II Congreso sobre Sistemas Silvopastoriles Intensivos ÁRBOLES

II Congreso sobre Sistemas Silvopastoriles Intensivos
ÁRBOLES DISPERSOS EN POTREROS Y SU EFECTO EN LA DISPONIBILIDAD Y
COMPOSICIÓN DE LA PASTURA
Esquivel H.; Ibrahim M.; Harvey C. A.; Benjamin T.
Campus de Ciencias Biológicas y Agropecuarias
Universidad Autónoma de Yucatán, Mérida, Yucatán
Correo electrónico:
Resumen
El objetivo del presente trabajo fue
caracterizar la cobertura de árboles dispersos
en potreros y conocer cuál es su efecto sobre
la disponibilidad y la composición botánica de
la pastura. El estudio se realizó en Cañas,
Guanacaste, Costa Rica Se seleccionaron
aleatoriamente 16 de un total de 53 fincas
ganaderas disponibles y se procedió a realizar
el inventario de todos los árboles mayores a
10 cm de diámetro a la altura del pecho (DAP)
dispersos en 196 potreros (836 ha) de las 16
fincas ganaderas. La mayoría de los potreros
(72%) están sembrados con pastos mejorados
entre los que se encuentran principalmente
Brachiaria brizantha y decumbens. El resto de
los potreros tienen pastos naturalizados entre
los que predominan Hyparrhenia rufa y
Paspalum spp. En el trabajo se concluye que
los potreros de Brachiaria brizantha pueden
incluir una moderada (<15%) cobertura
arbórea compuesta por una mezcla
heterogénea de especies de diferentes
características, tamaños y formas de copa lo
que favorece la disponibilidad de MS debido
al efecto micro-climático que la sombra
provee a los potreros en un ambiente seco
tropical.
Palabras clave:
abundancia.
Cobertura
arbórea,
densidad,
Introducción
Por muchos años la ganadería ha basado su
producción en el monocultivo de gramíneas
nativas y/o mejoradas como fuente de
alimentación para el ganado para lo cual
grandes áreas de bosques han sido taladas
(Kaimowitz, 1996). Sin embargo, la
productividad y sustentabilidad de este tipo de
sistemas
de
producción
son
bajas,
particularmente en áreas del trópico seco
donde la precipitación es escasa (Shelton,
2004). Hoy en día, la integración de árboles
en fincas representa una opción para mejorar
la productividad y sustentabilidad de las
fincas ganaderas (Pezo et al., 1999; Galindo et
al., 2003). Estudios recientes han mostrado la
capacidad de los árboles dispersos en potreros
para mejorar la productividad animal
reduciendo el estrés calórico de los animales
con lo que disminuye el tiempo que los
animales pasan descansando en la sombra y se
incrementa el tiempo de pasan comiendo por
lo que el consumo de MS aumenta. Sin
embargo, no existe suficiente información
acerca de cuál debe ser la densidad,
abundancia, cobertura y que especies deben de
incluir los potreros para no interferir con la
producción de pasto lo cual es necesario para
mejorar el manejo agroecológico de las
pasturas que permita
incrementar la
productividad y la conservación de los
recursos naturales. Por lo tanto, el objetivo del
presente trabajo es caracterizar la cobertura de
árboles dispersos en potreros y conocer cuál
es su efecto sobre la disponibilidad y la
composición botánica de la pastura.
Materiales y métodos
El estudio se realizó en Cañas, Guanacaste,
Costa Rica localizado a 10o 11´ latitud Norte y
84o 15´ longitud Oeste. Cañas abarca un área
de 684.20 km2 y está situado en la zona
Árboles dispersos en potreros y su efecto en la disponibilidad y composición de la pastura
Pacifica de Costa Rica clasificada como
bosque seco tropical (Holdridge, 1978) con
una elevación de 60 a 250 m sobre el nivel del
mar (Arauz, 2001). La precipitación anual
varía de 1000 a 2500 mm, los cuales se
concentran durante los meses de Mayo a
Noviembre (época de lluvia). La temperatura
media anual es de 27.6ºC con rangos que van
de los 23ºC a los 31ºC durante el año. La
humedad relativa fluctúa de 62-89% durante
la época de lluvias y de y 52-77% en la época
seca (Estación Metereológica Taboga). Los
suelos de la región tienen en promedio 100 cm
de profundidad, buen drenaje, textura que va
de media a fina y fertilidad de media a alta.
Son del tipo volcánico, principalmente
vertisoles en las planicies e interceptoles en
las zonas altas con formaciones rocosas en la
superficie del suelo (Arauz, 2001).
Se seleccionaron aleatoriamente 16 de un total
de 53 fincas ganaderas disponibles y se
procedió a realizar el inventario de todos los
árboles mayores a 10 cm de diámetro a la
altura del pecho (DAP) dispersos en 196
potreros (836 ha) de las 16 fincas ganaderas.
Los árboles de las cercas vivas, ribereños y
áreas de bosques mayores de 0.25 ha fueron
excluidos del inventario por no considerarse
como árboles dispersos. Cada árbol disperso
en el potrero fue identificado a nivel de
especie directamente en el campo y con apoyo
de un asistente local y se les midió la altura
total, altura del fuste, DAP y el área de copa.
La altura total y del fuste se midieron
utilizando un lector láser (Impulse 200 LR) el
cual calcula la altura (m) automáticamente
basados en la lectura de la distancia y ángulo
desde el punto de medición al árbol. El
diámetro a la altura del pecho fue medido con
una cinta métrica y expresada en cm. El área
de la copa se calculo con la fórmula de la
elipse para lo cual se midieron los dos ejes
perpendiculares más largos de la copa (Bellow
and Nair, 2003). La cobertura arbórea de cada
potrero se determinó mediante la sumatoria
del área de copa de todos los individuos
dentro del potrero correspondiente dividida
entre el área del potrero y expresada en
porcentaje. Adicionalmente, cada individuo
identificado fue clasificado de acuerdo a su
uso principal reportado (maderable, forrajera
y frutal) aunque algunas especies pudieron
clasificarse en más de una categoría basados
en comunicación personal de los productores,
información secundaria (Stokes, 2001) o en
literatura especializada (Jiménez et al., 1999).
Para medir el efecto de la cobertura arbórea
sobre la disponibilidad y composición
botánica de la pastura se elaboró una tabla de
distribución de frecuencias de porcentaje
cobertura de cada potrero y se seleccionó al
azar un potrero de Brachiaria brizantha de
cada cobertura con el propósito de cubrir todo
el rango (0-36%) de cobertura arbórea
encontrada durante el inventario con lo que se
obtuvieron 13 potreros. Una vez al inicio
(Diciembre-Enero) y al final (Marzo-Abril) de
la época seca y una vez al inicio de la época
de lluvias (Junio-Julio) se estimó la
disponibilidad (T MS ha-1) de biomasa de la
pastura a los 21 + 5 días después de que el
ganado había sido retirado del potrero
mediante el método BOTANAL (Tothill et
al., 1978). En cada potrero se establecieron
sistemáticamente 120 cuadrantes (0.25 m2 c/u)
dentro de los cuales se estimó la
disponibilidad mediante observación visual
comparándola con los cuadrantes estándar. La
composición botánica de cada potrero se
determinó estimando visualmente el aporte
porcentual de pasto, maleza o suelo desnudo
dentro de cada cuadrante. Una vez concluido
las 120 observaciones se procedió a cortar a la
altura del suelo todo el material contenido
dentro de 15 cuadrantes estándar de cada
potrero, pesados directamente en el campo y
secados a 60ºC durante 48 horas para obtener
MS.
Análisis de datos
Se utilizó estadística descriptiva para los
descriptores
(densidad,
abundancia
y
frecuencia) de la vegetación para cada potrero
y finca. Se utilizó análisis de regresión para
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estimar la disponibilidad de biomasa en
relación a la cobertura arbórea en cada
periodo muestreado. Todos los análisis se
realizaron con InfoStat 4.1 (Infostat, 2004).
Resultados
El tamaño medio de las fincas ganaderas es de
67.0 ha (SE + 14.9), con un rango entre 18 y
241.3 ha para las fincas y de 0.1 y 39.5 ha
para los potreros. La mayoría de los potreros
(72%) están sembrados con pastos mejorados
entre los que se encuentran principalmente
Brachiaria brizantha y decumbens. El resto de
los potreros tienen pastos naturalizados entre
los que predominan Hyparrhenia rufa y
Paspalum spp.
Se encontró un total de 5,896 árboles
pertenecientes a 36 familias y 99 especies
dispersos en 170 (86%) potreros en 16 fincas
ganaderas (836 ha). Del total de los árboles
encontrados, 50% fueron clasificados como
maderables, 27% como forrajeros y otro 27%
fueron clasificados como árboles frutales
(algunas especies fueron asignadas a más de
una clasificación). Las especies arbóreas más
abundantes que se encontraron fueron
Tabebuia rosea (Bertol.) DC, Guazuma
ulmifolia Lam, Cordia alliodora (Ruiz &
Pav.) Oken, Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd.
ex Mart, Byrsonima crassifolia (L.) Kunth in
Humb. Bonpl & Kunth and Tabebuia
ochracea (A.H. Gentry) A.H. Gentry, las
cuales representan el 60% de todos los árboles
encontrados (Cuadro 1).
Cuadro 1. Abundancia de árboles mayores de 10 cm de diámetro a la altura del pecho dispersos en
potreros de fincas ganaderas localizadas en el trópico seco. Datos ordenados
decrecientemente según su abundancia.
Abundancia
Especie
Familia
Usos
Árboles Relativa
Acumulada
(%)
(%)
Bignonaceae
Maderable
759
12.8
12.8
Tabebuia rosea
Sterculiaceae
Forrajero
742
12.6
25.4
Guazuma ulmifolia
Boraginaceae
Maderable
707
12.0
37.4
Cordia alliodora
Arecaceae
Forrajero, Frutal
632
10.7
48.1
Acrocomia aculeata
434
7.4
55.5
Byrsonima
Malpighiaceae Frutal
crassifolia
Bignoniaceae
Maderable
265
4.5
60.0
Tabebuia ochracea
Bombacaceae
Maderable
183
3.1
63.1
Pachira quinata
169
29
65.9
Papilionaceae
Maderable
Andira inermes
158
2.7
68.6
Papilionaceae
Otros
Lonchocarpus spp
140
2.4
71.0
Acosmium
Papilionaceae
Maderable
panamense
Burceraceae
Forrajero
127
2.2
73.2
Bursera simaruba
Moraceae
Maderable
98
1.7
74.8
Maclura tinctorea
Lauraceae
Otros
97
1.7
76.5
Ocotea veraguensis
Caesalpinaceae Maderable
82
1.4
77.8
Hymenea courbaril
Anacardiaceae Frutal
81
1.4
79.2
Spondias purpurea
Maderable,
77
1.3
80.5
Mimosaceae
Samanea saman
Forrajero
74
1.2
81.8
Myrospermun
Papilionaceae
Maderable
frutescens
Árboles dispersos en potreros y su efecto en la disponibilidad y composición de la pastura
Cedrela odorata
Lonchocarpus felipei
Gliricidia sepium
Enterolobium
cyclocarpum
Otras especies de
árboles
Meliaceae
Papilionaceae
Papilionaceae
Mimosaceae
Varios
Maderable
Otros
Forrajero
Forrajero,
Maderable
Varios
67
58
58
57
1.1
1.0
0.9
0.9
82.9
83.9
84.9
85.9
834
14.1
100
árboles ha-1, con un rango de variación entre 0
y 68 árboles ha-1, donde el 92% de los
potreros tuvo densidades menores a 15 árboles
ha-1 (Figura 1).
El promedio de cobertura arbórea de los
potreros fue de 7%, con un rango de 0-49%,
aunque la mayoría (93%) de los potreros
presentaron coberturas arbóreas menores al
15%. De igual manera, el promedio de la
densidad arbórea por potrero fue de 8.1
Frecuencia (número de parcelas) 75 Cobertura de las pasturas (%)
Crown cover per pasture (%)
60 Densidad de arboles en pasturas Tree density per pasture (trees ha‐1)
45 30 15 0
0 0.1‐5
10.1‐15 20.1‐25 30.1‐35 40.1‐45 50.1‐55 60.1‐65 5.1‐10 15.1‐20 25.1‐30 35.1‐40 45.1‐50 55.1‐60 65.1‐70
Clases
Figura 1. Distribución de frecuencias de la cobertura (%) y densidad (árboles ha-1) de árboles
dispersos en potreros (n = 196) de fincas ganaderas en Costa Rica.
Los modelos de regresión (Cuadro 2)
realizados entre las variables independientes
de las características de los potreros
(pendiente, tamaño, tipo de pasto y distancias
del punto central del potrero al camino
principal más cercano) y de los árboles (DAP
y altura promedio) en función de la cobertura
(%) y densidad arbórea (árboles ha-1) fueron
altamente significativos (P<0.0001). Sin
embargo, estos modelos explican menos del
30% de las causas de variación.
Cuadro 2. Modelos de regresión para la densidad (árboles ha-1) y cobertura arbórea (%) dispersa en
potreros de fincas ganaderas en un ecosistema de trópico seco. Error estándar de los
parámetros de la regresión se encuentra entre paréntesis.
P < value
Variable estimada
Modelo lineal
r2
Densidad
arbórea DA =9.15 (4.6) + 0.26 (0.13) P + 0.01
0.26
0.0001
(0.002) D + 1.10 (0.21) A – 0.13
(árboles ha-1)
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Cobertura arbórea (%)
(0.04) DAP – 0.35 (0.17) T
CC = 3.2 (3.7) + 0.27 (0.11) P + 0.86
0.29
(0.17) A
0.0001
DAP= diámetro medio a la altura del pecho de los árboles dispersos (cm); A= altura media de los árboles (m); P=
pendiente del potrero (%); T= tamaño del potrero (ha); D= distancia del potrero al caminos internos más cercano de la
finca.
El análisis de la relación (Figura 2) entre la
disponibilidad de MS de biomasa (T MS ha-1)
y la cobertura arbórea (%) de los potreros
muestra que a medida que se incrementa la
cobertura arbórea de 0 a 15%, la
disponibilidad de MS aumenta y luego
comienza a declinar a partir de este porcentaje
Inicio secas
para los tres periodos evaluados aunque el
efecto es más marcado al inicio (a; Y = 8.0 +
0.08 x – 0.005 x2) y al final (b; Y = 8.6 +
0.22 x - 0.01 x2) de la época de sequía (P <
0.006) que al inicio de las lluvias (c; Y = 13.7
+ 0.28 x - 0.01 x2; P = 0.08).
Final de secas
Inicio de lluvias 20 ‐1)SHB (ton DM ha
16 c
b
12 8 a
4 0 0
5 10
15
20
25
30
35 40 Cobertura de la copa del árbol (%)
Figura 2. Relación entre la cobertura arbórea (%) y la disponibilidad (T MS ha-1) de Brachiaria
brizantha durante el inicio (a), final (b) de la época seca e inicio de la de lluvia (c) en
fincas ganaderas del trópico seco de Costa Rica.
La composición botánica de los potreros con
coberturas arbóreas menores al 20% estaba
compuesta en su mayoría (90-95%) de pasto
B. brizantha mientras que la de aquellos
potreros con elevada cobertura arbórea
(>30%) estaban cubiertos por un 65-75% de
B. brizantha y una mezcla de malezas (<35%),
entre las que sobresalen Richardia spp y
Triunfetta semitriloba.
Discusión
La elevada variabilidad
en la riqueza,
abundancia y densidad de árboles dispersos en
los potreros pudiera explicarse por la decisión
que toman los productores de dejar o remover
Árboles dispersos en potreros y su efecto en la disponibilidad y composición de la pastura
algunas especies en particular. Generalmente,
los productores deciden dejar los árboles
basados en los servicios y productos que estos
proveen a la finca (Augusseau et al., 2005;
Kosaka et al., 2006). Las especies maderables
T. rosea y C. allidora junto con G. ulmifolia y
A. aculeata, especies forrajeras fueron las más
abundantes, de las cuales los ganaderos
obtienen madera para postes o para venta y
alimento para el ganado (Beer et al., 2000).
De igual manera, estudios de conocimiento
local (Stokes, 2001) en la zona de estudio,
muestran que los productores basan su
decisión de acuerdo a la reducción que los
árboles ejercen sobre la producción de pasto
creciendo bajo ellos. De esta manera,
prefieren dejar árboles de copa grandes y
densas como E. cyclocarpum, S. saman, Ficus
spp y Mangifera indica, en bajas densidades
para evitar reducir la disponibilidad de pasto,
pero no se dan cuenta de los beneficios,
menos tangibles, como la mejora en la calidad
del pasto, que los árboles aportan a la pastura
y a la finca.
Los resultados muestran que la disponibilidad
de MS del potrero se incrementa conforme el
porcentaje de cobertura arbórea aumenta de 0
a 15% y a partir de ahí comienza a declinar,
este incremento es más marcado en la época
de seca que en la época de lluvias (Figura 2),
lo cual puede atribuirse al efecto benéfico que
la sombra de los árboles ejerce sobre el
crecimiento de la pastura.
El resultado del inventario muestra una amplia
diversidad y abundancia de especies de
árboles dispersos en los potreros. Estos
incluyen árboles leguminosos y no
leguminosos, maderables, forrajeros, frutales
con diferente formas y tamaños de copas
(Esquivel et al., 2003), lo que comparado con
plantaciones maderables o frutales resulta en
una mayor cantidad y mejor distribución de
luz al potrero así como menor competencia
por recursos entre los árboles y el pasto. Esta
situación, favorece la acción de las
interacciones positivas lo que ocasiona una
mayor disponibilidad de MS (Figura 2). Las
interacciones positivas pueden deberse al
incremento de la calidad del suelo (Sae-Lee et
al., 1992; Rodríguez et al., 2000; Alvin et al.,
2004), la fijación de nitrógeno por medio de
las especies leguminosas (Durr y Rangel,
2001) y su mayor tasa de mineralización
causada por la sombra (Rohades, 1995),
mayor acumulación y descomposición de la
materia orgánica de las especies deciduas
(Crespo y Fraga, 2002; Alvin et al., 2004;
Humphereys, 1994; Wilson, 1996). Muchos
otros autores (Belsky, 1992; Wilson et al.,
1990; Rohades y Sharrow, 1990; Vandelbeldt
y Williams, 1992; Belsky et al., 1993a; Singh
et al., 1998; Montard et al., 1999; Ludwing et
al., 2001; Carvalho et al., 2002) afirman que
los árboles reducen la velocidad del viento, la
temperatura ambiental y la del suelo e
incrementan las propiedades químicas y
humedad del suelo cerca de sus copas
comparados con áreas abiertas a pleno sol. En
Cañas, Costa Rica, la temperatura (>30ºC) y
la velocidad del viento (35 km h-1) durante la
época de seca son mayores comparadas con la
época de lluvias por lo que la
evapotranspiración del suelo y de la pastura se
incrementan limitando el crecimiento del
pasto. Por lo tanto, se asume que la sombra
moderada de los árboles pudo haber reducido
el estrés climático que sufren los pastos en
condiciones del trópico seco y mejora las
propiedades químicas del suelo lo que explica
la mayor disponibilidad de MS encontrada
tanto en la época seca como en aquellos
potreros con mediana (<15%) cobertura
arbórea comparada con la época de lluvias y
con aquellos potreros de elevada cobertura
(>15%) y sin cobertura (0%).
Aunque el inventario mostró que hay muy
pocos potreros con coberturas arbóreas
mayores al 20% y esto pueda ser una limitante
en la interpretación de los análisis, los
resultados concuerdan con lo encontrado por
otros autores en condiciones del trópico seco.
Al respecto, Casasola et al. (2001) en un
estudio realizado en el trópico seco de
Nicaragua encontró que la disponibilidad (kg
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DM ha-1) de forraje fue similar entre potreros
con alta (>30 árboles ha-1) y baja (<30 árboles
ha-1) densidad de árboles en potreros. Otro
estudio conducido en el trópico seco de Brasil,
Alvin et al. (2004) encontraron que la
disponibilidad de MS del pasto B. decumbens
se incrementó cuando la cobertura arbórea del
potreo paso de baja (12%) a Media (22%) y
disminuyó cuando la cobertura paso de media
a alta (30%).
La mayor cantidad de maleza encontrada en
los potreros con alta cobertura arbórea (>20%)
sugiere que el crecimiento y la disponibilidad
de biomasa se ven limitadas por las
condiciones de luz y competencia impuesta
por la alta cobertura arbórea. Otros autores
(Eriksen y Whitney, 1981; Chen y Wong,
1983; Chen y Toman, 1984; Wong, 1990;
Otero-Arnaiz et al., 1999; Kaushal et al.,
2000; Penton, 2001) han reportado que la
disponibilidad del pasto con niveles de
sombra >35% ya sea natural (árboles) o
artificial (malla sombra) reduce la presencia
de gramíneas y favorece el crecimiento de
especies de hoja ancha que son más tolerantes
a la sombra y de menor palatabilidad para el
ganado.
Conclusiones
Los potreros de Brachiaria brizantha pueden
incluir una moderada (<15%) cobertura
arbórea compuesta por una mezcla
heterogénea de especies de diferentes
características, tamaños y formas de copa lo
que favorece la disponibilidad de MS debido
al efecto micro-climático que la sombra
provee a los potreros en un ambiente seco
tropical. Por lo tanto, es necesario realizar más
investigaciones que provean de información
acerca de los beneficios de los árboles
dispersos en potreros ocasionan en las fincas
de tal manera que promuevan estrategias que
favorezcan la siembra de árboles en potreros.
Literatura citada
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