En el Perú, durante los años 1975 al 2000 la tasa de deforestación se incrementó en 2’672,554 ha^1,2, siendo la causa principal de este desalentador panorama el incremento del sector agropecuario (producción extensiva)³, seguido por la actividad minera, los incendios y la tala ilegal de bosques^2,4; esta situación se agrava todavía más debido a las limitadas políticas de uso y tenencia de tierras, así como por la falta de conocimientos de nuevos sistemas de producción sostenible⁵.

Hacia el año 2012 la superficie agropecuaria peruana ascendió a 38’742,000 ha de las cuales el 46.5 % representan a pastos naturales⁶, caracterizados por ser un sistema productivo a campo abierto, es decir, sin la presencia de cobertura arbórea. La falta de árboles y de cobertura arbórea en general causan varios problemas ecológicos como fenómenos climáticos extremos, erosión del suelo, contaminación del agua, disminución de la biodiversidad⁷, y por consiguiente problemas económicos⁸, debido a la baja productividad por la fertilidad limitada del suelo⁹.

Sin embargo, los impactos negativos asociados con la producción ganadera extensiva se pueden reducir si la cría de ganado se enfoca bajo sistemas que permitan aumentar la productividad, mejorar la sostenibilidad y brindar servicios ecológicos al ecosistema^8,10. En tal sentido, estudios demuestran la importancia de las pasturas asociadas con árboles para la conservación de la biodiversidad^11,12. Es así que los sistemas silvopastoriles constituyen una opción para la explotación de rumiantes, ya que diversifican los productos (leche, carne, madera, postes y leña), brindan sombra, mejoran la dieta de los animales y reducen el empleo de insumos externos^13,14. Por lo anterior, el objetivo del presente estudio fue evaluar la composición florística y la clasificación funcional de las especies herbáceas, así como los parámetros productivos y nutricionales del componente forrajero establecido bajo arreglos silvopastoriles.

El estudio se realizó en el distrito de Molinopampa, específicamente en las localidades de Molinopampa, Santa Cruz del Tingo, Pumahermana y Ocol; ubicados a una altitud sobre los 2,421 msnm, entre las coordenadas 06°12'20'' latitud Sur y 77°40'06'' longitud Oeste. Presentan clima ligeramente húmedo y templado cálido, con temperatura promedio anual de 14.5 °C y precipitación promedio anual de 1,200 mm¹⁵.

Se estudiaron cuatro arreglos silvopastoriles (ASP) [cercas vivas (CV), árboles dispersos en el potrero (ADP), árboles en callejones (AEC) y sistema a campo abierto (SCA)]; los cuales fueron seleccionadas por homogeneidad en el componente forrajero, edad de los árboles y superficie entre 1 a 2 ha. En cada ASP se evaluó la composición florística mediante el método del transecto¹⁶, el cual consistió en estirar una cuerda de 50 m con marcas entre (01) metro (punto de contacto) para el muestreo con un anillo censador (cuatro transectos por cada ASP). La clasificación funcional se determinó según el grado de preferencia de las especies herbáceas [especies deseables (ED), especies poco deseables (EPD) y especies indeseables (EI)]^17,18. La biomasa del componente forrajero (BCF) se determinó por el método del metro cuadrado¹⁹, para lo cual se pesaron 40 muestras por cada ASP (10 por cada localidad o repetición). Para el contenido de materia seca (MS) se mezclaron las 40 muestras obtenidas de la evaluación de biomasa, luego se pesó 100 g de forraje de cada ASP y se colocó a 65 °C en una estufa de circulación de aire forzado BINDER FD 115 (BINDER GmbH, Alemania). La composición nutricional del CF: proteína total (PT), extracto etéreo (EE), fibra cruda (FC), ceniza (C) y energía bruta (EB) se cuantificó en 1 kg de forraje (obtenido de la mezcla de las 40 muestras recolectadas por cada ASP) mediante los lineamientos establecidos por AOAC²⁰. Cabe indicar que el análisis se realizó durante un periodo de 12 meses, considerando dos épocas para la toma de muestras: época de lluvia (noviembre del 2016 a abril del 2017) y época seca (mayo a octubre del 2017).

Para el análisis estadístico, se utilizó un diseño de bloques completos al azar conformado por cuatro tratamientos (SCA, CV, ADP y AEC), en cuatro localidades (Molinopampa, Santa Cruz del Tingo, Pumahermana y Ocol) o réplicas consideradas como bloques. Los resultados se procesaron utilizando el software estadístico SPSS 15.0, en el cual se sometieron al análisis de normalidad y homogeneidad de varianzas con el test Shapiro-Wilk y Levene. Los datos de composición nutricional se procesaron mediante un análisis de varianza con un nivel de confianza de 95 % (P<0.05) y la prueba de Tukey para comparaciones múltiples. La BCF se analizó con la prueba U de Mann-Whitney²¹.

Los resultados del estudio conjunto de los sistemas productivos (SCA, AEC, ADP y CV) registraron la presencia de 22 especies, agrupadas en 11 familias. La mayor riqueza se encontró en la familia Poaceae (8 especies), siendo Lolium multiflorum la especie más representativa, con una presencia entre el 15 al 32 % dentro de cada sistema productivo. Por otro lado, especies como Equisetum giganteum, Ageratina azangaroensis y Verbena litoralis fueron las menos abundantes, encontrándose únicamente en los SCA (Cuadro 1).

La clasificación funcional indica que los ASP reportan una mayor abundancia de ED (Trifolium repens, Taraxacum officinale, Lolium multiflorum, Dactylis glomerata, Pennisetum clandestinum, Setaria sphacelata y Trifolium pratense), con un porcentaje que varía entre los 58.0 % a 67.0 %; por otra parte, el mayor porcentaje de EPD (Brachiaria brizantha, Rumex obtusifolius, Paspalum penicillatum, Sporobolus indicus, Philoglossa mimuloides y Paspalum bonplandianum), así como, el de EI (Cyperus sp, Plantago lanceolata, Equisetum giganteum, Anagallis arvensis, Hydrocotyle vulgaris, Ageratina azangaroensis, Verbena litoralis, Eleocharis geniculata, y Thelypteris sp) se reportó en los SCA con un 33.0 % y 28.0 %, respectivamente (Figura 1). Dentro de las 22 especies registradas, la más destacada dentro del grupo de ED pertenece a la familia Poaceae, teniendo en L. multiflorum y P. clandestinum las más representativas del grupo.

EI= especies indeseables; SCA= sistema a campo abierto; ADP= árboles dispersos en potrero; AEC= árboles en callejones; CV= cercas vivas.

Figura 1 Clasificación funcional de las especies 

Respecto a la producción de BCF, las evaluaciones durante la época lluviosa y seca mostraron diferencias significativas (P<0.05) entre los ASP y el SCA. En este sentido, el ASP que alcanzó el más alto rendimiento durante la época lluviosa y seca fue el AEC, y el SCA quien registró el nivel más bajo de este parámetro. En cuanto al análisis de MS, los sistemas productivos (ASP y SCA) mostraron diferencias significativas (P<0.05) tanto en la época lluviosa como seca, evidenciando que el ASP con AEC registró mejores niveles en ambas épocas de evaluación (Figura 2).

A) Evaluación en época lluviosa. B) Evaluación en época seca.

BCF= biomasa del componente forrajero; MS= materia seca; AEC= árboles en callejones; ADP= arboles dispersos en potrero; CV= cercas vivas; SCA= sistema a campo abierto.

Figura 2 Rendimiento del componente forrajero 

Los componentes nutricionales (C, EE, FC, PT y EB) registrados en época lluviosa y seca fueron significativamente diferentes (P<0.05) entre los sistemas productivos (ASP y SCA), con excepción del contenido de FC registrado durante época seca ya que no mostró diferencia estadística. Los resultados de ambas épocas muestran que el contenido de C y PT fue superior en el arreglo con AEC, y que los niveles de FC variaron entre 24 a 30 %. El nivel más alto de EB durante época lluviosa se registró en el sistema con AEC, por el contrario, durante época seca, el mayor valor se alcanzó en el SCA (Figura 3).

A)Evaluación en época lluviosa. B) Evaluación en época seca.

C= cenizas, EE= extracto etéreo, FC= fibra cruda, PT= proteína total, EB= energía bruta; AEC= árboles en callejones; ADP= árboles dispersos en potrero; CV= cercas vivas; SCA= sistema a campo abierto.

Figura 3 Composición nutricional del componente forrajero 

Las especies con mayor dominancia en el CF de los sistemas productivos pertenecen a las siguientes familias: Poaceae, Fabaceae y Asteraceae; entre ellas, esta última está más presente en los SCA y puede estar relacionada con la modificación de semillas típicas de esta familia, permitiendo así, su fácil diseminación favorecida por la libre circulación del flujo de aire. Los resultados son similares a los reportados en la cuenca del río Ilo (Moquegua), donde se encontró que la mayor riqueza de especies pertenece a las Asteraceae y Poaceae¹⁶, lo que indica la amplia distribución de estas familias en el Perú.

Los ASP albergaron la mayor abundancia de ED, pero un caso opuesto se registra en los SCA, donde la baja fertilidad del suelo y la alta presencia de malezas son limitantes para el desarrollo de las pasturas⁷. En general, los resultados del presente estudio concuerdan con el reporte para pastizales de zonas altoandinas de Cusco (Perú), donde el porcentaje de ED fue superior (aproximadamente 70.0 %) respecto a especies de otra clasificación funcional²². Por el contrario, difieren de los reportes para pastizales de zonas altoandinas de Pasco (Perú), donde la presencia de EPD (34.0 %) y EI (54.7 %) superó a las ED (11.3 %)¹⁷.

Los rendimientos registrados en los distintos sistemas de producción (en época lluviosa y seca) permiten demostrar el impacto positivo de los ASP sobre la producción de los pastos, como lo ratifican los resultados de un estudio, en el que un ASP alcanzó un rendimiento de 12.78 t FV/ha, mientras que el SCA solo alcanzó 6.79 t FV/ha²³. La presencia de árboles puede incrementar la productividad del CF porque influye sobre la fertilidad del suelo al incrementar el contenido de materia orgánica, como resultado de la descomposición del estrato arbóreo, arbustivo y herbáceo^24,25. Además, los árboles aprovechan los nutrientes de las capas más profundas, y estos a su vez pueden ser aprovechados en los pastizales debido a los efectos de reciclaje^26,27. La influencia de los árboles puede ser aún más pronunciado cuando se utilizan especies que tienen la capacidad de aumentar la disponibilidad de nitrógeno en el suelo, como A. acuminata. En cuanto al contenido de MS, los rendimientos más altos de este estudio se obtuvieron en los ASP, no obstante están por debajo de lo reportado para un ASP de A. acuminata asociado con P. clandestinum, donde el porcentaje de MS alcanzado fue de 29.5 % para el ASP y de 28 % para el SCA²⁸, demostrando que el rendimiento también está influenciado por la especie forrajera que conforme el sistema silvopastoril.

Los niveles de EE registrados en este estudio (entre 2.48 % a 5.52 %) fueron superiores al reporte realizado en un ASP de Leucaena leucocephala con Cynodon nlemfuensis (1.28 %) y un SCA de C. nlemfuensis (1.13 %)²⁹. Por otra parte, un ASP de L. leucocephala con pasturas mejoradas y un SCA con gramíneas reportaron 2.74 % y 1.72 % de EE respectivamente³⁰. La variación en los resultados de estos estudios sugiere que los valores energéticos representados por el EE están influenciados por la especie forrajera cultivada, pero no por el sistema de producción.

En este estudio, el nivel de ceniza registrado en el arreglo con AEC (durante la temporada de lluvias) superó los reportes para un ASP de L. leucocephala con C. nlemfuensis (9.35 %) y un SCA de C. nlemfuensis (9.02 %)²⁹. El contenido de ceniza está relacionado con la disponibilidad de minerales que cumplen función electrolítica, los cuales están involucrados en la presión osmótica, el equilibrio y la permeabilidad de membranas y tejidos, así como en las funciones catalizadoras³¹, por lo cual es importante que los pastos muestren un nivel adecuado para la dieta del ganado.

En comparación con el SCA, el nivel de FC registrado en los ASP fue ligeramente más bajo. Un comportamiento similar se reportó para la fracción de tallo y hoja de C. nlemfuensis cultivadas bajo SCA y en asociación con L. leucocephala²⁹. Estos resultados pueden estar relacionados con el efecto de sombra producido por las copas de los árboles, que puede reducir la evaporación y mejorar la dinámica de los nutrientes³². Además, los sistemas silvopastoriles proporcionan fibra de mejor calidad y fácil de digerir, reduciendo la emisión de metano entre un 30 % y un 40 % en comparación con el SCA³³.

Por otro lado, los altos niveles de PT reportados para los ASP, sugieren que los árboles de A. acuminata realizan simbiosis con microorganismos fijadores de nitrógeno, permitiendo mejorar el contenido proteico y nutricional del CF³⁴. Dichos resultados presentan similitud con el reporte para un ASP de P. clandestinum con Sambucus nigra (16.6 %), ya que fue superior al registro del SCA (13.9 %)²⁸. Por su parte, otro estudio no mostró marcada diferencia entre los sistemas, reportando 15.61 % de proteína cruda en los ASP (A. acuminata con P. clandestinum) y 15.51 % en SCA³⁵.

El nivel de EB reportado en época lluviosa muestra que los ASP (excepto en ADP) alcanzaron valores superiores al de SCA (4,555 kcal/kg). Resultados con tendencia similar se describieron en ASP con Buddleja incana, Buddleja coriaceae y Polylepis racemosa, donde los pastos alcanzaron EB de 4,182.78, 4,179.11 y 4,182 kcal/kg, respectivamente, siendo superior al valor reportado en el SCA (3,838.56 kcal/kg)³⁶. Por último, cabe mencionar que, en época seca, el nivel de EB en el SCA (4,462 kcal/kg) fue superior a la EB en los ASP.

En conclusión, el sistema a campo abierto presentó el mayor número de familias botánicas, pero la mayoría de especies deseables para los animales de pastoreo se encontró en los arreglos silvopastoriles con árboles en callejones. Las familias con mayor importancia para el componente forrajero de los sistemas productivos fueron: Poaceae, Fabaceae y Asteraceae. Los niveles de productividad, materia seca y composición nutricional (proteína total y energía bruta) fueron superiores en todos los arreglos silvopastoriles, especialmente en el área de árboles en callejones, siendo esto importante para la producción de ganado lechero.