Área de estudio

El trabajo experimental se realizó en el Centro Agropecuario de Capacitación y Desarrollo sustentable S. P. R. de R. L. (CACyDS), en el municipio de Chiapa de Corzo, Chiapas, México; situado entre los 16° 42´ de latitud norte y 93° 00´ de longitud oeste, a una altitud de 420 msnm, con un clima cálido subhúmedo, una precipitación media anual de 990 mm y una temperatura promedio de 26° C (^{INEGI, 2003}).

Sitio experimental

Se utilizaron dos parcelas de una superficie aproximada de una ha, establecidas con P. maximum cv. Tanzania como único cultivo en una de ellas y en la otra asociada con L. leucocephala en un arreglo de pasturas en callejones, donde la arbustiva fue establecida a siete metros de distancia entre hileras y 2 m entre árboles; las hileras de árboles fueron establecidas de oriente a poniente con el propósito de permitir la mayor entrada de la luz solar a la gramínea durante el día y no afectar su desarrollo.

En cada parcela se establecieron 12 jaulas de exclusión de 1 m³, construidas con madera y malla pollitera, haciendo un total de 12 jaulas para cada sitio experimental (monocultivo vs silvopastoreo), las cuales fueron distribuidas al azar.

Se realizó un chapeo manual cortando el forraje a una altura de 15 cm del suelo, con el propósito de uniformizar la pradera y lograr un rebrote uniforme. Enseguida se aplicó una fertilización química con Fosfonitrato (33-03-00) en cada una de las jaulas de exclusión para ambos tratamientos. El pasto fue cosechado en cuatro intervalos de 28 d, considerando las particularidades del diseño experimental.

Variables evaluadas

Cobertura

Se determinó mediante la división de manera imaginaria de cada jaula, dividiéndola en cuatro partes (25, 50, 75 o 100 %, respectivamente), asignando un porcentaje de cobertura de acuerdo a lo observado.

Análisis químico proximal

Las muestras de cada tratamiento fueron colectadas, secadas y molidas, y enviadas al Laboratorio de Bromatología del Colegio de la Frontera Sur. Para los análisis de materia seca (MS), las muestras fueron colocadas en un horno de aire forzado a una temperatura de 60 °C por 48 h, Materia orgánica (MO) por la combustión de las muestras en mufla a 600 °C durante 6 h, proteína cruda (PC) determinado por el método de Kjeldahl (CP, ^{AOAC, 1996}; ID 954.01), Fibra detergente neutra (FDN) y Fibra detergente ácida (FDA) (^{Van Soest et al., 1991})

Diseño experimental

Se aplicó un diseño completamente al azar con arreglo factorial 2x4, dos sistemas (silvopastoril y monocultivo) y cuatro fechas de corte (28, 56, 84 y 112 d de rebrote) y tres repeticiones para cada tratamiento, formando un total de 24 unidades experimentales

Análisis estadístico

Para evaluar el efecto del sistema (silvopastoril vs monocultivo) sobre las variables Altura cm, Cobertura %, Relación Hoja:Tallo, Biomasa T/ha, Producción de MS T/ha, Producción MO kg/ha, Producción PC kg/ha, % FDN, % PC y % MO, se analizó mediante una prueba de T de Student utilizando como covariable las cuatro fechas de corte (28, 56, 84 y 112 d). Para observar la diferencia estadística entre factores y sus interacciones, se utilizó un análisis de varianza para un diseño completamente al azar con arreglo factorial, el factor A correspondió al sistema silvopastoril y monocultivo y el factor B a las fechas de corte 28, 56, 84 y 112 d. Para la comparación de medias de los tratamientos de las variables evaluadas se utilizó la prueba de Tukey. Para encontrar la diferencia estadística entre las fechas de corte entre los sistemas, se utilizó la prueba de contrastes ortogonales en cada una de las variables evaluadas (^{Steel et al., 1997}). Los análisis estadísticos se realizaron con el software SAS V9.0 (^{SAS, 2006}).

Producción de Biomasa de P. maximum cv . Tanzania

En las figuras 1 y 2 se presentan los resultados obtenidos de la producción de biomasa en verde y seco (t/ha) de P. maximum cv. Tanzania, donde se puede observar un incremento lineal conforme aumenta la edad de la gramínea. No se encontraron diferencias estadísticas significativas entre sistemas monocultivo y silvopastoril para la variable producción de biomasa en verde y seco; sin embargo, el día de corte 56, presenta diferencia significativa (P = 0.027) con valores de 47.7 y 26.20 t/ha para el sistema silvopastoril y monocultivo respectivamente, pero para el día de corte 112, el comportamiento se invierte con diferencia estadística significativa (P = 0.032) con valores de 71.80 y 51.20 t/Ha para el sistema monocultivo y silvopastoril. En lo que respecta a la variable producción de MS el sistema silvopastoril superó con diferencia estadística significativa (P = 0.007) al sistema monocultivo con valores de 19.19 t/Ha vs 9.77 t/Ha.

Figura 1 Producción de biomasa de P. maximum cv. Tanzania en monocultivo vs silvopastoreo. 

Figure 1: Biomass production of P. maximum cv. Tanzania in monoculture vs silvopastoral. 

Figura 2 Producción de materia seca de P. maximum cv. Tanzania en monocultivo vs silvopastoreo. 

Figure 2: Dry matter production of P. maximum cv. Tanzania in monoculture vs silvopastoral. 

Durante las dos primeras etapas de crecimiento de la gramínea (28 y 56 d) se observó un mayor rendimiento en el sistema silvopasoril; sin embargo, el día de corte 84 y 112 presenta una disminución de la producción de biomasa y MS, el efecto observado puede deberse a la competencia por luz que se dio cuando el pasto se asoció con la especie arbustiva, ya que la especie arbustiva alcanza su pico de crecimiento de follaje a los 75 d después del corte, razón por la cual el pasto en este sistema presentó este comportamiento no lineal no observado en el sistema monocultivo. En el sistema silvopastoril en las primeras etapas, a medida que la gramínea fue creciendo ésta demostró un efecto positivo en su desarrollo, seguramente por el aprovechamiento del nitrógeno y otros nutrientes que fueron aportados por la especie arbustiva. Otro aspecto importante de señalar es que el pasto a medida que cambia su fenología, tiende acumular carbohidratos estructurales y compuestos secundarios (celulosa, hemicelulosa, lignina y algunas pectinas), además, en los meses lluviosos permite que el agua absorbida en el suelo mueva los nutrientes con mayor facilidad, siendo estos más solubles para que la planta los pueda obtener a través de su sistema radicular; por su parte, la luminosidad es otro factor importante que beneficia a esta especie de gramínea considerada como de ciclo C₄. Comparando los resultados encontrados en este trabajo con otros reportes, la mayor producción de biomasa en verde podría deberse a diversos factores, tales como intensidad solar, fertilización, entre otras. En este sentido, ^{Encinozo et al. (2017)}, mencionan que la sombra o diferentes niveles de sombra de árboles o arbustos puede provocar variaciones en la producción de biomasa, mayor contenido de proteína cruda y una reducción de los carbohidratos estructurales. Los resultados encontrados en este estudio coinciden con los reportados por ^{Pineda-Doporto et al. (2019)}, donde mencionan que la producción forrajera, componentes forrajeros como es la altura de la planta de B. brizantha no es afectada por el sistema de cultivo (P > 0.05), reportando valores de producción forrajera de 1.76 vs 1.74 t MS/Ha en monocultivo y bajo sistema silvopastoril de árboles dispersos en potrero.

Por su parte, ^{Pezo e Ibrahim (1999)} mencionan que los cambios morfológicos y fenológicos que ocurren en las especies forrajeras cuando están creciendo en altos niveles de sombra tienden a comprometer su potencial de persistencia y, por ende, su productividad; por ello, el manejo de los cortes debe ser muy cuidadoso. Por consiguiente, el manejo adecuado de la sombra es un aspecto fundamental en los sistemas de cultivo en callejones y para aminorar su efecto negativo se recomienda realizar podas frecuentes a los árboles.

La modificación de la luz tiene una marcada incidencia en el desarrollo de los pastos y en los ambientes cálidos y secos del trópico. Las gramíneas C₄ son su componente principal, sin embargo, aun en estas especies, el exceso de luz provocado por el aumento de la intensidad luminosa puede constituir un estrés ambiental y predisponer a las hojas a sufrir daños, al no poder disipar la energía incidente de una forma adecuada. Dada esta situación propia de las zonas sin cobertura forestal surge la necesidad de introducir árboles en las áreas ganaderas, donde el uso de las leguminosas arbóreas y las gramíneas mejoradas desempeñan un papel muy importante en la alimentación del ganado y el mantenimiento del ecosistema en general. Asimismo, cabe mencionar que la especie P. maximun cv. Tanzania, se caracteriza por poseer una alta producción de biomasa, ya que del volumen total de la planta el 80 % son hojas.

El comportamiento del rendimiento en este estudio es similar a los obtenidos por ^{Padilla (2002)}, quien logró el mayor redimiendo a edades posteriores a los 75 d de rebrote. Asimismo, estos resultados son satisfactorios si se toma en cuenta los beneficios que se obtienen con la presencia de árboles dentro del sistema, que además de tener buena producción de biomasa, también se logra generar un ambiente óptimo para los animales que pastan dentro del mismo.

Relación Hoja-Tallo de P. maximum cv . Tanzania

La relación hoja:tallo no presentó diferencia estadística entre sistemas silvopastoril y monocultivo, tampoco se observó diferencias estadísticas significativas entre días de corte (Tablas 1 y 2). La importancia de conocer la cantidad de hojas que la especie puede tener en comparación del tallo es de vital importancia, puesto que el valor nutritivo de la planta se concentra en una mayor producción de hojas; a su vez, ésta es de mayor palatibilidad para el consumo de los rumiantes, por su parte, ^{Pineda-Doporto et al. (2019)} reportan resultados similares a los encontrados en este estudio, mencionando que la disponibilidad de hojas y tallos fue similar en ambos sistemas silvopastoril y monocultivo; asimismo, concuerdan con lo reportado por ^{Cruz-Sánchez (2018)} donde evaluaron dos intensidades de cosecha (severo y ligero) y dos frecuencias de cosecha (21 y 28 d) sin encontrar diferencias estadísticas significativas para esta variable, comportamiento similar reporta ^{Alvarado-Canché et al. (2022)}, al no encontrar diferencias estadísticas significativas para la relación hoja tallo del pasto C. plectostachyus en el sistema monocultivo vs sistema silvopastoril.

Lo anterior no concuerda con los resultados de ^{Páez et al. (1997)}, quienes afirmaron que el sombreamiento incrementa el área específica y reduce el peso de la hoja. La realidad es que el porcentaje de hojas es un indicador relativo y que cualquier variación de la intensidad luminosa que favorezca o reduzca el peso total, no tiene por qué afectar la relación si incide por igual en las hojas y los tallos como se observa en los resultados obtenidos en este estudio. En este sentido ^{Lok (2005)} menciona que la presencia de árboles en el estrato herbáceo ejerce una favorable influencia, ya que una de las ventajas que estos tienen es la creación de un microclima favorable que realiza la acción combinada con la radiación solar haciendo también que los vientos sean menores sobre este, lo cual favorece la mayor conservación de la humedad y mejora ecológicamente las condiciones del pastizal.

Altura de P. maximum cv . Tanzania

La variable altura de corte en cm presentó diferencia estadística (P=0.0075) entre sistemas, con 125.79 vs 106.23 para silvopastoril y monocultivo, respectivamente, de igual manera, los días de corte 84 y 112 marcaron diferencias significativas (P=0.040 y P=0.009) con valores de 151.3 vs 127.0 y 156.3 vs 123.0 para silvopastoril y monocultivo correspondientemente (Tabla 1 y 2). El mayor crecimiento del pasto encontrado en el sistema silvopastoril se debe a la competencia que existió por la radiación solar entre la leguminosa y la gramínea, en este sentido, ^{Smethurst et al. (2017)} mencionan que el efecto de la sombra de las leñosas sobre las gramíneas puede ser diversas ya que deben mantener un balance de carbono que requieren para la producción y crecimiento de las hojas. Asimismo, ^{Santiago-Hernández et al. (2016)} comentan que las hojas de las gramíneas bajo sombra tienen una apariencia alargada y delgada en comparación con las hojas que se encuentran expuestas directamente al sol; lo primero, les ayuda a incrementar su habilidad competitiva para interceptar la luz, mientras que lo segundo les permite reducir su tasa de respiración y por consecuencia la actividad fotosintética disminuye bajo condiciones de sombra. La baja intensidad de luz reduce los procesos fotosintéticos y retrasa la maduración del tejido, la degradación de los cloroplastos y este proceso retarda la senescencia de las gramíneas y mantiene mayor calidad nutritiva (^{Obispo et al., 2008}). La productividad de las gramíneas kg de materia seca y composición química, están en función de la disponibilidad de luz, cuando la humedad, la temperatura y los nutrientes no son limitantes (^{Guenni et al., 2008}).

Al comenzar las lluvias y aumentar la temperatura se produce un enérgico crecimiento del pasto (junio) observándose una caída en julio, debido al parecer, a una disminución prematura de las precipitaciones (periodo intraestival) y una recuperación fisiológica de la planta. En los meses sucesivos el crecimiento se incrementa hasta octubre, a partir del cual éste comienza a disminuir. La fluctuación observada en el desarrollo de la planta está estrechamente relacionada con el rendimiento de forraje en los diferentes meses del año (Figura 3).

Figura 3 Altura de P. maximum cv. Tanzania en monocultivo vs silvopastoreo. 

Figure 3: P. maximum cv. Tanzania height in monoculture vs silvopastoral. 

En cuanto a la variable altura de las plantas, se observó que hubo una marcada diferencia entre los tratamientos, con incremento en el silvopastoreo (37 % mayor), contrario a lo que reportan ^{Toledo y Fisher (1989)}. Existe un crecimiento constante en ambos sistemas (silvopastoreo y monocultivo) manteniendo el nivel de altura similar en los tratamientos con 84 y 112 d de rebrote. Las diferencias estadísticas observadas para la variable altura entre ambos sistemas, parece estar relacionado con las sustancias reguladoras del crecimiento, al respecto ^{Dillewijn (1973)}, menciona que bajo los efectos de la reducción de la luz dichas sustancias estimulan la elongación del tallo e impiden que se desarrollen las yemas laterales. En este sentido, ^{Wong y Wilson (1980)} encontraron que la sombra hasta 40 y 60 % aumentó el rendimiento de los brotes de P. maximum en 30 y 27 %, respectivamente.

Cobertura de P. maximum cv . Tanzania

La variable cobertura observada en este estudio, presentó diferencias estadísticas significativas (P = 0.020) entre sistemas con valores de 60.42 % para monocultivo y 43.75 %, para silvopastoril, respectivamente. El 27 % de menor cobertura que presentó el sistema silvopastoril se ve compensado con el 8.5 % más de MS y 15.2 % de altura que presentó este sistema en comparación con el monocultivo. No se encontró diferencia significativa entre fechas de corte (Tabla 1 y 2).

La importancia de la cobertura del pastizal es que de este depende la cantidad de forraje a ofrecer a los animales para su alimentación. El P. maximum es de crecimiento amacollado, lo cual ofrece al suelo protección de la erosión y escorrentía como consecuencia de las altas precipitaciones. Los resultados muestran un crecimiento lineal, favoreciendo a una mayor cobertura en el sistema monocultivo, esto puede deberse a la cantidad de radiación solar recibida, en este contexto, ^{Nanami et al. (2011)} afirma que en una comunidad de plantas, las interacciones competitivas ocurren cuando dos o más se encuentran asociadas y las capacidades de sobrevivencia y crecimiento de una o de ambas se ven reducidos; más aún, estos se encuentran limitadas por los recursos como luz, agua y nutrientes y pueden encontrarse en condiciones restringidas en el mismo tiempo y espacio, coincidiendo con estos investigadores, ^{Medinilla-Salinas et al. (2013)} mencionan que la interacción aérea entre gramíneas, árboles y arbustos se asocia principalmente a la radiación solar, ya que las plantas requieren de este recurso para la producción de biomasa en el sistema.

Figura 4 Producción de materia orgánica de P. maximum cv. Tanzania en monocultivo vs silvopastoreo. 

Figure 4: Organic matter production of P. maximum cv Tanzania in monoculture vs silvopastoral. 

^{Sánchez et al. (2007)} realizaron estudios sobre la acumulación de hojarasca de P. maximum en silvopastoreo y observaron que esta especie forrajera acumuló una menor cantidad de hojarasca durante el período junio-diciembre, etapa en la que se produce su mayor desarrollo vegetativo, siendo la lluvia el factor climático que mayor correlación negativa presentó. Lo anterior confirma el efecto que puede provocarse en el sistema si se rompe la interacción ambiente-estrato herbáceo-árboles; siendo éste un efecto positivo o negativo en la producción. Según ^{Crespo y Fraga (2006)} mencionan actualmente no hay duda de la importancia que tiene la hojarasca para la estabilidad y el funcionamiento del ecosistema, pues constituye la fuente principal de circulación de materia orgánica, energía y nutrimentos entre las plantas y el suelo.

Composición química y DIVMS de P. maximum cv . Tanzania

En lo referente a la composición química del P. maximum cv. Tanzania en los dos sistemas (Figura 5 y 6; Tabla 1 y 2) se observa que no existe diferencia significativa en el contenido de MO con valores de 13.99 % vs 16.01 % para monocultivo y silvopastoril, respectivamente. Sin embargo, al convertir la MO en kg/ha se observa que existe diferencia estadística significativa (P = 0.001) entre los sistemas al día de corte 56 con valores de 3200.89 kg/ha vs 1499.12 kg/ha para silvopastoril y monocultivo, respectivamente. El 13 % más de MO que produce el sistema silvopastoril, aunado al incremento en producción de MS y altura, logra un 53 % más de producción de MO en comparación con el monocultivo.

Figura 5 Producción de proteína cruda de P. maximum cv. Tanzania en monocultivo vs silvopastoreo. 

Figure 5: Crude protein production of P. maximum cv. Tanzania in monoculture vs silvopastoral. 

Figura 6 Porcentaje de fibra detergente neutro de P. maximum cv. Tanzania en monocultivo vs silvopastoreo. 

Figure 6: Percentage of neutral detergent fiber of P. maximum cv. Tanzania in monculture vs silvopastoral. 

La proteína cruda incrementó un 33.14 % en el sistema silvopastoril, encontrándose diferencia estadística significativa (P = 0.016) con valores de 10.47 vs 7.06 % para el sistema silvopastoril y monocultivo, respectivamente. La conversión de % de PC a kg/ha, proporciona un indicador más preciso sobre la disponibilidad de este nutriente, en este sentido se encontró diferencia estadística significativa (P = 0.020, P = 0.012) entre sistemas para los días de corte 28 y 56, con valores 1010.53 vs 271.09 y 1569.74 vs 794.51 kg/Ha para silvopastoril y monocultivo, respectivamente. En lo que respecta a la concentración de carbohidratos estructurales, se encontró una reducción del 4.3 % de FDN en el sistema silvopastoril, presentando diferencia estadística significativa (P = 0.011) entre sistemas, con valores de 68.92 vs 72.00 % de FDN para silvopastoril y monocultivo, respectivamente. La digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS) no presentó diferencia estadística significativa con valores de 69.1 % y 77.74 % para el sistema monocultivo y silvopastoril, respectivamente.

Los resultados encontrados coinciden con lo mencionado por ^{Romero et al. (2020)} al evaluar tres niveles de sobra en una pradera de P. maximum Jacq., concluyen que los altos contenidos de PC en los pastizales bajo la copa de los árboles podrían estar asociados con un aumento del flujo de nitrógeno en el suelo, especialmente cuando la especie arbórea es una leguminosa que tiene potencial para contribuir a la fijación biológica de N. Además, los pastos bajo sombra son fisiológicamente más jóvenes que los pastos a pleno sol (^{Xavier et al., 2014}). Por otro lado, los resultados encontrados difieren de lo reportado por ^{Alvarado-Canché et al. (2022)}, en donde evaluaron los sistemas silvopastoril y monocultivo, encontrando que los niveles de PC de C. nlemfuensis fueron similares estadísticamente con 94 y 112 kg/ha para monocultivo y silvopastoril, respectivamente. Por su parte, ^{Santiago-Hernández et al. (2016)} reportan un valor promedio de 8.8 % de PC en un trabajo donde asocio leguminosas y gramíneas sin encontrar diferencias significativas. Resultados similares reportan ^{Canul-Solis et al. (2018)} al no encontrar diferencia significativa entre sistemas silvopastoril y monocultivo sobre el contenido de PC y FDN en C. nlemfuensis, al evaluar la asociación de T. diversifolia, G. sepium, C. nlemfuensis.

La reducción significativa del 4.3 % de FDN encontrada en el sistema silvopastoril, difiere de lo mencionado por ^{Alvarado-Canché et al. (2022)}, en donde reportan valores de 785.8 y 847.6 kg/ha para el sistema monocultivo y silvopastoril, sin encontrar diferencia significativa, del mismo modo, ^{Medinilla-Salinas et al. (2013)} no observaron diferencia significativa en el contenido de PC y FDN de M. maximus asociado con G. sepiumen un sistema silvopastoril. Por otro lado, ^{Paciullo et al. (2016)} mencionan que existe una mejora en el contenido de MO, PC y FDN de las gramíneas en los sistemas silvopastoriles, coincidiendo con los resultados encontrados en este estudio.

La DIVMS mostró una asociación negativa con los días de corte, a pesar de no encontrar diferencia estadística significativa, el sistema silvopastoril presentó una DIVMS de 77.74 % en comparación con 69.10 % del sistema monocultivo. Al respecto, ^{Hernández et al. (2020)}, reporta resultados similares a los encontrados en este estudio, al mencionar que la DIVMS presenta una tendencia similar a la PC, porque el forraje se mantuvo más digestible en los primeros intervalos, disminuyendo de 4 a 8 puntos porcentuales a los 50 d, concluyendo que la PC y DIVMS en la gramínea disminuyó conforme aumentó el intervalo de descanso de la pastura en el sistema monocultivo y silvopastoril. En este sentido, ^{Núñez et al. (2019)}, mencionan que el mayor crecimiento fuera de la copa de los árboles está relacionado con la menor calidad del pasto, debido a la rápida acumulación de lignina y celulosa en sus tejidos.