DOI:

https://doi.org/10.14483/2256201X.11629

Publicado:

01-01-2018

Número:

Vol. 21 Núm. 1 (2018): Enero-Junio

Sección:

Artículos de investigación científica y tecnológica

Impacto de Alnus acuminata Kunth en los flujos de N2O y calidad del pasto Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov.

Alnus acuminata Kunth impact on N2O fluxes and quality of Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov. grass

Autores/as

  • Amanda Silva Parra Universidad de los Llanos
  • Seydyss Garay Rodriguez Universidad de los Llanos
  • Arturo Samuel Gómez Insuasti Universidad de Nariño

Palabras clave:

deforestation, forestry, global warming, greenhouse gases GHG, pastures productivity (en).

Palabras clave:

calentamiento global, deforestación, forestal, gases de efecto invernadero GEI, productividad de las pasturas (es).

Biografía del autor/a

Amanda Silva Parra, Universidad de los Llanos

PhD Docente FCAyRN Universidad de los Llanos

Seydyss Garay Rodriguez, Universidad de los Llanos

MSc. Docente Facultad de Ciencias Económicas Universidad de los Llanos

Arturo Samuel Gómez Insuasti, Universidad de Nariño

PhD Docente Zootecnia Universidad de Nariño

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Cómo citar

APA

Silva Parra, A., Garay Rodriguez, S., y Gómez Insuasti, A. S. (2018). Impacto de Alnus acuminata Kunth en los flujos de N2O y calidad del pasto Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov. Colombia forestal, 21(1), 47–57. https://doi.org/10.14483/2256201X.11629

ACM

[1]
Silva Parra, A. et al. 2018. Impacto de Alnus acuminata Kunth en los flujos de N2O y calidad del pasto Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov. Colombia forestal. 21, 1 (ene. 2018), 47–57. DOI:https://doi.org/10.14483/2256201X.11629.

ACS

(1)
Silva Parra, A.; Garay Rodriguez, S.; Gómez Insuasti, A. S. Impacto de Alnus acuminata Kunth en los flujos de N2O y calidad del pasto Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov. Colomb. for. 2018, 21, 47-57.

ABNT

SILVA PARRA, Amanda; GARAY RODRIGUEZ, Seydyss; GÓMEZ INSUASTI, Arturo Samuel. Impacto de Alnus acuminata Kunth en los flujos de N2O y calidad del pasto Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov. Colombia forestal, [S. l.], v. 21, n. 1, p. 47–57, 2018. DOI: 10.14483/2256201X.11629. Disponível em: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/colfor/article/view/11629. Acesso em: 17 abr. 2024.

Chicago

Silva Parra, Amanda, Seydyss Garay Rodriguez, y Arturo Samuel Gómez Insuasti. 2018. «Impacto de Alnus acuminata Kunth en los flujos de N2O y calidad del pasto Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov». Colombia forestal 21 (1):47-57. https://doi.org/10.14483/2256201X.11629.

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Silva Parra, A., Garay Rodriguez, S. y Gómez Insuasti, A. S. (2018) «Impacto de Alnus acuminata Kunth en los flujos de N2O y calidad del pasto Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov»., Colombia forestal, 21(1), pp. 47–57. doi: 10.14483/2256201X.11629.

IEEE

[1]
A. Silva Parra, S. Garay Rodriguez, y A. S. Gómez Insuasti, «Impacto de Alnus acuminata Kunth en los flujos de N2O y calidad del pasto Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov»., Colomb. for., vol. 21, n.º 1, pp. 47–57, ene. 2018.

MLA

Silva Parra, Amanda, et al. «Impacto de Alnus acuminata Kunth en los flujos de N2O y calidad del pasto Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov». Colombia forestal, vol. 21, n.º 1, enero de 2018, pp. 47-57, doi:10.14483/2256201X.11629.

Turabian

Silva Parra, Amanda, Seydyss Garay Rodriguez, y Arturo Samuel Gómez Insuasti. «Impacto de Alnus acuminata Kunth en los flujos de N2O y calidad del pasto Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov». Colombia forestal 21, no. 1 (enero 1, 2018): 47–57. Accedido abril 17, 2024. https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/colfor/article/view/11629.

Vancouver

1.
Silva Parra A, Garay Rodriguez S, Gómez Insuasti AS. Impacto de Alnus acuminata Kunth en los flujos de N2O y calidad del pasto Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov. Colomb. for. [Internet]. 1 de enero de 2018 [citado 17 de abril de 2024];21(1):47-5. Disponible en: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/colfor/article/view/11629

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http://dx.doi.org/10.14483/2256201x.11629

ARTÍCULOS/INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

IMPACTO DE Alnus acuminata Kunth EN LOS FLUJOS DE N 2 O Y CALIDAD DEL PASTO Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov

Alnus acuminata Kunth impact on N 2 O fluxes and quality of Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov grass

Amanda Silva-Parra1, Seydyss Garay-Rodríguez2, Arturo S. Gómez-Insuasti3 

1Grupo de Investigación ISAF, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales. Universidad de los Llanos. Villavicencio, Colombia. asilvap@unillanos.edu.co. Autor para correspondencia.
2Grupo de Investigación ISAF, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales. Universidad de los Llanos. Villavicencio, Colombia. sgaray@unillanos.edu.co
3Universidad de Nariño. Pasto, Colombia. asgomezi@yahoo.com

Recibido: 15 de Febrero de 2017; Aprobado: 28 de Agosto de 2017


RESUMEN

El Aliso Alnus acuminata Kunth es un forestal del trópico alto de Colombia que se asocia con pasto Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov como sistema silvopastoril (SSP) y fija N atmosférico. El SSP se comparó con 0, 50, 100, 150 y 200 kg.N.ha-1.año-1 a los 30, 45 y 60 días sobre la calidad del pasto, expresada en forraje verde (FV), materia seca (MS), porcentaje de proteína cruda (%PC) y N absorbido; también se evaluaron los flujos de emisiones de N2O a la atmósfera. El SSP superó a 0 y 50 kg.N.ha-1 en todas las variables, menos en los flujos de emisiones de N2O que fue mayor a 0 kg.N.ha-1 (P<0.05) e igual a 50 kg.N.ha-1 (P>0.05) y en FV fue similar a 100 kg.N.ha-1(p>0.05); 150 y 200 kg.N.ha-1.año-1 superó en todas las variables al SSP. Se alcanzó mayor FV y MS a los 45 días y %PC a los 30 días.

Palabras clave: calentamiento global; deforestación; forestal; gases de efecto invernadero GEI; productividad de las pasturas.


ABSTRACT

The Aliso Alnus acuminata Kunth is a forest species of the of the Colombian Andes associated with Kikuyu grass as silvopastoral system (SPS) and fixe atmospheric N. The SPS was compared with 0, 50, 100, 150 and 200 kg N ha-1year-1 at 30, 45 and 60 days on pasture quality, expressed as green forage (GF), dry matter (DM), percentage of crude protein (% CP) and N absorbed, also fluxes N2O emissions to the atmosphere were evaluated. The SPS exceeded to 0 and 50 kg.N.ha-1 in all variables, less in the N2O emission fluxes that was greater than 0 kg.N.ha-1(P<0.05), equal to 50 kg.N.ha-1 (P>0.05), and in GF was similar to 100 kg.N.ha-1 (p>0.05). 150 and 200 kg.N.ha-1.year-1 exceeded all the variables to the SSP. A higher GF and DM was achieved at 45 days and %CP at 30 days.

Key words: global warming; deforestation; forestry; greenhouse gases GHG; pastures productivity.


INTRODUCCIÓN

Los sistemas de producción ganadera en el trópico alto de Colombia han sido responsables en gran parte de los altos ritmos de deforestación, provocados principalmente por los cambios en los usos del suelo, debido a la conversión de bosques naturales en pastizales permanentes (Staley et al., 2008Murgueitio et al., 2011).

Esto ha provocado procesos de degradación en el suelo y las pasturas, disminuyendo su fertilidad física y química (Zapata et al., 2009Hansen et al., 2010) y la capacidad productiva de las pasturas en el corto, mediano y largo plazo (Murgueitio et al., 2011).

Para contrarrestar la baja capacidad de producción de las pasturas, se ha recurrido a la fertilización nitrogenada (Teitzel et al., 1991; Soto et al., 2005), invirtiendo grandes cantidades de N, principalmente de Urea, que han incrementado los costos de producción (Soto et al., 2005). Estos son causantes también de efectos negativos en el medio ambiente y aumentos de GEI debido a las emisiones de N2O a la atmósfera (Pattey et al., 2005; IPCC, 2007).

Se estima que los sistemas agropecuarios son responsables directamente entre un 10 y un 12 % de las emisiones totales de GEI (Smith et al., 2008). El N2O ha sido responsable por el 5 % del efecto invernadero total a lo largo de los últimos 100 años (IPCC, 2006) y presenta un potencial de calentamiento global de 310 veces el de CO2(IPCC, 2007). La mayor parte de estas emisiones tienen lugar en forma de N2O emitido por los suelos fertilizados (Smith et al., 2008).

Las altas emisiones de GEI debidas a N2O en sistemas de producción ganadera son provocadas por el manejo del estiércol y deposición de orinas y heces de los bovinos en las praderas (Bathia et al., 2004). Según el IPCC (2006), las emisiones directas de N2O de las excreciones bovinas (heces y orina), equivalen al 2 % del N presente en las excretas y por la fertilización de pasturas (Bolan et al., 2004), y en una menor escala por el manejo de los residuos (IPCC, 2006).

Se ha estimado que alrededor de 1.5 teragramos (1 teragramo equivale a 1 megatón y este a 1 000 000 t) de N son introducidos directamente a la atmósfera cada año bajo la forma de óxido nitroso, en donde las aplicaciones de fertilizantes a ecosistemas agrícolas (sin tener en cuenta abonos animales ni fijación biológica de nitrógeno) representa un 15.8 % de estas emisiones (IPCC, 2007). El N2O es responsable por la reducción del ozono estratosférico (Phongpan & Mossier, 2003).

En las zonas de altura de los trópicos, la búsqueda de sistemas de producción más sostenibles tanto productiva como ambientalmente factibles se han convertido en una necesidad frente a los graves problemas de degradación de las pasturas, consolidándose los sistemas silvopastoriles (SSP) como alternativas viables a mediano y largo plazo (Naranjo et al., 2012). Lo anterior, por la importancia que tienen en el mejoramiento de la calidad de los pastos y forrajes (Mahecha, 2002Razz & Clavero, 2006), debido a un mayor reciclaje de nutrientes y mejoramiento de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo y en la reducción de fertilizantes nitrogenados y de los flujos de GEI a la atmosfera (Murgueitio et al., 2011; Naranjo et al., 2012).

El Aliso (A. acuminata Kunth) es una especie que se viene implementando en Colombia con pasto kikuyo Pennisetum clandestinum, el cual es predominante en los sistemas ganaderos extensivos del trópico alto colombiano (Apráez & Moncayo, 2003), constituyéndose en un sistema silvopastoril de importancia (Murgueitio et al., 2011). A. acuminata presenta en sus raíces una simbiosis tripartita con un actinomiceto del género Frankia y con especies de hongos micorrízicos (Becerra et al., 2005), permitiendo que las plantas sean capaces de fijar N y absorber P, representando una ventaja también para el crecimiento de las pasturas (Beer, 1980).

Dentro de este contexto, y dada la importancia para el desarrollo de la ganadería sostenible en el trópico alto andino colombiano y en la minimización de GEI a la atmósfera, esta investigación tuvo como objetivo evaluar el impacto del SSP de Aliso (A. acuminata Kunth) asociado con pasto kikuyo (P. clandestinum Hochst. ex Chiov) y diferentes dosis de N sobre la calidad forrajera del pasto kikuyo y los flujos de las emisiones de óxido nitroso N2O a la atmósfera.

MATERIALES Y MÉTODOS

Este trabajo se realizó en una zona del altiplano de Pasto, vereda Obonuco, departamento de Nariño, Colombia. Ubicada en las coordenadas geográficas de latitud 1°12’52.48”N y longitud 77°16’41.22”O, a 2710 m de altitud, temperatura media de 12ºC, precipitación promedio anual de 840 mm y una humedad relativa del 70 %.

El lugar de evaluación corresponde a una zona de vida Bs-pm (bosque seco premontano) (Holdridge, 1947); los suelos están clasificados como Vitric Haplustands originados de cenizas volcánicas, muy profundos a moderadamente profundos, desde bien a imperfectamente drenados y de fertilidad moderada a alta, pertenecen al grupo textural franco arcilloso y con pendiente de 10 % (IGAC, 2004).

Se utilizó una pradera establecida por más de 10 años con pasto kikuyo P. clandestinum.

Se evaluó un SSP extensivo de Aliso A. acuminata asociado con P. clandestinum, el cual no recibió fertilización de N con Urea, y se comparó con cinco niveles de fertilización nitrogenada a 0, 50, 100, 150 y 200 kg.N.ha-1.año-1. Los árboles del forestal estaban organizados dentro del lote como cerca viva, a una distancia de 3 m, y con una edad aproximada de ocho años. Se evaluaron tres periodos de corte (30, 45 y 60 días), la fertilización nitrogenada se realizó al voleo con fertilizante Urea (0-0-46).

Para el estudio se empleó un diseño de bloques completamente al azar con arreglo factorial 3 x 6, en parcelas divididas, asignando las parcelas principales al factor período de corte (factor A) y las subparcelas al factor B (tratamientos), con tres repeticiones, para un total de 18 tratamientos y 54 unidades experimentales en cada época. El modelo matemático corresponde a:

Descripción: http://www.scielo.org.co/img/revistas/cofo/v21n1/0120-0739-cofo-21-01-00047-i001.gif

Donde:

  • Yijk = valor en el k bloque en la parcela i y la subparcela j.
  • m = valor constante similar a la media de la población.
  • i = efecto del i-ésimo nivel del factor A.
  • (a) = error experimental de parcelas grandes.
  • b = efecto del j-ésimo nivel del factor B.
  • (ab)j = efecto de la interacción del iésimo nivel del factor A con el bloque j-esimo nivel del factor B.
  • (b) = error experimental de sub parcelas.

Descripción: http://www.scielo.org.co/img/revistas/cofo/v21n1/0120-0739-cofo-21-01-00047-i002.gif

El área experimental fue una parcela de 14 m2 (2 m x 7 m) y un área efectiva de corte de 9.75 m2 (6.5 m x 1.5 m) correspondiendo a un borde de 0.25 entre parcela y 0.50 entre bloques, con separación entre parcelas de 2 m.

Mediante aforo, haciendo uso de un cuadro de 0.25 m por cada lado, se lanzó al azar tres veces en cada una de las parcelas y se estimó la biomasa de forraje verde FV, la cual se pesó, y fue expresada en t.ha-1, luego se tomó una submuestra de 0.5 kg en bolsas de papel debidamente marcadas para análisis de tipo bromatológico (AOAC, 1975). Las muestras se secaron a 70ºC en estufa de aire circulante por 72 horas y se determinó el contenido de materia seca, el cual en seguida se molió con un molino de martillo de criba de 1 mm. Para determinar las cantidades de N total de las muestras, se efectuó mediante el método de micro kjeldahl (AOAC, 1975). El N absorbido (kg.N.ha-1.año-1) en cada uno de los tratamientos se obtuvo a partir de los %PC.

Cálculo de los flujos de las emisiones de N 2 O

Los flujos de las emisiones de N2O correspondientes a estiércoles y manejo de residuos y fertilizantes se calcularon teniendo en cuenta las metodologías del IPCC (2006).

En el cálculo del flujo de las emisiones de N2O, debido al manejo de los estiércoles, se consideró la ecuación 1 adaptada del IPCC (2006).

Consumo de N (kg.N.cab-1.año-1) = kg CMS x % PC / 100 / 6.25 ecuación 1.

Donde:

CMS = consumo de materia seca en kg.MS.día-1.

%PC = porcentaje de proteina cruda, de los valores obtenidos en los análisis bromatológicos.

Para el cálculo de la cantidad de N excretado se aplico la ecuación 2 adaptada del IPCC (2006).

Excreción de N (g.N.cab-1.año-1) = consumo de N (kg.N.cab-1.año-1) x % N retenido x 1000 ecuación 2.

Donde:

Consumo de N (kg.N.cab-1.año-1) = valor obtenido del cálculo en la ecuación 1.

%N retenido = 0.71 % N consumido.

Según Correa (2003), la fracción del consumo de N anual retenido por el animal es 0.71 en vacas lactantes, correspondiente a 0.40 en las heces y 0.31 retenido en las orinas, por lo cual, se asumió este valor. Para expresar los flujos de las emisiones en kg.N2O.ha-1.año-1 se tuvo en cuenta la carga UGG ha-1 (1 UGG=450 kg), en SSP extensivo se consideró 1.5 UGG ha-1, en sistema extensivo de pastura degradada 0 kg.N.ha-1.año-1 0.50 UGG.ha-1, y para pasturas mejoradas 100, 150 y 200 kg.N.ha-1.año-1 1.0 UGG.ha-1 (Parra-Silva, 2015).

Para el cálculo del flujo de las emisiones de N2O debido a residuos dejados por P. clandestinum en el SSP y las dosis de N, se consideraron las cantidades de N absorbido (kg.N.ha-1.año-1) a partir de los %PC obtenidos y las cantidades de FV, considerando una fracción correspondiente a 0.1 % dejadas por residuos (IPCC, 2006). Se consideró un factor de emisión FE de 1.25 kg de N emitido kg de N-1 en los residuos como fracción de N perdido durante el proceso de nitrificación y un FE de 0.01 kg de N emitido kg de N-1 en los residuos como fracción de N en los residuos que se volatiliza como NH3 y NOx (IPCC, 2006).

Los mismos FE fueron utilizados para calcular los flujos de las emisiones de óxido nitroso debido a fertilizantes, para lo cual se consideraron las dosis de N aplicado en cada uno de los tratamientos. Se tuvo en cuenta un factor de conversión de 44/28 para pasar de N a N2O (IPCC, 2006). Las emisiones evitadas por flujos de óxido nitroso debidas a fijación simbiótica de N de A. acuminata fueron calculadas a partir de la cantidad de N fijado por el cultivo (IPCC, 2006), considerando 180 kg.N.ha-1.año-1 (Caru et al., 2000).

Las emisiones de N2O se expresaron en kg.CO2.eq.ha-1, teniendo en cuenta un potencial de calentamiento global (PCG) de 310 (IPCC, 2006).

Los resultados de las variables por efecto de los tratamientos se sometieron a un análisis de varianza y cuando se presentaron diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos y la interacción se realizó la prueba de comparación de medias con el test de Tukey (p< 0.05) utilizando el paquete estadístico Statysticall Analisys System-SAS versión 9.0 (2002).

RESULTADOS

Forraje verde (FV) y materia seca (MS) de P. clandestinum

En el SSP se determinó que P. clandestinum produjo una cantidad similar de FV a la obtenida con 100 kg.N.ha-1.año-1 (P>0.05) (tabla 1) y fue mayor a las obtenidas con 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1, que fueron iguales (P>0.05). Con 100, 150 y 200 kg.N.ha-1.año -1 se obtuvieron los valores más altos de MS, con 200 kg.N.ha-1.año -1 se obtuvo más alto FV (P<0.05) (tabla 1).

Descripción: http://www.scielo.org.co/img/revistas/cofo/v21n1/0120-0739-cofo-21-01-00047-gt1.gif

1Valores con distinta letra presentan diferencias estadísticas altamente significativas, prueba de Tukey P<0.05. Letras mayúsculas corresponde a los periodos de corte y letras minúsculas a los niveles de fertilización y el SSP.

En el SSP se obtuvo que la MS de P. clandestinum fue mayor a 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1 (P<0.05) (tabla 1), sin embargo, entre 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1 no hubo diferencias (P>0.05); 100 y 150 kg.N.ha-1.año-1 superó en MS al SSP, 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1 (P<0.05). En la tabla 1 se observa que las dosis crecientes de N incrementaron la MS, con 200 kg.N.ha-1.año-1 se logró el valor más alto (P<0.05). A los 45 días se obtuvo la mayor cantidad de FV como de MS, sin diferencias a los 30 y 60 días para FV y mayor a los 60 que a los 30 días para MS (P<0.05).

Proteína cruda

El % PC de P. clandestinum aumentó a medida que el N incrementó de los 100 a 200 kg.N.ha-1.año-1, 14.79, 14.94 y 15.45 %, sin diferencias entre sí (P>0.05) (tabla 1). En el SSP P. clandestinum superó en %PC (12.34 %) a 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1(10.49 y 9.72 %) (P<0.05) (tabla 1), a su vez estos no mostraron diferencias (P>0.05). En la tabla 1 se observa que mayor %PC se presentó a los 30 que a los 45 y 60 días (P<0.05).

N absorbido por el pasto kikuyo

En la figura 1 se observa que la cantidad de N absorbido por P. clandestinum en el SSP superó a 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1 a los 30, 45 y 60 días (P<0.05), presentando un CV de 3 %, más bajo con respecto a las medias de las otras dosis de N, esto indica que la incorporación constante del N al suelo se mantuvo, aumentando la calidad de la pastura en el tiempo. También se observa que con 200 kg.N.ha-1.año-1 el N absorbido de P. clandestinum fue más alto comparado con las otras dosis de N y el SSP en todas las épocas de corte. Se determinó que no hubo una relación directamente proporcional entre los incrementos de N con el N absorbido por P. clandestinum y las épocas de corte, influyendo en la variabilidad de los datos estimados (figura 1).

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Simulación de los flujos de las emisiones de N 2 O a la atmósfera

Los flujos de las emisiones parciales y totales de N2O en kg.CO2eq.ha-1.año-1 aumentaron con los incrementos de N (figura 2). Los flujos de las emisiones totales fueron mayores con 200 kg.N.ha-1.año-1 (2154.5 kg.CO2eq.ha-1.año-1) y menores con 0 kg.N.ha-1.año-1 (311.86 kg.CO2eq.ha-1.año-1) (P<0.05). La diferencia en los flujos de las emisiones de N2O entre el SSP y 200 kg.N.ha-1.año-1 indican reducciones en cerca de 1605.97 kg.CO2eq.ha-1.año-1 a la atmosfera. El SSP generó flujos de emisiones de N2O a la atmosfera similares a los de 50 kg.N.ha-1.año-1 (P>0.05) (figura 2).

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DISCUSIÓN

Se presentó influencia positiva del SSP en la producción de FV del pasto P. clandestinum que superó a 0 y 50 kg.N.ha-1.año, más alto al encontrado por Builes & Gómez (2004), en pasto kikuyo P. clandestinum en arreglo silvopastoril con Aliso A. acuminata, con una producción de FV de 5.41 t.ha-1corte-1.

La respuesta positiva de aumentos de FV de P. clandestinum asociado con A. acuminata puede ser explicada por lo expuesto por Molina et al. (2008), el FV del pasto presentó una alta correlación (r=0.83) con el crecimiento en altura de A. acuminata de 2.5 años de edad con una densidad de 1200 árboles ha-1, debido a una alta fijación de N fijado (188 kg.N.ha-1), ya que las raíces de Aliso hacen simbiosis radical con actinomicetos del género Frankia(Caru et al., 2000).

A mayores dosis de N la tendencia fue a aumentos en la cantidad de FV. Según Mejía et al. (2014), los incrementos de N hasta 50 kg.N.ha-1.año con fertilizante sólido, incrementaron la producción de FV de P. clandestinum hasta 9.59 t.FV.ha-1.corte-1, y superó al testigo en 167 % (3.65 t.FV.ha-1.corte-1), valores que fueron inferiores a los reportados con esta misma dosis.

Se comprobó el efecto positivo de las dosis crecientes de N en los aumentos de MS de P. clandestinum. Al respecto, Mejía et al. (2014) reportaron que la producción de MS incremento con cada 10 kg.N.ha-1 adicionado tanto en fertilizante sólido como líquido, con la dosis más alta de 50 kg.N.ha-1 se alcanzaron valores de 1.91 y 1.63 t.MS.ha-1 respectivamente, inferiores a los reportados en este estudio con la misma dosis y a los de Lotero (1995). Apráez & Moncayo (2003) reportaron que el tratamiento sin fertilizante produjo 21 % de MS, mientras que el tratamiento con fertilizante 15.2 %.

En el SSP la producción de MS superó a las dosis de 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1. De igual forma, Builes & Gómez (2004) y Reis et al. (2009), mencionan un mejoramiento en la calidad de P. clandestinum cuando estuvo asociados con árboles, debido a más bajo contenido en fibra y a mayor contenido en proteína cruda (Beer, 1980).

A diferencia de los estudios realizados por Gualdrón & Padilla (2008) y Insuasty et al. (2011) quienes encontraron que la producción de MS de P. clandestinum fue más alta sin la influencia de A. acuminata.

El %PC se redujo con la edad del pasto P. clandestinum. De manera similar, Naranjo (2002) encontró que el %PC de P. clandestinum se redujo al recolectar muestras de pasto cada 7 días entre los 21 y 63 días después del rebrote; debido a que la acumulación de N en los órganos vegetativos es alta durante las primeras etapas de crecimiento de los cultivos y disminuye con la senescencia (Reeves et al., 1996; Soto et al., 2005).

El N absorbido por P. clandestinum fue más alto con la influencia de A. acuminata en el SSP comparado con 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1, debido a que una característica de los arboles fijadores de nitrógeno (AFN) es la de fijar nitrógeno (N) atmosférico en sus nódulos radicales y, a través del metabolismo, almacenarlo en su componente forrajero (hojas, peciolos, tallos tiernos y frutos) en forma de proteína cruda (N x 6.25), cuyo contenido varía entre 10 a 35 %. Se incluyen especies como Alnus, que sin ser leguminosas, fijan nitrógeno atmosférico (Read et al., 1976Beer, 1980).

Los mayores aportes a los flujos de las emisiones totales de N2O fueron debidos a fertilizantes nitrogenados, que aumentaron conforme se incrementaron las dosis de N (figura 2). Según Tarre et al. (2001) los fertilizantes nitrogenados son los mayores causantes de aumentos en los flujos de las emisiones debidas a N2O. La nitrificación y desnitrificación son los principales procesos responsables por las emisiones del suelo (IPCC, 2006).

Naranjo et al. (2012) para pasturas mejoradas PM y 200 kg.N.ha-1.año-1 reportaron flujos de emisiones totales de 876.9 kg.CO2eq.ha-1.año-1. En ambos estudios, en los SSP no se reportaron flujos de emisiones de N2O por el uso de fertilizantes nitrogenados. Los SSP minimizan el uso de fertilizantes en las pasturas (Smith et al., 2008).

El SSP en este estudio generó flujos de emisiones evitadas de N2O (absorciones de CO2) por el proceso de fijación simbiótica de N correspondiente a -1141.78 kg.CO2eq.ha-1.año-1 (figura 2). Tarre et al. (2001) mencionan que los SSP tienen la propiedad de neutralizar los flujos de las emisiones de GEI a la atmósfera.

Van Kernebeek & Gerber (2008) contabilizaron 13420 kg.CO2eq.ha-1.año-1 debido a flujos totales de N2O, derivadas del manejo de estiércoles, fertilización nitrogenada, residuos de cosecha y de cultivos fijadores de nitrógeno en una explotación ganadera en la India, mayores a los simulados en este estudio con 200 kg.N.ha-1.año-1, 2154.5 kg.CO2eq.ha-1.año-1 (figura 2). Según Naranjo et al., (2012), conforme se aumentó la carga animal (UGG ha-1) de sistemas extensivos de praderas degradadas a sistemas silvopastoriles intensivos SSPi, los flujos de las emisiones de N2O debidas a heces y orinas también aumentaron pasando de 355.2 a 1230 kg.CO2eq.ha-1.año-1. Según Parra-Silva (2015), los flujos de las emisiones totales en sistemas ganaderos de una zona andina de Nariño, se vieron influenciados por la carga animal por hectárea.

De acuerdo con el IPCC (2006), las actividades agropecuarias tienen gran influencia en las emisiones de N2O para la atmosfera, mencionan que el total de N excretado por Unidad Animal (UA) en Suramérica, se estima en 162 g.N.día-1, valor más bajo al obtenido con 200 kg.N.ha-1.año-1 (235.01 g.N.día-1). Los estudios de De Klein & Eckard (2008) confirman que con la adición de taninos en la dieta de los bovinos se mejora la retención de N por el animal y se pueden reducir las emisiones de N2O en los estiércoles. El A. acuminata es muy rico en taninos (hasta en un 20 %).

En los últimos 250 años la concentración de N2O ha aumentado cerca de 16 %, de 270 para 320 ppbv (partes por billón en volumen), o a una tasa de 0.8 ppbv.año-1 (IPCC, 2007). Los aumentos en las emisiones de N2O por el uso de N en fertilizantes, para sustentar una mayor carga animal de bovinos pueden ser compensadas por grandes cantidades de carbono atmosférico fijado en el suelo por los SSP y/o en los procesos de fijación simbiótica de N, que se consolidan como probables alternativas de producción ganadera mitigadoras de efecto invernadero (Soussana et al., 2010).

CONCLUSIONES

Se pudo establecer que en el SSP la incorporación de Aliso A. acuminata mejora la calidad y el N absorbido del pasto P. clandestinum comparado con 0 y 50 kg.N.ha-1.año, pudiendo sustituir en parte la fertilización con 100 kg.N.ha-1.año.

El SSP tiene la capacidad de mitigación de GEI (absorciones-flujos GEI) de 593.25 kg.CO2eq.ha-1.año-1 a la atmosfera, debido a la fijación simbiótica de N, enfrentando así de mejor manera los efectos negativos del cambio climático global.

Se recomienda el sistema silvopastoril de A. acuminata y pasto kikuyo P. clandestinum para las zonas ganaderas del trópico alto de Colombia, como una alternativa de producción importante que minimiza el uso de fertilizantes nitrogenados y las emisiones de GEI a la atmósfera sin alterar la calidad del pasto kikuyo.

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CONTRIBUCIÓN POR AUTOR El autor único es responsable de la obra en todos los aspectos que condujeron a la elaboración de su publicación.

CONFLICTO DE INTERESES

Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

Recibido: 15 de febrero de 2017; Aceptado: 28 de agosto de 2017

Resumen

El Aliso Alnus acuminata Kunth es un forestal del trópico alto de Colombia que se asocia con pasto Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov como sistema silvopastoril (SSP) y fija N atmosférico. El SSP se comparó con 0, 50, 100, 150 y 200 kg.N.ha-1.año-1 a los 30, 45 y 60 días sobre la calidad del pasto, expresada en forraje verde (FV), materia seca (MS), porcentaje de proteína cruda (%PC) y N absorbido; también se evaluaron los flujos de emisiones de N2O a la atmósfera. El SSP superó a 0 y 50 kg.N.ha-1 en todas las variables, menos en los flujos de emisiones de N2O que fue mayor a 0 kg.N.ha-1 (P<0.05) e igual a 50 kg.N.ha-1 (P>0.05) y en FV fue similar a 100 kg.N.ha-1 (p>0.05); 150 y 200 kg.N.ha-1.año-1 superó en todas las variables al SSP. Se alcanzó mayor FV y MS a los 45 días y %PC a los 30 días.

Palabras clave:

calentamiento global, deforestación, forestal, gases de efecto invernadero GEI, productividad de las pasturas..

Abstract

The Aliso Alnus acuminata Kunth is a forest species of the of the Colombian Andes associated with Kikuyu grass as silvopastoral system (SPS) and fixe atmospheric N. The SPS was compared with 0, 50, 100, 150 and 200 kg N ha-1 year-1 at 30, 45 and 60 days on pasture quality, expressed as green forage (GF), dry matter (DM), percentage of crude protein (% CP) and N absorbed, also fluxes N2O emissions to the atmosphere were evaluated. The SPS exceeded to 0 and 50 kg.N.ha-1 in all variables, less in the N2O emission fluxes that was greater than 0 kg.N.ha-1 (P<0.05), equal to 50 kg.N.ha-1 (P>0.05), and in GF was similar to 100 kg.N.ha-1 (p>0.05). 150 and 200 kg.N.ha-1.year-1 exceeded all the variables to the SSP. A higher GF and DM was achieved at 45 days and %CP at 30 days.

Key words:

global warming, deforestation, forestry, greenhouse gases GHG, pastures productivity..

INTRODUCCIÓN

Los sistemas de producción ganadera en el trópico alto de Colombia han sido responsables en gran parte de los altos ritmos de deforestación, provocados principalmente por los cambios en los usos del suelo, debido a la conversión de bosques naturales en pastizales permanentes (Staley et al., 2008; Murgueitio et al., 2011).

Esto ha provocado procesos de degradación en el suelo y las pasturas, disminuyendo su fertilidad física y química (Zapata et al., 2009; Hansen et al., 2010) y la capacidad productiva de las pasturas en el corto, mediano y largo plazo (Murgueitio et al., 2011).

Para contrarrestar la baja capacidad de producción de las pasturas, se ha recurrido a la fertilización nitrogenada (Teitzel et al., 1991; Soto et al., 2005), invirtiendo grandes cantidades de N, principalmente de Urea, que han incrementado los costos de producción (Soto et al., 2005). Estos son causantes también de efectos negativos en el medio ambiente y aumentos de GEI debido a las emisiones de N2O a la atmósfera (Pattey et al., 2005; IPCC, 2007).

Se estima que los sistemas agropecuarios son responsables directamente entre un 10 y un 12 % de las emisiones totales de GEI (Smith et al., 2008). El N2O ha sido responsable por el 5 % del efecto invernadero total a lo largo de los últimos 100 años (IPCC, 2006) y presenta un potencial de calentamiento global de 310 veces el de CO2 (IPCC, 2007). La mayor parte de estas emisiones tienen lugar en forma de N2O emitido por los suelos fertilizados (Smith et al., 2008).

Las altas emisiones de GEI debidas a N2O en sistemas de producción ganadera son provocadas por el manejo del estiércol y deposición de orinas y heces de los bovinos en las praderas (Bathia et al., 2004). Según el IPCC (2006), las emisiones directas de N2O de las excreciones bovinas (heces y orina), equivalen al 2 % del N presente en las excretas y por la fertilización de pasturas (Bolan et al., 2004), y en una menor escala por el manejo de los residuos (IPCC, 2006).

Se ha estimado que alrededor de 1.5 teragramos (1 teragramo equivale a 1 megatón y este a 1 000 000 t) de N son introducidos directamente a la atmósfera cada año bajo la forma de óxido nitroso, en donde las aplicaciones de fertilizantes a ecosistemas agrícolas (sin tener en cuenta abonos animales ni fijación biológica de nitrógeno) representa un 15.8 % de estas emisiones (IPCC, 2007). El N2O es responsable por la reducción del ozono estratosférico (Phongpan & Mossier, 2003).

En las zonas de altura de los trópicos, la búsqueda de sistemas de producción más sostenibles tanto productiva como ambientalmente factibles se han convertido en una necesidad frente a los graves problemas de degradación de las pasturas, consolidándose los sistemas silvopastoriles (SSP) como alternativas viables a mediano y largo plazo (Naranjo et al., 2012). Lo anterior, por la importancia que tienen en el mejoramiento de la calidad de los pastos y forrajes (Mahecha, 2002; Razz & Clavero, 2006), debido a un mayor reciclaje de nutrientes y mejoramiento de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo y en la reducción de fertilizantes nitrogenados y de los flujos de GEI a la atmosfera (Murgueitio et al., 2011; Naranjo et al., 2012).

El Aliso (A. acuminata Kunth) es una especie que se viene implementando en Colombia con pasto kikuyo Pennisetum clandestinum, el cual es predominante en los sistemas ganaderos extensivos del trópico alto colombiano (Apráez & Moncayo, 2003), constituyéndose en un sistema silvopastoril de importancia (Murgueitio et al., 2011). A. acuminata presenta en sus raíces una simbiosis tripartita con un actinomiceto del género Frankia y con especies de hongos micorrízicos (Becerra et al., 2005), permitiendo que las plantas sean capaces de fijar N y absorber P, representando una ventaja también para el crecimiento de las pasturas (Beer, 1980).

Dentro de este contexto, y dada la importancia para el desarrollo de la ganadería sostenible en el trópico alto andino colombiano y en la minimización de GEI a la atmósfera, esta investigación tuvo como objetivo evaluar el impacto del SSP de Aliso (A. acuminata Kunth) asociado con pasto kikuyo (P. clandestinum Hochst. ex Chiov) y diferentes dosis de N sobre la calidad forrajera del pasto kikuyo y los flujos de las emisiones de óxido nitroso N2O a la atmósfera.

MATERIALES Y MÉTODOS

Este trabajo se realizó en una zona del altiplano de Pasto, vereda Obonuco, departamento de Nariño, Colombia. Ubicada en las coordenadas geográficas de latitud 1°12’52.48”N y longitud 77°16’41.22”O, a 2710 m de altitud, temperatura media de 12ºC, precipitación promedio anual de 840 mm y una humedad relativa del 70 %.

El lugar de evaluación corresponde a una zona de vida Bs-pm (bosque seco premontano) (Holdridge, 1947); los suelos están clasificados como Vitric Haplustands originados de cenizas volcánicas, muy profundos a moderadamente profundos, desde bien a imperfectamente drenados y de fertilidad moderada a alta, pertenecen al grupo textural franco arcilloso y con pendiente de 10 % (IGAC, 2004).

Se utilizó una pradera establecida por más de 10 años con pasto kikuyo P. clandestinum.

Se evaluó un SSP extensivo de Aliso A. acuminata asociado con P. clandestinum, el cual no recibió fertilización de N con Urea, y se comparó con cinco niveles de fertilización nitrogenada a 0, 50, 100, 150 y 200 kg.N.ha-1.año-1. Los árboles del forestal estaban organizados dentro del lote como cerca viva, a una distancia de 3 m, y con una edad aproximada de ocho años. Se evaluaron tres periodos de corte (30, 45 y 60 días), la fertilización nitrogenada se realizó al voleo con fertilizante Urea (0-0-46).

Para el estudio se empleó un diseño de bloques completamente al azar con arreglo factorial 3 x 6, en parcelas divididas, asignando las parcelas principales al factor período de corte (factor A) y las subparcelas al factor B (tratamientos), con tres repeticiones, para un total de 18 tratamientos y 54 unidades experimentales en cada época. El modelo matemático corresponde a:

Donde:

  • Yijk = valor en el k bloque en la parcela i y la subparcela j.

  • m = valor constante similar a la media de la población.

  • a i = efecto del i-ésimo nivel del factor A.

  • x (a) = error experimental de parcelas grandes.

  • b = efecto del j-ésimo nivel del factor B.

  • (ab)j = efecto de la interacción del iésimo nivel del factor A con el bloque j-esimo nivel del factor B.

  • x (b) = error experimental de sub parcelas.

El área experimental fue una parcela de 14 m2 (2 m x 7 m) y un área efectiva de corte de 9.75 m2 (6.5 m x 1.5 m) correspondiendo a un borde de 0.25 entre parcela y 0.50 entre bloques, con separación entre parcelas de 2 m.

Mediante aforo, haciendo uso de un cuadro de 0.25 m por cada lado, se lanzó al azar tres veces en cada una de las parcelas y se estimó la biomasa de forraje verde FV, la cual se pesó, y fue expresada en t.ha-1, luego se tomó una submuestra de 0.5 kg en bolsas de papel debidamente marcadas para análisis de tipo bromatológico (AOAC, 1975). Las muestras se secaron a 70ºC en estufa de aire circulante por 72 horas y se determinó el contenido de materia seca, el cual en seguida se molió con un molino de martillo de criba de 1 mm. Para determinar las cantidades de N total de las muestras, se efectuó mediante el método de micro kjeldahl (AOAC, 1975). El N absorbido (kg.N.ha-1.año-1) en cada uno de los tratamientos se obtuvo a partir de los %PC.

Cálculo de los flujos de las emisiones de N 2 O

Los flujos de las emisiones de N2O correspondientes a estiércoles y manejo de residuos y fertilizantes se calcularon teniendo en cuenta las metodologías del IPCC (2006).

En el cálculo del flujo de las emisiones de N2O, debido al manejo de los estiércoles, se consideró la ecuación 1 adaptada del IPCC (2006).

Consumo de N (kg.N.cab-1.año-1) = kg CMS x % PC / 100 / 6.25 ecuación 1.

Donde:

CMS = consumo de materia seca en kg.MS.día-1.

%PC = porcentaje de proteina cruda, de los valores obtenidos en los análisis bromatológicos.

Para el cálculo de la cantidad de N excretado se aplico la ecuación 2 adaptada del IPCC (2006).

Excreción de N (g.N.cab-1.año-1) = consumo de N (kg.N.cab-1.año-1) x % N retenido x 1000 ecuación 2.

Donde:

Consumo de N (kg.N.cab-1.año-1) = valor obtenido del cálculo en la ecuación 1.

%N retenido = 0.71 % N consumido.

Según Correa (2003), la fracción del consumo de N anual retenido por el animal es 0.71 en vacas lactantes, correspondiente a 0.40 en las heces y 0.31 retenido en las orinas, por lo cual, se asumió este valor. Para expresar los flujos de las emisiones en kg.N2O.ha-1.año-1 se tuvo en cuenta la carga UGG ha-1 (1 UGG=450 kg), en SSP extensivo se consideró 1.5 UGG ha-1, en sistema extensivo de pastura degradada 0 kg.N.ha-1.año-1 0.50 UGG.ha-1, y para pasturas mejoradas 100, 150 y 200 kg.N.ha-1.año-1 1.0 UGG.ha-1 (Parra-Silva, 2015).

Para el cálculo del flujo de las emisiones de N2O debido a residuos dejados por P. clandestinum en el SSP y las dosis de N, se consideraron las cantidades de N absorbido (kg.N.ha-1.año-1) a partir de los %PC obtenidos y las cantidades de FV, considerando una fracción correspondiente a 0.1 % dejadas por residuos (IPCC, 2006). Se consideró un factor de emisión FE de 1.25 kg de N emitido kg de N-1 en los residuos como fracción de N perdido durante el proceso de nitrificación y un FE de 0.01 kg de N emitido kg de N-1 en los residuos como fracción de N en los residuos que se volatiliza como NH3 y NOx (IPCC, 2006).

Los mismos FE fueron utilizados para calcular los flujos de las emisiones de óxido nitroso debido a fertilizantes, para lo cual se consideraron las dosis de N aplicado en cada uno de los tratamientos. Se tuvo en cuenta un factor de conversión de 44/28 para pasar de N a N2O (IPCC, 2006). Las emisiones evitadas por flujos de óxido nitroso debidas a fijación simbiótica de N de A. acuminata fueron calculadas a partir de la cantidad de N fijado por el cultivo (IPCC, 2006), considerando 180 kg.N.ha-1.año-1 (Caru et al., 2000).

Las emisiones de N2O se expresaron en kg.CO2.eq.ha-1, teniendo en cuenta un potencial de calentamiento global (PCG) de 310 (IPCC, 2006).

Los resultados de las variables por efecto de los tratamientos se sometieron a un análisis de varianza y cuando se presentaron diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos y la interacción se realizó la prueba de comparación de medias con el test de Tukey (p< 0.05) utilizando el paquete estadístico Statysticall Analisys System-SAS versión 9.0 (2002).

RESULTADOS

Forraje verde (FV) y materia seca (MS) de P. clandestinum

En el SSP se determinó que P. clandestinum produjo una cantidad similar de FV a la obtenida con 100 kg.N.ha-1.año-1 (P>0.05) (tabla 1) y fue mayor a las obtenidas con 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1, que fueron iguales (P>0.05). Con 100, 150 y 200 kg.N.ha-1.año -1 se obtuvieron los valores más altos de MS, con 200 kg.N.ha-1.año -1 se obtuvo más alto FV (P<0.05) (tabla 1).

Tabla 1: Producción y calidad del pasto P clandestinum por efecto del impacto de A. acuminata en SSP, dosis de N y edades de corte.

1Valores con distinta letra presentan diferencias estadísticas altamente significativas, prueba de Tukey P<0.05. Letras mayúsculas corresponde a los periodos de corte y letras minúsculas a los niveles de fertilización y el SSP.

En el SSP se obtuvo que la MS de P. clandestinum fue mayor a 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1 (P<0.05) (tabla 1), sin embargo, entre 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1 no hubo diferencias (P>0.05); 100 y 150 kg.N.ha-1.año-1 superó en MS al SSP, 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1 (P<0.05). En la tabla 1 se observa que las dosis crecientes de N incrementaron la MS, con 200 kg.N.ha-1.año-1 se logró el valor más alto (P<0.05). A los 45 días se obtuvo la mayor cantidad de FV como de MS, sin diferencias a los 30 y 60 días para FV y mayor a los 60 que a los 30 días para MS (P<0.05).

Proteína cruda

El % PC de P. clandestinum aumentó a medida que el N incrementó de los 100 a 200 kg.N.ha-1.año-1, 14.79, 14.94 y 15.45 %, sin diferencias entre sí (P>0.05) (tabla 1). En el SSP P. clandestinum superó en %PC (12.34 %) a 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1(10.49 y 9.72 %) (P<0.05) (tabla 1), a su vez estos no mostraron diferencias (P>0.05). En la tabla 1 se observa que mayor %PC se presentó a los 30 que a los 45 y 60 días (P<0.05).

N absorbido por el pasto kikuyo

En la figura 1 se observa que la cantidad de N absorbido por P. clandestinum en el SSP superó a 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1 a los 30, 45 y 60 días (P<0.05), presentando un CV de 3 %, más bajo con respecto a las medias de las otras dosis de N, esto indica que la incorporación constante del N al suelo se mantuvo, aumentando la calidad de la pastura en el tiempo. También se observa que con 200 kg.N.ha-1.año-1 el N absorbido de P. clandestinum fue más alto comparado con las otras dosis de N y el SSP en todas las épocas de corte. Se determinó que no hubo una relación directamente proporcional entre los incrementos de N con el N absorbido por P. clandestinum y las épocas de corte, influyendo en la variabilidad de los datos estimados (figura 1).

N absorbido de P clandestinum por efecto del impacto de A. acuminata, dosis de N y épocas de corte. Medias y CV %: SSP (74.6 kg.N.ha-1.año-1 y 3 %), 0 (40.3 kg.N.ha-1.año-1 y 26 %), 50 (43.3 kg.N.ha-1.año-1 y 21 %), 100 (88.0 kg.N.ha-1.año-1 y 24 %), 150 (101.3 kg.N.ha-1.año-1 y 17 %), 200 (1 18.0 kg.N.ha-1.año-1 y 16 %).

Figura 1: N absorbido de P clandestinum por efecto del impacto de A. acuminata, dosis de N y épocas de corte. Medias y CV %: SSP (74.6 kg.N.ha-1.año-1 y 3 %), 0 (40.3 kg.N.ha-1.año-1 y 26 %), 50 (43.3 kg.N.ha-1.año-1 y 21 %), 100 (88.0 kg.N.ha-1.año-1 y 24 %), 150 (101.3 kg.N.ha-1.año-1 y 17 %), 200 (1 18.0 kg.N.ha-1.año-1 y 16 %).

Simulación de los flujos de las emisiones de N 2 O a la atmósfera

Los flujos de las emisiones parciales y totales de N2O en kg.CO2eq.ha-1.año-1 aumentaron con los incrementos de N (figura 2). Los flujos de las emisiones totales fueron mayores con 200 kg.N.ha-1.año-1 (2154.5 kg.CO2eq.ha-1.año-1) y menores con 0 kg.N.ha-1.año-1 (311.86 kg.CO2eq.ha-1.año-1) (P<0.05). La diferencia en los flujos de las emisiones de N2O entre el SSP y 200 kg.N.ha-1.año-1 indican reducciones en cerca de 1605.97 kg.CO2eq.ha-1.año-1 a la atmosfera. El SSP generó flujos de emisiones de N2O a la atmosfera similares a los de 50 kg.N.ha-1.año-1 (P>0.05) (figura 2).

Flujos de las emisiones de N2O a la atmósfera por efecto del impacto de Aliso A. acuminata en SSP con pasto kikuyo P clandestinum y dosis de N. Valores con distinta letra presentan diferencias estadísticas altamente significativas, prueba de Tukey P<0.05.

Figura 2: Flujos de las emisiones de N2O a la atmósfera por efecto del impacto de Aliso A. acuminata en SSP con pasto kikuyo P clandestinum y dosis de N. Valores con distinta letra presentan diferencias estadísticas altamente significativas, prueba de Tukey P<0.05.

DISCUSIÓN

Se presentó influencia positiva del SSP en la producción de FV del pasto P. clandestinum que superó a 0 y 50 kg.N.ha-1.año, más alto al encontrado por Builes & Gómez (2004), en pasto kikuyo P. clandestinum en arreglo silvopastoril con Aliso A. acuminata, con una producción de FV de 5.41 t.ha-1corte-1.

La respuesta positiva de aumentos de FV de P. clandestinum asociado con A. acuminata puede ser explicada por lo expuesto por Molina et al. (2008), el FV del pasto presentó una alta correlación (r=0.83) con el crecimiento en altura de A. acuminata de 2.5 años de edad con una densidad de 1200 árboles ha-1, debido a una alta fijación de N fijado (188 kg.N.ha-1), ya que las raíces de Aliso hacen simbiosis radical con actinomicetos del género Frankia (Caru et al., 2000).

A mayores dosis de N la tendencia fue a aumentos en la cantidad de FV. Según Mejía et al. (2014), los incrementos de N hasta 50 kg.N.ha-1.año con fertilizante sólido, incrementaron la producción de FV de P. clandestinum hasta 9.59 t.FV.ha-1.corte-1, y superó al testigo en 167 % (3.65 t.FV.ha-1.corte-1), valores que fueron inferiores a los reportados con esta misma dosis.

Se comprobó el efecto positivo de las dosis crecientes de N en los aumentos de MS de P. clandestinum. Al respecto, Mejía et al. (2014) reportaron que la producción de MS incremento con cada 10 kg.N.ha-1 adicionado tanto en fertilizante sólido como líquido, con la dosis más alta de 50 kg.N.ha-1 se alcanzaron valores de 1.91 y 1.63 t.MS.ha-1 respectivamente, inferiores a los reportados en este estudio con la misma dosis y a los de Lotero (1995). Apráez & Moncayo (2003) reportaron que el tratamiento sin fertilizante produjo 21 % de MS, mientras que el tratamiento con fertilizante 15.2 %.

En el SSP la producción de MS superó a las dosis de 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1. De igual forma, Builes & Gómez (2004) y Reis et al. (2009), mencionan un mejoramiento en la calidad de P. clandestinum cuando estuvo asociados con árboles, debido a más bajo contenido en fibra y a mayor contenido en proteína cruda (Beer, 1980).

A diferencia de los estudios realizados por Gualdrón & Padilla (2008) y Insuasty et al. (2011) quienes encontraron que la producción de MS de P. clandestinum fue más alta sin la influencia de A. acuminata.

El %PC se redujo con la edad del pasto P. clandestinum. De manera similar, Naranjo (2002) encontró que el %PC de P. clandestinum se redujo al recolectar muestras de pasto cada 7 días entre los 21 y 63 días después del rebrote; debido a que la acumulación de N en los órganos vegetativos es alta durante las primeras etapas de crecimiento de los cultivos y disminuye con la senescencia (Reeves et al., 1996; Soto et al., 2005).

El N absorbido por P. clandestinum fue más alto con la influencia de A. acuminata en el SSP comparado con 0 y 50 kg.N.ha-1.año-1, debido a que una característica de los arboles fijadores de nitrógeno (AFN) es la de fijar nitrógeno (N) atmosférico en sus nódulos radicales y, a través del metabolismo, almacenarlo en su componente forrajero (hojas, peciolos, tallos tiernos y frutos) en forma de proteína cruda (N x 6.25), cuyo contenido varía entre 10 a 35 %. Se incluyen especies como Alnus, que sin ser leguminosas, fijan nitrógeno atmosférico (Read et al., 1976; Beer, 1980).

Los mayores aportes a los flujos de las emisiones totales de N2O fueron debidos a fertilizantes nitrogenados, que aumentaron conforme se incrementaron las dosis de N (figura 2). Según Tarre et al. (2001) los fertilizantes nitrogenados son los mayores causantes de aumentos en los flujos de las emisiones debidas a N2O. La nitrificación y desnitrificación son los principales procesos responsables por las emisiones del suelo (IPCC, 2006).

Naranjo et al. (2012) para pasturas mejoradas PM y 200 kg.N.ha-1.año-1 reportaron flujos de emisiones totales de 876.9 kg.CO2eq.ha-1.año-1. En ambos estudios, en los SSP no se reportaron flujos de emisiones de N2O por el uso de fertilizantes nitrogenados. Los SSP minimizan el uso de fertilizantes en las pasturas (Smith et al., 2008).

El SSP en este estudio generó flujos de emisiones evitadas de N2O (absorciones de CO2) por el proceso de fijación simbiótica de N correspondiente a -1141.78 kg.CO2eq.ha-1.año-1 (figura 2). Tarre et al. (2001) mencionan que los SSP tienen la propiedad de neutralizar los flujos de las emisiones de GEI a la atmósfera.

Van Kernebeek & Gerber (2008) contabilizaron 13420 kg.CO2eq.ha-1.año-1 debido a flujos totales de N2O, derivadas del manejo de estiércoles, fertilización nitrogenada, residuos de cosecha y de cultivos fijadores de nitrógeno en una explotación ganadera en la India, mayores a los simulados en este estudio con 200 kg.N.ha-1.año-1, 2154.5 kg.CO2eq.ha-1.año-1 (figura 2). Según Naranjo et al., (2012), conforme se aumentó la carga animal (UGG ha-1) de sistemas extensivos de praderas degradadas a sistemas silvopastoriles intensivos SSPi, los flujos de las emisiones de N2O debidas a heces y orinas también aumentaron pasando de 355.2 a 1230 kg.CO2eq.ha-1.año-1. Según Parra-Silva (2015), los flujos de las emisiones totales en sistemas ganaderos de una zona andina de Nariño, se vieron influenciados por la carga animal por hectárea.

De acuerdo con el IPCC (2006), las actividades agropecuarias tienen gran influencia en las emisiones de N2O para la atmosfera, mencionan que el total de N excretado por Unidad Animal (UA) en Suramérica, se estima en 162 g.N.día-1, valor más bajo al obtenido con 200 kg.N.ha-1.año-1 (235.01 g.N.día-1). Los estudios de De Klein & Eckard (2008) confirman que con la adición de taninos en la dieta de los bovinos se mejora la retención de N por el animal y se pueden reducir las emisiones de N2O en los estiércoles. El A. acuminata es muy rico en taninos (hasta en un 20 %).

En los últimos 250 años la concentración de N2O ha aumentado cerca de 16 %, de 270 para 320 ppbv (partes por billón en volumen), o a una tasa de 0.8 ppbv.año-1 (IPCC, 2007). Los aumentos en las emisiones de N2O por el uso de N en fertilizantes, para sustentar una mayor carga animal de bovinos pueden ser compensadas por grandes cantidades de carbono atmosférico fijado en el suelo por los SSP y/o en los procesos de fijación simbiótica de N, que se consolidan como probables alternativas de producción ganadera mitigadoras de efecto invernadero (Soussana et al., 2010).

CONCLUSIONES

Se pudo establecer que en el SSP la incorporación de Aliso A. acuminata mejora la calidad y el N absorbido del pasto P. clandestinum comparado con 0 y 50 kg.N.ha-1.año, pudiendo sustituir en parte la fertilización con 100 kg.N.ha-1.año.

El SSP tiene la capacidad de mitigación de GEI (absorciones-flujos GEI) de 593.25 kg.CO2eq.ha-1.año-1 a la atmosfera, debido a la fijación simbiótica de N, enfrentando así de mejor manera los efectos negativos del cambio climático global.

Se recomienda el sistema silvopastoril de A. acuminata y pasto kikuyo P. clandestinum para las zonas ganaderas del trópico alto de Colombia, como una alternativa de producción importante que minimiza el uso de fertilizantes nitrogenados y las emisiones de GEI a la atmósfera sin alterar la calidad del pasto kikuyo.

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