Importancia forrajera y nutricional de Leucaena leucocephala en sistemas silvopastoriles

Forage and nutritional importance of Leucaena leucocephala in silvopastoral systems

G. I Hernández-Melchor gloria.hernandez@unach.mx

Universidad Autónoma de Chiapas , México

M Hernández-Hernández manuel.hernandezh@unach.mx

Universidad Autónoma de Chiapas , México

A Sol-Sánchez sol@colpos.mx

Colegio de Postgraduados. , México

F Rosales-Martínez froylan.rosales@unach.mx

Universidad Autónoma de Chiapas , México

G Hernández-Salinas gregorio_hs@zongolica.tecnm.mx

Tecnológico Nacional de México. Instituto Tecnológico Superior de Zongolica. Veracruz, México, México

Revista Iberoamericana de Bioeconomía y Cambio Climático

Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua, León, Nicaragua

ISSN-e: 2410-7980

Periodicidad: Semestral

vol. 9, núm. 17, 2023

czuniga@ct.unanleon.edu.ni

Recepción: 03 Febrero 2023

Aprobación: 08 Julio 2023

URL: http://portal.amelica.org/ameli/journal/394/3943882012/

DOI: https://doi.org/10.5377/ribcc.v9i17.16400

Autor de correspondencia: manuel.hernandezh@unach.mx

Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.

Los sistemas silvopastoriles intensivos (Si) son sistemas de producción de biomasa que integra altas densidades de árboles forrajeros asociadas con especies herbáceas que pueden ser pastos o leguminosas para el ramoneo (Cubillos et al., 2016; Murgueitio et al., 2016a y 2016b). En estos sistemas interactúan en el mismo tiempo y espacio más de una especie en los diferentes estratos, se caracterizan por su eficiencia y alta productividad. Generalmente se establecen con especies arbustivas en altas densidades asociadas a pastos para aprovechar los espacios disponibles. Los Si generan diversas interacciones positivas que permite aprovechar eficazmente la luz, suelo, agua y espacio (Pachas et al., 2018).

Debido a la ausencia de espacios vacíos los Sistemas Silvopastoriles Intensivos (SSPI) presentan como ventaja la protección del suelo de la erosión por la lluvia y el viento (Alonso, 2011; Bacab et al., 2013), además, retienen humedad y nutrientes que favorece la interacción entre las plantas; a diferencia de los pastos en monocultivo, que por lo general extraen los nutrimentos del suelo a menos que se fertilicen y a consecuencia se genere gasto de insumos y energía (Murgueitio et al., 2014). Así mismo, los abonos verdes dentro del manejo sostenible del suelo son fuente de energía y nutrientes para los microorganismos del suelo, siendo una alternativa para contrarrestar el continuo deterioro que sufren las áreas de uso pecuario ganadero (Ruiz et al., 2019).

Estos sistemas “intensivos” generan un incremento en la producción de forraje y de mejor calidad nutritiva para los animales. Mediante un sistema de poda continua se garantiza una producción programada de forraje de acuerdo a los requerimientos del productor. Los pastos tropicales, caracterizados por la vía fotosintética C. realizan una alta tasa de fotosíntesis, por ello se considera que estas plantas producen un gran volumen de forraje, no obstante, el árbol de leucaena, es una leguminosa que proporciona un follaje nutritivo mayor a 20% de proteína (Ordóñez-Sequera (2022)]. Similarmente, los árboles proporcionan beneficios alternos como la madera, los fruto y sombra para los animales (Bacab y Solorio, 2011; Bacab et al., 2012; Martínez et al., 2016).

Los Si pueden manejarse de diversas formas ya que responden muy bien al manejo agronómico (Lopez-Vigoa, 2017). Aspectos que se deben tener en cuenta para el desarrollo aceptable del Sistema, son la densidad de plantas, la frecuencia y tiempo de pastoreo, la época del año, el tiempo de ocupación, las especies que se establezcan, entre otros factores (Petit et al., 2010). Debido a la integración de árboles y pastos en este sistema de producción, este juega un papel muy importante en la mitigación y adaptación de cambio climático pues permite reducir los efectos adversos al ambiente de este fenómeno, recuperar pasturas degradadas, crear microclimas favorables, reducir el estrés al ganado entre otras. En este sentido, González (2021) menciona que se espera un incremento en la frecuencia y severidad de los desastres naturales, lo cual podría agudizar los efectos negativos en los sistemas productivos, por lo que se hace necesario adoptar estrategias de producción tal como los SSPI, principalmente en las zonas más vulnerables como lo son el sur sureste de México y la parte norte de Centroamérica (Olivera et al., 2020).

La disponibilidad de forraje de este sistema silvopastoril puede incrementarse hasta en 8.7 t de MS/ha^-1 año al incorporar leucaena en un Si en comparación a un pastizal sin árboles y se basa en la eficiencia de los procesos biológicos (fotosíntesis, fijación de nitrógeno, solubilización del fósforo y otros nutrientes (Elfeel y Elmagboul, 2016; Aguirre-Medina et al., 2018). Así, los Si constituyen una posibilidad para asegurar la disponibilidad forraje durante el año y al mismo tiempo aumentar la calidad nutricional del forraje en comparación a las pasturas en monocultivo.

Por todo ello, el objetivo de este trabajo fue recopilar información sobre el comportamiento de algunos aspectos del manejo agronómicos y uso de de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit., asociada con pastos.

Se consultaron artículos científicos publicados entre 1999 a 2022 referente a las bondades de la laeucaena como forraje. Los años con mayor producción científica fueron 2016, 2020, y 2014, con 8, 7 y 6 obras respectivamente, 2000 y 2004 no registraron artículos y los demás años presentaron datos intermedios. Se obtuvo bibliografía de temas diversos, que citan la importancia de integrar leguminosas en los pastizales para incrementar la carga animal por hectárea, incrementar peso y producción de leche, en comparación con los sistemas que solo emplea pastos como alimento de los animales. Esta información permitió crear perspectivas sobre el uso de la leucaena.

Interacción árbol-pastos en los Si

Las interacciones biológicas entre los componentes de los Si pueden ser positivas o negativas, la competencia por luz, el agua y los nutrientes se acentúa cuando los recursos son limitados (Falster y Westoby, 2003). La fijación de nutrientes y transferencia de los mismos, el mejoramiento del suelo, del microclima y el confort animal son ejemplos de respuestas positivas (Ludwig et al., 2001; Nishimura et al., 2002). En este sentido, las relaciones entre leguminosas y pastos pueden ser interespecífica e intraespecífica por espacio, luz, agua, nutrientes etc (Maestre et al., 2003).

La interacción entre pastos y árboles se asocia principalmente a la radiación solar, puesto que las especies de plantas requieren de este recurso para su crecimiento (Medinilla-Salinas et al., 2013)

En el caso de la competencia entre árboles, la cantidad de luz interceptada está condicionada por la especie arbórea, la edad, la fenología y la propia arquitectura de la copa (Pachas et al., 2018). No obstante, los árboles también modifican la cantidad de luz que penetra bajo el dosel, mediante el sistema de autopoda, es decir el árbol elimina por solo las ramas más viejas. Sin embrago en los sistemas ganaderos, actuales no ha tenido mucha repercusión, debido a que se emplean árboles caducifolios o simicaducifolios o que no son del lugar, lo que limita el éxito del sistema, a estas especies se le debe proporcionar manejo para favorecer la iluminación hacia el pasto base (Milera, 2020).

En árboles cultivados plantados en hileras, se modifica la estructura del dosel arbóreo (Luedeling et al., 2016), pero genera ventajas significativas cuando comparten orientación, es decir, cuando la arquitectura de la copa es vertical, las plantas herbáceas pueden captar la luz que se penetra al sotobosque. Por el contrario, en copas horizontales puede haber competencia intra e interespecifica incluso con el mismo árbol, sobre todo en árboles con follaje denso lo que impacta sobre las herbáceas que crecen debajo de la conopia del árbol (Pachas et al., 2014; Sosa-Rodríguez et al., 2017). Sin embargo, la leucanea al ser un árbol caducifolio, con pinnas compuestas y foliolos muy pequeños el pasto base no muestra dificultad para su desarrollo (Solís-Luca et al., 2022) y ello es un aspecto a tener en cuenta por los ganaderos ya que las condiciones limitadas de iluminación podrían reducir la producción de biomasa. Al respecto se debe considerar que éstas plantas deben mantener el balance de carbono que requieren para la producción y expansión de las hojas (Smethurst et al., 2017).

Generalmente, las hojas de los pastos bajo sombra tienen una apariencia alargada, delgada y a veces amarillenta en comparación a las que crecen a pleno sol. Esa característica de ser alargada les ayuda a incrementar su habilidad competitiva para interceptar la luz, mientras que ser delgada les permite reducir su tasa de respiración y por consecuencia la actividad fotosintética disminuye bajo condiciones de sombra (Santiago-Hernández et al., 2016) y como resultado retrasa la maduración del tejido y la degradación de los cloroplastos y por consecuencia este proceso retarda la senescencia de los pastos y mantiene mayor calidad nutritiva (Obispo et al., 2008).

La producción y la calidad nutritiva de los pastos es una respuesta a la disponibilidad de luz, a la humedad, a la temperatura y la disponibilidad de nutrientes (Guenni et al., 2008). Por ello la importancia de utilizar especies arbóreas caducifolias o de copa cónica, o de porte no muy denso que permitan establecer un régimen de luminosidad aceptable para el pasto base (Martínez-Hernández et al., 2019).

Leucaena leucocephala es una leguminosa con gran potencial para la implementación en los sistemas de alimentación para bovinos, (Galloso-Hernández et al., 2020; Anyanwu et al., 2021). Esta planta fija el nitrógeno atmosférico (N.) en el suelo (Zahran et al., 2001), tiene un 15-20% de proteína cruda en sus hojas (Shelton y Dalzell, 2007; Jube y Borthakur, 2010): es tolerante a suelos salinos y alta alcalinidad (Zahran et al., 2001), es adaptable a países tropicales o subtropicales y resistente a plagas (Jube y Borthakur, 2010). La longevidad de una plantación de L. leucocephala es de 30 a 40 años (Shelton y Dalzell, 2007). En un contexto global, L. leucocephala contribuye a por mitigar la salinidad del suelo, evitar la erosión, mejorar la fertilidad del suelo y disminuir los gases del efecto invernadero (Shelton y Dalzell, 2007). Esto redunda en la disminución en la producción de metano en rumiantes alimentados con L. leucocephala pues presentan mejor bienestar (Pérez-Can et al., 2020; Améndola et al., 2016; Galloso-Hernández et al., 2020).

La densidad de siembra de L. leucocephala sugiere una gran amplitud de opciones, determinadas por las condiciones de suelo y clima y por la finalidad de la producción de forraje (Mercedes, 2003;Murgueitio et al., 2016a). Para lograr un distanciamiento más apropiado, se ajusta la distancia entre plantas y entre hileras, esto permite un óptimo aprovechamiento de espacio, luz, humedad del suelo y nutrientes, lo que genera mayor producción de biomasa por unidad de área (Anguiano et al., 2012; Palma y Anguiano, 2014). En este sentido, se han realizado estudios para determinar la densidad óptima de siembra de la L. leucocephala sola o en asociación con pastos (Tabla 1).

Tabla 1. Producción de biomasa de acuerdo a la densidad de siembra (L. leucocephala) y la época del año.

Tabla 1
Producción de biomasa de acuerdo a la densidad de siembra L leucocephala y la época del año

En Michoacán, México en época de seca (apoyo de riego cada 15 días) y norte (condiciones de temporal) se establecieron densidades de 53,000 plantas ha^-1 de esta especie con rendimientos de 1,308 a 2,037 kg de MS ha^-1, para ambas épocas (Bacab-Pérez et al., 2011; Barros-Rodríguez et al., 2012). En época de lluvias este árbol produjo 2369 kg de MS ha^-1 con 36,000 plantas ha^-1 (Sarabia et al., 2014; Sarabia-Salgado et al., 2020). Sin embargo, Benítez-Bahema et al. (2010) lo han cultivado en un rango desde 2,500 hasta 5,000 árboles ha^-1, y la densidad mayor produjo entre 1,453 y 1,160 kg de MS ha^-1 durante la época de lluvias y seca, respectivamente.

Para promover una mayor producción de follaje se acorta el espaciamiento entre hileras y así aumenta la densidad de siembra, siempre que no se comprometa la especie herbácea. En este contexto, en un sistema silvopastoril, con L. leucocephala y Megathyrsus maximus (Jacq.) B.K. Simon & S.W.L. Jacobs cv. Tanzania, Bacab-Pérez et al. (2012) y Barros-Rodríguez et al. (2012) citan que la producción de follaje de la planta arbórea incrementó cuando la densidad de plantas fluctúo de 34,500 a 53,000 árboles ha^-1, sin afectar la producción del pasto. Para el caso de L. leucocephala con densidades de entre 2,500 a 10,000 plantas ha^-1 la producción de forrajes disminuyo (Sánchez et al., 2003; Benítez-Bahema et al., 2010).

Resultados similares fueron los reportados por Pachas et al., (2017) quienes evaluaron el efecto de la densidad de árboles en el rendimiento de forraje de L. leucocephala y Chloris gayana cv. Kunth. Densidades desde 100 a 80,000 árboles ha^-1 mostraron rendimientos de 32, 800 kg MS ha^-1 con la máxima densidad de plantación (80,000 árboles ha^-1). Pero el rendimiento del pasto fue afectado negativamente el cual disminuyo de 24,260 kg MS ha^-1 obtenido sin competencia a 1,420 kg MS ha^-1 en las densidades de leucaena por encima de 8 618 árboles ha^-1.

Ramírez et al. (2006) encontraron densidades menores de L. leucocephala asociado a M. maximus cv. Tanzania y se mostró un efecto negativo conforme se incrementó la densidad de 5,000 a 10 000 plantas ha^-1 y con ello aumentó la competencia por los recursos para el crecimiento, particularmente por agua y luz y causó una disminución en la producción del pasto.

Dalzell et al. (2006) y Hernández-Hernández et al. (2020;2021), para sistemas silvopastoriles con Leucaena sugieren separaciones de 6 a 8 m entre hileras de la planta arbórea, con 4 o más hileras de pastos entre ellas, pero es posible sembrar doble hilera de la leucanea para incrementar los volúmenes de biomasa forrajera y a la vez proteger la planta arbórea contra el maltrato animal.

Espinel et al. (2009) y Murgueitio et al. (2010) consideran de mayor efectividad un sistema silvopastoril con 10,000 plantas ha^-1 de leucanea plantada a metro cuadrado con dos hileras de pasto entre filas. No obstante, Sánchez (2014) un sistema silvopastoril con 31250 plantas ha^-1 de leucacena plantadas en hileras de 1.6 m y 0.20 m. de esta manera se crea un ambiente más uniforme. Bajo esta condición se manifiesta una simbiótica más estable entre las raíces y las bacterias del género Rhizobium dentro del sistema agrosilvopastoril (Burle et al., 2003; Solorio y Solorio, 2008; Sarabia, et al., 2014).

Dentro de las consideraciones del árbol a considerar dentro del sistema agrosilvopastoril se debe tener presente las ramificaciones, capacidad de rebrote, producción de hojarasca, resistencia al maltrato entre otras. Las ramificaciones laterales dificultan el movimiento del ganado (Pezo y Ibrahim, 1999), de tal forma que para todo sistema silvopastoril se requiere conocer las condiciones del sitio para diseñar el sistema e incrementar los volúmenes de forraje

Como una respuesta al corte y frecuencia de corte, se tiene una ganancia progresiva en la producción de biomasa, por la emisión de follaje nuevo y aparición de nuevos tallos. Este patrón de acumulación de biomasa puede ser limitado por el potencial productivo de las especies vegetales y/o por lo factores climáticos prevalecientes. Por lo general la producción de biomasa se mantiene y luego cae, por lo que habrá que eliminar los tallos improductivos para favorecer la emisión de tallos nuevos.

Al incrementarse el intervalo entre cortes (20 a 40 días) aumenta la biomasa disponible anual en las asociaciones de L. leucocephala y los pastos Ruzi [Urocloa ruziziensis (R. Germ. & Evrard) Crins], y Taiwan 25 [Cenchrus purpureus (Schumach.) Morrone], al respecto Maya et al. (2005) citan volúmenes de entre 36,000 y 40,000 kg MS ha^-1 año^-1 a intervalo de 40 días entre cortes. Similarmente Gaviria et al. (2015) cita una productividad de 19260 kg MS ha-. a intervalos de corte de 45 días a una densidad de 10, 000 plantas ha^-1 en un sistema silvopastoril de L. leucocephala asociado a M. maximus cv. Tanzania. En el mismo sentido Sánchez et al. (2007a) reportó 33,000 kg MS ha^-1 año^-1 en intervalos de 58 días en periodo de lluvias y para la época seca del año a intervalos desde 42 a 168 días en asocio de.. leucocephala y C. ciliaris plantados a una densidad de 22857 plantas/ha^-1, la cual mantuvo una productividad de entre 4,241 y 5,766 kg MS ha^-1

Sánchez et al. (2007b) concluye que el mejor intervalo de corte debe ser de 42 días; al respecto. Hernández-Hernández et al. (2020; 2021) cita que en época de lluvias un periodo de entre 42-50 días es el más indicados para favorecer el rebrote y producción de follaje de L. leucocephala y Megatyrsus maximus cv. Tanzania. Al respecto, López et al. (2010) sugiere que para el asocio Leucaena leucocephala y pastos Brachiaria (Urochloa) y Megatyrsus el período de descanso debe ser de 33 días en épocas de lluvias y de 66 días para la apoca de secas donde pastorea 3 a -4dias de ocupación y 28-56 días de descanso.

López y García (2015) citan que, con 40 días de descanso, se obtuvo una productividad de 6,475 kg MS ha^-1con un descaso de 40 días en época de lluvia pastoreado con vaquillas; mientras que Bugarín et al. (2009) cita valores de productividad de entre 910 y 1,900 kg MS ha^-1 a 6 y 9 meses de descanso en L. leucocephala) asociada a U. brizantha en época de lluvias y una altura de 80 cm y 3,320 plantas ha^-1.

En general para que cualquier sistema silvopastoril contribuya a la provisión de forrajes de buena calidad, el sistema silvopastoril se debe ajustar el intervalo de corte a la disponibilidad de forraje del árbol y del pasto (Francisco, 2003; Pachas et al., 2016, Sanchez y Faria, 2013).

En el asocio L. leucocephala . M. maximus cv. Tanzania es necesario permitir un tiempo de descanso que permita la recuperación de los árboles, sin disminuir la calidad y productividad de los pastos. Las cercanías entre las frecuencias de corte reducen la producción de follaje, incrementan las proporciones de tallos y materia muerta lo que restan calidad de la biomasa aprovechable (Maya et al., 2005;Rojas et al., 2005).

Debido a la condición biológica de la planta arbórea los periodos de descanso deben ser más largos en comparación con los pastos dado la leucaena toma más tiempo en recuperarse aunado a la condición ambiental (Francisco, 2003; Merchant-Fuentes y Solano-Vergara, 2016).

En el sistema silvopastoriles con árboles forrajeros es muy importante la calidad forrajera de los árboles y la de los pastos, pero debido al forma biológica de ambos, existe una gran diferencia en la concentración y disponibilidad de los nutrientes entre ambos componentes, no obstante, mediante el manejo del sistema puede generar un equilibrio de producción de forraje de calidad de ambos componentes, como los niveles de proteína o fibra.

Los sistemas silvopastoriles representan una posibilidad para incrementar la disponibilidad de forraje y mejorar la calidad nutricional. Se tiene evidencia científica que las asociaciones de pastos y árboles forrajeros pueden ser más productivas que las pasturas propiamente dicho y son de mejor calidad para el pastoreo (Sánchez Vega, 2019).

Según Sánchez y Faria (2013), cita que el árbol L. leucocephala asociada a C. nlemfuensis, Ruzi (Urochloa ruziziensis), y Taiwan A 25 y Elefante enano (C. purpureus mantiene la proteína con un rango de 42 a 168 días mientras los pastos, obtienen los más altos porcentajes de proteína de 20 a 40 días en la época seca y de lluvias y la FDN y FDA de muestras combinadas del forraje (L. leucaena . C. nlemfuensis) no difirieron por efecto de la interacción entre la frecuencia de corte 35 y 70 (sequía y nortes), no obstante, en la época de lluvias la FDN, se registró un aumento conforme se incrementó 54% a los 70 días y en FDA se observó un 69% a los 49 días (Martínez et al., 2016)

En un sistema silvopastoril el intervalo de corte debe programarse al ritmo de crecimiento del pasto y cosecharse cuando tenga la mayor digestibilidad de la materia seca; este intervalo puede variar desde los 28 días en temporada de lluvias, hasta los 36 - 40 días en la estación seca, para permitir la recuperación del árbol (Tudsri et al., 2002; Maya et al., 2005).

La Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit cuando se maneja como arbusto permite enriquecer los Si, ya que el animal tiene acceso al forraje producido por la planta y al forraje producido por el pasto. La leucaena es reconocida por su alto valor forrajero, su capacidad de rebrote, palatabilidad y valores nutricionales superiores a los pastos, que incluyen un alto contenido de proteína cruda y carbohidratos solubles, además de un bajo contenido de fibra (Rivera-Herrera et al., 2017).

Se tiene evidencias de las ventajas nutricionales de L. leucocephala para la alimentación de rumiantes y su importancia como componentes de sistemas más productivos y sostenibles en condiciones tropicales.

Debido a su alta producción de forraje y calidad nutricional es posible usar una mayor carga animal por hectárea y generar ganancias de peso y producción superior de leche en rumiantes, respecto a las que se alcanzan en otros sistemas forrajeros tropicales (Mohammed et al., 2016). Esta condición contribuya a la provisión de forrajes de buena calidad.

Sin embargo, los Si utilizando Leucaena leucocephala presentan algunas desventajas. El árbol es de crecimiento rápido y necesita de constante manejo. Los costos y efectos (positivos o negativos) del manejo de Leucaena leucocephala en producción de biomasa deben ser cuantificados en los sistemas intensivos.

La Leucaena leucocephala presenta compuestos secundarios (Mimosina y sus metabolitos) que limitan el volumen de forraje que se puede ofrecer a los animales principalmente en los periodos de escases de lluvia y poca oferta de pastos (Soltan et al., 2013; López-Rodríguez et al., 2020). Por tanto, estudios de más larga duración son necesarios para determinar el papel de la leucaena en la provisión de forraje en los sistemas silvopastoriles

En cuanto a perspectivas futuras, se tienen vacíos de información referente al manejo agronómico el establecimiento poda y manejo de rebrotes principalmente.

Los Si con el empleo de la leucaena, constituyen una alternativa ventajosa para incrementar la disponibilidad de forraje para la alimentación ganadera, ya que permite hacer un uso más eficiente del espacio donde se genera forraje fresco y de calidad

Es evidente el interés por esta especie en algunas áreas ganadera al integrarla a sus sistemas de producción, no obstante, se requiere rigor científico y dedicación para evaluar las ventajas de la integración de esta especie al sistema de producción.

En relación al manejo de rebrotes, no se registró trabajo alguno que haga referencia a este aspecto, no obstante, el manejo de rebrotes es de gran importancia dado que, al eliminar el tallo principal, los rebrotes que emite la planta constituirán la fuente de forraje que se podría obtener por unidad de área esta dado en función del número de rebrotes por planta y densidad de siembra, así como el intervalo de crecimiento.

En ellos se hace un uso más eficiente del espacio y se obtiene un alimento de mejor calidad nutricional (mayor aporte de MS, PC, así como un menor contenido de FDN y FDA). Además, aspectos agronómicos tales como la densidad y la altura de corte son indicadores de importancia para un buen establecimiento y manejo de los Sí.

Conflicto de interees: No fueron declarados intereses en competencia