| Livestock Research for Rural Development 30 (9) 2018 | Guide for preparation of papers | LRRD Newsletter | Citation of this paper |
Con el objetivo de determinar la evolución de la fertilidad del suelo en un sistema silvopastoril con Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray y gramíneas asociadas se realizó la investigación en las áreas de pastoreo de la unidad lechera G-2 perteneciente al Instituto de Ciencia Animal, situado sobre un suelo Ferralítico, en el municipio de San José de las Lajas, Provincia Mayabeque, Cuba. El sistema se estableció, de forma estratificada, durante los años 2011-2013 en un área de 6 ha. El muestreo de suelos se realizó al inicio del establecimiento del SSP y posteriormente cuatro años después, se realizó el segundo muestreo. En las áreas se tomaron 5 muestras compuestas de (15 puntos), en tres cuartones de cada año de establecimiento. Se realizó análisis de varianza según diseño completamente aleatorizado. Se encontraron incrementos significativos en los niveles de N, Ca, Mg y P en el suelo respecto al momento inicial. El fósforo fue el elemento más variable (p=0,0182) entre los diferentes momentos evaluados. No se manifiestan afectaciones en cuanto a la composición química de los suelos aún cuatro años después de establecido el SSP. No obstante consideramos que es necesario continuar monitoreando en el tiempo y evaluar labores de agrotécnia y fertilización de mantenimiento que permitan potencial la producción de biomasa en estos sistemas sin repercutir en la fertilidad química de los mismos. Se recomienda evaluar la fertilidad integral del sistema y velar por el efecto de la carga.
Palabras clave: agroecología, composición química, fósforo
Key words: agroecology, chemical composition, phosphorus
Actualmente continúa siendo un gran desafío para la comunidad científica en Cuba continuar alcanzando avances en el manejo agroecológico de los suelos dedicados a la ganadería. Por lo general, estos suelos presentan bajos niveles de materia orgánica y N, mientras que el 75 y el 45 % muestran valores deficientes de P y K, respectivamente (Rodríguez, 2015). Este autor destaca el deterioro progresivo y el factor o los factores que limitan en 90.6 % el área agrícola utilizable de las principales empresas ganaderas del país, donde el 45 % poseen baja fertilidad natural y 30.3% son de poca profundidad efectiva. Por otra parte, Lok (2016) reseña el estado de los suelos dedicados a la ganadería en Cuba, y se dan a conocer prácticas, recomendaciones y oportunidades para su uso adecuado y los principales retos para garantizar su mejora y conservación.
No obstante, la disminución del grado de la fertilidad de estos suelos no es exclusivo de Cuba, pues se han publicado informaciones y artículos científicos que tratan similar problema en suelos ganaderos de América Latina (Durango et al 2017) y de otras regiones del mundo (Zhang et al (2018). Se prevé que esta situación se intensifique aún más, en las próximas décadas, ante la vulnerabilidad de los ciclos de nutrientes y los procesos del suelo frente a los principales impactos del cambio climático (Gallardo et al 2015). Según estos autores todos los ciclos biogeoquímicos pueden ser afectados pero consideran los ciclos del nitrógeno (N) y el fosforo (P) entre los de vital importancia para el desarrollo de las plantas.
Sin embargo en los últimos años la utilización de sistemas Silvopastoriles (SSP) han mostrado incrementos considerables de la fertilidad del suelo. El tema ha sido debidamente abordado por diversos autores (Seddaiu et al 2013, Silva et al 2013, Cairo et al 2017 y Lima et al 2018) a pesar de ello se desconoce el comportamiento de T. diversifolia en SSP y su aporte a la fertilidad del suelo por lo que el objetivo de este trabajo fue evaluar este comportamiento en la evolución en el tiempo de establecimiento de un sistema silvopastoril con Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray y gramíneas asociadas.
La investigación se desarrolló en las áreas de pastoreo de la unidad lechera G-2, ubicada entre los 22º 54´44.94” LN y los 82º 00´38.34” LW y a 83 msnm, perteneciente al Instituto de Ciencia Animal, situado en el municipio de San José de las Lajas, Provincia Mayabeque, Cuba. El Tipo de Suelo presente es: Ferralítico rojo lixiviado típico entrico según Hernández et al (2015). En estas áreas se ha desarrollado la ganadería durante 50 años y anteriormente se desarrollaba el monocultivo de caña de azúcar. En ambos momentos las dosis de fertilización y enmiendas fueron mínimas o casi nulas. Según estudios previos de Rodríguez et al (2004), los contenidos de MO presentaban valores medios.
La unidad cuenta con 52 ha y se utiliza un sistema de pastoreo rotacional diurno-nocturno en función de la disponibilidad del pastos durante aproximadamente 16 horas diarias. Los animales pastorean en los horarios de la mañana en el área de las gramíneas, y posterior al ordeño de la tarde, eran conducidas al área del SSP con T. diversifolia, durante el ciclo de pastoreo en el SSP el cual podía durar aproximadamente entre 16 a 20 días. Una vez concluido este período continuaban pastoreando sólo en las áreas de las gramíneas hasta que se volviera a completar el periodo de reposo del SSP. Durante este período el sistemas se manejó inicialmente con La carga global es de 2,7 animales por ha y posee una capacidad de carga de ± 2 animales por ha. Los animales adicionalmente consumían 1.5kg de suplemento (concentrados) y sales minerales.
La rotación en el área del SSP se realizaba con una frecuencia de 60 días en el período lluvioso (PLL) y 90 en período poco lluvioso (PPLL) al inicio de la puesta en marcha del SSP. En el mes de agosto del año 2013, se realizó una transformación en el manejo (se comenzó con el pastoreo nocturno (12 horas) y con dos días de estancia (uno el grupo de ordeño y otro el seco) en el área del SSP. Las frecuencias de pastoreo se redujeron de 30-35 días en el PLL y de 60-65 días en PPLL.
El sistema asociado de Tithonia diversifolia y gramíneas (predominio de Cynodon nlemfuensis y C. dactylon) se estableció, de forma estratificada, durante los años 2011-2013 en un área de 6 ha. La arbustiva se estableció, durante la época de lluvias, en doble surcos a 0,5 m entre ellos con una distancia de espaciamiento de aproximadamente 4 m entre ellos. La proporción estimada del estrato arbóreo-herbáceo fue de 20:80 con una densidad de población de T. diversifolia de 6912 plantones ha-1. El material de propagación utilizado fue el material vegetal de la colecta #10 del banco de germoplasma del Departamento de Pastos y Forrajes del ICA propuesta por Ruiz et al (2017) para su utilización en sistemas de pastoreo. El sistema se manejó durante los cuatro años sin fertilización ni riego. En el Foto 1 se puede apreciar algunas imágenes antes y después de la rotación.
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| Foto 1. Imágenes del sistema SSP con Tithonia diversifolia, antes y después del pastoreo, con animales de la raza Siboney de Cuba para la producción de leche | |
El muestreo de suelos se realizó al inicio del establecimiento del SSP. Para el muestreo se tuvo en consideración los diferentes años 2011,2012 y 2013 de establecimiento ya que en el momento en que se realizó el segundo muestreo las áreas tenían diferentes períodos de explotación (dos, tres y cuatro años) en el año 2015. Se tomaron 5 muestras compuestas (de 15 puntos cada una), en tres cuartones de cada año de establecimiento.
Las muestras de suelo después de secadas al aire se pasaron por un tamiz con malla de 0.5mm y se les determinó el contenido de N mediante las técnicas de la AOAC (2016), el fósforo por el método de Oniani (1964), el cuál se basa en la utilización de una solución extractora de H2SO4 0.1N, y la evaluación colorimétrica, el Ca y Mg mediante la técnica de Paneque et al (2010) y el pH por el método potenciométrico.
Se realizó análisis de varianza según diseño completamente aleatorizado, se determinó la potencia de cada uno de los análisis y se aplicó dócima de Duncan (1955) para p<0,05.
Excepto el indicador pH, donde no se determinaron diferencias significativas, los incrementos en los niveles de N (p=0,0168), Ca (p<0,0001), Mg (p=0,0126) y P (p=0,0182) en el suelo son significativos respecto al momento inicial del establecimiento del SSP (Tabla 1). El fósforo fue el elemento más variable ya que en las áreas con tres años de establecidas se manifiesta contenidos muy similares al momento inicial, lo cual puede estar asociado a la poca movilidad de este elemento en los suelos (Crespo et al 2015).
La discusión resulta muy difícil por la falta de estudios a largo plazo de sistemas similares a los de nuestra investigación. No obstante los mismos coinciden con los de Oludare and Muoghalu (2014), que si bien los mismos se obtienen en suelos de áreas invadidas por Tithonia diversifolia en ecosistemas de Nigeria, se pueden considerar como patrón de referencia, con la diferencia de que en nuestro caso tenemos el efecto del animal, como componente del sistema, que aporta un porcentaje elevado de nutrientes. Estos investigadores determinaron incrementos en el pH, carbón orgánico, N, P y cationes intercambiables.
Otras investigaciones realizadas en Colombia en un sistema silvopastoril con más de un año establecido, (Gálvez 2016) identificaron, mediante la aplicación de la geo estadística, diferentes indicadores de la calidad del suelo en estos sistemas, comparándolo con sistemas tradicionales de pastoreo. Estos autores determinaron una menor variabilidad de la MO y el N en el SSP respecto al tradicional. De igual forma en este sistema el K, Ca y Mg presentaron valores evaluados entre medios a altos, mientras que P siempre fue más elevado en el SSP respecto al tradicional en las 5 fincas estudiadas.
Según Carranza y Ledesma (2009) en Brasil, donde el P es el principal nutriente limitante para la producción de pastos y otros cultivos, los sistemas agroforestales mantienen mayores fracciones de P disponible que los cultivos puros. Los árboles influencian la dinámica del P a través de la conversión de parte del P inorgánico (Pi) en P orgánico (Po), disminuyendo la pérdida de P hacia los compartimentos más recalcitrantes.
Estudios realizados en Brasil (Freitas et al 2018) muestran la contribución que realizan los sistemas agroforestales al incremento de la fertilidad de los suelos. Estos autores demostraron la importancia de la diversificación de especies en tres agroecosistemas. En este caso en el sistema 1, donde se determinó mayores incrementos del Ca y Mg, se encontraba la Tithonia diversifolia como especie cultivada. La evaluación fitosociológica realizada en este estudio sugiere estos sistemas como una estrategia para la activación de los servicios eco sistémicos a escala local, principalmente para la mejora y conservación de la fertilidad de los suelos y para aumentar la seguridad alimentaria.
Otros autores tales como Ndoli et al (2007) destacan el aporte de esta especie en la restauración de suelos. De igual forma en la literatura internacional se puede apreciar investigaciones que determinan concentraciones de carbono elevadas en los primeros 15 cm del suelo en sistemas, donde se utiliza esta misma especie, bajo condiciones de corte y acarreo Zavala et al (2007).
Según el manejo que se realiza en el área del SSP (con una carga animal entre 2.0-2.7 UGM) la incorporación de excretas y micciones es considerable y puede contribuir a mejorar las propiedades químicas en el suelo. No obstante, consideramos que es necesario evaluar el efecto de la carga ya que puede repercutir negativamente en las propiedades físicas del suelo disminuyendo los niveles de infiltración. Por lo cual es muy importante evaluar en el tiempo la fertilidad integral del sistema.
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Tabla 1.
Caracterización de la composición química del suelo de un |
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Años de |
Medias |
EE y Prob . |
Potencia |
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Nt, % |
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0 |
0,22 a |
±0,0423 p =0,017 |
75% |
|
4 |
0,42 b |
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|
3 |
0.40 b |
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|
2 |
0.46 b |
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|
pH |
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0 |
6,43 |
±0,3125 p =0,082 |
41% |
|
4 |
5,3 |
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|
3 |
5,82 |
||
|
2 |
5,22 |
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|
Ca, Cmol/kg |
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|
0 |
0,83 a |
±0,0817 p<0,0001 |
99% |
|
4 |
2,15 b |
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|
3 |
2,11 b |
||
|
2 |
2,03 b |
||
|
Mg, Cmol/kg |
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|
0 |
1.25 a |
±0,715 p =0,013 |
74% |
|
4 |
5,26 b |
||
|
3 |
5,06 b |
||
|
2 |
4,71 b |
||
|
P, mg/100g |
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|
0 |
37,13 a |
±1,6288 p =0,018 |
63% |
|
4 |
43,75 b |
||
|
3 |
38,17 a |
||
|
2 |
45,26 b |
||
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a, b : letras distintas indican diferencias significativas para p<0,05 |
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Estudios realizados en Brasil por Reis et al (2016) determinaron incremento en los niveles de pH del suelo en sistemas de producción de T. diversifolia, bajo condiciones de corte y acarreo, con aplicación de biofertilizantes (estiércol vacuno) y riego en zonas semiáridas. Otros autores como Sao et al (2010) en Vietnam determinaron un impacto positivo en la fertilidad de los suelos en los sistemas donde se encontraba presente T. diversifolia, siendo más marcado en el monocultivo de la misma que cuando se encontraba asociada o no con guinea (Megathyrsus maximus).
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Received 4 August 2018; Accepted 28 August 2018; Published 3 September 2018