Livestock Research for Rural Development 29 (5) 2017 Guide for preparation of papers LRRD Newsletter

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Identificación y caracterización de especies vegetales con potencial forrajero en trópico alto de la cuenca del rio tapias

Carlos Mario Bohada Hurtado, Luis Alejandro Ospina y Julio Ernesto Vargas Sánchez

Ciencias veterinarias, Universidad de Caldas, Manizales Caldas
karmarct92@gmail.com, AP 275

Resumen

El presente estudio atiende al plan de acción mundial para la conservación y utilización sostenible de los recursos fitogenéticos para la alimentación y la agricultura a través de la identificación y caracterización de especies vegetales que puedan ser utilizadas en los sistemas de producción animal, como alternativas productivas que aporten en el área de nutrición animal, energética y a su vez permitan mitigar el impacto de la ganadería sobre el medio ambiente, haciendo de los sistemas ganaderos, empresas más productivas.

Se realizó un análisis descriptivo que permitió conocer el valor nutricional, composición y digestibilidad de diferentes especies vegetales evaluadas en zona de trópico alto de la cuenca del río Tapias y Tareas; así, las especies con mayor potencial son: Cucurbita ficifolia (hojas), Erytrina edulis (fruto), Arachis pintoi,Tithonia diversifolia, Hibiscus sp, Montanoa quadrangularis y Sambucus sp.

Palabras clave: alimentación alternativa, forrajeras, medio ambiente, prospección, sistemas silvopastoriles


Identification and characterization of plant species with forage potential in the high tropics of the Tapias river basin

Abstract

The present study addresses the global plan of action for the conservation and sustainable use of plant genetic resources for food and agriculture through the identification and characterization of plant species that can be used in animal production systems as productive alternatives that contribute in the area of animal nutrition, energy and in turn allow to mitigate the impact of livestock on the environment, making the livestock systems, more productive.

A descriptive analysis was carried out to determine the nutritional value, composition and digestibility of different plant species evaluated in the high tropic zone of the Tapias and Tareas river basin; The species with the greatest potential were: Cucurbita ficifolia (leaves), Erytrina edulis (fruit), Arachis pintoi, Tithonia diversifolia, Hibiscus sp, Montanoa quadrangularis and Sambucus sp.

Key words: alternative feeding, environment, forages, silvopastoral systems


Introducción

Atendiendo al plan de acción mundial para la conservación y utilización sostenible de los recursos fitogenéticos para la alimentación y la agricultura, la agenda global para la ganadería sostenible y la vocación natural de la tierra en América Latina se debe velar por la conservación y utilización sostenible de las especies vegetales arbóreas y arbustivas a través de prácticas de recolección selectiva con prioridades definidas para adicionar a las colecciones existentes y el uso racional de los recursos naturales (FAO 1996).

Un factor que limita la producción ganadera en el trópico es la baja calidad de los forrajes y las bajas tasas de producción de materia seca (Estrada 2001); así, los altos niveles de proteína cruda (PC), materia seca (MS) y de digestibilidad In vitro de materia seca (DIVMS) en especies vegetales leguminosas y no leguminosas las enmarca como plantas con potencia nutricional en la alimentación de rumiantes (Roa y Muñoz 2012).

Los estudios prospectivos de especies vegetales con potencial forrajero es una herramienta de estudio de carácter multidisciplinar, que a través del: análisis de calidad nutricional, pruebas de respuesta animal (consumo y fisiología), evaluación de parámetros agronómicos y económicos (Benavides 1999; Febles y Ruiz 2008) y siempre teniendo en cuenta el componente social, el conocimiento y tradición del campesino (Arboleda et al 2013; Holguín 2007; Nahed-Toral et al 2013) puede darnos idea de la funcionalidad de diferentes especies dentro de los sistemas ganaderos. Febles y Ruiz (2008), recomiendan que para ser llevado a cabo este tipo de análisis debe definirse: el propósito productivo, la especie o grupo de especies a evaluar y la zona en que se va trabajar, con el fin de ser más precisos.

El objetivo principal del presente trabajo es hacer una identificación y caracterización de los recursos forrajeros existentes en trópico alto de la cuenca del río Tapias y Tareas, con el fin de contar con un inventario de especies vegetales que a posteriori puedan ser validadas para ser usadas como alimento y a su vez los productores asuman como rol el cuidado, conservación y uso de estas especies dentro de los sistemas ganaderos.


Materiales y métodos

El material vegetal evaluado se recolecto en dos localidades de trópico alto (2000 a 2600 msnm) de la cuenca del río Tapias y Tareas, en ladera del departamento de Caldas (Colombia); dicha zona se caracteriza por tener temperaturas entre 12 – 18°C, precipitaciones de 2500 a 3000 mm anuales, relieve ondulado a fuertemente escarpado con suelos ácidos de textura franco–arcillosa y altos contenidos de materia orgánica (CORPOCALDAS 2000), correspondiendo así a una zona de vida de Bosque húmedo Montano Bajo (Holdridge 1978).

La identificación de especies vegetales con potencial forrajero y lista preliminar de estas se construye a partir de inventario libre, por medio de tres herramientas: apropiación del conocimiento empírico de los actores principales (productores y entidades) de la zona sobre arbóreas, arbustos y herbáceas, a partir de entrevistas; observación directa de los animales durante el pastoreo y revisión de información secundaria reportada en la literatura (Benavides 1994; Febles y Ruiz 2008) teniendo como parámetros principales: Usos (principalmente en alimentación animal), abundancia, distribución, plasticidad, adaptabilidad, grado de conservación o amenaza y método de reproducción (Álvarez y Savón 2012).

Clasificación Taxonómica

Se colecto la muestra según el British Columbia Ministry of Forest (1996) para hacer clasificación taxonómica del material vegetal en el Herbario de la Universidad de Caldas (Vargas 2002).

Pruebas Bromatológicas

Se recolectaron 3 muestras in situ de 150 g para cada especie a evaluar, simulando el bocado del bovino, es decir, recolectando hojas, tallos tiernos y cogollos a alturas de 0,5 – 1,7 m sobre el nivel del suelo ; a posteriori, se secaron las muestras en horno de aire forzado a 65°C y se molieron para realizar análisis proximal de acuerdo a los métodos establecidos por la AOAC (1980): proteína cruda (PC) por el método de Kjeldahl (Nx6.25) (método 955,04), cenizas (por calcinación a 550° C) (método 930,05) y extracto etéreo (E) (método 962,09). La determinación de fibra detergente neutro (FDN) y fibra detergente acida (FDA) se realiza bajo el método descrito por Van Soest y Wine (1967).

Técnica In vitro de producción de gas

Se empleó la técnica descrita por Theodorou y Williams (1994), incubándose un total de 196 botellas (180 con sustrato y 16 blancos) en horno de aire forzado a una temperatura de 40°C (monitoreado por termómetro digital de incubadora y termómetro externo) durante 142 horas; las botellas y el sustrato se sometieron a precalentamiento a 39°C, el inoculo y el medio de cultivo se tuvieron en planchas de calentamiento durante el montaje del experimento.

Se utilizó como sustrato 0,5 g de cada una de las 3 muestras de cada forraje recolectado y por cada muestra se generó una réplica. El inoculo de fermentación utilizado se generó partir de una mezcla del líquido ruminal de dos bovinos de la central de sacrifico frigocentro (Manizales) (Robinson et al 1999). Se utiliza medio de cultivo descrito por Menke y Steingass (1988).

La medición de presión se desarrolló en tiempos acumulados de 3, 6, 10, 14, 18, 22, 28, 34, 40, 46, 58, 70, 94, 142 horas y se hizo por medio de un transductor de presiones electrónico, midiendo el gas en libras de presión por pulgada cuadrada (PSI). Las actividades se llevan a cabo en el laboratorio de fermentación ruminal de la Universidad de Caldas, por tal motivo se utiliza relación presión:volumen descrita en el trabajo de (Informe Colciencias Ospina 2016).

Los datos obtenidos de PSI en los respectivos intervalos de tiempo son depurados y corregidos a producción de gas por gramo (g) de MS; finalmente, estos se modelan con la ecuación descrita por France ) en software estadístico statgraphics centurión XVI. Las variables dependientes entregadas por el modelo son:

A: Producción total de gas dada una degradación total de la materia seca.

c: Velocidad de degradación del sustrato y se expresa en mL/h.

L: Tiempo de retraso o tiempo en el cual inicia la producción de gas en la botella.

El presente estudio recopila la información de las especies identificadas y caracterizadas en la zona, sometiéndolas a un análisis descriptivo.


Resultados y Discusión

Se identificaron y caracterizaron 30 especies con potencial forrajero ( tabla 1, 2, 3), que representaron 18 familias, de las cuales, las más representativas son la familia Asteraceae y Fabaceae con el 28 y 10 %, respectivamente. De acuerdo a su forma biológica, el 40% se clasifican como especies arbóreas, el 43% como arbustivas y el 17 % como herbáceas.

Figura 1. Distribución de plantas con potencial forrajeras de acuerdo a su familia

Las entrevistas realizadas en la zona revelan que entre los saberes campesinos existe un amplio conocimiento de plantas con potencial forrajero y sus usos alternativos, entre los más comunes se encuentran: posible alimentación animal (57%), cercos vivos (57%), madera (33%), medicinal (23%) y ornamental (20%); a pesar de ello, no se hace un uso racional y eficiente de los recursos identificados, haciendo que los sistemas de producción animal trabajen bajo adaptación incompleta de modelos desarrollados donde se da privilegio al uso de gramíneas no endémicas, y se lleva a cabo una fuerte remoción de material vegetal que fácilmente podría ser utilizado en modelos multiestrato que ayuden a intensificar la producción de rumiantes siendo amigables con el medio ambiente (Murgueitio y Chará 2013; Sánchez y Rosales 1998).

Los análisis bromatológicos revelan gran variación entre especies, consecuencia dada por las diferencias notables entre familias y géneros de las especies identificadas, sin embargo, es importante señalar que 23 especies se encuentran por encima del 16% de PC en MS, siendo este un valor óptimo para la suplementación de vacas lecheras en producción (Flores et al 1998) y a su vez una estrategia que permita: mejorar la oferta forrajera en términos de variedad y calidad, disminuir la dependencia a insumos de tipo pecuario (alimentos balanceados) y hacer un aporte que ayude a mitigar el impacto ambiental de la ganaderia (Mahecha et al 2002; Rosales 1999; Zapata et al 2006)

Tabla 1. Especies forrajeras con alto potencial nutricional

Especie

MS

PC

FDN

FDA

EE

Cenizas

A

c

L

Usos

Abutilon pictum

20,1

31,7

-

-

2,2

14,0

270

0,047

4,7

3

Tithonia diversifolia

16,4

31,4

41,1

11,0

3,6

14,1

243

0,048

5,6

1, 3, 4

Cucurbita ficifolia. Hojas

23,9

31,2

36,8

8,7

1,1

10,1

299

0,046

6,1

1, 5

Montanoa cuadrangularis

23,3

29,0

46,3

16,2

1,7

11,9

254

0,049

5,3

1, 2

Crotalaria sp

18,3

27,6

31,6

14,8

8,1

9,5

290

0,058

4,5

1, 3, 4

HIbiscus sp.

22,1

24,8

34,9

11,7

2,3

11,6

241

0,037

7,2

1, 3, 5

Trifolium repens

15,3

24,1

34,8

19,0

3,6

10,1

280

0,061

4,7

1

Arachis Pintoi

18,7

23,4

45,4

21,3

0,9

9,3

294

0,058

4,1

1, 3

Raimondia sp

20,6

22,3

44,2

17,7

2,7

8,0

261

0,048

5,5

1

Erythrina edulis. Fruto

25,2

22,2

25,1

6,2

2,5

6,2

400

0,062

5,2

1, 4

Plantago lanceolata

13,1

21,7

46,0

23,0

2,2

18,3

202

0,053

5,1

5

Bidens pilosa

14,1

21,4

41,3

10,4

0,0

14,3

261

0,055

5,3

5

Sambucus mexicana

18,7

21,3

38,0

15,6

-

11,0

272

0,064

3,8

1, 3, 5

Sambucus peruviana

19,0

20,3

33,0

13,8

-

9,0

280

0,067

4,3

1, 4

1 = Comestible; 2 – Maderable; 3 – Ornamental; 4 – Cercas vivas; 5 - Medicinal

Especies con alto nivel de proteína como:T. diversifolia, Hibiscus sp, A. pintoi, S. peruviana y T. repens,vienen siendo utilizadas dentro de sistemas ganaderos bajo diferentes modelos silvopastoriles (Blanco et al 2005; Carvajal et al 2012; Humberto y Salazar 2011) con resultados positivos gracias a su fácil adaptación a suelos deficientes en nutrientes y de carácter acido (Rao et al 1997); sin embargo, en lugares de clima frio la utilización de recursos forrajeros es más limitada, a falta de estudios que promuevan el uso de especies forrajeas en la zona, caso tal, el de P. lanceolata, cuyos parámetros nutricionales la enmarcan como una especie con alto potencial forrajero (Apráez et al 2014) y su oferta en potreros degradados de clima frio es alta, pero su manejo no es muy riguroso (Paucar 2010);B. pilosa nutricionalmente tiene gran potencial, sin embargo, los estudios realizados han tenido un enfoque de ámbito medicinal.

La pulpa, las flores y el follaje de algunas especies de Cucurbitáceas y Erytrinas tienen un gran potencial para la alimentación humana y animal, dado por sus altos valores proteicos, su fácil establecimiento y fácil manejo del cultivo, siendo así, una propuesta de interés para abordar programas de seguridad alimentaria a nivel de Latinoamérica (Valverde et al 2016), constituyendo especies vegetales multipropósito. Los valores bajos de FDA y FDN en el follaje de C. ficifolia aumentan las posibilidades de uso en la alimentación animal.

Algunos autores han descrito casos de intoxicación con el uso de algunas especies de Crotalaria sp en la alimentación animal (Tokarnia and Dobereiner 1982); sin embargo, se plantea que la toxicidad se presenta suministrando altos volúmenes de forraje y/o semilla.

Tabla 2. Especies con potencial forrajero medio

Especie

MS

PC

FDN

FDA

EE

Cenizas

A

c

L

Usos

Alnus Acuminata

31,0

20,4

55,2

42,7

4,8

3,6

-

-

-

2

Acacia decurrens

23,1

21,2

42,2

21,4

2,7

3,6

-

-

-

2

Fraxinus chinensis

22,0

19,1

-

-

1,2

7,0

209

0,026

4,0

2, 4

Asteracea sp

14,3

18,8

38,6

18,4

4,5

15,4

198

0,053

4,2

4

Smallanthus riparia

16,2

18,6

39,9

18,6

3,8

12,2

193

0,041

5,1

1

Clipadium sp

15,4

17,9

-

-

-

20,3

221

0,076

4,0

4

Rhypidocladium sp

18,9

17,2

58,3

24,4

2,0

12,8

305

0,039

5,7

1

Erythrina edulis. (Hojas)

27,7

16,8

58,0

31,4

1,4

8,8

151

0,032

5,5

1, 2, 4

Trichantea gigantea

20,1

16,6

32,5

16,1

2,2

-

189

0,025

8,2

1, 2, 5

Salix humboldtiana

29,6

16,4

29,0

16,1

3,1

7,3

225

0,030

4,9

2, 4, 5

1 = Comestible; 2 – Maderable; 3 – Ornamental; 4 – Cercas vivas; 5 - Medicinal

El uso de especies arbóreas como M. quadrangularis, F. chinensis, A. acuminata, E. edulis y A. decurrens dentro de sistemas ganaderos es una alternativa para tener especies multipropósito dentro del predio ganadero, ya que se puede lograr producir follaje de alto valor nutricional para los animales (Conde et al 2008; Giraldo y Bolívar 1999; Naranjo y Cuartas 2011), producir madera, generar sombrío, favorecer procesos de índole biológico en los suelos y evitar la erosión; además son especies de alta rusticidad y adaptación a climas fríos.

Tabla 3. Especies con bajo potencial nutricional

Especie

MS

PC

FDN

FDA

EE

Cenizas

A

c

L

Usos

Chusquea fendlerri

24,3

14,5

59,5

26,6

3,0

15,7

248

0,023

5,9

1, 4

Hedyosmin bonplandianum

19,2

14,4

40,7

23,1

2,7

12,7

211

0,043

5,6

4

Sauravia brachyobotrys. (Hojas)

25,6

13,4

59,8

31,0

1,1

9,5

214

0,041

6,2

1, 4

Eucalyptus globulus

42,6

11,5

24,9

12,8

7,2

4,8

182

0,014

8,7

2, 4

Quercus sp

31,0

10,2

41,2

26,5

3,8

3,9

124

0,022

5,6

2, 4

Sauravia brachyobotry. (Fruto)

14,2

10,1

32,3

23,4

4,1

7,1

264

0,046

5,0

4

Weinmannia pubescens

35,2

8,2

27,6

17,9

2,5

5,4

179

0,021

7,7

2, 4

1 = Comestible; 2 – Maderable; 3 – Ornamental; 4 – Cercas vivas; 5 - Medicinal

El grupo de especies con bajo potencial nutricional, está conformado principalmente por organismos de tipo arbóreo que son utilizados normalmente para extracción de madera y uso en cercas viva, por lo tanto no se esperaba un alto potencial; el fruto de S. brachyobotry a pesar de tener bajos niveles de proteína, tiene alta producción de gas y una buena tasa de degradación ruminal, por lo tanto, se recomienda hacer análisis de energía.

En términos generales las especies halladas en este estudio que presentan niveles de proteína mayores al 16%, FDN menores al 50% y FDA menores al 20 % se pueden considerar como recursos forrajeros que pueden ser utilizados en planes de suplementación en rumiantes, ya que se ve favorecido el consumo de MS (Mertens 1994) sin limitar la disponibilidad de energía en los forrajes (NRC 2001). Comparando los análisis bromatológicos y los parámetros de cinética de fermentación ruminal obtenidos en este estudio frente a trabajos con gramíneas convencionales como pasto kikuyo y ryegrass que son especies con altos requerimientos de fertilización (Ochoa et al 2013) (Correa et al 2008), postula a estas especies vegetales como recursos con un alto potencial forrajero.

El contenido de MS en términos nutricionales es un parámetro indicador de calidad de pastura y a su vez, de oferta de forraje, por ende si se ve muy disminuido el aporte de nutrimentos va ser más bajo y puede limitar de manera severa la producción.

Figura 2. Diferencia de producción de gas (%)

Se determinó un promedio general de la producción total de gas dada la fermentación total de la materia seca (X = 236 ± 58,6; n=30) como patrón, con el fin de visualizar cuanto distaban porcentualmente el valor A del promedio general; Nsahlai et al (1995) argumenta que la FDN de los forrajes tiene una asociación directa y lineal con la producción de gas total, sin embargo, para este ensayo no se encontró ningún tipo de relación entre los parámetros bromatológicos y la producción de gas. El presente estudio coincide con lo expuesto por Nogueira et al (2000) quien argumenta que los pastos con alto valor nutritivo genera las condiciones óptimas para que la microfauna ruminal colonice y haga una degradación eficiente, presentándose una mayor tasa de fermentación. En el caso del eucalipto y el encenillo puede estar la posibilidad de existir factores antinutricionales que afecten el proceso digestivo.

La producción de gas va ligada a la producción de metano, AGV´s y otros gases de efecto invernadero, por lo tanto, para conocer el efecto de los forrajes en el animal y ambientalmente, se necesita realizar pruebas que permitan clasificar el tipo de gases inmersos en esa producción total.


Conclusiones


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Received 13 December 2016; Accepted 22 March 2017; Published 1 May 2017

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