraje Queprovee ABSTRACT The effect of three tree densities on the following components of a silvopastoral system were measured: shade. total biomass and forage quality ofboth trees andPanicum maximum pasture; nutrients supplied to the soil through recycling ofleaves. fruits and branches. The study was caITied out in an area of almost 1 S ha of silvopastoral systems established by processesof natural regeneration. in northen Colombia. For measurement purposes. nine permanent plots of70 m x 70 m were used. giving a total area of 4900 m2 per plot. The number oftrees and species present and the area of shade projection were determinated in each plot. Three different tree densities were definedas low.mediumandhigh(74. 89 and % trees/ha, respectivelv) I with three repetitions of each treatment in a randomized complete block design. Mesurements were made twice yearly during the rainy (winter) and dry (surnmer) seasons. Greatest pasture biomass availability occIJrred with the lowest tree density during the dry season. Trees were tallest at the highest density but no differences in stem diameter due to treatments were observed. Crude protein content of the Panicum forage was low. especially in the dry season. [n situ rumen degradability was not affected by the tree density during the dry season. but was low and slow. Root biomass of the pasture was not affected by the tree density. The protein contribution of the trees did not vary with tree density but was highest with the leguminous tree. Calliandra calothyrsus Meiss.. which had in protein contents greater than 1 S% in the dry season. This woody legume showed the greatest forage potential in the silvopastoral systems.

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A~roforesteria en las Américas. Año 2 No 8 Oct. -Dic., 1995

EFECTO DE TRES,

DENSIDADES DE ARBOLES

EN EL POTENCIAL

FORRAJERO DE UN

SISTEMA SILVOPASTORIL

NATURAL, EN LA, ,REG ION A TLANTI CA

DE COLOMBIA

L. A. Giraldo V. IJorge Botero 2

Javier Saldarrieaga 2Patricia David 2

Los Sistemas Silvopastoriles (SSP) represen-tan una posibilidad para mejorar la productivi-dad y la estabilidad de los sistemas de uso de latierra, en diferentes eco sistemas en Colombia.Sin embargo, el aporte de los árboles al sistemano ha sido suficientemente cuantificado. Enconsecuencia, es necesario identificar y diseñarSSP y evaluarlos, tanto en prototipos como enfincas con sistemas piloto.

Los SSP son de importancia en AméricaLatina, en donde la ganadería produce unaenorme presión por pasturas en las áreas boscosas.

(Sánchez, 1995).En Colombia, debido a la presión para produ-

cir alimentos en sistemas estables y rentables a

largo plazo, capaces de preservar los recursosnaturales, han cobrado especial importancia losárboles forrajeros como fuente para la alimenta-ción animal. Más recientemente ha surgido elmanejo de SSP que integran el uso de pasturas,árboles y animales con diferentes objetivos yestrategias de producción (Giraldo, 1994).

Las actividades de investigación desarrolla-das en los SSP son descriptivas y no respondena las interacciones árbol-ganado-pastura (Sán-chez, 1995) y las evaluaciones son pocas.

I M.Sc. Profesor Asociado. Facultad de Ciencias Agropecuarias. univer-

sidad Nacional de Colombia, sede Medellín. Apeo. Aéreo 1779.Fax:94-

2300420.Medellin,Colombia. E-mail: [email protected] Zootecnistas. Investigadores. Universidad Nacional de Colombia, sede

Medellín. Apdo. Aéreo 1779 Fax: 94-2300420. Medellín, Colombia.

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Palabras clave: Sistemas Silvopastoriles (SSP), árbol, pasturas,foITaje, biomasa, pasto de guinea (Panicum maximum), ganado.

RESUMEN

Se midió el efecto de tres densidades de árboles en los compo-nentes sombra, cantidad de biomasa y calidad del forraje Que provee

ABSTRACT

The effect of three tree densities on the following componentsof a silvopastoral system were measured: shade. total biomass andforage quality ofboth trees andPanicum maximum pasture; nutrientssupplied to the soil through recycling ofleaves. fruits and branches.The study was caITied out in an area of almost 1 S ha of silvopastoralsystems established by processes of natural regeneration. in northenColombia. For measurement purposes. nine permanent plots of70m x 70 m were used. giving a total area of 4900 m2 per plot. Thenumber oftrees and species present and the area of shade projectionwere determinated in each plot. Three different tree densities weredefinedas low.mediumandhigh(74. 89 and % trees/ha, respectivelv)

I with three repetitions of each treatment in a randomized complete

block design. Mesurements were made twice yearly during therainy (winter) and dry (surnmer) seasons.

Greatest pasture biomass availability occIJrred with the lowesttree density during the dry season. Trees were tallest at the highestdensity but no differences in stem diameter due to treatments wereobserved. Crude protein content of the Panicum forage was low.especially in the dry season. [n situ rumen degradability was notaffected by the tree density during the dry season. but was low andslow. Root biomass of the pasture was not affected by the tree

density.The protein contribution of the trees did not vary with tree

density but was highest with the leguminous tree. Calliandracalothyrsus Meiss.. which had in protein contents greater than 1 S%in the dry season. This woody legume showed the greatest foragepotential in the silvopastoral systems.

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Uno de los aspectos más influyentes en losSSP es la densidad de árboles; por eso interesaconocer las relaciones entre el árbol y la pasturay su influencia en la productividad del pasto.

En la región norte de Colombia (Pinto, Mag-dalena), se estima que existen alrededor de15.000 ha con SSP. Aquí se inició un proyectocon el objeto de evaluar el efecto de la incidenciade la sombra en tres densidades de árboles, sobrela cantidad y calidad de la biomasa del forraje dela pastura asociada y el pasto de guinea (Panicummaximum). También se estudió el aporte denutrimentos al suelo, a través del reciclaje prove-niente de la hojarasca, las ramas y los frutos delos árboles.

bimodalmente y con una altitud de 50 msnm.Los suelos son fértiles (pH=6.4; P=35.2 ppm;Ca= 6.4; Mg= 1.4 y K=0.4 meq/100 9 desuelo) y las texturas van desde franco/arenoso afranco/arcilloso.

El SSP natural en la región fue establecido porprocesos de regeneración natural y ha venidosiendo utilizado en forma comercial, en losúltimos años. La composición de estos sistemascomprende árboles muy diversos, sobresaliendoel guácimo (Guazuma ulmifolia Lam); cañahuate

(Tabebuia chysea); orejero (Enterolobiumcyclocarpum) y carbonero (Calliandracalothyrsus), en asociación con pasto de guinea.

Para los tratamientos se seleccionaron nueveparcelas permanentes de 70x70 m, para un áreade 4900 m2, en las cuales se realizaron evaluacio-nes en cuanto al número de árboles y de especiespresentes, el área de sombra proyectada por iacopa y por la densidad. Se definieron trestratamientos o densidades de árboles, correspon-dientes a tres variables experimentales: baja,media y alta (Cuadro 1). En cada tratamiento seseleccionaron tres repeticiones para cada uno,generando en total un área de experimentación decasi 4.4 ha.

MÉTODOS EST ADÍSTICOSy DE CAMPO

El trabajo se realizó en la finca La Gloria enel municipio de Santa Ana, al sur del departa-mento de Magdalena, (9°171 LN y 74° 50' LO).El sitio fue clasificado como una zona de vida deBosque Seco Tropical (bs- T), con una tempera-tura media anual de 27°C y precipitacionesmedias anuales de 1100 mm; distribuidas

Cuadro I.Características de los tratamientos (4.4 ha) para lievaluación de SSP en Magdalena, Colombia.

Númeroárb./ha

Tratamiento Número

especies

árb./ha

Cobertura Copaárb. en 4900 m2

DensidadaltaDensidadmediaDensidad

baja

96a 9b 36671

89b 13a 2795b

74c lla 1546c

Promedios en la misma columna seguidos de letras distintas, sondiferentes (p<O.O 5 ).

Se utilizó un diseño estadístico de bloques alazar con tres repeticiones (bloques), donde las

variables experimentales fueron la densidad alta,media y baja. Las variables de respuesta fueron

medidas en dos épocas del año (verano e invier-no ). En el pasto se estimó la disponibilidad de

biomasa, biomasa de la raíz a dos distancias del

Las investigaciones realizadas sobre SSP son muy descriptivasy no consideran las interacciones árbol-ganado-pastura (Foto G.Muñoz).

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Cuadro 2. Efectos de tres densidades de árboles, en laproducción de biomasa de P. maximum, en dos épocas delaño.

Densidadde árboles

Disponibilidad de biomasa

(kg MS/ha)

Verano3080b (52)*

3783b(63)7629a(43)

hlvierno

6028a(19)

6852a(16)

5458a(20)

Alta

MOOia

Baja

Promedios con las mismas lelJ-as en la vertical no difieren segúnDuncan (p<O.O5). .Entre paréntesis intensidad lumínica quepenetra a través del docel de los árboles.

Cuadro 3. Aportes de detritus y medidas dasométricas entres densidades de árboles en SSP naturales, Colombia.

fuste del árbol -mitad y límite del área decobertura de la copa-, composición química(proteína cruda, FDA y FDN) y la degradabili-dad ruminal in situ, mediante la técnica de labolsa de nylon (Giraldo, 1995). Adicionalmente,en el 10% de las especies de árboles más repre-sentativas de cada parcela, se estimó la altura delfuste por la técnica del Blumeleiss, el diámetrodel árbol a la altura del pecho y la intensidad dela luz que penetra a través del follaje por mediodel densiómetro. También se estimó el aporte alsistema de detritus por los árboles y sus conteni-dos de nitrógeno, fósforo y potasio.

En los picos del verano e invierno, se tomaronmuestras de biomasa comestible por los animales(hojas y peciolos) de los árboles predominantesy se realizaron análisis de composición química(proteína cruda, FDA, FDN) y de degradabilidadruminal a diferentes tiempos de incubación conanimales canulados del rumen. El análisis delos datos se realizó con el programa SAS, me-diante los métodos de ANOV A, GLM y laspruebas de Duncan.

Densidadde árboles

Detritus

(kg/ha)

Long. fuste

(m)

DAP

(cm)

Alta

Media

Baja

2732a2690a1198b

3.2a

1.6b

1.6b

37.6a

40.9a

35.8a

Promedios con las mismas letras en la misma columna, no difieren

(p<O.O5).

RESUL T ADOS y DISCUSIÓN

diferentes, con densidades de árboles mayoresque las utilizadas en este experimento, fueronencontradas por Bustamante (1991 ). Cameronel al., (1990) reportaron que la mayor produc-ción de pasto se obtuvo cuando hubo unacobertura de árboles del 20%.

Según la especie y las condiciones edáficas,los árboles pueden llegar a horizontes másprofundos del suelo, absorber nutrientes yretornarlos a la superficie con la caída naturaldel follaje, ramas y frutos (Budowski, 1981 ).

Cuadro 4. Aportes de elementos nutritivos de árboles decarbonero ( Calliandra calothyrsus) en SSP naturales, contres densidades de árboles.

Densidadde árboles

Nitrógeno(kg/ha)

Fósforo

(kg/ha)

Potasio

(kg/ha)

Alta 41.79a

(98.84)a48.42a

(101.68)a21.56b

(43.83)b

1.61a(3.22)a1.88a

(3.22)aO.53b

(1.29)a

2.54a

(IO.66)a2.07a

(IO.66)a1.13b

(11.53)a

Media

La magnitud del sombreado depende de lacantidad de árboles por unidad de superficie, dela altura, la arquitectura y la fenología de cadaespecie. Las pasturas tropicales del tipo me-tabólico C 4' alcanzan su máxima producción conaltos- niveles de intensidad lumínica. La influen-cia de los árboles sobre la producción de laspasturas, considerando solamente la intersecciónde la radiación solar, se espera que resulte en unareducción en la tasa de producción. El efectomayor de la intersección lumínica en la cantidadde la biomasa, se da durante el verano y entredensidades alta y media, comparadas con ladensidad baja.

El Cuadro 2 muestra el efecto de densidad delos árboles sobre la producción de pasto en elverano e invierno, la densidad de árboles sola-mente afectó significativamente la producciónde biomasa en el período de verano. Diferenciassemejantes en la producción de pasto en épocas

Baja

Promedios con las mismas leuas en la vertical, no difieren (p<O.O5).Enue paréntesis se distinguen los datos de invierno.

~

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Agroforesterla en las Arnérlcas. Año 2 No 8 Oct. -Dic" 1995

Cuadro 6. Contenido de proteína cruda y composición de lafibra del pasto de guinea (Po maximum) en dos épocas del año,

en SSP naturales en Colombia.

Densidadde árboles

Proteína(%) FDN(%) FDA(%)verano/invierno

En el Cuadro 3 se muestran las evaluacionesdasométricas y el aporte de detritus de losárboles en las tres densidades de los SSP evalua-dos.

El efecto de los árboles sobre el suelo en losdiferentes SSP se traduce en un incremento dela fertilidad y es más marcado cuando los árbolesalcanzan tamaños mayores (Giraldo, 1994).

En general, el aporte de nutrimentos por losárboles de carbonero es mayor que los deguácimo. Los valores son superiores en lasdensidades altas y medias (Cuadros 4 y 5).

AltaMedia

Baja

3.8a/8.1a

3.7a/7.7a

3.6a/7.7a

75.9c/72.2a79.5a/72.6a

77.9bnl.2a

57.4a/48.6a

57.6a/49.1a

56.2a/46.7a

Promedios con las mismas letras en la vertical, no difieren (p<O.O5).

Cuadro 5. Aportes de elementos nutritivos de árboles deguásimo (G. ulmifolia) en SSP naturales, con tres densida-

des de árboles.

Fósforo

(kg/ha)

Potasio

(kg/ha)

Densidadde árboles

Nitrógeno(kg/ha)

35.51a

(69.21)8*33.08a

(62.77)810.30b

(26.89)b

2.81a

(3.27)82.04a

(3.19)80.99a

(1.66)8

2.91b

(33.54)84.84a

(32.53)82.03b

(14.09)8

Alta

MOOia

Daccarett y Blyndestein (1968) encontraronque la estrella africana (Cynodon nlemfuensis)asociada a Erythrina poeppigiana (44% de luz)tuvo un 8.4% de proteína~ mientras que esemismo pasto a pleno sol alcanzó una concentra-ción de 6%.

En condiciones de sombreamiento moderado,se han obtenido mayores concentraciones denitrógeno en el forraje de las pasturas que crecenen la sombra de los árboles, en relación con losno sombreados (Belsky, 1992).

La producción de raíces de las gramíneasdecrece cuando éstas crecen bajo sombra (Wongy Wilson, 1980). Bajo las condiciones de laevaluación, no se observaron efectos de lostratamientos en la biomasa radicular del pasto,por la cercanía de la gramínea al fuste del árbol,excepto en época de verano (Cuadro 7).

Baja

Promedios con las mismas letras en la vertical, no difieren(p<O.O5). *Entre paréntesis se distinguen las datos de invierno.

Cuadro 7. Contenido de proteína cruda de dos especies deárboles con potencial forrajero, en tres densidades diferentes,durante dos épocas.

Densidadde árboles

Guácimo

(O. ulmifolia)verano/invierno

Carbonero

(C. calothyrsus)verano/invierno

En Costa Rica, Russo (1984) encontró unaporte anual de 331 kg de nitrógeno, 32 defósforo, 156 de potasio, 319 de calcio y 86 demagnesio, en plantaciones de café con 280árboles/ha de Erythrina poeppigiana.

La sombra de los árboles, al atenuar laintensidad de luz y la temperatura foliar de lasplantas, modifica también el contenido de pro-teína cruda de los pastizales tropicales.

Los contenidos de proteína cruda del pastoguinea no se vieron influenciados por las dife-rentes densidades, tanto en verano como eninvierno. Sin embargo, los valores fueron bajosincluso para el invierno. Los contenidos depared celular en verano son altos y mayores parala densidad media, baja y alta, respectivamente~en cambio, los valores de FDA son menores enépoca de invierno y no difieren entre tratamien..tos (Cuadro 6).

15.4a/24.0a

17.3a/24.2a

18.1a/25.0a

Alta

Media

Baja

lO.4a/18.3a

8.4a/15.5a

9.8a/14.6a

Promedios con las mismas letras en la vertical, no difieren (p<O.O5).

En general los forrajes de árboles y arbustosmuestran valores de proteína cruda relativamentealtos, dependiendo de la especie y del tipo deárbol. En Costa Rica se reportan por ejemplo,contenidos de proteína cruda por encima de114%en varias especies consideradas como promisoriaspara los SSP, como la Leucaena (L. leucocephala ),

[!7]

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las tres densidades, lo que confirma su potencialde fermentación en el fUmen.

el madero negro (G. Sepium) y el gúacimo (G.ulmifolia) (pezo et al., 1990).

Los valores de proteína cruda no defirieronentre tratamientos, pero en guácimo son menoresy para el carbonero son mayores, ya que ésteúltimo es leguminoso, colocándose en ventajacomo especie promisoria para SSP. (Cuadro 7)

El valor nutritivo de los árboles varió en losdiferentes componentes de la biomasa arbórea:las hojas presentaron mayores concentracionesde nutrientes que las ramas y los tallos. Lavariación también se ha relacionado con la edady con la posición en el árbol: las hojas jóvenesfueron más ricas en proteínas que las viejas yéstas además, presentaron baja digestibilidaddebido a las concentraciones mayores de ligninay posiblemente de taninos (Benavides, 1991 ).

Otro factor de la calidad nutritiva relacionadocon el potencial forrajero de los árboles, es elfraccionamiento de la fibra. El estudio evidencióun mayor efecto por época del año, que por lostratamientos de densidad arbórea; igualmente lasdiferencias más marcadas se dan entre especies.

La degradabilidad ruminal para el pasto deguinea en verano fue muy baja (alrededor del40%), a las 96 horas de incubación intraruminal,independientemente de la densidad de árboles enel sistema silvopastoril. En invierno la degra-dabilidad de la MS es mayor respecto al verano(65% para densidad alta y baja, y 57% paradensidad media, a las 96 horas de incubación

ruminal).

CONCLUSIÓN

~. ~ ~." ~.~.-.,' '; '¡ "...;;'1

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El forraje de guácimo presentó mayor degra-

dabilidad ruminal en los árboles con densidad

alta (alrededor del 80% a las 72 horas de

incubación intraruminal) durante el verano y fue

más rápida, a pesar de tener una menor fracciónsoluble (33% a las seis horas de incubación)

El carbonero tuvo efectos con la densidad alta

y en la degradabilidad ruminal del follaje del

árbol durante el verano, lo que significa queposee un menor potencial de fermentación rumi-

nal. En invierno, la velocidad de degradación dela MS del follaje de carbonero es más rápida en

Los resultados obtenidos en las condicionesde la evaluación de los SSP, muestran cómo labaja densidad de árboles en el silvopastoreo,produce mayor cantidad de forraje en la gramínea,especialmente en época de verano. La calidadnutritiva de la pastura se vio más afectada por laépoca del año, que por la densidad de los SSP.

En la densidad baja se presentan los menoresaportes de detritus. Sin embargo, el aporte denutrimentos a través del detritus, es mayor en elcarbonero. Pero los mayores aportes de nitrógenose dan en altas densidades en ambas épocas. Elguácimo es la especie que mayores aportes haceal reciclaje de fósforo, especialmente en densi-dades bajas.

La biomasa de raíces del pasto de guinea, esmenor en densidades altas, no obstante, sudisminución es menor, cuanto más cerca esténdel fuste de los árboles. La época del año parecetener un mayor efecto en la biomasa de las raícesde la pastura, sugiriendo la importancia delestudio de la dinámica de este aspecto en elmanejo de los SSP .

La calidad nutritiva del forraje de guinea fuebaja en todas las densidades, con mayores efec-tos en la época seca (especialmente proteínacruda y FDN en verano ). La degradabilidadruminal del pasto no se vio afectada por ladensidad de árboles, siendo en todos los casosbaja y lenta.El potencial del aporte de las especies arbóreasa la alimentación animal, en términos de proteínacruda y FDN es buena, sobretodo en verano,donde la calidad de la gramínea disminuyedrásticamente. Por otro lado, la degradabilidadruminal de ambas arbóreas, se vio afectada porla época del año, siendo en general media y máslenta en verano para el guácimo. El carbonerose vio afectado negativamente en su degradabili-dad, en la densidad alta. .c.

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Agroforestería en las Arnérícas. Año 2 No.8 Oct. -Dic., 1995

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Agradecemos a todas las personas quedurante este año han trabajado con noso-tros, en la revisión técnica de los artículosque llegaron para su publicación. A ellasdebemos en buena parte, la realización deesta publicación.

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Marcelino AvilaJorge Benavides

John BeerGerardo Budowski

Jorge FaustinoAlberto Camero

Philip CannonGlenn Galloway

Mohammed IbrahimAlejandro Imbach

Jorge JiménezDonald Kass

Maria KassEdgar Kopsell

Rafael OcampoDanilo Pezo

Ricardo RussoRomeo Solano

Eduardo SomarribaMiguel VallejoArturo Vargas

William VásquezEdgar Víquez

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