Producción de biomasa en seis ecotipos de matarratón (Gliricidia sepium)

Producción de biomasa en seis ecotipos de matarratón (Gliricidia sepium)

CIPAV, AA7482, Cali, Colombia, y

*Hacienda "El Hatico", Calle 44N, No 4N 85, Cali

Six cultivars of "matarratón" (Gliricidia sepium), from the Oxford Forestry Institute collection (derived from México, Guatemala, Costa Rica and Colombia), at two planting densities (50 x 50 cm and 100 x 100 cm, giving 40,000 and 10,000 plants/ha) were evaluated in a replicated split plot design, during a 20 month period following establishment from seed in the farm "El Hatico", situated in the Valle del Cauca, Colombia at 1,020 masl (mean temperature 24°C, rainfall 1,130 mm, latitude 3°54'N, longitude 76°22'W).

Dry matter content of leaves and green stems at the first harvest (270 days) was in the range 26 27 and 16 25%, respectively. Comparable values for protein (N x 6.25) in the dry matter were 21 29 and 9 11%.

The proportions of leaf plus petiole in the total edible biomass in cuts 3 and 4 ranged from 53 to 63% among cultivars and were 54.5 57 and 60% for the low and high planting densities.

Total edible (leaves and green stems) biomass after four harvests at 90 day intervals (the first was 270 days following establishment) ranged from 71 to 98 tonnes fresh matter/ha for the high density planting and from 53 to 71 tonnes for the low density. The highest yielding cultivar was from Guatemala (Vado Hondo, Chiquimula) and the lowest from Costa Rica (Playa Tamarindo, Gunacaste). Yields increased at successive harvests and ranged from 21 to 31, and from 17 to 28 tonnes/ha for high and low planting densities. This is equivalent to an overall range of 60 to 125 tonnes biomass/ha on an annual basis.

The results of this trial confirm the high protein production potential of Gliricidia, using appropriate cultivars and planting distances. The best cultivar (Vado Hondo Chiquimula from Guatemala) produced the equivalent of 4.67 tonnes of protein/ha/year.

Key words: Gliricidia sepium, matarratón, plant density, biomass yield, protein content.

Seis ecotipos de matarratón (Gliricidia sepium), procedentes de la colección del Instituto Forestal de Oxford (Obtenidos en México, Guatemala, Costa Rica y Colombia) y dos densidades de siembra (50 x 50 cm y 100 x 100 cm, dando 40,000 y 10,000 plantas por ha, respectivamente), fueron evaluados en un diseño de parcelas divididas, durante un período de 20 meses después del establecimiento de la semilla en la hacienda "El Hatico", situada en el Valle del Cauca, Colombia a 1,020 msnm con una temperatura promedio de 24°C, una precipitación de 1,130 mm anuales, latitud 3° 54' N y longitud 76° 22' Oeste.

El contenido de materia seca de las hojas y el de tallos verdes al primer corte (270 días) estuvo en un rango de 26 27% y 16 25%, respectivamente. Igualmente el contenido de proteína bruta (N x 6.25) en base seca fue de 21 29% y 9 11% respectivamente.

La proporción de hoja peciolo en el total de biomasa comestible en los cortes 3 y 4 varió entre 53 a 63% entre ecotipos y fue 54.5 57 y 60% para la baja y alta densidad de siembra respectivamente.

El total de biomasa comestible (hojas y tallos verdes), después de cuatro cortes (siendo el primero a los 270 días de sembrado), varió entre 71 a 98 toneladas de materia fresca/ha en la densidad de siembra alta y de 53 a 71 toneladas para la baja. El ecotipo de mayor producción fue el de Guatemala (Vado Hondo, Chiquimula) y el más bajo fue el de Costa Rica (Playa Tamarindo, Gunacaste). La producción incrementó sucesivamente en los cortes promediando entre 21 a 31 y 17 a 28 ton/ha para la siembra a alta y baja densidad respectivamente. Esto equivale a un rango total de 60 a 125 toneladas de biomasa/ha año.

Queda comprobado el alto potencial de producción protéica de Gliricidia sepium, donde seleccionando los mejores ecotipos e incrementando la densidad de árboles, se alcanzaron producciones superiores a 4 toneladas de proteína/ha/año como en la variedad Vado Hondo Chiquimula de Guatemala (G3) cuya producción de proteína/ha/año es de 4.67 toneladas.

Palabras claves: Gliricidia sepium, matarratón, densidad de siembra, producción de biomasa, contenido proteico.

El matarratón (Gliricidia sepium) es una leguminosa arbórea, perenne, nativa desde México hasta la parte norte de América del Sur, encontrándose ampliamente distribuido en las regiones tropicales del mundo, con multiplicidad de usos (Benavides 1983; NFTA 1987; Botero 1988; Attah Kran 1990).

En Colombia es un árbol muy frecuente en diferentes zonas del país; es común encontrarlo formando cercas vivas, además de ser utilizado como sombrío, leña, madera, soporte para algunos cultivos, abono verde y recuperador de suelos degradados (Perez 1990). Recientemente se ha planteado su uso como alimento para animales, constituyéndose en una alternativa interesante como fuente protéica en la alimentación de rumiantes (Benavides 1983; Béliard 1983; Borel 1987; Van den Enden y Acosta 1987; Preston y Murgueitio 1987; Smith and Van Houtert 1987; Murgueitio 1988, 1989). Con este fin se han estado realizando siembras intensivas dirigidas a la producción de biomasa todo el año para poder alimentar animales en confinamiento o como suplemento al pastoreo.

La planta crece desde el nivel del mar hasta 1500 m de altitud, con precipitaciones de 600 a 8000 mm/año, en suelos ácidos, salinos, arenosos y hasta infértiles. Sin embargo, no tolera niveles freáticos altos. Por su rusticidad y adaptabilidad a condiciones difíciles de suelo y clima, se está cultivando con mayor intensidad incrementando cada vez más las áreas de cultivo.

La forma más generalizada para propagarla es asexualmente por estacas de diferentes longitudes y diámetros dependiendo el uso final que vaya a darsele (ej: como cerca viva, tutor o producción de forraje). Cuando va a ser utilizado como forraje, sometido a cortes periódicos, la persistencia es mayor en el material propagado por semilla (hasta 95%), mientras que cuando se propaga por estacas las pérdidas pueden llegar al 50% (Van den enden et al 1989). Esto se explica por la presencia de la raíz pivotante o principal más profunda en el caso del árbol propagado por semilla sexual.

Hasta la fecha no se han reportado trabajos sobre producción de biomasa proteica diferenciada para ecotipos o variedades de Gliricida sepium a pesar de la importancia que tiene en América Latina dada su amplia distribución y su variada adaptación a ecosistemas de la región.

Con la consecución por intermedio del Instituto Forestal de la Universidad de Oxford de seis procedencias, se evaluó la producción de biomasa forrajera de cada una de ellas.

La evaluación se realizó en la hacienda "El Hatico" localizada en Cerrito Valle, latitud 3° 54' N. longitud 76° 22' W, altitud 1020 msnm, precipitación promedio/año 1130 mm, temperatura promedio 24 °C. Las características de los suelos en el área experimental se presentan en la Tabla 1.

Tabla 1: Caracterización de los suelos en los que se llevó a cabo el ensayo.

pH	MO	P	K	Ca	Mg	Textura
	%	ppm	------------------ meq/100g ------------------

6.6	2.97	94.51	0.72	13.64	4.36	Franca

Algunos datos sobre la procedencia de los seis ecotipos se presentan en la Tabla 2.

Tabla 2: Caracterización de los sitios donde fueron colectados los materiales.

Procedencia	País	Ident N°	Lat.	Long	Alt (m)	Precipitac (mm)

Arriaga	México	40/85	16°15'N	93°51'W	30	1796
Chiapas

Samala	Guatemala	14/84	14°33'N	91°39'W	330	3500
Retalhule	(1)

Monterrico	Guatemala	17/84	13°54'N	90°29'W	5	1650
Santa Rosa	(2)

Vado Hondo	Guatemala	16/84	14°44'N	89°30'W	450	830
Chiquimula	(3)

Playa Tamarindo
Guanacaste	C Rica	12/86	10°19'N	85°54'W	0 10	1500

Pontezuelo	Colombia	24/86	10°35'N	75°51'W	20 50	950
Bolivar

Los tratamientos correspondieron a los diferentes ecotipos sembrados a dos distancias de siembra (0.5 m y 1 m entre plantas y surcos) con poblaciones de 40,000 y 10,000 plantas/ha, respectivamente.

Se usó un diseño de parcela subdividida, siendo el tamaño de las parcelas de 6 x 6 m. Se tuvo 2 repeticiones por tratamiento, dando un total de 24 parcelas.

El material (semilla sexual) fue sembrado en semillero el 22 de Marzo de 1988, obteniéndose un 90% de germinación aproximadamente. Fue transplantado a la bolsa en Marzo 26 y sembrado en el campo del 11 al 25 de Junio.

Se hicieron cortes totales a 45 cm de altura del suelo; el primer corte se realizó a los 210 días después del transplante al campo, los demás cortes se hicieron a intervalos de 100 días.

Valores promedio del contenido de materia seca en las hojas y tallos tiernos, durante el crecimiento hasta el momento del primer corte, se presentan en la Tabla 3.

Tabla 3: Porcentaje de materia seca de hoja y tallo tierno (promedio de las dos distancias).

	------------------------------ Días después del transplante en el campo ------------------------------
	------ 45 días ------		------ 90 días ------		------ 270 días ------

	Hoja	Tallo	Hoja	Tallo	Hoja	Tallo
Procedencia		tierno		tierno		tierno
Méx	22	14	22	22	27	18
Guat 1	22	13	23	20	27	21
C. Rica	22	12	22	18	27	16
Colom	21	11	22	17	26	19
Guat 2	21	11	22	19	27	25
Guat 3	22	13	21	20	27	22

El contenido de materia seca fue mayor para las hojas que para los tallos tiernos, incrementándose los valores para ambos a medida que se aumentó la edad del corte. Estos hallazgos son similares a aquellos reportados por Baggio (1982). El encontró valores de: hojas maduras 25.2%, hojas jóvenes 21.2% y tallo tierno 21%.

Se realizaron determinaciones de los elementos en tejidos foliares utilizando extracción tricloroacética y agentes orgánicos quelantes, según la metodología de Calero (Larrahondo 1988). Los resultados de presentan en las Tablas 4 y 5.

Tabla 4: Contenido de nutrientes en el tallo tierno (promedio de las dos distancias, a los 90 días que es el intervalo de tiempo utilizado entre los cortes).

Procedencia	MS	Proteína	P	K	Ca	Mg
	(%)	------------------------------ % en materia seca ------------------------------

Méx	22	10.8	0.3	3.6	0.7	0.3
Guat 1	20	8.9	0.3	3.3	0.6	0.3
C. Rica	18	10	0.3	4	0.7	0.3
Colom	17	11	0.3	4	0.7	0.3
Guat 2	19	10	0.4	3	0.8	0.2
Guat 3	20	9	0.3	3	0.7	0.2

Tabla 5: Contenido de nutrientes en las hojas a los 45, 90 y 270 días después del transplante (% en la materia seca)

Ecotipo	Días	Proteína	N	P	K	Ca	Mg

	45	31	5	0.4	3.3	1.3	0.6
Méx	90	29	4.7	0.3	2.5	1.5	0.5
	270	25	4	0.2	1.3	2	0.6

	45	31	5	0.4	3.1	1.2	0.5
Guat 1	90	31	4.9	0.3	2.1	1.6	0.5
	270	25	4	0.2	2.1	1.9	0.5

	45	28	4.4	0.4	3.8	1.1	0.4
C. Rica	90	28	4.4	0.3	2.3	1.7	0.5
	270	26	4.1	0.3	3.2	1.4	0.31

	45	32	5.2	0.4	3.9	1.1	0.5
Colom	90	31	5	0.3	2.7	1.7	0.5
	270	29	4.6	0.3	2.4	1.4	0.4

	45	33	5.3	0.4	3.3	1.3	0.5
Guat 2	90	31	4.9	0.4	2.4	1.8	0.5
	270	21	3.4	0.2	1.6	0.9	0.5

	45	31	5	0.5	3.4	1.4	0.7
Guat 3	90	31	4.9	0.4	2.6	1.8	0.4
	270	26	4.1	0.3	2.7	1.5	0.5

Las concentraciones de los diferentes nutrientes hallados en las hojas (Tabla 5) son ligeramente mayores para el nitrógeno, calcio y magnesio a los reportados por Baggio (1982) (ver Tabla 6).

Tabla 6: Composición de diferentes tejidos de Gliricidia sepium (% en la materia seca)(fuente: Baggio 1982)

Parte analizada	N	P	K	Ca	Mg

Hoja madura	3.99	0.25	2.02	1.4	0.48
Hoja joven	4.57	0.31	2.05	0.9	0.42
Tallo tierno	2.12	0.21	2.22	0.8	0.35

Las producciones de biomasa a los 270 días después de transplantado en el campo, y al segundo, tercer y cuarto corte con intervalos de 100 días, se presentan en la Tabla 7.

Tabla 7: Producción de biomasa comestible por los animales (hojas y tallos tiernos) de los 6 ecotipos (toneladas de materia verde por hectarea).

Ecotipo	Distancia	-------------- Biomasa (toneladas / corte /ha) --------------				Biomasa
	(m)	1	2	3	4	total

Mex	0.5 * 0.5	11.7	22.7	24.4	24.9	83.7
	1 * 1	10.8	18.8	17.4	17.3	64.3

Guat 1	0.5 * 0.5	11.6	18	28.9	31.3	88.7
	1 * 1	10.4	15.6	23.2	27.6	78

C Rica	0.5 * 0.5	8	13.4	26.9	17.8	71.2
	1 * 1	5.2	13	21.5	17.8	69.6

Colom	0.5 * 0.5	9.9	18.3	32.2	31.2	90.8
	1 * 1	8.5	15.9	23.5	21.7	71.1
Guat 2	0.5 * 0.5	10.1	15.8	27.5	21	74.6
	1 * 1	9.3	10.3	22.2	21.6	53.2

Guat 3	0.5 * 0.5	17.9	19.25	31.23	24.49	97.97
	1 * 1	15.47	13.53	26.5	21	76.51
_
ESx		±0.78	±1.11	±1.79	±1.97
Probabilidad		0.001	0.003	0.024	0.003

Tabla 8: Proporciones (% base fresca) de hoja peciolo del total del follaje verde cosechado.			Tabla 9: Efecto de la distancia de siembra sobre la proporción de hoja peciolo en la biomasa (% base fresca)

Ecotipos	Corte 3	Corte 4		Distancia	Corte 3	Corte 4

Guat 3	63.1	63.1
				1 x 1	54.46	57.0
México	62.8	57.9
				0.5 x 0.5	60.05	60.46
Guate 2	57.5	61.9
				ESpromedio	1.81	1.38
C. Rica	55.8	58.2		Prob	0.04	0.09

Colombia	51.5	57.6

Guat 1	53.0	53.8
ESpromedio	2.83	2.22
Prob	0.41	0.092

La producción de forraje verde durante el primer año (Tabla 7) fluctuó entre 70 y 98 (40,000 plantas/ha) y 53 y 78 (10,000 plantas/ha) toneladas de forraje verde/ha que está dentro del rango que Preston y Murgueitio (1987) mencionaron como producción de forraje verde esperada durante el primer año después de establecido el cultivo. Estos rendimientos son equivalentes a 1.8 2.5 y 5.3 7.8 kg/árbol/ha/año para la alta y baja densidades, respectivamente. En cercos vivos con distanciamiento entre árboles de 2m y cosechados a los 6 meses se obtuvieron producciones por árbol de 2.73 kg de hoja verde y 2.21 kg de tallo (Baggio 1982), que es equivalente a aproximadamente 10 kg de biomasa/árbol/año.

Con respecto al distanciamiento se encontró diferencia altamente significativa (P<0.01) en la producción de biomasa a favor de 0.5 m (Tabla 7). Para una población de 10.000 y 40.000 plantas por hectarea, que corresponde a un distanciamiento de 1 x 1 m y 0.5 x 0.5 m , respectivamente, la menor distancia produjo una cantidad mayor de biomasa y una proliferación menor de malezas pero se dificultaron las labores de recolección y controles fitosanitarios.

Entre las diferentes procedencias se presentó diferencia significativa en producción de biomasa (P=0.058). Las procedencias de Guatemala 3, Guatemala 1 y Colombia se comportaron de una manera muy similar en cuanto a producción formando parte del mejor grupo, Costa Rica y Guatemala 2 fueron las menos productoras de biomasa (Cuadro 6). Guatemala 1 y 2 son ecotipos que presentan tallos con mayor diámetro además de empezar a ramificar desde la base (con un promedio de 4 tallos por planta), característica muy importante que influye directamente en el control de malezas.

La producción de forraje verde a través del tiempo (en los diferentes cortes) aumentó progresivamente a partir del segundo corte con intervalos de tiempo de 100 días (Tabla 7). En el primer corte (270 días) la producción de biomasa total fué mayor pero la leña representó el 70%. Según Chadhokar (1982), para obtener rendimiento máximo en hojas los cortes se deben hacer con intervalos de corte de 3 meses ya que el porcentaje de hojas disminuye a medida que aumentan los intervalos de tiempo de corte.

Las proporciones de hoja pecíolo, como porcentaje de la biomasa total, se muestran en la Tabla 8.

La producción de biomasa además de depender de las densidades de siembra, genética del material, frecuencia y tipo de cosecha, depende también de las condiciones de clima y suelo. Por lo tanto todos estos puntos deben tenerse en cuenta para el establecimiento de un cultivo.

Hay diferencias significativas en producción de biomasa forrajera para distintos ecotipos de Gliricidia sepium, lo cual indica la importancia de incrementar los trabajos de recolección de ecotipos en distintas procedencias ecológicas dentro del área de origen y distribución natural (Centro América y Norte de Sur América)

La producción de biomasa forrajera de Gliricidia sepium se incrementa con la mayor densidad de siembra, lo cual debe ser la base para los cultivos de esta especie.

No hay variaciones importantes en la composición química del follaje y tallos verdes de Gliricidia sepium, por lo tanto al relacionarlos con la producción de biomasa/ha/año se confirma como mejor intervalo entre cosecha 90 100 días.

Queda comprobado el alto potencial de producción protéica de Gliricidia sepium, donde seleccionando mejores ecotipos e incrementando la densidad de siembra se alcanzaron producciones superiores a 4 toneladas de proteína/ha/año como en la variedad Vado Hondo Chiquimula de Guatemala (G3) cuya producción de proteína/ha/año fué de 4.67 toneladas.

Agradecemos al Instituto Forestal de la Universidad de Oxford, Reino Unido, por el aporte de semillas de su colección de Gliricidia sepium; al Dr Carlos Hernán Molina, propietario de la Hacienda "El Hatico", y a sus trabajadores quienes hicieron factible la realización del ensayo. Los análisis químicos se realizaron gracias a la colaboración del laboratorio químico de CENICAÑA (Centro Nacional de Investigaciones de la Caña de Azúcar). El trabajo se realizó con apoyo parcial del proyecto B 1214 1, auspiciado por la Fundación Internacional para la Ciencia (IFS).

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