Introducción

El decrecimiento en la producción de leche y carne en el contexto latinoamericano se debe, entre otros aspectos, al continuo deterioro de los agroecosistemas de pastizales. En este sentido, Holmann et al. (2004) afirmaron que en Honduras la tasa de degradación anual se encontraba entre 10 y 12%, superior a la de recuperación. Por su parte, Pezo et al. (2007) indicaron que los pastizales sometidos al proceso de re­cuperación, retornaron al estado de degradación, a partir del cuarto año de explotación. En Cuba, en la actualidad, la situación es similar y, entre las causas que provocan este fenómeno, se puede considerar la infestación de arvenses.

Por su parte, Padilla et al. (2009) plantearon que es usual encontrar pastizales de Megathyrsus maximus (guinea Likoni) que se recuperaron mediante la renovación o re­habilitación, con indicios de deterioro entre tres y cuatro años posteriores a su estableci­miento; ello, por el aumento de la densidad de plantas indeseables de escaso rendimiento y valor nutritivo, como Sporobolus indicus (L.) R. Br. (espartillo).

En Cuba, Catasús (1997) hizo referencia al espartillo como planta ruderal, colo­nizadora y con capacidad de vivir con escasos requerimientos de humedad y nutrientes.

En los recorridos que realizan los investigadores del Instituto de Ciencia Animal (ICA), mediante el sistema de extensión (SEICA), se ha encontrado la presencia profu­sa del espartillo en áreas de la ganadería que se localizan en explotación comercial, tanto para la producción de leche como de carne. En este sentido, Sardiñas (2011) encontró que una población de 60,000 plantas ha-1 de esta arvense, provocó hasta 50% de pér­didas en el rendimiento del pasto guinea Likoni.

El uso de herbicidas es uno de los métodos que más se emplea para el control de espartillo, según Mislevy y Martin (2002); aunque no existen productos selectivos que no afecten al pasto mejorado. Tampoco la quema o la chapea resultan eficientes, porque es­timulan la aparición de nuevos hijos que brotan de yemas activas en la base de los tallos aéreos (Adjei et al., 2003), y la información disponible de otras alternativas de control es limitada.

Sin embargo, la aplicación de métodos culturales — mediante labranza mínima y fertilización química u orgánica adecuadas— pueden mejorar las propiedades físicas del suelo e incrementar su fertilidad; y, a su vez, favorecer la recuperación de pastizales guinea Likoni, con el consecuente incremento de la producción de biomasa vegetal y la reducción del impacto negativo de arvenses, como el espartillo.

Por tales motivos, el objetivo del presente trabajo fue recuperar un pastizal de guinea Likoni en estado de deterioro por infestación de espartillo, mediante diferentes métodos de rehabilitación.

Materiales y métodos

El experimento se realizó en el Instituto de Ciencia Animal (ICA), en una vaquería co­mercial de 120 animales bajo condiciones de pastoreo, sobre un suelo Ferralítico Rojo típico (Hernández et al., 2015) y en un agroecosistema de guinea Likoni con infestación de espartillo. Se utilizó un sistema rotacional con tiempos de ocupación de uno y dos días, y tiempos de reposo de 28 a 32 días en el periodo lluvioso; y de 45 a 50 días para el periodo poco lluvioso, respectivamente. La carga global de la unidad fue de 1.8 UGM ha^-1. Es preciso destacar que cada muestreo se efectuó antes que se iniciara la rotación de los animales, aunque no se tuvo en consideración el elemento animal en la discusión de los resultados, debido a que no fue objetivo de la investigación.

Se utilizó un diseño de bloques al azar con arreglo factorial 4 x 3 y cuatro réplicas, donde los factores consistieron en cuatro tratamientos (labranza mínima, labranza míni­ma con fertilización química, estiércol vacuno con labranza mínima y control) y tres años de muestreos.

Se marcaron 16 parcelas de 156.3 m² cada una y se midieron aleatoriamente 10 marcos de 1 m² por parcela y el marco de 1 m² constituyó la unidad experimental. De forma general, se midió el 15.60% del área experimental en cada parcela. Se determinó la composición botánica por el método de t’Mannetje y Haydock (1963); la densidad se calculó según Huss et al. (1996), la cual consiste en la relación entre el número de individuos de una especie por unidad de superficie muestreada. Además, se calculó la disponibilidad de biomasa (t MS ha^-1) mediante la metodología propuesta por Herrera (2006). La altura de la guinea y de la arvense se midió con regla graduada.

La rehabilitación con los diferentes tratamientos se realizó en el periodo lluvioso (junio) y tuvo una duración de tres años, con una frecuencia de muestreo anual de dos veces para cada periodo climático (diciembre y marzo en el periodo poco lluvioso, y junio-septiembre en el lluvioso).

Se efectuó un muestreo de suelo antes de comenzar el experimento, según la metodo­logía propuesta por Crespo et al. (2006); en cada parcela se tomó una muestra compuesta con tres submuestras de 0 a 20 cm de profundidad con una barrena helicoidal.

Las muestras de suelo, después de secadas al aire, se homogeneizaron y se pasaron por un tamiz con malla de 0.50 mm. Se envasaron en frascos de cristal con cierre hermé­tico y se almacenaron a temperatura ambiente hasta su análisis (Herrera et al., 1986). Se determinó el pH en Cloruro de potasio, la materia orgánica (Walkley y Black, citado por Jackson, 1970), el nitrógeno (AOAC, 1995), el fósforo (Oniani, 1964), el calcio y mag­nesio (Maslova, citado por Paneque, 1965).

Además, se efectuó el análisis químico del estiércol vacuno para determinar la cantidad total a aplicar, donde se apreció que el contenido de nitrógeno fue de 2.11%; mientras que el fósforo fue de 0.37% y el contenido de materia orgánica de 45.52%.

En el tratamiento con fertilización orgánica se aplicaron 25 t ha^-1 de estiércol vacuno descompuesto con esparcidora de materia orgánica, previo a la labranza mínima que se efectuó con arado de discos ADI-3; y un pase de grada de 7,500 kg, para incorporar el estiércol a mayor profundidad en el suelo. En el tratamiento que correspondía a la fertiliza­ción química se aplicó fórmula completa (8-10-16) equivalente a 40, 50 y 80 kg ha^-1 de NPK, respectivamente, en el periodo lluvioso del segundo año; y se aplicó fertilización de mantenimiento con urea, a razón de 50 kg ha^-1 de nitrógeno en el último año.

Desde el punto de vista climático, se midió la temperatura y el comportamiento de las precipitaciones en el periodo comprendido entre 1970-2009. En los últimos 39 años, la temperatura promedio anual de la zona fue de 24.30ºC, la temperatura máxima alcanzó 32.60ºC en agosto y la mínima 14.60ºC en enero. La suma promedio de las precipitacio­nes anuales fue de 1,403.20 mm, con los mayores valores en junio (265.30) y el menor en diciembre, con sólo 31.40 mm. La lluvia caída durante la estación lluviosa (mayo-octubre), representó como promedio 78%.

El procesamiento de los datos se efectuó mediante análisis de varianza con el paquete esta­dístico InfoStat. versión 1.0 (Rienzo et al., 2001). En los casos necesarios se aplicó la dócima de comparación de medias de Duncan (1955). El porcentaje de guinea y espartillo se trans­formó según arcoseno √%+0.375, porque no cumplieron en primera instancia los supuestos de homogeneidad de varianza y la densidad de las especies se transformó mediante √0.375.

Para dar una respuesta integradora de los resultados, valorar las posibles correlacio­nes entre variables y conocer el grado de preponderancia de éstas, se utilizó la metodología propuesta por Varela et al. (2009). Ésta se basa en una generalización de los modelos de Regresión en Sitios (CITA) para el caso de datos con estructura de tres vías (tratamien­tos, variables, muestreos) y utiliza el análisis de componentes principales de tres modos, propuesto por Kroonenberg y De Leeuw (1980).

El método consiste en realizar tres análisis simultáneos de componentes principales, al ajustar el siguiente modelo:

Donde aip, bjq y ckr son los elementos de las matrices de componentes principales (A, B y C), asociadas con cada modo respectivo.

En este experimento, A es la matriz de componentes principales para el modo tra­tamiento, B es la matriz para el modo atributo o variable, C es la matriz para el modo periodo de muestreo y G es un arreglo de tres entradas. El elemento gpqr es un indicador de la relación entre el componente p del primer modo, el componente q del segundo, y el componente r del tercer modo.

Los resultados de esta metodología se presentan mediante un gráfico Biplot (Ga­briel, 1971), que permitió caracterizar de forma multivariada el efecto de los diferentes tratamientos en el control del espartillo y la rehabilitación del pastizal de guinea Likoni durante el periodo experimental.

Resultados

Es preciso destacar que antes de aplicar los tratamientos se efectuó un muestro para co­nocer el estado de la vegetación, y en la composición botánica predominó el espartillo con 42.50%; mientras que el pasto guinea Likoni representó el 37%. El resto del área lo ocupó el pasto natural Paspalum notatum (Sacasebo) y, en ocasiones, se apreció el área despoblada.

Otro elemento de gran importancia para la toma de decisiones en cuanto a los métodos a emplear para el control de la arvense y la rehabilitación del pastizal, fue la densidad de cinco plantas de espartillo m-2; lo que evidenció el estado de deterioro de este agroecosis­tema, donde la disponibilidad de biomasa total fue de 1.40 t MS ha^-1; de ellas, 0.60 t MS ha^-1 correspondió al espartillo, 0.50 a la guinea y 0.30 t MS ha^-1 al pasto natural.

En cuanto al análisis de suelo, en el cuadro 1 se aprecia que no hubo diferencias en el área experimental antes de establecer los tratamientos; lo que confirma la uniformidad desde el punto de vista de algunos indicadores que definen el estado de fertilidad del suelo.

Se estableció la comparación entre los resultados del presente experimento con los criterios propuestos por Crespo et al. (2006), para el estado de la fertilidad de los suelos dedicados a la ganadería; y los resultados evidenciaron que el nitrógeno total, el contenido de materia orgánica, el fósforo y el pH fueron favorables para el desarrollo.

Los resultados, en cuanto al porcentaje de espartillo (figura 1) en la composición botá­nica, indicaron interacción entre los factores en estudio (tratamientos/años de muestreos). Todos los métodos de rehabilitación contribuyeron de forma significativa (P< 0.001) a la reducción de la cobertura vegetal de la arvense durante el periodo experimental con re­lación al valor inicial (42.50%); y durante los dos primeros años no existieron diferencias entre los tratamientos con fertilización química y orgánica que ejercieran mayor control.

Aunque se aprecia, en el tercer año, un leve incremento en la presencia del espartillo en estos tratamientos, los valores fueron inferiores a lo que se encontró antes de aplicar la rehabilitación. También, se observa que el hecho de no aplicar ninguna labor y sólo efectuar el pastoreo con los animales, provocó el aumento progresivo de esta planta en el pastizal.

Con relación al porcentaje de cobertura en la composición botánica del pasto guinea Likoni (figura 2), existió interacción entre los factores tratamiento/años del muestreo. En el periodo lluvioso hubo respuesta positiva del pasto, al aplicar los tratamientos; y la presencia del pasto mejorado fue mayor en el tercer año (P< 0.001), cuando se aplicó labranza mínima con fertilización química. Mientras que en el control, propiciaron el au­mento del pasto mejorado en más de 70% y la labranza mínima con fertilización química fue superior en el segundo y tercer año. Sin embargo, en el control disminuyó de forma significativa (P< 0.001) el porcentaje de cobertura de la guinea, constatándose un valor inferior al que se encontró antes de aplicar los tratamientos.

Por su parte, en el periodo poco lluvioso (figura 2), la diferencia en el porcentaje de cobertura del pasto guinea fue significativa (P< 0.01) en todos los métodos de re­habilitación con relación al control, durante los tres años que duró el experimento. Los resultados indican incrementos en la composición botánica de esta especie en valores superiores a 70% cuando se aplica la rehabilitación. Mientras que, someter al pastizal sólo al manejo animal sin aplicar ningún tipo de fertilización o labor mecánica, provocó el deterioro paulatino.

Otra variable que se analizó fue la densidad del espartillo, y se indica en el cuadro 2 la interacción entre los factores en estudio para los dos periodos climáticos. En el periodo lluvioso, la mayor densidad se obtuvo en el control con ocho plantas m^-2 durante los tres años de evaluación, sin diferencias entre éstos. La menor densidad de la arvense se logró en el primer año, con 0.53 plantas m-2, al aplicar estiércol vacuno con labranza mínima.

Con relación a la disponibilidad de biomasa de la guinea Likoni (cuadro 3), existió interacción entre los factores tratamientos y años de muestreos. En este sentido, la mayor producción del pasto mejorado (3.88 t MS ha^-1), se encontró en el tercer año, cuando se aplicó labranza mínima con fertilización química con diferencias (P< 0.001) con re­lación al resto de los tratamientos.

Un elemento interesante es que en todos los tratamientos, excepto en la labranza mínima con fertilización química, se aprecia una disminución de la disponibilidad de biomasa con los años de explotación del pastizal (cuadro 3).

Por otra parte, en el tratamiento control (cuadro 3) se encontró la menor disponi­bilidad de biomasa en el segundo y tercer año, con valores de 0.49 y 0.43 t MS ha^-1, respectivamente.

Al efectuar el análisis de componentes principales de tres modos, de acuerdo con la metodología de Varela et al. (2009), la solución en la matriz correspondiente al modo muestreo, se representa en el cuadro 4; e indicó que los dos periodos de muestreo (lluvioso y poco lluvioso) presentaron valores del mismo signo en el primer componente principal.

En la figura 3 se aprecia el análisis de componentes principales, lo que permitió ex­plicar el 82% de la variabilidad de los datos en una figura biplot.

El porcentaje de cobertura del pasto guinea (x8) y la disponibilidad de biomasa (x4) tuvieron alto valor de preponderancia, lo que se indica en la longitud de los vectores. El 78.48% de la variabilidad de los datos se explica en la componente uno, donde estas variables se asocian con los tratamientos que mejor control ejercieron sobre la arvense y la mejora en la rehabilitación del pastizal.

En la figura 3 se aprecia la correlación negativa entre el porcentaje de cobertura del pas­to guinea y las variables x7 y x3, correspondientes al porcentaje de cobertura de espartillo y su densidad; ello confirmó el efecto positivo de la rehabilitación en el control de la arvense.

Por otra parte, el ángulo inferior a 45º entre los vectores x2, x3 y x7, indica alta correlación positiva entre éstas, y confirma el estado de degradación del pastizal en el tratamiento donde no se aplicó ninguna labor cultural.

Discusión

El concepto de degradación de pastizales abarca un grupo de elementos que es preciso destacar para comprender la esencia del presente trabajo. Este proceso inicia con la degra­dación agrícola, donde se producen cambios en la composición botánica, se incrementa el porcentaje de cobertura de especies indeseables o arvenses y disminuye la producción de biomasa de las especies pratenses de mayor valor nutritivo en la cubierta vegetal del sue­lo (Dias-Filho, 2006). También, Andrade et al. (2006) hicieron referencia a diferentes niveles de degradación con relación al grado de infestación de arvenses. En este sentido, los resultados iniciales —antes de aplicar los tratamientos— indicaron una degradación moderada (entre 36-60%), ya que el valor que se obtuvo fue de 42.50%.

Lo anterior, unido a los criterios de Padilla (2005), quien recomendó la rehabilitación en pastizales de guinea con valores similares a los que se encontró antes de aplicar los tra­tamientos, constituyeron la línea base para cumplir los objetivos del experimento.

El trabajo se centró en el efecto de la aplicación de las labores mecánicas acompañadas de la fertilización química u orgánica sobre el componente vegetal (espartillo-pasto guinea); y aunque se utilizó el sistema de rotación con animales, éste no fue objeto de la investigación.

Los resultados del presente trabajo corroboran los criterios Andrade et al. (2006), así como de Padilla y Febles (2007), quienes consideran de vital importancia el uso de la labranza y la reposición de nutrientes en suelos degradados por invasión de arvenses, para recuperar la productividad de pastizales en estado de deterioro.

La labor de aradura y el pase de grada contribuyeron a la destrucción de las plantas de espartillo y al incremento de la presencia del pasto mejorado por el fraccionamiento de las macollas. Si se tiene presente el criterio de Lok (2005), con relación al efecto de las pro­piedades físicas del suelo —en la mejora de la productividad de los pastizales mejorados— entonces, se puede inferir que los métodos utilizados en el experimento pudieron influir en la mejora de dichas propiedades y en la mineralización de la materia orgánica existente con mayor rapidez; lo que se confirmó en el tratamiento donde sólo se aplicó labranza mínima.

Por otra parte, la respuesta del pasto guinea —desde el punto de vista del porcentaje de cobertura y la disponibilidad de biomasa— a la fertilización, con NPK, aun cuando los niveles de los indicadores de suelo fueron favorables, pudiera estar asociada a la capa­cidad que tiene el pasto mejorado de absorción de nitrógeno asimilable, proveniente de la fórmula completa en el segundo año y de la urea en el tercer año.

Crespo y Fraga (2005) señalaron que los fertilizantes químicos poseen acción más rápida que los fertilizantes orgánicos, y pueden producir incremento significativo en la dis­ponibilidad de biomasa, en un periodo de tiempo relativamente corto. Además, el efecto de la combinación de las temperaturas (24-26.80ºC) y las precipitaciones (207.70 mm como promedio) en el periodo lluvioso, pudieron contribuir al mayor crecimiento del pasto mejorado.

Por su parte, Labrada (2009) planteó que los cultivos necesitan un sistema adecuado de fertilización para mantener estable la cantidad de biomasa y, a su vez, impedir la pro­liferación de arvenses.

Lo anterior, sumado a las labores mecánicas, fueron elementos determinantes en el control del espartillo, debido a la competencia por espacio vital.

En los resultados se evidenció el aumento del porcentaje del espartillo en el tiempo, al ocupar 74.16% en el tratamiento control al finalizar la etapa experimental; y también se apreció un ligero incremento en el porcentaje de cobertura del espartillo en el resto de los tratamientos. Así como la disminución de la disponibilidad de biomasa en todos los tratamientos, excepto en la labranza mínima con fertilización química.

Estos resultados confirmaron los criterios de Holmann et al. (2004), al considerar que, en América Latina, transcurridos tres años de la aplicación de métodos de recu­peración, los pastos retornan al estado de deterioro; lo que se puede asociar al manejo inadecuado, unido a las condiciones climáticas adversas que prevalecen en el trópico con periodos poco lluviosos de más de 200 días.

El conocimiento anterior puede servir de base para establecer estrategias que permi­tan mantener la estabilidad de los pastizales mediante la aplicación de diferentes métodos culturales que impliquen la rehabilitación o renovación del pastizal, según el porcentaje de la arvense.

Esto significa que se mantuvo una tendencia similar en cuanto a la respuesta de los diferentes tratamientos al control del espartillo y la rehabilitación de la guinea, durante los dos periodos climáticos.

La representación gráfica del análisis de componentes principales, mediante el Bi­plot, también corroboró el resultado anterior. En este sentido, Sardiñas et al. (2011) uti­lizaron este tipo de análisis multivariado para evaluar el componente vegetal —cuando se utilizó la renovación de pastizales, mediante la siembra de variedades de Megathyrsus maximus y el control de espartillo— con resultados interesantes que contribuyeron a di­lucidar la información.

Conclusiones

Se logró el control del espartillo y la rehabilitación de guinea Likoni, y fue mayor el efecto en la disminución del porcentaje de cobertura de la arvense; así como el aumento de la producción de biomasa del pasto mejorado.

Las variables de mayor contribución al 82% de la varianza explicada por el compo­nente principal uno, fueron: la disponibilidad de biomasa y el porcentaje de cobertura del pasto guinea.

Se confirmó el deterioro del pasto guinea con el incremento progresivo del espartillo en el tratamiento control, en la medida que transcurrió la etapa experimental.

Agradecimientos

A los departamentos Biomatemática y Ciencia de los Pastos del Instituto de Ciencia Animal (ICA) en Cuba.

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