Resumen
Antecedentes: Los ecosistemas ganaderos
requieren serias transformaciones en los sistemas de manejo, basados en
principios agroecológicos, donde la agroforestería puede jugar un importante
papel. Objetivo. Determinar el efecto de tres densidades de
arborización sobre variables climáticas y la fauna edáfica en finca ganadera
del municipio Jimaguayú. Camagüey. Métodos: El estudio se desarrolló en áreas de La Finca La
Victoria perteneciente a la CCS Evelio Rodríguez del municipio Jimaguayú, se
estudiaron tres cuartones, con diferentes niveles de arborización y cerca viva.
Se evaluó la temperatura del aire, la humedad y temperatura del suelo y la
fauna edáfica para cada nivel de arborización. Se determinaron los estadísticos
descriptivos Media y ES y se realizó un ANOVA simple para cada variable
estudiada. Las medias se compararon a través de la prueba de rangos múltiples
HSD Tukey, para un nivel de significación de p< 0,05. Resultados: Los resultados indican que existe un efecto
positivo de la arborización sobre las variables climáticas estudiadas, la temperatura del aire osciló entre los 28 y 38 °C, siempre muy
superiores en las áreas a Pleno
sol (38 °C) a diferencia de los
lugares sombríos (28°C) en la base de los árboles. Respecto al % de humedad del suelo
también es notable la diferencia positiva debajo de los árboles respecto a las
zonas soleadas. Conclusiones: Es positivo el efecto de la arborización sobre
las variables climáticas, relacionado
directamente con la proyección de sombra de cada uno de los individuos, así
como con la deposición de hojarasca al suelo favoreciendo la macrofauna edáfica.
Palabras clave: bosque abierto, fauna del suelo, sombra, variables
climáticas (Fuente: AGROVOC)
Abstract
Background:
Livestock ecosystems
require serious transformations in management systems, based on agroecological
principles, where agroforestry can play an important role. Objective. To determinate the effect of three tree
densities on climatic variables and soil fauna in a livestock farm in the
Jimaguayú municipality. Camagüey. Methods: The study was
carried out in areas of La Finca La Victoria belonging to the Evelio Rodríguez CCS in the Jimaguayú municipality. Three
plots were studied, with different levels of tree planting and live fence. Air
temperature, soil humidity and temperature, and soil fauna were evaluated for
each level of tree planting. Descriptive statistics Mean and ES were determined
and a simple ANOVA was performed for each variable studied. The means were
compared through the HSD Tukey multiple range test, for a significance level of
p < 0.05. Results: The results indicate that there is a positive
effect of arborization on the climatic variables studied, the air temperature
ranged between 28 and 38 °C, always much higher in the areas with full sun (38
°C) as opposed to the shady places (28°C) at the base of the trees. Regarding
the % of soil humidity, the positive difference is also notable under the trees
compared to the sunny areas. Conclusions:
The effect of arborization on the climatic variables is positive, directly
related to the projection of shadow of each of the individuals, as well as to
the deposition of leaf litter on the ground favoring the soil macrofauna.
Keywords: open forest, soil fauna, shade, climatic
variables (Source:
AGROVOC)
INTRODUCCIÓN
El cambio climático es una de las
realidades ambientales más importantes que la humanidad enfrenta en este siglo,
no solo por los efectos que tiene en las diferentes esferas humanas, sino
porque representa un reto para el modelo de desarrollo que la humanidad ha
asumido desde la etapa de industrialización (Lemaire et al., 2019; Enríquez y Álvarez, 2020). En climas cálidos, la productividad del ganado vacuno de leche se reduce
dados los altos valores de temperatura y humedad existentes durante casi todo
el año; por ende, se afectan las ganancias económicas de las empresas lecheras.
El clima es
uno de los factores determinantes en el crecimiento y desarrollo de animales
destinados a la producción de alimentos, las condiciones climáticas inciden en
la productividad y la economía de los sistemas de producción animal, incluyendo
cambios en la productividad y calidad de los pastos y forrajes, en la
disponibilidad de agua, en la modificación de la dinámica de las poblaciones de
plagas y patógenos, y generando impactos directos en la salud, el bienestar, la
conducta y la productividad de los animales (Hamel et al., 2021).
El estrés
calórico es uno de los impactos directos más importantes sobre los animales y
se estima que lo será aún más en el futuro debido a la proyección de incremento
global de la temperatura de la superficie terrestre y mayor frecuencia de olas
de calor, y al continuo mejoramiento de la productividad animal asociada a genotipos
superiores con mayor actividad metabólica y producción de calor corporal. Las
condiciones de estrés calórico afectan la reproducción de los animales,
ganancia de peso, producción y calidad de leche, entre otros atributos (Collier et al.,
2019; Valdivia et al., 2021).
La
introducción de tecnologías silvopastoriles en los sistemas ganaderos
tropicales, al tiempo que mejora la calidad nutricional de la dieta, contribuye
a disminuir la emisión de metano de los bovinos. También ayuda a recuperar
áreas degradadas, al permitir en ellas el mejoramiento de la fertilidad del
suelo a través del aporte de nitrógeno atmosférico y el reciclaje de
nutrientes, mejora la captura de carbono, la protección de la biodiversidad y
de las fuentes de agua, así como su contribución a un favorable balance térmico
(Loyola et al., 2019; Muchanea et al.,
2020). Por otra parte, Velásquez y Lavelle (2019);
Hernández et al. (2020) resaltan las
ventajas de la utilización de las comunidades de macroinvertebrados como
indicadores de la calidad del suelo, por su simplicidad y bajo costo, así como
por su alta sensibilidad a las condiciones del suelo, estas favorecidas con los
sistemas silvopastoriles.
Objetivo: Determinar el efecto de tres
densidades de arborización sobre variables climáticas y la fauna edáfica en
finca ganadera del municipio Jimaguayú. Camagüey.
MATERIALES
Y MÉTODOS
Caracterización
general del área
El estudio se desarrolló durante un
año (desde septiembre de 2021 hasta septiembre de 2022), en áreas de La Finca
La Victoria perteneciente a la CCS Evelio Rodríguez Curbelo del municipio
Jimaguayú, ubicada en la hoja cartográfica Las Mercedes, en áreas aledañas al
poblado El Guayabo y ocupa un área total de 144,01 ha según límites aportados
por la empresa territorial GeoCuba Camagüey – Ciego
de Ávila. El trabajo experimental se realizón un suelo Pardo sin Carbonatos, de
acuerdo con las hojas cartográficas del sitio (4679-IV-b) escala 1:25 000 y
corroborado con Hernández et al.
(2015), caracterizado por tener un relieve predominante llano. Los
pastos predominantes son Dichanthium annulatum (Forssk.)
Stapf, Panicum maximum Jacq. y Sporobolus indicus (L.) R. Br.
Se evaluaron tres cuartones cada uno
de aproximadamente una hectárea, el primero de ellos sin árboles y con cerca
viva, un segundo con árboles aislados (12 % de área cubierta o proyección de
copa) y cerca viva y un tercer potrero con un número mayor de árboles (20 % de
área de proyección de copa) y cerca viva.
Variables analizadas y diseño experimental
Temperatura
del aire, del suelo y humedad del suelo
Se llevaron a cabo un total de 90
observaciones para evaluar estas variables. Para evaluar la temperatura del
aire, se realizaron 30 mediciones al azar en cada cuartón: 15 en la sombra y 15
a pleno sol. Para determinar la humedad y temperatura del suelo se realizaron
también 30 muestreos, en los mismos puntos que para la temperatura del aire, de
los cuales se extrajo 1 kg de suelo en cada punto, se identificaron debidamente
y se secaron al sol hasta peso constante, luego por diferencia de peso se
determinó el porcentaje de humedad del suelo para cada condición. Las
observaciones se realizaron a la 1:00 PM. Para la materialización de este
resultado se siguió un diseño totalmente aleatorizado con tres tratamientos.
Macrofauna edáfica
Se evaluó el impacto positivo de
diversas especies de árboles en la fauna del suelo, realizando muestreos
aleatorios en las áreas de los agrosistemas
estudiados, 21 parcelas de muestreo de 0,5 x 0,5 m distribuidas en las tres
variantes, respectivamente, en cada parcela se limpió la vegetación y se excavó
hasta 10 cm de profundidad, allí se contaron todos los individuos de las
diferentes especies de fauna existentes (Barreto-García et al., 2018). Los muestreos de la macrofauna se realizaron entre
las 7:00 y 9:00 a.m.
En el caso de las parcelas debajo de
los árboles, estas se realizaron a una distancia que osciló entre 0,5 y 1,5 m
de estos.
Análisis estadísticos
Se determinaron
los estadísticos descriptivos Media y ES, previo a estos análisis se comprobó la distribución normal de los datos
y la homogeneidad de la varianza, la primera a
través del sesgo estandarizado y la curtosis estandarizada y la segunda
a través de la Prueba-F para comparar
las Desviaciones Estándar
y las varianzas de las muestras. Se realizó un ANOVA simple para cada
variable estudiada. Las medias se compararon a través de la prueba de rangos
múltiples HSD Tukey, para un nivel de significación de p< 0,05 Los análisis
se desarrollaron con el programa estadístico StatGraphics
Centurion XV Versión 15.2.06 (2007).
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN
Temperatura
del aire, del suelo y humedad del suelo
Se apreció un efecto positivo de la arborización sobre las variables
climáticas temperatura del aire, temperatura y humedad del suelo (Tabla 1), este resultado se relaciona
directamente con la cantidad de árboles presentes, la proyección de sombra de
cada uno para cada agroecosistema, que para el caso de las áreas con menor
densidad de árboles se calculó una proyección de sombra de 1 253 m2 (0,12
ha) y para las áreas de mayor densidad 2 064 m2 (0,20
ha), en esto hay gran influencia la deposición de hojarasca al suelo que
depende en buena medida de las especies arbóreas y la extensión de su copa.
Tabla 1. Temperatura
del aire, del suelo y humedad del suelo bajo tres
densidades de arborización.
|
Variables en estudio
|
sombra
|
sol
|
+ES
|
|
sin árboles y cerca viva
|
12 % área de copa y cerca viva
|
20 % área de copa y cerca viva
|
sin árboles y cerca viva
|
12 % área de copa y cerca viva
|
20 % área copa y cerca viva
|
|
Temperatura suelo (°C)
|
27,96c
|
26,07cd
|
25,08d
|
30,1a
|
29,72b
|
29,48b
|
0,11
|
|
Temperatura ambiental (°C)
|
36,85b
|
29,02c
|
28,05d
|
38,1a
|
38,28a
|
38,03a
|
0,10
|
|
Humedad suelo (%)
|
88,00c
|
91,0b
|
92,00a
|
83,0f
|
84,0e
|
85,99d
|
0,10
|
a, b, c, d, e, f: Letras distintas en una misma fila indican diferencias significativas entre las
medias según HSD Tukey (p < 0,05).
La especie que más aporta al sombreo
de los potreros en ambos casos fue el Algarrobo (Samanea
saman (Jacq.) Merr.) con áreas de copa que oscilaron entre 226,98 y
490,87 m2, en este mismo sentido son las que más aportan a la
regulación térmica del área. Esto concuerda con los resultados mostrados por
Poveda et al. (2021), quienes plantean que la cantidad de cubierta de
copa y las características de las especies de árboles son las principales
variables que afectan el potencial de evapotranspiración. Estos mismos autores,
pero en ecosistemas de ciudad, refieren un estudio desarrollado en Viçosa-MG, Brasil en el que realizaron un inventario de 212
árboles y determinaron que los individuos con alturas de 8 a 12 metros y
extensas copas establecen mejores servicios ambientales a la comunidad. Así,
las ciudades que optan por mantener y establecer árboles medianos y grandes, en
lugar de utilizar arbustos, generan mejores beneficios en términos de calidad
de vida, los cuales reducen la temperatura y aumentan los niveles de sombra.
En esta investigación la temperatura
del suelo osciló entre los 25 y 29 °C, en el caso de las
áreas más sombrías (Base árbol) la temperatura del suelo se mantuvo
entre 25 y 26 °C relacionado directamente con la arquitectura de las plantas
presentes en el área pertenecientes a las especies Samanea saman (Jacq.) Merr. (algarrobo), Cordia collococca L. (ateje), Mangifera indica L. (mango) y Guazuma ulmifolia Lam. (guásima), no así para el
caso del piñón (Gliricidia sepium (Jacq.) Kunth) que posee una
arquitectura menos densa en cuanto a ramas y follaje relacionado directamente
con su edad que no sobrepasa los cuatro años.
La temperatura del aire osciló entre los 28 y 38 °C,
siempre muy superiores en las áreas a Pleno sol (38 °C) a diferencia de los lugares
sombríos (28 °C) en la base de los árboles y alrededor de 34 °C en las áreas de
transición sombra-sol. Respecto al por ciento de humedad del suelo también es
notable la diferencia debajo de los árboles respecto a las zonas soleadas, lo
cual corrobora una vez más el efecto positivo de la arborización sobre el suelo
y por consiguiente sobre el microclima de este
en beneficio de la fauna edáfica y con esta, la descomposición de la materia
orgánica.
Los árboles dispersos en potreros
tienen el propósito evidente de generar beneficios para la finca, como la
protección del suelo de la erosión, la mejora de su fertilidad (hojarasca); y
la creación de microclimas que ofrezcan bienestar a los animales (Alanís et al., 2020), lo cual
contribuye favorablemente en la disminución del estrés por calor en el ganado,
y en consecuencia mayor consumo de pasto y más productividad (leche o ganancia
de peso vivo). Por otra parte, los pastos que crecen bajo la sombra del
arbolado tienen un mayor valor nutricional comparados con aquellos que crecen a
cielo abierto (pleno sol), más aún si estos árboles son leguminosos como S. saman.
De acuerdo con Montes et al. (2021) el uso de árboles en sistemas
de producción tropical reduce potencialmente el estrés calórico de los animales
al generar microclimas en las áreas de pastoreo. Según estos propios autores,
bajo la copa de los árboles disminuye temperatura entre 2 a 9 °C con relación a la
encontrada en pastizales abiertos, resultados que corrobora este estudio cuyas
reducciones de temperatura también estuvieron en el orden de los 9 °C.
De acuerdo con lo expresado por
Poveda et al. (2021), se comprobó una disminución de 3 a 4 °C para la
temperatura y aumento de 3 a 10 % para la humedad relativa entre zonas con y
sin vegetación, respectivamente, además de la disminución de la temperatura, el
aumento de la humedad relativa también contribuye a la mejora microclimática. Estos resultados se relacionan directamente
con los criterios de Montes et al. (2021), quienes afirman que la sombra
favorece notablemente la eficiencia de las vacas
productoras de leche, las que toleran menos las altas temperaturas
debido a la producción de una gran cantidad de calor metabólico
en sus procesos digestivos, generado a la vez por el alto consumo de materia seca para mantener buenos niveles
de producción.
Estos resultados
corroboran una vez más la importancia de comprender la necesidad de
diversificación de las áreas de pastos a través de su integración en sistemas
silvopastoriles, considerando su contribución a la regulación de los procesos
climáticos globales, además de conservar y mejorar la calidad de los suelos.
Los sistemas silvopastoriles pueden tener además de la actividad pecuaria otros
usos complementarios como la producción de madera y frutos; la contribución a
un microclima más benigno, la oferta de hábitat para la fauna silvestre, la
regulación hídrica en cuencas hidrográficas y una mayor belleza del paisaje (Yulibeisi et al., 2022).
Las condiciones meteorológicas entre
el entorno soleado y el sombreado (bajo la cubierta) mostraron una diferencia
estadística significativa para la variable temperatura, la cual fue
aproximadamente 5 °C más baja en la sombra. Los árboles liberan vapor de agua
al aire desde sus hojas a través de un proceso llamado evapotranspiración. Este
proceso no solo enfría el aire circundante, sino que también aumenta la
humedad, lo que puede hacer que el ambiente se sienta más fresco. De acuerdo con
Edwards
et al. (2021), esta es una de las
razones por las que los árboles proporcionan un enfriamiento más agradable.
Estudios realizados por
Sierralta (2021) y Coral et al.
(2022) demostraron la disminución de la temperatura del aire bajo la cubierta
de los árboles individuales o grupos de árboles, donde se destaca la sombra
como un factor importante para su variación, bajo esta condición hay una reducción en la conversión de la
energía radiante en calor sensible y las temperaturas debajo de la sombra se
vuelven más bajas (Argüello et al., 2019), estos autores aseguran que las áreas
donde existen las mayores proporciones de cobertura arbórea son las que tienen
las mejores características de temperatura y humedad en todas las estaciones
del año.
El enfriamiento se produce porque,
además de que la vegetación aumenta la evapotranspiración y reduce el
calentamiento sensible, cualquier cambio en los niveles de albedo entre la
vegetación y la superficie que reemplaza provoca cambios en la radiación
líquida, lo que disminuye la temperatura, debido a las funciones biológicas
durante la fotosíntesis, en donde, las especies de plantas liberan humedad en
el medio ambiente, lo que contribuye a un aumento de la humedad (Taleghani et al., 2019).
Según Zhou et al. (2017), los
árboles interceptan la radiación solar hasta en el 90 %, en consecuencia, la
humedad relativa es mayor debido a la evapotranspiración. Estos propios autores
demostraron que el aumento de la vegetación puede disminuir significativamente
la temperatura, a través de la evapotranspiración y de la sombra proyectada.
En las zonas boscosas, este aumento
de la humedad relativa se produce debido a la termorregulación generada por el
dosel de los árboles en el proceso de evapotranspiración (Rodríguez et al., 2019). Las estomas de las hojas
de los árboles funcionan como bombas de agua autorreguladas, se abren cuando se
dispone de agua y calor y se cierran cuando se producen situaciones adversas,
esta apertura ayuda a refrescar el ambiente debido a la evapotranspiración y el
cierre ayuda a preservar las condiciones agradables en el microclima (Collier et al.,
2019). Este conjunto de acciones produce alrededor del árbol una mayor humedad
relativa (Martínez et al., 2021).
También es importante señalar que
según Poveda et al. (2021), el viento puede disminuir las diferencias de
temperatura y humedad relativa entre las zonas soleadas y sombreadas, actuando
como un moderador natural. Sin embargo, este efecto se verifica mejor cuando su
velocidad es superior a 1,5 m/s. Cuando es baja, la mayor parte de la
temperatura es el resultado del balance de la radiación solar en el sitio.
Macrofauna edáfica
El comportamiento de la fauna edáfica
en este estudio se refleja en la Tabla 2. Los sistemas con árboles
(silvopastoril) mostraron mayor abundancia de la macrofauna, lo que coincide
con lo informado por Cabrera et al.
(2017) y debe estar dado por la mayor cobertura del suelo, que ofrece
condiciones óptimas de temperatura y humedad para el desarrollo de esta.
Tabla 2. Comportamiento de la fauna edáfica en los sistemas en estudio
(individuos /m2).
|
Especie
fauna
|
sin árboles y cerca viva
|
12 % área de copa y cerca viva
|
20 % área de copa y cerca viva
|
±
ES
|
|
Cochinillas
|
-
|
-
|
7,28
|
0,24
|
|
Anélidos
|
11,0a
|
14,57b
|
9,14a
|
0,63
|
|
Coleópteros (larvas)
|
15,57a
|
15,85a
|
9,57b
|
0,47
|
|
Coleópteros (adultos)
|
0,71a
|
4,42b
|
-
|
0,34
|
|
Ciempiés (quilópodos)
|
-
|
-
|
3,42
|
0,21
|
a, b: Letras
distintas en una misma fila indican diferencias significativas entre las medias
según HSD Tukey (p < 0,05).
Según esta propia tabla, existen dos
grupos de la macrofauna que predominan y son comunes para los tres
agroecosistemas estudiados (Anélidos y Coleópteros), esto está relacionado con
el alto nivel de adaptación de las especies de estos grupos, que además son
predominantes en las áreas más soleadas. Todos de conjunto contribuyen a la
descomposición de la materia orgánica depositada en el suelo y por consiguiente
a la mejora de la fertilidad de estos suelos. Estos resultados son similares a
lo observado por Rodríguez et al.
(2008) en diferentes sistemas de pastizales en monocultivos y asociaciones.
Lo antes planteado es una evidencia
más de los beneficios de la inclusión de árboles en los potreros como sistemas
silvopastoriles, de acuerdo con los criterios de Crespo (2008) estas especies
dentro de los potreros aportan importantes volúmenes de hojarasca y constituyen
un regulador de la temperatura del suelo por el sombreo que provocan, lo que
favorece el buen desarrollo de la fauna edáfica y con esta, la mejora del suelo
ya que estos organismos ayudan a la descomposición de la materia orgánica, de
la propia hojarasca, así como lo que pueden aportar en materia de estiércol y
coprolitos.
Estos resultados están en
concordancia con los estudios de Wu y Wang (2019), estos autores comprobaron la
hipótesis de que la macrofauna depende de las condiciones específicas de micro
hábitats del suelo creadas por la vegetación, es fundamental para procesos como
la descomposición, la formación de humus, y la regulación del ciclo de
nutrientes. Su dependencia de los microhábitats creados por la vegetación
subraya la importancia de conservar estos ecosistemas para mantener su
funcionalidad.
Resultados similares se obtuvieron
por Escobar et al. (2020), quienes
muestran abundancia de la macrofauna del suelo bajo sistemas de silvopastoreo, esto es un indicador de la salud del suelo
en el sistema, siempre con un mayor número de individuos en las áreas debajo de
los árboles. Estos propios autores encontraron que los escarabajos (Scarabaeidae)
estuvieron presentes en mayor número, mientras que la lombriz de tierra (Lumbricidae), fue
la especie más abundante en todos los ecosistemas, estos criterios coinciden
con los resultados obtenidos en este estudio.
Lo anterior coincide con Camero y
Rodríguez (2015), quienes detectaron una mayor abundancia de lombrices en
sistemas silvopastoriles que en monocultivos de gramíneas, mientras que Murillo
et al. (2019), no encontraron
diferencias entre sistemas silvopastoriles y la vegetación nativa. Otros
autores como Leyva et al. (2018)
también apuntan hacia mayores valores de riqueza de especies de la macrofauna
en sistemas silvopastoriles.
Rodríguez et al. (2008) aseguran que en especial los coprófagos como los
coleópteros son agentes fundamentales en la limpieza de las praderas, estos
pueden incorporar las heces fecales de vacunos y otros animales del sistema al
suelo en un lapso de 24 horas. Esta acción enterradora que ejercen los
coleópteros disminuye sustancialmente la contaminación que provoca la
acumulación del excremento en el pastizal y conduce, por lo tanto, a un mejor
aprovechamiento de la cantidad de pasto disponible, lo que evita que el pasto
sea rechazado por el ganado, y favorece además la retención de agua en el suelo
y la remoción de los horizontes del suelo (Cárdenas y Páez, 2017).
El incremento de la fauna del suelo y
el número de coprolitos depositado en el suelo debe mejorar sustancialmente si
se considera el incremento de la vegetación y el aporte de hojarasca, lo cual
es favorable para estos agroecosistemas ganaderos. Otros autores como Loyola et al. (2021) reportan aumentos
apreciables en los componentes bióticos del suelo cuando se incrementa el
arbolado en áreas de pastoreo, debido a los efectos beneficiosos de los árboles
en el microclima del suelo y a la deposición de hojarasca.
Donde existen árboles aislados,
cercas vivas o árboles en grupos se observó mayor riqueza en la fauna del
suelo, debido a que los árboles presentes hacen mayor aporte de hojarasca y
mejoran las propiedades físicas de los suelos, al aumentar la cantidad de
microporos encargados del drenaje y la aireación del suelo. En estos sistemas
la MO del suelo se mantiene en niveles satisfactorios para su fertilidad; el
reciclaje de las bases en los residuos de los árboles puede reducir o frenar el
proceso de acidificación, además de controlar la erosión y las pérdidas de
materia orgánica (Hernández et al.,
2020).
CONCLUSIÓN
Existe un efecto positivo de la arborización sobre las variables
climáticas y
abundancia de la macrofauna, relacionado directamente con la proyección de sombra de cada uno de los
individuos y la
mayor cobertura del suelo, dada sobre todo por la deposición de hojarasca, ambas condiciones
contribuyen a moderar las variables climáticas, creando microclimas más
favorables.
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Contribución de los
autores
Concepción y diseño de la investigación:
OLH, DTG, IPC, VSJ; análisis e interpretación de los datos: OLH,
DTG; redacción del artículo: OLH, DTG, IPC, VSJ
Conflicto de intereses
Los autores declaran que no existe
conflicto de intereses.
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Delmy Triana González *