Efecto de la oferta y el consumo de Tithonia diversifolia en un sistema silvopastoril intensivo (SSPi), en la calidad y productividad de leche bovina en el piedemonte Amazónico colombiano

J E Rivera, C A Cuartas¹, J F Naranjo², O Tafur, E A Hurtado, F A Arenas¹, J Chará y E Murgueitio

Centro para la Investigación en Sistemas Sostenibles de Producción Agropecuaria - CIPAV. Carrera 25 No 6-62, Cali, Colombia.
jerivera@fun.cipav.org.co
¹ Grupo GIPDTA. Corporación Universitaria Lasallista.
² Grupo INCA-CES. Universidad CES, Medellín, Colombia

Resumen

La política para mejorar la competitividad del sector lácteo colombiano incluye, en parte, la promoción de sistemas agrosilvopastoriles en zonas estratégicas de producción lechera como el piedemonte de la cordillera oriental en la región amazónica (departamento del Caquetá) caracterizada por suelos muy ácidos, pobres en nutrientes y sometidos a alta precipitación pluvial. Con el objetivo de ampliar el conocimiento sobre este tipo de sistemas, se comparó la producción y calidad de leche en un sistema convencional de pastoreo y un sistema silvopastoril intensivo (SSPi) con el arbusto forrajero Tithonia diversifolia en alta densidad de siembra y árboles nativos e introducidos con pastoreo rotacional de dos años de establecido. Durante un periodo de 20 días, ocho animales fueron evaluados por medio de un arreglo experimental de sobre cambio.

Se midió la producción de leche por individuo y por hectárea y se evaluó la calidad composicional y rendimientos económicos por venta del producto. Los porcentajes de grasa, sólidos no grasos y sólidos totales en la leche no presentaron diferencia significativa entre tratamientos (p>0.05), pero si el porcentaje de proteína que fue significativamente superior en el SSPi (3.39%) que en el sistema convencional (3.35%) (p=0.029). La producción de leche ha/día fue significativamente mayor (p=0.0001) en el SSPi que en el sistema convencional (15.4 y 9.70 kg respectivamente) como fruto de un incremento en la capacidad de carga que pasó de 1.84 a 2.71 Unidades Animales por hectárea y de la producción por animal que se incrementó 6.71% con el SSPi de dos años de establecido. Los resultados demuestran que los SSPi pueden mejorar la calidad y la oferta de nutrientes en la dieta y la producción de Kg/ha/día de grasa, sólidos no grasos, proteína y sólidos totales (p<0.05), y como consecuencia pueden mejorar los ingresos por venta de productos frente a los sistemas tradicionales usados habitualmente en el piedemonte amazónico en Colombia.

Palabras clave: arbustos forrajeros, consumo de materia seca, ingresos económicos, oferta forrajera, sólidos totales

Effect of an intensive silvopastoral system (iSPS) with Tithonia diversifolia on the production and quality of milk in the Amazon foothills, Colombia

Abstract

The policy to improve the competitiveness of the Colombian dairy sector includes, in part, promoting agroforestry systems in strategic areas of milk production such as the foothills of the eastern cordillera in the Amazon region (Caqueta department) characterized by very acidic and nutrient-poor soils, and subjected to high rainfall. With the aim of increasing the knowledge about such systems, the production and quality of milk were compared between a conventional grazing system and an intensive silvopastoral system (iSPS) with the forage shrub Tithonia diversifolia planted at high density with native trees and rotational grazing. Over a period of 20 days, milk production and quality were measured in eight animals by means of a cross over experimental design and the economic returns were calculated.

The percentages of fat, non-fatty solids and total solids in milk showed no significant difference between treatments (p> 0.05), but the percentage of protein was significantly higher in the iSPS (3.39%) than in the conventional system (3.35 %) (p = 0.029). Milk production ha/day was significantly higher (p = 0.0001) in the iSPS that in the conventional system (15.4 and 9.70 kg respectively) as a result of an increase in the carrying capacity from 1.84 to 2.71 Animal Units per hectare, and production per animal that was 6.71% higher in the iSPS. The results show that the iSPS can improve the quality and supply of nutrients in the diet, and increase the production of fat, non-fatty solids, protein and total solids (p <0.05) per hectare, and, as a consequence, improve the product sales revenue over traditional systems commonly used in the Amazonian foothills.

Key words: dry matter intake, fodder shrubs, forage offer, income, solids in milk

Introducción

La composición de la leche bovina se encuentra influenciada por factores como la dieta, la genética, la época de lactancia y manejo del hato, así como por diversos factores ambientales. En la glándula mamaria las diferentes fracciones que conforman la leche dependen de los precursores obtenidos en la digestión ruminal e intestinal y la absorción de los alimentos. Por esta razón la calidad de la leche puede ser influenciada mediante la oferta de dietas con un mejor aporte nutricional (Buza et al 2014). Aspectos como la oferta y consumo de agua, la calidad y cantidad de la fibra, la proteína soluble o protegida por taninos, la energía de la dieta ofertada, la cantidad de carbohidratos no estructurales, los lípidos, entre otros aspectos, pueden alterar la proporción de sólidos presentes en la leche (Cerón y Correa 2005; Barahona et al 2006). Por esta razón el punto de partida para fortalecer la cadena láctea desde sus bases es el incremento en la oferta de nutrientes en calidad y cantidad a los animales en producción.

Esta investigación en un predio familiar campesino evaluó dos subsistemas de producción bovina dentro del sistema de doble propósito (leche y carne); un pastoreo convencional con gramíneas seleccionadas sin árboles ni arbustos y un sistema silvopastoril intensivo (SSPi) en rotación de franjas con pastos seleccionados, con arbustos forrajeros de Tithonia diversifolia y árboles de sombrío.

El objetivo fue conocer el desempeño inicial del SSPi en suelos ácidos de baja fertilidad (pobres en materia orgánica, fósforo, bases intercambiables y dificultades físicas) en la producción y calidad de la leche tanto individual como por unidad de área (ha), así como los ingresos por venta del producto.

Materiales y métodos

Área de estudio y animales evaluados

El estudio fue realizado en el predio Buenos Aires, ubicado en el municipio de San Juan del Doncello, departamento del Caquetá, a una altitud de 265 msnm, precipitación media anual de 2800 mm/año, temperatura de 27 ºC y bajo condiciones de bosque húmedo tropical -bh-T (Holdridge 1967). Sus suelos están clasificados como ultisoles y oxisoles, con pH entre 4.3 y 4.5, con saturación por aluminio, niveles altos de hierro así como fósforo, bases intercambiables y materia orgánica bajas.

Se emplearon ocho vacas cruzadas (Bos taurus x Bos indicus) provenientes del lote de 30 animales de producción con: 144 ± 83.6 días de lactancia, un número de partos de 3.52 ± 1.73 ; 76.9 ± 20.2 meses de edad y pesos vivos que oscilaban entre los 390 y 400 kg, además de una conformación genotípica variable compuesta por las razas Brahman, Holstein, Gyr y Pardo Suizo.

Sistemas de Pastoreo Evaluados

El SSPi evaluado estuvo conformado por pasturas mejoradas del genero Brachiaria como: Urochloa decumbens (Stapf) R. Webster; Urochloa brizantha (Hochst. ex A. Rich.) y Brachiaria humidicola (Rendle) Schweickerdt., asociadas a arbustos de Tithonia diversifolia (hemsl.) Gray de la familia Asteraceae distribuidos en surcos a una densidad aproximada de 5000 arbustos/ha, y a árboles maderables como: Gmelina arbórea Roxb y Tectona grandis L. F. (100 árboles/ha). El pastoreo se realizaba mediante la rotación en franjas divididas con cerca eléctrica con periodos de ocupación de tres días y descanso de 35 días. Las vacas se ordeñaron una vez al día en horas de la mañana y no recibieron suplementación.

El sistema de pastoreo convencional se encontró caracterizado por una baja presencia de árboles, zonas extensas para el pastoreo, suelos degradados y baja diversidad de especies. Las gramíneas predominantes pertenecían a los géneros Urochloa y Brachiaria y gramas nativas como Homolepsis aturensis (Kunth) Chase. En el Foto1 se muestra una vista general de ambos sistemas evaluados.

Foto 1. Vista general de los sistemas evaluados. Sistema tradicional (izq.) y SSPi (der.) Fotografías: Julián Esteban Rivera, CIPAV

Toma y análisis de muestras

La evaluación se llevó a cabo en dos periodos de diez días, cada uno con seis días de acostumbramiento y cuatro días de toma de muestras. Las muestras de leche se tomaron de cada una de las ocho vacas durante el único ordeño diario realizado en el predio, recolectando un pool de 20 cc por individuo que era homogenizado y trasportado el mismo día en frascos plásticos debidamente refrigerados y rotulados hasta el sitio de análisis.

Los análisis de laboratorio para las fracciones evaluadas: porcentaje de grasa (%G), porcentaje de sólidos no grasos (%SNG) y porcentaje de solidos totales (%ST), fueron realizados en los laboratorios de la empresa Nestlé S.A. (Caquetá) con la ayuda de un analizador composicional compacto Milkoscan^® , y para determinar el porcentaje de proteína (%P) fue usado un dispositivo Ekomilk ® Eon Traning. Adicionalmente durante los periodos de muestreo se realizaron pesajes de la leche con el fin de establecer las cantidades de sólidos producidos de cada una de las fracciones analizadas dentro del estudio.

De igual forma durante los periodos de evaluación fueron realizados aforos en las zonas de pastoreo de ambos sistemas usando metodología de doble muestreo descrita por Haydock y Shaw (1975) modificada con el fin de incluir a los arbustos de T. diversifolia en la estimación de biomasa. En esta adaptación, los cálculos de forraje disponible de T. diversifolia se tomaron por metro lineal y se tuvo en cuenta la densidad de los mismos, para determinar el área de cobertura en la franja de pastoreo. Los valores de producción de forraje sirvieron como referencia para establecer la capacidad de carga para cada sistema lo cual igualmente fue utilizado para conocer la producción láctea por hectárea/año.

La capacidad de carga de los sistemas fue calculada gracias a la expresión: (kilogramos totales de peso vivo del lote/450)/ número de hectáreas bajo pastoreo, considerando un consumo de forraje verde del 12% del peso vivo por individuo y un 30% de desperdicio de forraje por pisoteo. Además la cantidad de leche producida en el año fue determinada de la siguiente forma: kilogramos promedio de leche durante el periodo de evaluación x 365).

Análisis estadístico

El diseño experimental utilizado fue un diseño de sobre cambio o "cross-over" con dos periodos de muestreo y dos tratamientos aplicados en secuencia a las ocho unidades experimentales trabajadas. Cada tratamiento se realizó con la misma frecuencia en cada periodo y una vez en cada unidad. Los datos fueron analizados con el PROC GLM mediante el uso del paquete estadístico (SAS 2001).

Resultados y discusión

El SSPi contó en promedio con una disponibilidad de biomasa de 243 g de MS/m² (1126 g de forraje verde/m²), donde aproximadamente el 15% fue aportada por la especie T. diversifolia. El sistema convencional evaluado presentó una oferta de biomasa de 169 g/MS/m² (761 g de forraje verde/m²) en las zonas de pastoreo, es decir, solo el 70% del material vegetal producido bajo el SSPi.

En la Tabla 1 se presentan los resultados de las variables medidas. La producción de kilogramos de leche, sólidos no grasos y sólidos totales por animal/día, presentaron diferencias significativas (p<0.05) entre tratamientos. La producción de leche diaria por vaca en los SSPi fue de 4.92 kg lo que representa un incremento del 7% con respecto al sistema convencional.

Algunos autores como Pezo et al (1992), Dávila et al (2005) y Yamamoto et al (2007), reportan incremento en la producción de leche por individuo y por unidad de área cuando se introducen leguminosas y/o forrajeras de mayor valor nutricional en pasturas tropicales, ya que pueden mejorar la oferta de nutrientes desde el punto de vista de su calidad y cantidad. Es posible que el aumento en la producción esté asociado con la calidad de la dieta consumida ya que los animales pueden aprovechar mejor las mezclas forrajeras e incrementar el consumo de las mismas y así obtener mayor cantidad de nutrientes de mejor calidad (Buxton y Redfearn 1997; Gaviria et al 2012).

A pesar de que son escasos los estudios que evalúan el efecto del consumo de T. diversifolia en pastoreo para la calidad y producción de leche bovina, la cantidad de leche producida en este estudio coincide con reportes en las regiones tropicales, donde las vacas de razas europeas ( Bos taurus) y sus cruces con Cebú (Bos indicus) con dietas basadas en pasturas asociadas con otras forrajeras, incrementan la producción de leche (Pezo et al 1992; Combellas 1998). Dávila et al (2005) en Venezuela, en la zona Sur del Lago de Maracaibo, encontraron producciones de leche para pasturas asociadas a Leucaena leucocephala de 8106 kg/ha/año y 2427 kg/ha/año para gramíneas sin fertilizar, en condiciones climáticas similares. A su vez, Mahecha et al (2007) lograron sustituir hasta un 35% del alimento comercial en animales Holstein x Cebu sin afectar la producción y la calidad de la leche cuando se introdujo T. diversifolia en la dieta.

Existen trabajos publicados donde se evalúa la cantidad y la calidad de leche de vacas suplementadas con arbustos y árboles forrajeros; sin embargo, los resultados son variables y en algunas ocasiones contradictorios (González et al 1996; Bobadilla et al 2007; Faría et al 2007; Mahecha et al 2007). En algunos trabajos con vacas lecheras que consumieron forrajes en SSP, se han encontrado cambios en el contenido de nutrientes en la leche, particularmente grasa y proteína (Hernández y Ponce 2004; Urbano et al 2006), sólidos no grasos y sólidos totales (Hernández y Ponce 2004).

En este trabajo no se encontraron diferencias significativas entre tratamientos en el contenido ni en la cantidad de grasa por animal. Sin embargo, al analizar la producción de leche por unidad de área los SSPi permiten un incremento del 33.1% con respecto al pastoreo convencional. De igual forma, no se encontraron efectos significativos en el porcentaje de fracciones como SNG y ST, pero sí en su producción de leche por vaca/día y por unidad de área, lo cual es de gran importancia, pues dentro de la legislación colombiana (resolución 000017 de 2012 del MADR) el pago de leche cruda al productor se debe incrementar a partir de la cantidad de sólidos encontrados en la leche (MADR, 2012).

Con respecto al contenido de grasa, es importante mencionar que aunque no se encontraron diferencias; algunos estudios sugieren que el perfil de las grasas de la leche puede modificarse bajo ambientes silvopastoriles donde se ha encontrado que el contenido de ácido linoléico conjugado (CLA) se incrementa (Mahecha et al 2008). Este componente es provechoso para la salud humana por su propiedades antiteratogénicas y anticancerígenas, y porque ayuda en la redistribución de la grasa corporal y por lo tanto, podría impactar el problema de obesidad (Hu y Willett 2002; Eynard y Lopez 2003; Palmquist et al 2005).

Por otra parte, se encontró que la productividad por unidad de área se incrementa por encima del 35% en los sistemas silvopastoriles con lo que se logra un mejor uso del suelo gracias a la mayor productividad de forrajes de mejor calidad como se pudo observar en los aforos realizados. En estudios similares reportan incrementos en la productividad entre 13 y 21% (Ramírez y Solorio 2000). Shelton y Jones (1995) revisaron resultados de investigaciones en diferentes países, donde L. leucocephala fue utilizada como suplemento a las vacas y encontraron en promedio incrementos del 14% en la producción de leche.

La respuesta a los incrementos productivos parece estar explicada en gran medida por la calidad de la dieta y la disponibilidad de nutrientes gracias al arreglo espacial y al pastoreo rotacional con periodos definidos de ocupación y descanso, como se observa en los aforos realizados y en los análisis bromatológicos presentados en la Tabla 2. En la especie T. diversifolia se presenta una mayor digestibilidad, menores tenores de fibra y elevado aporte de proteína (24.5%). Por ejemplo Bobadilla et al (2007), reportaron valores de producción de leche de 5.1 a 6.1 kg de leche por día en vacas Holstein x Cebú en pastoreo y suplementadas con 2 kg de MS de forrajeras como Brosimun alicastrum y L. leucocephala únicamente, o mezcladas entre ellas o con otras especies con un potencial nutritivo para rumiantes, encontrando que la mayor producción de leche se obtuvo con la suplementación de L. leucocephala sola (6.10 kg/día) y la menor con la mezcla L. leucocephala – Piscidia pscipula –Guazuma ulmifolia (5.10 kg/día).

Como puede observarse en la Tabla 2, las especies de gramíneas presentes en la zona son de bajo aporte de nutrientes y al combinarse con T. diversifolia, entregan una dieta con un mejor balance de nutrientes que permite expresar mejor el potencial productivo de vacas de leche. Adicionalmente debe considerarse que el incremento de la digestibilidad total de la dieta (como parece suceder en este estudio) con la inclusión de la forrajera arbustiva, aumente el consumo voluntario de los animales, lo que es reflejado directamente en la cantidad y calidad de leche producida (Paciullo et al 2011; Buza et al 2014).

Dentro de las características identificadas en T. diversifolia, se han destacado aspectos como: alta producción de biomasa y rápido rebrote después del corte, tolerancia a suelos ácidos y de fertilidad baja, alto contenido de proteína (alrededor del 20 % en materia seca) (Olabode et al 2007; La O et al 2009) y alta degradabilidad de la materia seca en saco (90 % después de 48h), además, de un relativo bajo contenido de metabolitos secundarios como saponinas, taninos y fenoles (Rosales 1996; Barahona et al 2006).

Otro aspecto de especial relevancia y que es un atributo de los SSPi es la capacidad para incrementar la carga animal, lo cual se debe, entre otros factores, a una mayor captación de energía solar por la complejidad del sistema al incluir varios estratos y al pastoreo rotacional. En el presente estudio la capacidad de carga real fue de 1.84 y 2.71 U.G.G. para el sistema convencional y SSPi respectivamente. Es decir, la proyección de productividad anual para cada sistema fue muy superior en el SSPi que produjo 2058 kg/ha/año más de leche que el sistema convencional. Este resultado es de mucha importancia para la reconversión ambiental y productiva de la ganadería de la región amazónica, acusada de generar la mayor deforestación de la selva húmeda tropical en los últimos años en Colombia, en gran medida por usos ganaderos extensivos (Cabrera et al 2011; IDEAM 2014).

Una de las propiedades que puede generar los incrementos productivos por unidad de área bajo estos sistemas seguramente tiene que ver con el aporte incremental de biomasa por parte de T. diversifolia. Alonso et al (2012), al evaluar diferentes densidades de siembra para determinar la producción de biomasa encontraron que T. diversifolia puede alcanzar una producción de 7.63 ton de MS/ha/año bajo condiciones de pastoreo con una densidad de aproximadamente 2500 arbustos/ha, cantidad cercana a la encontrada en este estudio donde se tuvo una producción de MS de 3.5 ton/ha a una densidad menor (4000 plantas por ha). De igual manera, cabe resaltar que estos mismos autores encontraron consumos elevados con solo un 13% de rechazo de la hoja, además de un desempeño adecuado en la época seca y una buena capacidad de rebrote después de su cosecha.

Ingresos económicos

En la Tabla 3 se describen las proyecciones realizadas a partir de las condiciones productivas encontradas en ambos sistemas. De igual forma, y no menos importante, se resalta el impacto que podría llegar a tener el establecimiento de este tipo de SSPi en un área de 1000 ha desde el punto de vista de ingresos y productividad bajo las condiciones identificadas en la región y los sistemas evaluados.

Realizando la proyección de ventas de leche a 1000 hectáreas establecidas bajo el SSPi evaluado, los ingresos percibidos por la venta de leche pueden verse incrementados para los productores en un 43%, de manera que se podría afirmar que los programas de este tipo pueden favorecer la reconversión ambiental y productiva de la ganadería de la región, de una manera sostenible porque la producción ganadera se sustenta en el uso adecuado de las mejores áreas de pastoreo sin demandar más tierras que deben mantenerse en bosques nativos (Tafur 2010). La industria láctea también se beneficia por la cantidad de sólidos y mayor volumen a menores costos de transporte por un área menor de captación (Rivera et al 2010; Suárez 2010).

Conclusiones

• La producción de leche bovina en sistemas de doble propósito sin suplementación en el piedemonte amazónico de Colombia (trópico húmedo) puede incrementarse en volumen y cantidad de sólidos en la leche tanto a nivel individual como por unidad de área con SSPi que combinan pastos seleccionados, arbustos forrajeros para ramoneo como Tithonia diversifolia, árboles de sombrío y pastoreo rotacional con cercas eléctricas porque se genera mayor biomasa y de mejor calidad que en los sistemas convencionales de la región.
  
  
• Los beneficios al productor se expresan en ingresos de más del 30% y los beneficios a la industria láctea se traducen en mayor cantidad de sólidos y mayor volumen.

Agradecimientos

Los autores agradecen en la empresa Nestlé de Colombia S.A. a Néstor Gacharná y Fabio Zambrano; al proyecto Leche Ambientalmente Sostenible (L.A.S.) liderado por la compañía Nestlé de Colombia S.A. y el Centro para la Investigación en Sistemas Sostenibles de Producción Agropecuaria – CIPAV, en el departamento del Caquetá (Colombia), por permitir desarrollar las evaluaciones a nivel de campo y laboratorio, además de brindar las herramientas económicas y humanas para la ejecución de cada medición. De igual manera los autores agradecen a Hernán Grajales y su familia de la finca Buenos Aires del municipio de El Doncello (Caquetá, Colombia) por participar activamente en la investigación.

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Received 15 July 2015; Accepted 13 August 2015; Published 1 October 2015

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