Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

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Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras tropicales en tres altitudes en Colombia ERIKA ANDREA HERNÁNDEZ UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS COORDINACION GENERAL DE POSGRADOS PALMIRA, COLOMBIA 2013

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Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras tropicales en tres

altitudes en Colombia

ERIKA ANDREA HERNÁNDEZ

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS COORDINACION GENERAL DE POSGRADOS

PALMIRA, COLOMBIA 2013

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Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras tropicales en tres

altitudes en Colombia

ERIKA ANDREA HERNÁNDEZ

Tesis de grado presentada(o) como requisito parcial para optar al título de:

Magister en Ciencias Agrarias

LÍNEA DE INVESTIGACIÓN:

Producción Animal Tropical

DIRECTORES:

MARIA SARA MEJÍA DE TAFUR

I.A, M.Sc.

CARLOS VICENTE DURAN CASTRO I.A, M.Sc.

Grupo de Investigación:

“Conservación, Mejoramiento y Utilización del Ganado Criollo Hartón del Valle y otros

Recursos Genéticos Animales en el Suroccidente Colombiano”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS COORDINACION GENERAL DE POSGRADOS

PALMIRA, COLOMBIA 2013

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(Dedicatoria o lema)

A Dios por darme el conocimiento y la paciencia

para culminar este trabajo y etapa de mi vida

A mi mamá, hermana y familia por su apoyo

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Agradecimientos

Al grupo de investigación “Conservación, Mejoramiento y Utilización del Ganado Criollo Hartón del Valle y Otros Recursos Genéticos Animales en el Sur Occidente Colombiano” mediante el proyecto Bicentenario “Conservación, Mejoramiento y Uso Estratégico de los Recursos Genéticos Bovinos Criollos en Sistemas Ganaderos Sustentables en el Trópico Medio y Bajo Colombiano” por su apoyo y comprensión. Al Campo Experimental de la Universidad Nacional de Colombia sede Palmira (CEUNP) y la Granja Mario González Aranda por su colaboración. Al Centro Internacional de Agricultura Tropical CIAT por la disposición de las semillas A los profesores Rómulo Campos Gaona y Carlos Vicente Duran C. por darme la oportunidad de hacer la maestría. A la profesora María Sara Mejía de Tafur por depositar su confianza en mí y ser mi tutora. A Mónica y Don Héctor por su colaboración en el procesamiento de las muestras. A David Calero y Luis Horacio Franco por su colaboración en el establecimiento de las especies. A mis niñas Raúl y Dani por su ayuda en campo y en todo. A Jonathan Benavidez, Clever Becerra, Carlos Fernández, Bernardo Silva, Katherine García, Lucho, Jhon Jairo Álvarez, Cano, Ronal, Lascario Cadavid, Oscar Perenguez, Christian Bauer y Gustavo Piedrahita por su ayuda. A mi compañera y amiga Zulma por su apoyo a la distancia.      

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Resumen y Abstract XI

Resumen El presente estudio tuvo como objetivo evaluar la respuesta fisiológica de ocho especies

forrajeras en tres localidades contrastantes (1000, 1500 y 2000 msnm). Se empleo un

diseño de bloques completos al azar con ocho tratamientos y cuatro repeticiones. Las

variables de respuesta se determinaron usando un analizador de gases portátil de

sistema abierto (ADC, LC- Pro+) y la biomasa mediante aforo. Los datos indicaron

diferencias significativas en cuanto a la tasa de fotosíntesis, conductancia estomática y

transpiración entre localidades y especies, así como en la eficiencia del uso del agua y la

acumulación de biomasa. La tasa de fotosíntesis de las especies evaluadas varía

aumentando o disminuyendo en respuesta al ambiente cambiante según la altitud y la

época, lo cual demuestra su adaptabilidad hacia el cambio climático.

Palabras clave: Especies forrajeras, fotosíntesis, uso eficiente del agua,

acumulación de biomasa.

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XII Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad al cambio climático

Abstract

The present study aimed to assess the physiological response of eight species

contrasting forage in three locations (1000, 1500 and 2000 msnm). Job design was

randomized complete block with eight treatments and four replications. The response

variables were determined using a portable gas analyzer open system (ADC, LC-Pro +)

and biomass by capacity. The data indicated significant differences in the rate of

photosynthesis, stomatal conductance and transpiration between locations and species

as well as the efficient use of water and biomass accumulation. The rate of

photosynthesis of species assessed varies increasing or decreasing in response to the

changing environment by altitude and time, demonstrating its adaptability to climate

change

Keywords: Forage species, photosynthesis, water use efficiency, biomass

accumulation.

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Contenido XIII

Contenido

Pág.

Resumen ......................................................................................................................... XI 

Lista de figuras ............................................................................................................. XV 

Lista de tablas ............................................................................................................. XVI 

Introducción ..................................................................................................................... 1 

1. Revisión de literatura .................................................................................................. 5 

1.1  Efecto Invernadero ............................................................................................... 5 1.2  Gases Efecto Invernadero .................................................................................... 6 

1.2.1  Dióxido de Carbono .......................................................................................... 6 1.2.2  Metano .............................................................................................................. 7 1.2.3  Ciclo del Nitrógeno ............................................................................................ 8 1.2.4  Óxido Nitroso .................................................................................................... 9 1.2.5  Amoníaco .......................................................................................................... 9 

1.3  Colombia y el Efecto Invernadero ....................................................................... 10 1.3.1  La Ganadería y el Efecto Invernadero. ........................................................... 12 1.3.2  Los Forrajes y el Efecto Invernadero .............................................................. 14 

1.4  Mitigación ............................................................................................................ 15 1.4.1  Mitigación en el Sector Pecuario ..................................................................... 15 

1.5  Adaptación .......................................................................................................... 16 1.5.1  Indicadores de Adaptabilidad y Variables de Respuesta en Forrajes ............. 17 

1.6  Especies Forrajeras ............................................................................................ 18 1.6.1  Gramíneas Evaluadas ..................................................................................... 19 1.6.2  Leguminosas Evaluadas ................................................................................. 21 

2.  Metodología ............................................................................................................ 23 

2.1  Localización ........................................................................................................ 23 2.2  Especies Evaluadas ........................................................................................... 23 2.3  Diseño Experimental ........................................................................................... 23 2.4  Variables de Respuesta ...................................................................................... 25 

3.  Resultados y Discusión ......................................................................................... 27 

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XIV Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad al cambio climático

4.  Conclusiones y recomendaciones ....................................................................... 39 

A.  Anexo: Planos Diseños de Campo y Análisis de Suelos ................................... 43 

Bibliografía .................................................................................................................... 53 

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Contenido XV

Lista de figuras Pág.

Figura 1. Emisión de CO2 antropógenico en los últimos 52 años. Tomado de: Spencer,

2009. ................................................................................................................................... 6 

Figura 2. Ciclo del nitrógeno ............................................................................................... 8 

Figura 3. Participación de Colombia con respecto a las emisiones mundiales de GEI

Tomado de: IDEAM ,2009. ................................................................................................ 11 

Figura 4. Efecto de la temperatura de la hoja en la tasa de fotosíntesis según la altitud. 34 

Figura 5. Comparación de la Curvas de luz de las especies evaluadas en cada altitud .. 37 

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XVI Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad al cambio climático

Lista de tablas Pág.

Tabla 1. Estimativos de las principales fuentes naturales y antropogénicas de metano a

nivel global (millones de Ton/año). Tomado de: Carmona et al., 2005. ............................. 7 

Tabla 2. Tasa de fotosíntesis por altitudes en todas las especies evaluadas. ................. 27 

Tabla 3. Efecto de la altitud sobre la tasa Fotosintética según la época. ......................... 28 

Tabla 4. Tasa de fotosíntesis en las épocas evaluadas según la especies. .................... 29 

Tabla 5. Tasa fotosintética, conductancia estomática, transpiración y CO2 interno de las

especies evaluadas. Los datos corresponden al promedio general entre localidades y

épocas. ............................................................................................................................. 30 

Tabla 6. Tasas fotosintéticas, temperatura de la hoja, cámara y aire de las especies

evaluadas en cada una de las altitudes. Los datos corresponden al promedio general

entre localidades y épocas. .............................................................................................. 32 

Tabla 7. Uso eficiente del agua y producción de biomasa en cada una de las altitudes

evaluadas según la época ................................................................................................ 35 

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Introducción

El cambio climático es un proceso de alteración a largo plazo de las condiciones

promedio asociadas a las variables climáticas de la tierra, incluyendo variaciones en la

composición química de la atmósfera terrestre abarcando todas las características del

ambiente que constituyen el clima: Temperatura, Humedad, Nubosidad, Precipitación,

(IPCC, 2007). Estas alteraciones climáticas se deben a un aumento indiscriminado en la

emisión de gases efecto invernadero como el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4)

y el óxido nitroso (N2O), la acumulación de estos gases en la atmósfera, es debida

principalmente por la deforestación, quema de bosques, mal manejo de sistemas de

producción pecuarios y agropecuarios, uso indiscriminado del suelo entre otros.

En el informe del Panel Internacional sobre el Cambio Climático del 2007, se confirma los

pronósticos de futuras modificaciones en el clima global y da ejemplos de su impacto en

el presente. América Latina es una de las regiones vulnerables a esos cambios, y sufrirá

pérdidas económicas, sociales y ambientales de proporciones, sin tener responsabilidad

en la causa del fenómeno. Sin embargo, la mayor parte de los esfuerzos y recursos se

están orientando a la reducción de emisiones en vez de reducir la vulnerabilidad (Honty,

2007). Es por eso que la adaptabilidad de los sistemas de producción agropecuaria es

importante para hacer frente al Cambio Climático, ya que contribuyen con la disminución

de los gases efecto invernadero.

Colombia se ha comprometido a abordar de manera integral las implicaciones del cambio

climático. Por eso en materia de adaptación se debe identificar pronto y eficazmente las

principales vulnerabilidades para enfrentarlas a tiempo; en cuestión de mitigación está

comprometida a mantener una baja emisión de gases con estrategias de desarrollo

sostenible.

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2 Introducción

Además, por ser un país que alberga un alto porcentaje de la biodiversidad del mundo y

por sus condiciones pluriculturales y socioeconómicas, debe prepararse para una

realidad cada vez más exigente por los riesgos que requieren ser gestionados. Por

consiguiente es necesario avanzar en estrategias que le permitan construir y mantener

modelos de desarrollo sostenibles, que sean lo suficientemente prácticos para planear y

actuar con medidas efectivas dirigidas a los sectores y comunidades más vulnerables.

Con lo anterior se podrá tener un país mejor preparado y una sociedad más consciente

de sus relaciones de producción y sus efectos sobre el medio ambiente y los recursos

naturales, adaptada al cambio climático (IDEAM,2010).

Un marco para la adaptación al cambio climático de los sistemas ganaderos, debe ser

dirigida simultáneamente al manejo de los sistemas ganaderos y en especial el manejo

del pastoreo y los forrajes, la integración de la ganadería con los cultivos y la

agroforestería en particular el silvopastoreo, el manejo del agua, la planificación del uso

del suelo, la fertilidad del suelo y los organismos del suelo, elementos ecosistémicos

como la composición de las especies, la biodiversidad, la resistencia, los bienes y

servicios ambientales (FAO, 2007).

La adaptación de los forrajes al cambio climático es un tema importante y complejo que

presenta desafíos, principalmente para los sistemas agropecuarios. Los impactos del

cambio climático ya están afectando dichos sistemas, en especial en la productividad y

oferta de los forrajes para los animales.

Es importante el papel que poseen los forrajes en el intercambio de gases de efecto

invernadero (GEI) entre la biosfera y la atmósfera. Los principales procesos de cambio

que subyace a esta son de una naturaleza biológica y física (Pinares-Patiño et al., 2007).

Estos tienen un enorme potencial para servir como sumideros terrestres de carbono, ya

que con un buena renovación y manejo pueden almacenar entre 100 y 800 millones de

toneladas de CO2-eq por año respectivamente (Neely et al., 2008). Un sistema forrajero,

según la especie y el tipo suelo, bien administrado puede secuestrar hasta de 260

toneladas de carbono por hectárea, mientras que proporciona importantes beneficios

para la adaptación al cambio climático (FAO/ LEAD, 2007).

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Introducción 3

En Colombia no se cuenta con indicadores de referencia sobre adaptabilidad en especies

forrajeras hacia el cambio climático, solo se han realizado trabajos sobre sistemas

forestales, cultivos de café, lulo, maíz entre otros, por tal motivo, es importante realizar

estudios para la valoración de adaptabilidad de las especies forrajeras con el fin

identificar los procesos de ajuste sostenibles y permanentes en respuesta a las nuevas y

diferentes circunstancias ambientales que pueden presentarse, sin dejar de lado las

respuestas a las necesidades, oportunidades y prioridades identificadas en los sistemas

de producción agropecuarias.

El objetivo del presente estudio fue evaluar la respuesta fotosintética de ocho especies

forrajeras en tres localidades contrastantes 1000, 1500 y 2000 msnm.

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1. Revisión de literatura

1.1 Efecto Invernadero

El efecto invernadero es un fenómeno natural que se ha desarrollado en el planeta para

permitir la presencia de vida en ella. El planeta está cubierto por una capa de gases

conocida como atmosfera, la cual permite la entrada de algunos rayos solares para

producir calor en ella, está a su vez emite calor pero la atmosfera impide que se escape

todo hacia el espacio y lo devuelve a la superficie (Montenegro et al., 2002).

Los gases que contiene la atmosfera son conocidos como gases efecto invernadero

(GEI), los cuales se dividen en gases de efecto directo e indirecto. Los de efecto indirecto

son aquellos que tienen capacidad para influir en la concentración atmosférica de otros

gases de efecto invernadero. Por ejemplo, el ozono, el cual además de su carácter

oxidante en la atmosfera baja, también puede atrapar radiación infrarroja y filtrar la

radiación ultravioleta (Martínez et al., 2009).

Los gases de efecto invernadero directo son el Dióxido de carbono (CO2), el Metano

(CH4), el Óxido Nitroso (NO2), los cuales se incrementan anualmente 0.5%, 0.6% y

0.35%, respectivamente (Montenegro et al., 2002); y los halocarbonos. Entre los

halocarbonados se encuentran los clorofluorocarbonos, como el Freón (CCL2F2) y los

hidrofluorcarbonados (HCFC 21) (Martínez et al., 2009).

Se estima que los trópicos emiten de 10 a 30 millones de toneladas de carbono al año

como resultado del decrecimiento de la materia orgánica en los suelos deforestados

(Montenegro et al., 2002).

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6 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

1.2 Gases Efecto Invernadero

1.2.1 Dióxido de Carbono

El dióxido de carbono (CO2) es liberado por los micro-organismos del suelo, la

respiración animal, vegetal y la fermentación digestiva (Pinares-Patiño et al., 2007).

Es el responsable de un 60% del calentamiento global y permanece en la atmosfera

de 50-200 años. Entre 1975 (280 ppm) y 1999 (367 ppm), la concentración de CO2

en la atmosfera aumentó 87 ppm (IPCC, 2001); actualmente el aire tiene en

promedio 387 ppm. La alta concentración de este gas en el medio, corresponde

principalmente al progreso humano de los últimos siglos, debido a que la

industrialización ha acrecentado su emisión hacia la atmosfera. El CO2 antropógeno

procede de la quema de combustibles fósiles (petróleo, gas natural y carbón

mineral) con un 75%, y de la deforestación (agricultura, urbanización, etc.) con el

25% (Martínez et al., 2009, Pinares-Patiño et al., 2007). En la Figura 1 se observa el

aumento de CO2 a nivel mundial en los últimos 52 años.

Figura 1. Emisión de CO2 antropógenico en los últimos 52 años. Tomado de: Spencer, 2009.

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Capítulo 1 7

1.2.2 Metano

El metano (CH4) se puede obtener de manera natural debido a la descomposición

anaeróbica de la materia orgánica de los sistemas biológicos. Los procesos

agrícolas como el cultivo de arroz inundado en agua, la fermentación entérica de los

animales, cuando convierten material con gran contenido de celulosa en alimento

de alta calidad nutritiva como la carne y la leche. En este proceso, el CH4

representa energía alimenticia que se pierde en forma de gas, en vez de ser

aprovechado y transformado en leche o carne (Montenegro et al., 2002, Pinares-

Patiño et al., 2007); sin dejar de lado la descomposición de sus desechos orgánicos

que también emiten este gas, al igual que los desechos de las ciudades y los

pantanos. Otras fuentes de emisión de metano de manera no natural es durante la

producción y distribución de gas natural y del petróleo, la liberación como

subproducto durante la extracción de carbono y en la combustión incompleta de los

energéticos fósiles (Martínez et al., 2009). En la Tabla 1 se puede observar algunas

fuentes de emisión de metano y el aporte a nivel global.

Tabla 1. Estimativos de las principales fuentes naturales y antropogénicas de metano a nivel global (millones de Ton/año). Tomado de: Carmona et al., 2005.

Natural Energía/desechos Agricultura

Pantanos 115 Gas y petróleo 50 Cultivos de arroz 60

Océanos 15 Carbón mineral 40 Animales domésticos 80

Termitas 20 Carbón vegetal 10 Abonos orgánicos 10 Combustión 10 Rellenos sanitarios 30 Combustión 5

Aguas residuales 25

Total 160 155 155

En 1994 la concentración media global de metano en la atmosfera era de 1720

ppmm (partes por mil millones), mostrando un incremento aproximado de 145%

comparado con la concentración existente en 1750, periodo previo a la

industrialización, la cual fue de 700 ppmm (IPCC 2006). Para el año 1998 la

concentración estaba en 1745 ppmm con una tasa de cambio de 7.0 partes por

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8 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

billón anual (Martínez et al., 2009). En el 2008 la concentración fue de 1797 partes

por billón (ppb). Entre 1999 y el 2006 la concentración de metano se estabilizo, pero

para el 2007 y 2008 se apreció un aumento importante de 52 ppb (OMM, 2008).

1.2.3 Ciclo del Nitrógeno

Los compuestos orgánicos con N hacen parte de todos los organismos vivos y pasan al

ambiente cuando estos se descomponen. El N es tomado de la solución del suelo o

sustrato por las plantas en forma de nitrato (NO3-) y en forma de amonio (NH4

+); la mayor

parte del NH4+ se incorpora a los compuestos orgánicos en las raíces. El ciclo del

nitrógeno consta de varias etapas: mineralización, amonificación, nitrificación e

inmovilización. La mineralización del N presenta una serie de procesos a través de los

cuales los componentes orgánicos se transforman en NH4+ NO2

- y NO3-, en un proceso

en el que toman parte los microorganismos del suelo (Ascon et al., 2000; Mejía, 2010)

(Figura 2).

Figura 2. Ciclo del nitrógeno

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Capítulo 1 9

1.2.4 Óxido Nitroso

El óxido nitroso (N2O) es producido de manera natural por la nitrificación microbiana del

amoniaco, la cual produce nitrato, este a su vez se desnitrifica produciendo óxido nitroso

y nitrógeno (Pinares-Patiño et al., 2007). Entre las fuentes naturales se encuentran el

nitrógeno atmosférico, el cual es fijado por los microorganismos y tomado por las plantas

en forma de NH4+ y NO3

- (Buendía, 2007).

Las fuentes antropogénicas del óxido nitroso son los suelos agrícolas que utilizan

fertilizantes sintéticos y abonos, la combustión de energéticos fósiles, especialmente en

vehículos, la producción de ácidos adípico (utilizado en la elaboración de nylon) y nítrico

(utilizado en la fabricación de explosivos y laboratorios industrializados); el tratamiento de

aguas residuales, la combustión de desechos y la quema de biomasa (Martínez et al.,

2009).

La concentración de óxido nitroso en la atmosfera en 1750, periodo previo a la

industrialización, era de 270 ppm. Para el año 1994 la concentración fue de 312 ppm, es

decir, un aumento del 13%, aumento atribuido a las actividades antropogénicas antes

mencionadas. En 1998 la concentración atmosférica fue de 314 ppm (Martínez et al.,

2009). Actualmente la concentración esta en 321,8 ppb (OMM, 2009).

1.2.5 Amoníaco

Dentro de los gases producidos, el amoníaco (NH3), que no participa del efecto

invernadero, produce daños directos sobre el suelo y la vegetación, causando efectos

indirectos al combinarse con compuestos ácidos como el ácido sulfúrico o el ácido nítrico,

dando lugar a sulfatos y nitratos amoniacales en forma de aerosoles que pueden recorrer

grandes distancias (Buxadé, 1995). Una fuente de producción es por medio de la

hidrólisis que sufre la urea, la cual produce amonio y este en el proceso de volatización,

en el cual hay presencia de agua y grupos hidroxilos los cuales produce amoniaco y

agua.

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10 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

1.3 Colombia y el Efecto Invernadero

El IDEAM, adscrito al Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial de

Colombia, y su oficina de Cooperación Cientificotécnica para el estudio del Cambio

Global, tiene un programa de investigación aplicado con el tema en el que ha incluido los

aspectos sobre emisión y captura de gases de efecto invernadero del país y su efecto

sobre el cambio global, las opciones de mitigación de emisiones y potenciales de captura

de emisiones, la vulnerabilidad a los cambios globales de los ecosistemas, la población,

la hidrología, la atmósfera, los suelos y las actividades económicas de Colombia, las

posibles medidas de adaptación del país al cambio climático para garantizar su desarrollo

sostenible y programas de investigación y cooperación internacional sobre cambio global

(Gómez, 2006).

En el plano internacional, Colombia con 154 países más, suscribió el Protocolo de Kyoto,

cuyo objetivo principal es el de estabilizar las concentraciones de gases de efecto

invernadero en la atmósfera, ya que su incremento causa el cambio climático del planeta.

Esta participación implica la elaboración y actualización permanente de los inventarios

nacionales de las emisiones antropogénicas por las fuentes y de la absorción de

sumideros de los gases de efecto invernadero (Gómez, 2006).

Colombia en diciembre del 2001 presentó el primer informe sobre emisión de gases

efecto invernadero (GEI); en el cual demuestra que emite solamente el 0,25 por ciento de

las emisiones globales de dióxido de carbono (CO2) (Gómez, 2006).

El IDEAM, en la Segunda Comunicación Nacional ante la Convención Marco de la

Naciones Unidas sobre Cambio Climático (CMNUCC) 2010, recalca que Colombia

participa marginalmente en las emisiones de GEI (0,37% de las emisiones globales)

(Figura 3), sin embargo es vulnerable a los efectos del cambio global. Por ejemplo, en el

último siglo la temperatura de regiones como el bajo y medio Magdalena, tuvieron

incrementos de 2,4 y 2,8°C, respectivamente (Gómez, 2006).

Page 27: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Capítulo 1 11

Figura 3. Participación de Colombia con respecto a las emisiones mundiales de GEI Tomado de: IDEAM ,2009.

Se ha proyectado que para el año 2050 el aumento de la temperatura media anual del

aire en Colombia será entre 1 y 2°C, las precipitaciones variarán en un 15% con los

fenómenos de la niña y el niño, el 78% de los nevados y el 56 % de los páramos

desaparecerán (Gómez, 2006). Rondón (2002) reportó que en los últimos 20 años la

educción de las áreas de páramo en Colombia alcanzó el 25%.

Otro caso de importancia son los bosques de niebla, los cuales representan un

ecosistema único y estratégico, de gran valor e influencia para el bienestar humano, por

un lado, por su esencial papel como reguladores del ciclo hídrico y del mantenimiento de

las fuentes de agua. Por otro lado al ser sumideros para el secuestro de carbono, fuente

de estabilidad climática.

En Colombia, se ha estimado que el 90% de los bosques de niebla, han sido convertidos

principalmente a pastos y cultivos agrícolas (café, frutas, hortalizas y flores), sin dejar de

lado el crecimiento poblacional, el cultivo ilícito como amapola y coca, la cacería, la

extracción de madera, y finalmente una gran presión sobre el bosque de niebla, que

aunque indirectamente proviene de fuentes antropogénicas, es el cambio climático

(Armenteras et al., 2006). Los cambios en la temperatura y en el régimen de lluvias

producto de los niveles de carbono en la atmosfera, generan incrementos en la altitud de

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12 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

las condiciones climáticas óptimas de los ecosistemas de montaña, haciendo que este

tipo de bosques sean remplazados por ecosistemas propios de latitudes menores.

Se ha señalado que en el trópico los sistemas agroforestales pueden tener gran potencial

para contribuir a la mitigación del problema del calentamiento global, debido a la

asociación entre especies vegetales como gramíneas y leguminosas, ya que estos

sistemas de producción pueden actuar como un eficiente sumidero de carbono. En este

sentido los sistemas silvopastoriles (SSP) deben ser evaluados para cuantificar y

determinar su contribución con el ambiente (Montenegro et al., 2002).

Giraldo et al., (2007) señala que el silvopastoreo podría cumplir con muchos de los

requisitos necesarios para ser una alternativa de adaptación de los sistemas ganaderos

al cambio climático. Uno de ellos es su efecto positivo en la reducción del estrés calórico

en los animales, lo cual favorece el ahorro de energía y mayor consumo de pasto.

Colombia se ha comprometido a abordar de manera integral las implicaciones del cambio

climático. En materia de adaptación se debe identificar temprana y eficazmente las

principales vulnerabilidades para enfrentarlas a tiempo; en mitigación Colombia está

comprometida a mantener su desarrollo con una estrategia que mantenga bajas

emisiones de carbono (IDEAM, 2010.a).

1.3.1 La Ganadería y el Efecto Invernadero.

Los sistemas ganaderos bovinos dominan en extensión el uso del suelo en el país. En

Colombia, se está utilizando para ganadería cerca de 45% del territorio nacional; no

obstante, según el estudio de IGAC & CORPOICA (2003 citado por IDEAM, 2010) para

este fin tiene vocación sólo 16% de la superficie del país. Las coberturas en pastos

comprenden la asociación de pastos, rastrojos, matorrales y relictos de bosques; pastos

naturales y/o naturalizados; pastos introducidos manejados; y pastos naturales y los

naturalizados con árboles y arbustos (IDEAM, 2010).

Page 29: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Capítulo 1 13

Los efectos que la ganadería tiene sobre la atmósfera, están ligados a los componentes

volátiles emanados durante los procesos de transformación de los forrajes y de los

residuos orgánicos; el impacto de estas sustancias es diverso, mientras unos se

relacionan con efectos globales sobre el planeta, otros efectos se comportan sobre el

ambiente de carácter local (Buxadé, 1995).

Se ha querido responsabilizar en gran medida a la ganadería por la producción de estos

gases que ha generado alarma entre los sectores productivos y los ambientalistas, pero

se debe reconocerse que no es la única actividad generadora de estos residuos y que sí,

en cambio, ha estado implementando tecnologías que permiten absorber parte de sus

residuos y a la vez mitigar los producidos por otras actividades; por lo anterior, debe

pensarse también en los beneficios que se obtienen y en las posibilidades de una gestión

ganadera adecuada para el tratamiento técnico de residuos y emisiones producidas.

(Mahecha et al., 2002).

La carga animal o, el número de animales por unidad de superficie, es una simplificación

de la relación entre la demanda y la oferta de forraje, y sigue siendo la herramienta más

simple de trabajo en el pastoreo (Animut et al., 2005).

Según Mahecha et al., (2002), los sistemas de producción ganadera en Colombia, deben

buscar alternativas tecnológicas, que en el mediano plazo, logren aumentar la

productividad bovina, basados en programas de retención, selección, mejoramiento y

prácticas rutinarias; para esto es primordial lograr avances en el manejo de praderas

orientadas hacia una producción limpia, permitiendo mejoras sustanciales en los

programas de alimentación, que atenúen la alta presión sobre los recursos naturales;

deben realizarse acciones concretas en lo referente a la capacitación técnica,

empresarial y gremial.

La ganadería desempeña un papel importante en el secuestro de carbono a través de

pastos mejorados y el manejo de los pastizales (FAO/LEAD, 2007). El buen manejo de

los forrajes de pastoreo incluye gestionar dentro de los sistemas de equilibrio y no

equilibrio, a la vez requiere:

Page 30: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

14 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

a) Comprensión de cómo utilizar el pastoreo para estimular el crecimiento vigoroso de los

pastos y los sistemas de raíces saludables (Jones, 2006).

b) Utilizar el proceso de pastoreo para alimentar al ganado y la biota del suelo, mediante

el mantenimiento de la cobertura del suelo (las plantas y la basura) y la gestión de la

composición de especies para mantener la calidad de alimentación (Jones, 2006).

c) Proporcionar un descanso adecuado a pasturas (Jones, 2006).

d) La comprensión de impactos y adaptación al cambio climático, por ejemplo, cambios

en los forrajes de pastoreo (Neely et al., 2008).

e) La productividad de los pastizales depende de la movilidad de los animales (Niamir-

Fuller, 1999 citado por Neely et al., 2008).

1.3.2 Los Forrajes y el Efecto Invernadero

Con base en la extensión actual de las zonas con pasto en Colombia, la actividad

ganadera tiene el mayor cubrimiento, puesto que las coberturas asociadas con esta

actividad ocupan alrededor de 36,6% del territorio nacional, de las cuales 25,8% están

cubiertas con pastos y 10,8% con sabanas (gramíneas naturales) (IDEAM. 2010).

Los forrajes poseen un papel importante en el intercambio de gases de efecto

invernadero (GEI) entre la biosfera y la atmósfera. Los principales procesos de cambio

que subyace a esta son de una naturaleza biológica y física (Pinares-Patiño et al., 2007).

En los sistemas de pastoreo, sin la utilización de concentrados, la carga animal, más que

cualquier otro factor no sólo determina la eficiencia de utilización de forraje, establece el

rendimiento de los animales individuales y la producción por hectárea (Penno, 1999),

pero también influye en las propiedades del suelo y la pradera (Pinares-Patiño et al.,

2007).

Page 31: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Capítulo 1 15

Los forrajes tienen un enorme potencial para servir como sumideros terrestres de

carbono, ya que con un buena renovación y manejo pueden almacenar entre 100 y 800

millones de toneladas de CO2-eq por año respectivamente (Neely et al., 2008). Un

sistema forrajero, según la especie y el tipo suelo, bien administrado puede secuestrar

hasta de 260 toneladas de carbono por hectárea, mientras que proporciona importantes

beneficios para la adaptación al cambio climático (FAO/ LEAD, 2007).

Los pastizales, tanto por encima como por debajo del suelo, almacenan 200-400

petagramo (Pg) de carbono por hectárea / año, una parte importante (71%) de los cuales

está por debajo de la superficie del suelo (Neely et al., 2008).

La deforestación de bosques nativos y la conversión final de estas áreas en pastos

representan el cambio más importante en el uso de la tierra en América Tropical (AT) en

los últimos 50 años (Amézquita et al., 2008).Cerca de 77% de la tierras agrícolas en esta

zona son actualmente objetos de pasturas (FAO, 2002) y, debido a una mala gestión,

más del 60% de estas tierras están gravemente degradadas (CIAT; 1999-2005, citado

por Amézquita et al., 2008).

1.4 Mitigación

El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) en el 2007a, define la

mitigación como la intervención humana para reducir el forzamiento antropógeno del

sistema climático; abarcando diferentes estrategias que van encaminadas a reducir las

fuentes y emisiones de gases efecto invernadero y a potenciar sus sumideros.

1.4.1 Mitigación en el Sector Pecuario

En el sector agropecuario las practicas de reducción de emisiones se concentran a nivel

ganadero, para lo cual, las alternativas de manejo nutricional es una de la principales

mediadas de mitigación, debido a la fermentación entérica de los animales. Una dieta

Page 32: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

16 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

balanceada para el animal implica un mejoramiento en la calidad de las pasturas, ya que

éstas aumentan la productividad animal y optimizan la cantidad de proteína consumida,

lo que se refleja en la excreción de nitrógeno y las consecuentes emisiones de óxido

nitroso (IDEAM, 2010.b).

Aunque no existen metodologías aprobadas por la junta ejecutiva del Mecanismo de

Desarrollo Limpio (MDL) para el desarrollo de proyectos de mitigación asociados con la

mejora en la dieta de una población ganadera que respondan a la disminución de

emisiones de metano por fermentación entérica, ésta podría ser una de las líneas de

investigación a desarrollar (IDEAM, 2010.b).

1.5 Adaptación

La adaptación es el ajuste que realizan los sistemas naturales o humanos, en respuesta

a los estímulos o efectos climáticos (reales o esperados), que atenúa los daños que

ocasionan o, que explota o potencia las oportunidades beneficiosas (IPCC, 2007a), es un

punto clave para enfrentarse al Cambio Climático a nivel mundial (Honty, 2007).

Bajo ese concepto, en Colombia se deben incluir las acciones que permita a los sistemas

ecológicos, pecuarios, agropecuarios, sociales y económicos ir adaptándose

paulatinamente a las nuevas amenazas relacionadas con los factores climáticos globales

de tal manera que reduzcan la vulnerabilidad.

El IPCC, 2007a, (citado por IDEAM, 2010.c) distingue tres tipos de adaptación:

a) Adaptación anticipadora: se produce antes de que puedan observarse los impactos

del cambio climático. También se denomina adaptación pro-activa.

b) Adaptación autónoma: no constituye una respuesta consciente a los estímulos

climáticos, sino que es provocada por cambios ecológicos en los sistemas naturales y

cambios en el mercado o el bienestar en los sistemas humanos. También se denomina

adaptación espontánea.

Page 33: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Capítulo 1 17

c) Adaptación planificada: resulta de una decisión política deliberada, basada en la

comprensión de que las condiciones han cambiado o están por cambiar y de que se

requieren medidas para volver a un estado deseado, mantenerlo o lograrlo.

1.5.1 Indicadores de Adaptabilidad y Variables de Respuesta en

Forrajes

Temperatura

Los procesos bioquímicos y fisiológicos básicos relacionados con la síntesis, transporte y

degradación de sustancias en las plantas están influenciados por la temperatura, por el

grado de relación que éstas poseen con la cinética de las reacciones bioquímicas y el

mantenimiento de la integridad de las membranas (Rodríguez et al., 2004).

No todas las especies de pastos tienen el mismo valor óptimo de temperatura para el

cumplimiento de estas funciones. Por ejemplo en las gramíneas tropicales, el óptimo

fotosintético se encuentra entre los 35 y 39 ºC, y en las leguminosas entre los 30 y 35 ºC,

con una alta sensibilidad a las bajas temperaturas, cuyos efectos negativos en el

crecimiento ocurren entre los 0 y 15 ºC y en algunas especies a los 20 ºC. Por otra parte

temperaturas por encima del óptimo también reducen sustancialmente el crecimiento,

debido a una disminución de la actividad fotosintética por inactivación enzimática y a un

incremento de la demanda respiratoria (respiración y fotorespiración) (Rodríguez et al.,

2004).

Fotosíntesis

Es el proceso por el cual las plantas transforman la materia inorgánica de su medio

externo en materia orgánica que utilizarán para su crecimiento y desarrollo. Consiste,

básicamente, en la fijación del CO2 (dióxido de carbono) del aire utilizando la energía

lumínica, los minerales y el agua. Esta síntesis necesita una temperatura determinada

para que pueda producirse la reacción. Se considera que la temperatura ideal para una

productividad de fotosíntesis se encuentra entre los 20 y los 30 ºC, sin embargo puede

Page 34: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

18 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

producirse entre los 0 y los 50 ºC, de acuerdo a las condiciones en que cada planta se ha

ido adaptando a su medio (Azcon et al., 2000).

Acumulación de biomasa

La biomasa se define como el peso o estimación equivalente de materia orgánica que

existe en un determinado ecosistema por encima y por debajo del suelo. Es frecuente

separarla en componentes donde los más típicos corresponden a la masa del tallo,

ramas, hojas, raíces y hojarasca (Schlegel et al., 2000). La biomasa es posible

clasificarla, para la cubicación, como biomasa aérea (toda aquella fitomasa viva que se

encuentra por encima del nivel del suelo), masa muerta o necromasa (compuesta por

detritos acumulados en la superficie del suelo) y biomasa subterránea o hipogea que

comprende fundamentalmente el sistema radical (Riaño et al., 2005).

1.6 Especies Forrajeras

El potencial de crecimiento y producción de los forrajes depende de la vía metabólica

utilizada para llevar a cabo la fotosíntesis, así como de su relación con la respiración. De

ahí que la productividad de los forrajes dependa de la eficiencia fotosintética, de los

nutrientes, de la humedad de los suelos y la energía solar (Rodríguez, 2002).

En las regiones tropicales predominan un amplio número de especies forrajeras que

poseen vías metabólicas diferentes como son: las gramíneas tropicales (vía fotosintética,

ácido dicarboxílicos, C4) y las leguminosas tropicales (vía ácido fosfoglicéricos, C3)

(Rodríguez, 2002).

Para la selección de las especies forrajeras evaluadas se tuvo en cuenta sus

características productivas a nivel ganadero. Estas se dividieron en dos grupos:

gramíneas y leguminosas.

Page 35: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Capítulo 1 19

1.6.1 Gramíneas Evaluadas

Pasto Estrella (Cynodon plectostachyus): planta perenne de tallos extensos y entre

nudos largos que conforman un césped denso, desarrollan numerosos estolones

superficiales o subterráneos. Está clasificada dentro de las especies C4 debido a

que utiliza esta ruta metabólica para realizar la fotosíntesis. Se usa principalmente

para pastoreo, en algunos casos para heno, ensilaje y para prevenir la erosión de los

suelos infértiles y pendientes (Soto, 2000). Se adapta bien a las regiones de clima

cálido desde el nivel del mar hasta 2000 metros, tolerante a sequia y soporta

encharcamiento, pH de 4.5-8.0 Peters, et al, 2011).

Kikuyo (Pennisetum clandestinum): gramínea tropical C4 de origen africano, es la

especie más común y de mejor adaptación para los climas fríos desde su

introducción al país en 1927. Está adaptado a altitudes que varían entre 1700 y 2800

msnm; es poco exigente en agua y fertilizantes, no prospera en los suelos pobres,

tolera sequias pero es susceptible a las heladas (Cárdenas, 2005). Se caracterizan

por formar un césped denso, debido a que algunos de sus tallos crecen erectos o

semierectos y alcanzan alturas de 50 a 60 centímetros. Las hojas se forman tanto en

los tallos rastreros como en los erectos y pueden alcanzar de 10 a 20 centímetros de

largo. Es utilizada para pastoreo y heno. Su manera de propagación es en forma

vegetativa por medio de los estolones (Soto, 2000).

Toledo (Brachiaria brizantha, CIAT 26110): Forraje herbáceo perenne, semi-erecta a

erecta, forma macollas y produce raíces entre los entre nudos. Su ruta fotosintética

es la C4. Tiene un amplio rango de adaptación al clima (0-1800m.s.n.m) y suelo.

Crece muy bien en suelos de mediana fertilidad, con un rango amplio de pH (4.0-8.0)

y textura, ayuda a mejorar los parámetros físicos del suelo, también tolera sequias

prolongadas, sombra y aguanta encharcamiento mayor a 30 días (Peters, et al,

2011).

Humidicola (Brachiaria humidicola CIAT 26159): Forraje perenne y estolonífero.

Crece bien en zonas tropicales desde el nivel del mar hasta 1800m, con

precipitaciones de 1000 a 4000 mm por año; se comporta bien en un rango amplio

Page 36: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

20 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

de fertilidad, textura y acidez del suelo. Soporta suelos encharcados y crece muy

bien en ladera. Tiene como ruta fotosintética la C4 (Peters, et al, 2011).

Mulato II (Brachiaria hibrido, CIAT 36087): Gramínea perenne de ruta fotosintética

C4, que se desarrolla bien en regiones húmedas y subhúmedas. Se adapta a suelos

bien drenados de mediana fertilidad con pH >4.5, precipitaciones superiores a

700mm/año, altura hasta los 1800 msnm y topografía plana a ondulada, es resistente

a sequias prolongadas, con buena producción de forraje en época critica (Peters, et

al, 2011).

Maíz (Zea mayz): Es una de las especies cultivadas más productivas. Es una planta

C4 con una alta tasa de actividad fotosintética (Paliwal, et al 2001). Exige un clima

relativamente cálido y agua en cantidades adecuadas, para la época de lluvia la

cantidad óptima es de 550mm y la máxima de 1000mm. A nivel de suelos los de

textura franca son los adecuados con pH entre 6 y 7, ya que permite un buen

desarrollo del sistema radicular (Parson, 2008).

Tanzania (Panicum máximum): Crece desde el nivel del mar hasta 1800m y

precipitaciones mayores a 800mm. Su ruta fotosintética es la C4. Requiere de suelos

bien drenados, pH de 4 a 7.5 con fertilidad media a alta, responde muy bien a

fertilizaciones con P y K. Tiene tolerancia media a sequia, soporta sombra entre 30 y

50%. Los rendimientos de forraje son altos, su producción está entre 18 y 20t de

Ms/ha/año y mantiene un alto porcentaje de hojas durante todo el año (Peters, et al,

2011).

Page 37: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Capítulo 1 21

1.6.2 Leguminosas Evaluadas

Centrosema molle (CIAT 15160): Leguminosa herbácea perenne cuya ruta

fotosintética utilizada es la C3. Crece hasta 1700 m.s.n.m., y aguanta precipitaciones de

1000-1750 mm/año. Se adapta a suelos con baja a mediana fertilidad, niveles bajos de

pH de 4.5-7.0 y a un rango amplio de textura del suelo, desde arenoso-franco a arcilloso-

limoso, permanece verde durante 4 a 5 meses de sequía (Peters, et al, 2011).

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2. Metodología

2.1 Localización

La investigación se llevo a cabo en cuatro localidades con climas contrastantes, dos de

ellos con la misma altura, en el departamento del Valle del Cauca, Colombia. La primera

en el Campo Experimental de la Universidad Nacional de Colombia sede Palmira

(CEUNP) con una altura de 1000 msnm; la segunda en la Granja Mario González Aranda

de la Universidad Nacional de Colombia sede Palmira con una altura de 1000 msnm; la

tercera y cuarta en la finca El Jardín ubicada en la vereda la Veranera, corregimiento de

Toche, municipio de Palmira a 1500 y 2000 msnm respectivamente. Debido a

inconvenientes en el establecimiento de las especies en la localidad de los 1000 msnm

se decidió realizar el experimento en los dos lugares antes mencionados.

2.2 Especies Evaluadas

Las especies evaluadas fueron:

Gramíneas: Pasto Estrella (Cynodon plectostachyus), Kikuyo (Pennisetum

clandestinum), Toledo (Brachiaria brizantha, CIAT 26110), Humidicola (Brachiaria

humidicola CIAT 26159), Mulato II (Brachiaria hibrido, CIAT 36087), Maíz (Zea mayz, ICA

V. 305) y Tanzania (Panicum máximum).

Leguminosas: Centrosema molle (CIAT 15160).

2.3 Diseño Experimental

Se establecieron cuatro experimentos en cada una de las localidades, empleando un

diseño de Bloques Completos al Azar (BCA) con ocho tratamientos y cuatro repeticiones,

la unidad experimental fue representada por una parcela.

Page 40: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

24 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

Experimento 1: Campo Experimental de la Universidad Nacional de Colombia sede

Palmira (CEUNP).

En CEUNP las especies evaluadas se establecieron en un lote de 514.1m2 (97m x 5.3m).

El cual se dividió en dos bloques de 97 m de largo y 1.50 y 1.30 m de ancho

respectivamente. En cada bloque se realizaron 18 parcelas para un total de 36. Para el

primer surco las medidas de las parcelas fueron de 1.50 m de ancho por 4m de largo, y

para el segundo surco fueron de 1.30 de ancho por 4.60m de largo, con el fin de tener un

área experimental de 6m2 o próxima a esta. En esta localidad se sembraron tres de las

ocho especies mencionadas anteriormente (Anexo A).

Experimento 2: Granja Mario González Aranda (1000 msnm). En la granja Mario González Aranda las especies se establecieron en un lote de 576 m2

(36m2 x 16m2), el cual se dividió en cuatro bloques de 36m de largo y 2 m de ancho,

dejando tres calle de 1m y una de 4m, debido a la presencia de unas especies de corte,

entre parcelas. Las dimensiones totales de la parcela efectiva, teniendo en cuenta el

efecto de los bordes fue de 4m2 (1m x 4m) Cada bloque a su vez se dividió en parcelas

de 4m por 2m, dejando ocho callejones de 1m entre bloques. En cada parcela se

sembraron seis de las ocho especies forrajeras, mencionadas anteriormente, dejando 1m

de borde en cada lado, para una parcela efectiva de 1m2 (Anexo A).

Experimento 3: Corregimiento de Toche (1490 msnm).

Las especies de porte bajo se establecieron en un lote de 478.8m2 (22.8m x 21m), el cual

se dividió en cuatro bloques de 22.8m de largo y 4m de ancho, dejando cuatro calles de

1m entre bloques. Cada bloque a su vez se dividido en parcelas de 2m por 4m, dejando

ocho callejones de 1m y uno de 1.80m de ancho, debido a la presencia de una roca,

entre parcelas. Las dimensiones totales de la parcela efectiva, teniendo en cuenta el

efecto de los bordes, fue de 4m2 (1m x 4m).En cada parcela se sembraron siete de las

ocho especies forrajeras, mencionadas anteriormente, dejando 1m de borde en cada

lado, para una parcela efectiva de 1m2(Anexo A).

El maíz forrajero (Zea maíz), se estableció en un lote de 126 m2 (6m x 21m) dividido en

cuatro bloques de 6m de largo por 4m de ancho, dejando calles de 1m entre bloques.

Cada bloque a su vez se dividido en parcelas de 2m por 4m. El maíz forrajero se sembró

a 0.75m entre surcos y 0.05m entre plantas (16 plantas por hilera). El bloque se dividido

en cuatro parcelas para tener dos plantas efectivas para las evaluaciones. Lo anterior se

Page 41: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Capítulo 2 25

determinó tomando como base el modelo de la RIEPT (CIAT, 1982). Por tanto en esta

localidad se requirió un lote efectivo de 604.8m2 para establecer todo el experimento

(Anexo A).

Experimento 4: Corregimiento de Toche (2060 msnm).

Las especies de porte bajo se establecieron en un lote de 483.8m2 (23m x 21m), el cual

se dividió en cuatro bloques de 23m de largo y 4m de ancho, dejando cuatro calles de 1m

entre bloques. Cada bloque a su vez se dividido en parcelas de 2m por 4m dejando

nueve calles de 1m de ancho Las dimensiones totales de la parcela efectiva, teniendo en

cuenta el efecto de los bordes, fue de 4m2 (1m x 4m).En cada parcela se sembraron las

siete de las ocho especies forrajeras, mencionadas anteriormente, dejando 1m de borde

en cada lado, para una parcela efectiva de 1m2 (Anexo A).

El maíz forrajero (Zea maíz), se estableció en un lote de 126 m2 (6m x 21m) dividido en

cuatro bloques de 6m de largo por 4m de ancho, dejando calles de 1m entre bloques.

Cada bloque a su vez se dividido en parcelas de 2m por 4m, dejando un callejón de 1m

de ancho entre ambas parcelas. El maíz forrajero se sembró a 0.75m entre surcos y

0.05m entre plantas (16 plantas por hilera). El bloque se dividido en cuatro parcelas para

tener dos plantas efectivas para las evaluaciones. Lo anterior se determinó tomando

como base el modelo de la RIEPT (CIAT, 1982) (Anexo A).

2.4 Variables de Respuesta

La tasa de fotosíntesis, la conductancia estomática y la tasa de transpiración fueron

evaluadas con el equipo portátil de fotosíntesis marca ADC modelo LCA Pro+. Se trabajó

con una intensidad de luz mayor a 1000 µmoles m-2s-1. Se realizaron cuatro lecturas

escalonadas, dos en época de lluvia y dos en época seca entre los 3 o 4 meses de haber

establecido las especies. Para cada inicio de época se realizo un corte de

emparejamiento según la RIEP (CIAT, 1982). Se tomaron diez lecturas por parcela en

hojas jóvenes. Además se evaluó la biomasa en el momento de la lectura realizando un

aforo con un cuadrado en PVC de 0.25m2 sobre forraje fresco, para luego se pesado y

secado en la estufa y así obtener el peso seco. La humedad del suelo también se tomo

en el momento de la lectura utilizando el método gravimétrico. En anexo A se encuentran

los análisis de suelo (físicos y químicos) de los lugares donde se realizaron los ensayos.

No se realizo fertilización en ninguno de las localidades.

Page 42: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...
Page 43: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

3. Resultados y Discusión

El análisis estadístico de los datos indica que hay diferencia significativa entre las

altitudes, épocas, y especies (P<0.001).

3.1 Tasa fotosintética por altitudes

El análisis estadístico de los datos indica una mayor tasa de fotosíntesis a 1000 msnm

(Tabla 2). Esto se debe posiblemente a que las diferentes especies responden bien a la

temperatura.

Tabla 2. Tasa de fotosíntesis por altitudes en todas las especies evaluadas.

Altitud

1000 msnm

1490 msnm

2000 msnm

Fotosíntesis (μmol CO2m-2 s-1)

33.4 a 28.8 c 30.3 b

Page 44: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

28 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

3.2 Tasa fotosintética por épocas

El modelo muestra diferencias significativas entre las diferentes épocas. La mayor tasa

de fotosíntesis se presento a 1000 msnm, tanto en la época seca como en la de lluvias.

Las tasas de fotosíntesis presentadas en época de sequia a 1490 y 2000 msnm fueron

estadísticamente iguales y en la época lluviosa la menor tasa se presento a 1490 msnm

(Tabla 3). Es importante anotar que el año en que se realizo el experimento fue atípico,

por lo tanto no se presentaron las temperaturas bajas, características a los 2000 msnm,

donde se efectuaron los ensayos.

Tabla 3. Efecto de la altitud sobre la tasa Fotosintética según la época.

Altitud

1000 msnm

1490 msnm

2000 msnm

Fotosíntesis

Época

Seca 32.7 a 28.3 b 28.7 b Lluvia 34.6 a 29.3 c 32.4 b En las dos épocas 32.6 a 28.8 c 30.6 b

Se observo diferencias significativas entre la tasa de fotosíntesis de la especie Toledo

(Brachiaria brizantha), Humidicola (Brachiaria humidicola) y Tanzania (Panicum

maximum) y las épocas, lo cual demuestra su capacidad de aguantar periodos largos de

sequia y lluvia (Peters, et al, 2011). El Maíz (Zea maiz), Estrella (Cynodon

plectostachium), Mulato II (Brachiaria hibrido), Kikuyo (Pennisetum clandenstinum) y

Centrosema (Centrosema molle) no presentaron diferencias significativas (Tabla 4).

Page 45: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Capítulo 3. 29

Tabla 4. Tasa de fotosíntesis en las épocas evaluadas según la especies.

Especie Época Fotosíntesis (μmol CO2m-2 s-1)

Maíz (Zea maiz) Seca 40.5a Lluvia 40.4a

Estrella (Cynodon plectostachium) Seca 36.5a Lluvia 35.5a

Mulato II (Brachiaria hibrido) Seca 35.5a Lluvia 34.5a

Toledo (Brachiaria brizantha) Seca 31.3b Lluvia 38.2a

Tanzania (Panicum maximum) Seca 33.9a Lluvia 31.0b

Humidicola (Brachiaria humidicola) Seca 31.2a Lluvia 25.7b

Kikuyo (Pennisetum clandenstinum) Seca 27.9a Lluvia 27.5a

Centrosema (Centrosema molle) Seca 15.7 a Lluvia 14.2 a

3.3 Fotosíntesis, conductancia estomática, transpiración

y CO2 interno por Especies

La Tabla 5 presenta los datos generales de Fotosíntesis, Conductancia Estomática,

Transpiración y CO2 Interno en cada especie. En ella se observa la mayor tasa de

fotosíntesis en las gramíneas, debido a que las especies estudiadas son C4 (Peters, et

al, 2011, Sierra, 2005, Álvarez, et al, 2008, Dias 2002, Polanía, et al, 1982, Da Matta, et

al 2001). Además, la tasa de fotosíntesis presenta diferencias significativas entre las

gramíneas, debido a que entre las plantas C4 hay diferencias bioquímicas en la fijación

del CO2 (Combs, et al, 1988,). Es así como el Maíz (Zea maíz) presenta la mayor tasa de

fotosíntesis (Polania, et al, 1982), seguido por Estrella (Cynodon plectostachium), Mulato

II (B. Hibrido), Toledo (B.Brizantha), Tanzania (Panicum maximun) y por ultimo

Humidicola (B. Humidicola) y Kikuyo (Pennisetum clandenstinum).

Page 46: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

30 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

El Centrosema (Centrosema molle) que es una especie C3, presento la menor tasa de

fotosíntesis (Tabla 5), característico para este tipo de planta, debido a la fotorespiración

(Bonan, 2008, Taiz, et al, 2010).

En cuanto a la conductancia estomática las especies evaluadas se agruparon en dos

(Tabla 5). El primero lo conforma el Maíz y Centrosema las cuales presentaron mayor

valor, debido posiblemente a las condiciones ambientales de temperatura y Humedad

Relativa (HR) las cuales eran suficientes para conservar los estomas abiertos, además

habría que analizar si Centrocema en su calidad de planta C3 tiene mecanismos

fisiológicos para responder a las condiciones ambientales. El segundo grupo lo

conforman la Estrella, Toledo, Tanzania, Mulato II, Humidicola y Kikuyo; posiblemente

por el cierre de estomas debido al déficit de presión de vapor (DPV).

Para la transpiración se conformaron tres grupos (Tabla 5). El primero lo conforman el

Estrella y el Centrosema con las tasa más altas, lo cual indica que tiene un mayor gasto

de agua. En el segundo grupo están Humidicola, Mulato II, Maíz, Toledo y Tanzania lo

cual demuestra que tienen un gasto moderado de agua. En el tercer grupo se encuentra

el Kikuyo con la tasa más baja indicando que es la especie más ahorradora de agua.

Tabla 5. Tasa fotosintética, conductancia estomática, transpiración y CO2 interno de las especies evaluadas. Los datos corresponden al promedio general entre localidades y épocas.

Especie Fotosíntesis (μmol CO2m-2 s-1)

Conductancia Estomática

(mol m-2 s-1)

Transpiración (mmol m-2 s-1)

CO2

Interno (vpm)

Maíz 40.5 a 1.2 a 6.6 bc 140.3e Estrella 36.1 b 1.1 bc 8.0 a 169.1d Mulato II 35.4 b 0.9 bc 6.9 bc 175.0 d Toledo 34.7 b 1.1 bc 6.1 c 164.1 d

Tanzania 33.5 c 1.1 bc 6.0 c 166.3 d Humidicola 27.9 d 0.9 bc 7.3 b 189.1 c

Kikuyo 27.8 d 0.8 c 4.7 d 206.4 b

Centrosema 14.9 e 1.2 ab 8.0 a 272.3 a

Page 47: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Capítulo 3. 31

Para la variable CO2 interno las especies evaluadas se agruparon estadísticamente en

cinco grupos (Tabla 5). El primer grupo lo conforma el Centrosema y el segundo el

Kikuyo, con el mayor CO2 interno, esto indica que estas dos especies forrajeras tienen

una menor fijación de CO2 al momento de realizar la fotosíntesis. En el tercer grupo está

el Humidicola y en el cuarto Tanzania, Mulato II, Toledo y Estrella con valores

relativamente bajos, lo que confirma su condición de planta C4 (Taiz et al, 2010, Peters,

et al, 2011, Sierra, 2005, Da Matta, et al 2001, Dias, et al, 2002). En el último grupo está

el Maíz, el cual presento el menor valor, lo anterior es debido a que tiene una alta

capacidad fotosintética y por ende agota más rápido el CO2 que se encuentra en la

cavidad subestomatica (Polanía, et al, 1982).

3.4 Fotosíntesis y temperatura (hoja, cámara y aire) por especie y altitud.

La Tabla 6 presenta los promedios generales de la tasa fotosintética, temperatura de la

hoja, cámara y aire para cada especie según la altitud.

El Maíz presento la mayor tasa de fotosíntesis a 1000 msnm, cuando la temperatura de

la hoja fue mayor, lo anterior puede indicar una adaptabilidad a las altas temperaturas

(Figura 4) (Tabla 6).

El pasto Estrella presento diferencias significativas entre fotosíntesis cuando la

temperatura de la hoja supero los 40ºC (Figura 4) (Tabla 6). Se observo que esta especie

tiene una mejor respuesta en altitudes bajas con temperaturas altas.

En Mulato II se presentaron diferencias significativas en la tasa de fotosíntesis cuando la

temperatura de la hoja estuvo entre los 30-40ºC, esto puede indicar que esta especie no

se ve afectada por la temperatura y altura al momento de realizar la fotosíntesis (Figura

4) (Tabla 6).

Page 48: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

32 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

Tabla 6. Tasas fotosintéticas, temperatura de la hoja, cámara y aire de las especies

evaluadas en cada una de las altitudes. Los datos corresponden al promedio

general entre localidades y épocas.

Especie Altura Fotosíntesis Biomasa Temperatura (ºC) msnm (μmol CO2m-2 s-1) (gr) Hoja Cámara Aire

Maíz 1000 45.9a ND 39.4 37.6 24

1490 35.5b ND 30.2 28.8 24 2000 38.6b ND 33.2 30.5 22

Estrella 1000 44.5a 9.26b 45.0 39.4 24

1490 33.1b 15.95a 35.2 32.8 24 2000 29.4b 13.54a 29.5 27.2 22

Mulato II 1000 37.1a 10.29a 39.1 36.6 24

1490 31.6b 11.10a 32.5 30.9 24 2000 36.7a 10.90a 32.1 29.6 22

Toledo 1000 36.1a 10.31b 38.1 35.7 24

1490 29.4b 14.04a 31.1 28.8 24 2000 37.0a 12.77ab 33.3 30.9 22

Tanzania 1000 31.8a 7.56b 37.7 35.4 24

1490 34.2a 13.18a 33.9 31.9 24

2000 34.1a 13.83a 28.9 26.7 22

Humidicola

1000 34.9a 9.68a 44.4 41.7 24

1490 26.9b 2.47b 33.1 30.8 24

2000 22.8c 4.58c 29.9 27.5 22

Kikuyo 1000 27.4b 2.07b 36.9 34.7 24

1490 25.6b 12.37a 29.5 27.1 24 2000 31.6a 15.19a 30.2 28.0 22

Centrosema 1000 14.2a 3.52a 42.3 39.7 24

1490 14.6a 1.92b 34.5 31.9 24 2000 15.6a 3.49a 31.2 28.9 22

Page 49: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Capítulo 3. 33

En la especie Toledo se presento diferencia significativa entre fotosíntesis y temperatura

de la hoja, lo cual indica que esta responde a temperatura aumentado la tasa

fotosintética (Figura 4) (Tabla 6). Lo anterior presenta similitud con lo encontrado por

Dias, 2002.

La tasa fotosintética en Tanzania no presento diferencias significativas entre las altitudes

(Figura 4) (Tabla 6), lo anterior indica que las temperaturas presentadas son adecuadas

para su desarrollo. Lo anterior concuerda con lo encontrado por Mello, et al, 2001, el cual

menciona una temperatura óptima en torno a 35ºC, para una fotosíntesis neta de 34.57

µmoles CO2m-2s-1, en las hojas de las especies Panicum.

En Humidicola se observo diferencias significativas de la tasa fotosintética y la

temperatura de la hoja, lo cual demuestra que este especie incrementa su tasa de

fotosíntesis cuando la temperatura aumenta (Figura 4) (Tabla 6).

La tasa fotosintética del pasto Kikuyo fue mayor a 2000 msnm a pesar que la

temperatura de la hoja no fue significativamente alta (Figura 4) (Tabla 6). Lo anterior

confirma que esta especie crece mejor en climas fríos (Cárdenas, 2005).

En el Centrosema no hubo diferencias significativas entre fotosíntesis, a pesar de que las

temperaturas fueron diferentes en cada altitud, lo cual indica que esta especie no se ve

afectada por ella (Figura 4) (Tabla 6).

Page 50: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

34 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

Figura 4. Efecto de la temperatura de la hoja en la tasa de fotosíntesis según la altitud.

Page 51: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Capítulo 3. 35

3.5 Uso Eficiente del Agua (UEA) y Producción de

Biomasa

Se encontraron diferencia significativa en cuanto al UEA y la acumulación de biomasa

por localidades, épocas y especies. La mayoría de las especies evaluadas presentaron

mejor UEA y mayor producción de biomasa a 2000 msnm para la época de sequía. Sin

embargo especies como Humidicola no presento diferencia significativa para biomasa

entre altitudes, por otro lado Centrosema obtuvo mayor producción de biomasa a 1000

msnm (Tabla 7). Para la época de lluvia la mayoría de las especies evaluadas

presentaron mejor UEA y mayor producción de biomasa a 1500 msnm (Tabla 7).

Tabla 7. Uso eficiente del agua y producción de biomasa en cada una de las altitudes evaluadas según la época

Sequía Lluvia

Especie Altura msnm

UEA (µmol CO2 mol H2O-1)

Biomasa (gr)

UEA (µmol CO2 mol H2O-1)

Biomasa (gr)

Estrella 1000 4.28b 4.02c 3.49b 11.89b

1500 4.49b 9.42b 6.95a 28.74a

2000 9.30a 13.25a 6.37a 13.75b

Mulato II 1000 4.18c 5.58b 4.50b 12.64b

1500 6.46b 4.37b 7.16a 24.57a

2000 9.48a 7.64a 5.72b 14.12b

Toledo 1000 4.54b 5.85b 7.29a 12.54b

1500 5.86b 5.36b 8.13a 31.40a

2000 8.61a 9.49a 4.40b 16.06b

Tanzania 1000 4.43b 6.28b 7.90a 8.37c

1500 6.43b 6.30b 7.30ab 26.93a

2000 10.47a 12.78a 6.25b 14.78b

Humidicola 1000 2.99c 2.21a 2.8c 13.42a

1500 4.75b 1.97a 7.65a 3.38c

2000 6.82a 2.32a 4.95b 6.84b

Kikuyo 1000 5.62c 0.91b 4.33c 3.23 c

1500 6.56b 11.02a 9.00a 13.72a

2000 8.87a 9.62a 5.52b 10.75b

Centrosema 1000 1.28b 1.48a 1.50c 4.54b

1500 2.26b 0.97b 4.55a 3.83b 2000 4.36a 0.53c 3.10b 6.46a

Page 52: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

36 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

Especies como Humidicola y Centrosema presentaron mayor producción de biomasa a

1000 y 2000 msnm respectivamente. Este parámetro (UEA) es importante en la

determinación de la productividad de los cultivos y puede ser un factor determinante de la

adecuación de las plantas, la distribución y producción de biomasa.

3.6 Curva de luz en cada altitud (Punto saturación)

A los 1000 msnm las especies Maíz, Mulato II y Humidicola respondieron a una

intensidad de luz hasta ± 2000 µmoles m-2s-1, Centrosema y Tanzania a ± 1500 µmoles

m-2s-1 y Toledo, Pasto Estrella y Kikuyo a ±1000 µmoles m-2s-1 (Figura 5). Para 1490

msnm las especies Tanzania y Mulato II respondieron a una intensidad de luz hasta ±

2000 µmoles m-2s-1, Toledo, Centrosema, Kikuyo y Humidicola a ± 1500 µmoles m-2s-1 y

Pasto Estrella y Maíz a ±1000 µmoles m-2s-1 (Figura 5). En los 2000 msnm las especies

Centrosema, Kikuyo, Mulato II y Humidicola respondieron a una intensidad de luz hasta ±

2000 µmoles m-2s-1, Maíz a ± 1500 µmoles m-2s-1, Pasto Estrella a ± 1000 µmoles m-2s-1 y

Toledo y Tanzania a ± 500 µmoles m-2s-1 (Figura 5).

Lo anterior indica que de acuerdo con su genotipo las plantas varían la tasa de

fotosíntesis en respuesta a la intensidad de luz según las condiciones ambientales en

especial a disponibilidad de agua en el suelo, la temperatura y la humedad relativa.

Page 53: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Capítulo 3. 37

Figura 5. Comparación de la Curvas de luz de las especies evaluadas en cada altitud

Page 54: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...
Page 55: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

4. Conclusiones y recomendaciones

4.1 Conclusiones

Las especies evaluadas tiene la capacidad de realizar fotosíntesis en ambientes y

altitudes diferentes a los cuales están adaptados. En el análisis estadístico general de la

tasa de fotosíntesis de las especies evaluadas por altitud se observo la mayor tasa a los

1000msnm, lo cual era de esperarse debido a las altas temperaturas y la radiación solar.

Dependiendo de la época que se presente durante el año las especies tiene la cualidad

de modificar la tasa de fotosíntesis. La tasa de fotosíntesis, general, en las épocas

evaluadas de sequia y lluvia fue mayor a los 1000 msnm, esto pudo ser debido a las altas

temperatura presentadas durante la toma de datos. Las especies Toledo, Humidicola y

Tanzania presentaron una tasa de fotosíntesis significativa entre las épocas evaluadas, lo

cual demuestra su capacidad de aguantar periodos de sequia y lluvia.

Entre las especies evaluadas las gramíneas presentaron la tasa fotosintética más alta, lo

cual era de esperarse por su condición de C4. Pasto Estrella, Kikuyo, Toledo,

Humidicola, Mulato, Maíz y Tanzania presentaron diferentes tasas de fotosíntesis debido

posiblemente a las diferencias bioquímicas en la fijación del CO2. La leguminosa

Centrosema (Centrosema molle) presento la menor tasa de fotosíntesis debido a la

fotorespiración que realiza por ser una planta C3.

Las especies maíz y centrosema presentaron una conductancia estomática alta lo cual

pudo ser debido posiblemente a las condiciones ambientales de temperatura y Humedad

Relativa (HR) las cuales eran suficientes para conservar los estomas abiertos. La

Estrella, Toledo, Tanzania, Mulato II, Humidicola y Kikuyo presentaron una conductancia

media posiblemente por el cierre de estomas debido al déficit de presión de vapor (DPV).

Page 56: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

40 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

Para la transpiración se observo que la especie que más ahorra agua es el Kikuyo

seguido de Humidicola, Mulato II, Maíz, Toledo y Tanzania las cuales tiene un gasto

moderado. El Estrella y el Centrosema presentaron las tasa más altas.

El Kikuyo y Centrosema presentaron un CO2 interno mayor, lo cual indica que estas dos

especies forrajeras tienen una menor fijación de CO2 al momento de realizar la

fotosíntesis. El Humidicola, Tanzania, Mulato II, Toledo y Estrella mostraron valores

relativamente bajos, lo que confirma su condición de planta C4. Por otro lado el Maíz

presento el menor valor debido a que tiene una alta capacidad fotosintética y por ende

agota más rápido el CO2 que se encuentra en la cavidad subestomatica.

La tasa de fotosíntesis de las especies varía dependiendo de la altitud y la temperatura a

la cual se encuentra. El Maíz, Estrella, Mulato II, Toledo y Humidicola presentaron una

tasa de fotosíntesis alta cuando la temperatura de la hoja estuvo entre los 30 a 44ºC. La

Tasa fotosintética de Tanzania y Centrosema no se vio afectada por la temperatura de la

hoja lo cual puede indicar que estas son adecuadas para su desarrollo. El Kikuyo fue el

único forraje que presento una tasa de fotosíntesis alta con una temperatura media lo

cual indica que esta especie crece mejor en climas fríos.

Algunas de las especies son más eficaces en el UEA y en la producción de Biomasa en

altitudes mayores a 1000 msnm. Las especies Estrella, Mulato II, Toledo y Tanzania

presentaron un mejor UEA y producción de biomasa a los 2000 msnm para la época de

sequía de. Por otro lado el Kikuyo presento mayor producción a los 1500 msnm y

Centrosema a los 1000msnm. Humidicola presento igual producción de biomasa en las

tres altitudes, esto demuestra una posible adaptación de estos forrajes a la sequia.

Para la época de lluvia el mejor UEA y la mayor producción de biomasa fue a los 1500

msnm por las especies Estrella, Mulato II, Toledo, Tanzania y Kikuyo. Humidicola

presento una mayor producción a los 1000 msnm y Centrosema a los 2000 msnm. Esta

localidad presenta las condiciones ambientales óptimas para el buen desarrollo de las

especies

Las especies varían su tasa fotosintética en respuesta a la intensidad de luz según las

condiciones ambientales en especial a disponibilidad de agua en el suelo, la temperatura

y la humedad relativa.

Page 57: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Conclusiones 41

4.2 Recomendaciones

Se recomienda realizar estudios de fisiología vegetal en las especies forrajeras

evaluadas para tener un mejor conocimiento sobre estas, además de realizar

nuevamente este estudio en zonas con temperaturas bajas para poder confirmar su

adaptabilidad al cambio climático

Es importante adelantar investigaciones en otras especies forrajeras ya que la

información recolectada sobre las respuestas fisiológicas de las plantas las cuales tienen

un impacto en el rendimiento agronómico del cultivo, bajo diferentes ambiente de

temperatura y luz, puede ser valiosa a la hora de evaluar el potencial de rendimiento y la

toma de decisiones en la planificación de todo el año además de estrategias de

alimentación en sistemas ganaderos basados en pasturas en los trópicos.

 

 

Page 58: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...
Page 59: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

A. Anexo: Planos Diseños de Campo

y Análisis de Suelos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 60: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

44 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

 

Diseño CEUNP 1000 msnm

Kikuyo:

Maíz:

4m

97m

Carretera

1.50 m 1.30 m

4m

Page 61: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Anexo A. Planos Diseños de Campo y Análisis Suelos 45

 

Plano Granja Mario Gonzales Aranda 1000 msnm

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hum

idic

ola

Cen

tros

em

a

Est

rella

Kik

uyo

Est

rella

Kik

uyo

Tol

edo

Cen

tros

em

a

Kik

uyo

Hum

idic

ola

Hum

idic

ola

Tol

edo

Tol

edo

Tan

zan

ia

Mul

ato

II

Tan

zan

ia

Mul

ato

II

Tol

edo

Tan

zan

ia

Mul

ato

II

Cen

tros

em

a

Mul

ato

II

Cen

tros

em

a

Hum

idic

ola

Tan

zan

ia

Est

rella

Kik

uyo

Est

rella

4m

1m

2m

1m

4m

En

trad

a

Page 62: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

46 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

Plano Toche 1490 msnm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mulato II

Toledo

Kikuyo

Centrosema

Humidicola

Humidicola

Mulato II

Maíz

Centrosema

Kikuyo

Estrella

Humidicola

Mulato II

Toledo

Toledo

Maíz

Estrella

Estrella

Mulato II

Tanzania

Centrosema

Estrella

Kikuyo

Maíz

Tanzania

Humidicola

Tanzania

Toledo

Kikuyo

Tanzania

Centrosema

Maíz

2m

4m

1m

1m

1.80

m

En

trad

a

Page 63: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Anexo A. Planos Diseños de Campo y Análisis Suelos 47

Plano toche 2000 msnm

 

 

 

Kikuyo

Centrosema

Maíz

Toledo

Tanzania

Humidicola

Estrella

Mulato II

Estrella

Humidicola

Maíz

Mulato II

Toledo

Kikuyo

Tanzania

Centrosema

Toledo

Estrella

Maíz

TanzanIa

Mulato II

Humidicola

Kikuyo

Centrosema

Centrosema

Kikuyo

Maíz

Mulato II

Tanzania

Toledo

Estrella

Humidicola

2m

4m

1m 1m

Entrada

Page 64: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

48 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

Análisis Suelos Parte Química

Page 65: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Anexo A. Planos Diseños de Campo y Análisis Suelos 49

Page 66: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

50 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

Page 67: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Anexo A. Planos Diseños de Campo y Análisis Suelos 51

Análisis Suelo Parte Física

Page 68: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...
Page 69: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Bibliografía

Álvarez, E.; Rodríguez, J.; Rodríguez, R. E.; Carrillo, G.; Zinn, R.; Plascencia, A.; Montaño, M.; González, V.; Espinoza, S.; Aguilar, U.2008. Valor alimenticio comparativo del pasto Kikuyo (Pennisetum clandestinum, Var. Whittet) en dos estaciones de crecimiento con Ryegrass (Lolium multiflorum) y Sudán (Sorgum sudanense) ofrecido a novillos holstein. INTERCIENCIA. Revista de Ciencia y Tecnología de Americana. VOL. 33 Nº 2. p. 135-139.

Amézquita, M.C.; Murgueitio, E.; Ibrahim, M.; Ramírez, B. 2008. Carbon sequestration in pasture and silvo-pastoral systems under conservation management in four ecosystems of tropical America. p. 1-11. Animut, G.; Goetsch, A.L.; Aiken, G.E.; Puchala, R.; Detweiler, G.; Krehbiel, C.R.; Merkel, R.C.; Sahlu, T.; Dawson, L.J.; Johnson, Z.B.; Gipson, T.A. 2005. “Grazing behaviour and energy expenditure by sheep and goats co-grazing grass/forb pastures at three stocking rates”. Small Ruminant Res. 59, 191–201. Armenteras, P.D.; Cadena, V.C.E.; Moreno, S. R del P.2006. Evaluación del estado de los bosques de niebla y de la.eta 2010 en Colombia. Instituto Humboldt Colombia. p. 1-76. Azcon-Bieto, J.; Talon, M. 2000. Fundamentos de fisiología vegetal. McGraw-Hill/ Interamericana de España; Universidad de Barcelona.p.522. Bonan,G. 2008. Ecological Climatology Concepts and Applications. Cambridge University Press. Capitulo 9, pág. 1- 49 Buxadé, C.1995. Bases de producción animal. Vol. 4, Madrid, Mundiprensa, Pág. 244-288.4 Cárdenas, R.E.A. 2005. Alternativas Forrajeras para Clima Frío en Colombia. p. 1-20.

Carmona, J. C.; Bolívar, D. M.; Giraldo, L. A. 2005. El gas metano en la producción ganadera y alternativas para medir sus emisiones y aminorar su impacto a nivel ambiental y productivo. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias. Pág. 1-15.

Page 70: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

54 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

CIAT (Centro Internacional de Agricultura Tropical). 1982. Manual para la evaluación Agronómica, Red Internacional de Evaluación de Pastos Tropicales. Ed. Técnico: José M. Toledo. Cali, Colombia. 170 p. Combs, J.; Halls, D.O.; Long, S.P.; Scorlock, J.M. 1988. Técnicas en fotosíntesis y Bioproductividad. p. 95 Da Matta. F. M.; Loos, R. A.; Rodrigues, R.; Barros, R. S. 2001. Actual and potential photosynthetic rates of Tropical crop species. R. Bras. Fisiol. Veg., 13(1):24-32. Dias-Filho, M. B. 2002. Photosynthetic light response of the c4 grasses Brachiaria brizantha and B. humidicola under shade. Scientia Agricola, v.59, n.1, p.65-68, jan./mar. FAO. 2002. Food balance sheets. Rome, Italy. Disponible en: http://www.fao.org/docrep/003/X9892E/X9892E00.HTM FAO/LEAD. 2007. Livestock’s long shadow. Environmental issues and options. Rome. Disponible en : http://www.fao.org/docrep/010/a0701e/a0701e00.HTM Giraldo, L. A.; Zapata, M.; Montoya, E. 2007. Captura y flujo de carbono en silvopastoreo con bovinos en el trópico colombiano. Universidad nacional de Colombia sede Medellín. p. 1-3. Gómez, J.E. 2006. Impactos del cambio climático en la salud bovina. Pág. 1-6. Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC). 2007. Cambio climatico 2007. Informe de Síntesis. Cuarto Informe de Evaluación del IPCC. Ginebra, Suiza. p.1-104. Honty, G. 2007. América latina ante el cambio climático. Observatorio de la Globalización. Uruguay. p. 1-12. IDEAM. 2010a. Segunda Comunicación Nacional ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático. Disponible en: http://www.cambioclimatico.gov.co/nota-30.html acceso: 22-09-2010. IDEAM. 2010b. Segunda Comunicación Nacional ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático. Capítulo III Mitigación. p. 1-40. IDEAM. 2010c. Segunda Comunicación Nacional ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático. capítulo IV Adaptación. p. 1-88.

Page 71: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

Bibliografía 55

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). 2007a. Fourth Assessment Report, Working Group III. Climate Change Mitigation. Disponible en: http://www.ipcc.ch/publications_and_data/publications_ipcc_fourth_assessment_report_wg3_report_mitigation_of_climate_change.htm Jones, C. 2006. Grazing Management for Healthy Soils. Disponible en: http://practicalpermaculture.com/handouts/OwensBroadAcrePermaculture/PastureManagementandMobGrazing/Grazingmanagementforhealthysoils.pdf. Mahecha, L.; Gallego, L.; Peláez, F. 2002. Situación actual de la ganadería de carne en Colombia y alternativas para impulsar su competitividad y sostenibilidad. Rev. Col Cienc Pec Vol. 15: 2, p. 213-225. Martínez, J.; Fernández, B. A. 2009. Cambio Climático: una visión desde México. Instituto Nacional de Ecología. Secretaria del medio Ambiente y Recursos Naturales. p. 1-523. Mello, A.C.L.; Santos, P.M.; Pedreira, C.G.S.; Corsi, M.; Dias, C.T. 2001.Phothosynthetic light response of Tanzania grass under four levels of leaf temperature. In: International Grassland Congress, 19, São Pedro, Brasil. p. 1-6. Montenegro, J.; Abarca, S. 2002. Los sistemas silvopastoriles y el calentamiento global: un balance de emisiones. Agronomía costarricense 26 (1): 17-24. Neely, C.; Bunning, S. 2008. Dryland Pastoral Systems and Climate Change: Implications and Opportunities for Mitigation and Adaptation, FAO. p.33. Organización Mundial de Meteorología. 2008. Boletín de la OMM sobre los gases de efecto invernadero, edición 2008. Los principales gases de efecto invernadero llegan al nivel más alto jamás alcanzado desde la era preindustrial. p. 1-3 Paliwal, R.L.; Granados, G.; Lafitte, H. R.; D. Violic, A. 2011. El maíz en los trópicos: mejoramiento y producción. Disponible en: http://curlacavunah.files.wordpress.com/2010/04/el-maiz-en-los-tropicos.pdf Parson, D.B.2008. Manuales para educación agropecuaria Maíz área: Producción vegetal. p. 23-24. Penno, J. 1999. Stocking rate for optimum profit. Dairying Research Corporation. p.1-27.

Page 72: Indicadores fisiológicos de algunas especies forrajeras ...

56 Identificación de algunas especies forrajeras para la adaptabilidad

al cambio climático

Peter, M.; Franco, L.H.; Schmidt, A.; Hincapié, B. 2011. Especies forrajeras Multipropósito: Opciones para productores del trópico americano. CIAT. p. 212 Pinares-Patiño, C.S.; D’Hour, P.; Jouany, J.-P.; Martin, C. 2007. Effects of stocking rate on methane and carbon dioxide emissions from grazing cattle. Agriculture, Ecosystems and Environment 121 (2007) 30–46. Polania, A.; Perez, G.; Camacho, S. 1982. Respuesta Fotosintética de algunas Variedades de Maíz, Frijol y Café. Revista colombiana de química. Vol. 11 no. 2, p. 63-82. Riaño, N. M.; Tangarife, G.; Osorio, O. I.; Giraldo, J. F.; Ospina, C. M.; Obando, D.; Gómez, L. F.; Jaramillo, L. F. Crecimiento de Especies Forestales en el Trópico. 2005. CENICAFE. p. 1-51. Rodríguez, P.P. 2004. Bases ecofisiológicas para el manejo de los pastos tropicales. Universidad Agraria de la Habana, Cuba. p. 1-22. Rondón, M.A. 2000 Los Páramos Andinos, Historia de una Sed Anunciada. Innovación y Ciencia. Vol. IX, p. 46-53. Schlegel, B.; Gayoso, J.; Guerra, J. 2000. Medición de la capacidad de captura de carbono en bosques de Chile y promoción en el mercado mundial; manual de procedimientos, muestreos de biomasa forestal. Universidad Austral de Chile, proyecto FONDEF. Valdivia, Chile. 24 p. Sierra, P. J.O. 2005. Fundamentos para el establecimiento de pasturas y cultivos forrajeros. 2ª edición. p. 55. Soto, G.J. 2000. Cartilla Manejo y siembra de pastos y forraje. Corpoica-Cogancevalle. p.56. Spencer, R. 2009. Global Warming Causing Carbon Dioxide Increases: A Simple Model. Disponible en: http://www.drroyspencer.com/2009/05/global-warming-causing-carbon-dioxide-increases-a-simple-model/ Consultado el 4/02/2011. Statistical Analysis Sistem. 2011. SAS® Analytics, versión 9.3.

Taiz, L.; Zeiger, E. 2010. Plant Physiology. Universitat Jaume. p 1338.