Introducción

Aunque a largo plazo la demanda mundial del tabaco genera muchas interrogantes debido a los riesgos que implica su consumo para la salud, todavía su producción constituye el sustento de numerosas familias en los países subdesarrollados de África y América Latina (^{Siddiqui, 2001}; ^{Jimu et al., 2017}). En Colombia, este cultivo tiene más de un siglo de historia, y cifras al 2016 indican que existen cerca de 6 000 ha sembradas a nivel nacional (^{MADR, 2016}). El departamento de Santander representa 40 % de dicha área, seguido de Huila y Boyacá (36 %) (^{MADR, 2016}).

Durante el proceso de secado de las hojas de tabaco, los pequeños productores en los países del Tercer Mundo emplean hornos artesanales basados en la combustión de leña (^{Siddiqui, 2001}; ^{Jimu et al., 2017}). Este método de secado flue cured o “tipo granero” es el más común en Santander, donde se produce tabaco Virginia y cuyo destino es la manufactura de cigarrillos (^{Cerquera y Pastrana, 2014}; ^{MADR, 2016}).

Dado su diseño artesanal, la eficiencia de esos hornos, alimentados con leña o carbón vegetal, es muy baja (menor a 5 %), además es común la presencia de temperaturas inestables por encima de lo recomendado y una pobre uniformidad en la deshidratación de las hoja (^{Cerquera y Pastrana, 2014}; ^{Munanga et al., 2014}).

Por varias décadas, consideraciones sobre la conservación de los bosques nativos y la contaminación ambiental en las regiones tabacaleras no fueron atendidas (^{Jimu et al., 2017}). Es decir, globalmente, se estima que son requeridas entre 1.2 a 2.5 millones de hectáreas de bosque cada año para el curado de tabaco, lo que representa de 2 a 4 % de la deforestación mundial (^{Hu y Lee, 2015}). Dada las restricciones ambientales por la combustión del carbón y el mayor costo que implican otros sistemas para el pequeño productor tabacalero, es de suponer que la madera seguirá siendo la fuente principal.

A pesar de que en Colombia existen cerca de 60 millones de hectáreas cubiertas de bosques (52 % de su territorio), se evidencian elevadas tasas de deforestación (^{Armenteras et al., 2013}). La identificación y evaluación en campo de las especies usadas en los hornos tradicionales tabacaleros podría contribuir a los planes de reforestación y desarrollo de tecnologías que mejoren su eficiencia.

Con base en lo anterior, el presente estudio tuvo como objetivos: 1) identificar las especies y cuantificar su poder calorífico, cuando son empleadas como leña en los sitios de utilización; y 2) evaluar el crecimiento inicial en campo de ocho especies forestales nativas y exóticas con alto potencial dendroenergético.

Materiales y Métodos

El estudio comprendió dos fases, ejecutadas durante los años 2010 y 2011. En la primera, se realizó la identificación de las especies utilizadas como leña en los hornos tradicionales y la cuantificación de su calor de combustión bruto; la segunda correspondió a la evaluación de ocho taxa forestales con alto potencial dendroenergético en tres municipios de Boyacá y Santander.

Crecimiento inicial de ocho especias arbóreas con potencial dendroenergético

Luego de finalizar el levantamiento de las encuestas, se establecieron dos experimentos en los municipios San José de Miranda y Enciso, departamento Santander y Soata, departamento Boyacá (Figura 1). Las especies seleccionadas destacan en mayor o menor medida por su potencial dendroenergético, sombra en los potreros, cercas vivas y representar una fuente adicional de alimentación animal y humana (^{Pérez et al., 2011}; ^{Olivares et al., 2011}; ^{Pinto et al., 2014}; ^{Díaz et al., 2014}; ^{Chitra y Balasubramanian, 2016}; ^{Márquez et al., 2017}). La priorización se llevó a cabo con la participación de las comunidades locales.

Figura 1 Localización geográfica de las parcelas establecidas y arreglo en campo del experimento (unidad experimental). 

La región de estudio presenta clima tropical ecuatorial (Af) de acuerdo con la clasificación de Köppen; las precipitaciones se concentran en dos períodos, abril a mayo y septiembre a octubre; es decir, un régimen de estaciones bimodal. Los registros de precipitación y temperatura mensual obtenidos a través del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM) distantes entre 5 y 10 km de las parcelas, fueron históricos y del periodo de estudio (Figura 2).

*No poseía registro de temperatura.

Figura 2 Registros climáticos de precipitación y temperatura mensuales del periodo de estudio (dic/2010 a abr/2011) e históricos (serie 1979-2009), para el municipio San José de Miranda y Enciso (a), Santander y Soata (b), Boyacá.  

En cuanto a los suelos, se caracterizan por contenidos medios a bajos de materia orgánica, bases intercambiables y fósforo disponible; pH neutros a ligeramente alcalinos. Según la taxonomía de suelos del United States Department of Agriculture (USDA) y la FAO, se clasifican como ustropepts, ustorthents y dystropepts (^{León y Coronado, 2003}; ^{Rodríguez et al., 2012}).

Resultados y Discusión

Se constató que la disponibilidad de una especie en particular depende de tres aspectos: 1) oferta por parte de los pequeños silvicultores de zonas frías (> 2 000 m de altitud); 2) aprovechamiento de árboles dispersos dentro de los predios tabacaleros usados como cercas vivas, sombra en pasturas y manchas de bosque secundario; y 3) leña de arrastre colectada de los ríos Chicamocha, Servita y Tunebo. Además, se identificaron 20 especies multipropósito usadas (Cuadro 1) en la alimentación de los hornos, entre las que destacaron E. globulus y E. grandis (57 %), dada su fácil disponibilidad y que proceden de los municipios Concepción, Málaga y San Miguel en Santander; Soata, Boavita, El Espino y Susacón en Boyacá.

La región tropical ostenta una amplia diversidad de taxones nativos con alto potencial maderable, para la recuperación de bosques naturales y conservación de la biodiversidad. Sin embargo, la silvicultura del país se ha basado en pocas especies, comúnmente, Eucaliptus spp. y Acacia spp. (^{Breugel et al., 2011}; ^{Zhang et al., 2016}). Es decir, como se comprobó en el presente estudio hubo mayor frecuencia de uso por Eucaliptus spp., lo anterior se explica por la existencia de pequeñas plantaciones en zonas templadas y frías, muy próximas a la zonas tabacaleras, lo cual facilita su adquisición, en comparación con el carbón mineral obtenido de municipios más lejanos.

Otros taxa de muy usados fueron P. dulce (48 %), E. pendula (12 %), M. tinctoria (9 %), C. pittieri (8 %) y F. chinensis (8 %). En general, todas las trozas con longitud media de 50 a 80 cm de largo y grosor entre 0.5 a 20 cm son aprovechadas en el proceso de curado del tabaco, después de 20 a 30 días después de cortadas.

Respecto a los residuos de los materiales producto de la quema, son incorporados a las praderas y cultivos, previa descomposición por al menos un año.

El CCB vario entre 12.55 y 18.77 MJ kg^-1; el menor y mayor para C. sinensis y E. pendulla, respectivamente. En las demás especies su valor medio fue de 16.8 MJ kg^-1 (Cuadro 1). ^{Pérez et al. (2011)} obtuvieron valores entre 17 y 20 MJ kg^-1 para plantaciones con diversas especies de eucalipto. Las cifras inferiores cuantificadas en este estudio en E. globulus (15.91 MJ kg^-1) y E. grandis (17.55 MJ kg^-1), posiblemente, responden a que el productor adquiere trozas de inferior calidad o edad precoz.

En consonancia con lo anterior, en una investigación realizada en la Reserva de la Biosfera, Selva El Ocote, en Chiapas, México se concluyó que el índice de valor de leña (combinación del contenido calórico, densidad de madera, contenido de humedad y cantidad de ceniza) no tuvo relación con la preferencia de 39 especies utilizadas por los pobladores, pues solo seis taxones tuvieron alta valoración. Los autores mencionan que la disponibilidad, la proximidad al hogar y la viabilidad pueden influir en la elección de la especie utilizada para leña (^{Márquez et al., 2017}).

Con respecto a la evaluación de crecimiento inicial, el análisis de varianza evidenció efecto significativo para la interacción especie × localidad en las variables diámetro de tallo y la altura, tanto en las especies de porte alto (valor p=0.0183 y p=0.0137, respectivamente) como en las de bajo (valor p=0.0421 y p=0.0001, respectivamente). Transcurridos 150 DDE, E. grandis y E. globulus presentaron el mejor desempeño para el diámetro de tallo frente a las otras dos especies, en las tres localidades; sin embargo, su comportamiento individual fue inferior en el municipio Soata, 11.7 y 9.2 mm, respectivamente (Cuadro 2).

P. guchapele y A. mangium exhibieron los valores más bajos para esta variable, aunque sin diferencias significativas según la localidad. Únicamente en San José de Miranda no hubo diferencias estadísticas en las cuatro especies de porte bajo. En Soata (5.4 cm) y Enciso (5.9 cm), P. dulce fue menor en relación a los otros taxa. No se constató efecto significativo del factor localidad (valor p=0.7830) (Cuadro 2).

Con relación a la altura del árbol para las especies de porte alto, P. guachapele y A. mangium evidenciaron menores valores frente a los otros dos taxones en las tres localidades evaluadas. En Enciso, E. grandis y E. globulus presentaron su mejor desempeño, 205.6 cm y 153.3 cm, respectivamente, el cual fue superior a las localidades de San José de Miranda y Soata. P. guachapele y A. mangium no registraron diferencias en los tres municipios (Cuadro 3). Es decir, los taxa exóticos mostraron más crecimiento en las tres localidades.

Dada la alta vigorosidad, amplia adaptabilidad y el corto periodo hasta el aprovechamiento forestal que presenta el eucalipto, como lo indican ^{Farias et al. (2016)}, podría suponerse una mayor aceptación en las zonas tabacaleras estudiadas. No obstante, el uso de especies introducidas debe analizarse con profundidad. Por ejemplo, en plantaciones de Eucalyptus localizadas en el sur de China, su pobre sobrevivencia, y en menor medida la emergencia de 12 especies arbóreas nativas se debió a los efectos alelopáticos de sus raíces. Contrariamente, su mantillo promovió el crecimiento inicial de la mayoría de los taxones, por lo que son recomendables las estrategias de manejo diferenciadas (^{Zhang et al., 2016}).

La menor respuesta en altura para las especies nativas, posiblemente, se debe a su estado de domesticación incipiente y al desconocimiento de la interacción con el ambiente, lo que impide implementar técnicas de manejo. Sin embargo, poseen otros atributos ecológicos y ambientales atractivos.

En suelos degradados del sur del Amazonas, Tachigali vulgaris L.f. Gomes da Silva & H.C. Lima evidenció mayor sobrevivencia, una tasa de crecimiento tres veces más rápida y producción de mantillo dos veces superior que E. urophylla × E. grandis. Además, suprimió a las especies invasoras (^{Farias et al., 2016}). Otra experiencia positiva se cita en una plantación en consorcio de E. grandis y P. guachapele sobre suelos arenosos, en donde la cantidad de N aportada al suelo y la velocidad de mineralización de los residuos, se incrementó significativamente, incluso con una pequeña aportación (11 % del total depositado) de la leguminosa (^{Carvalho et al., 2004}).

L. leucacephala es una especie forrajera con un alto nivel proteico para la nutrición de rumiantes y aves en pastizales, o como cercas vivas; situación común en los minifundios tabacaleros de economía campesina. ^{Pinto et al. (2014)} evaluaron la producción de biomasa en Leucaena collinsi Britton & Rose, con registros de hasta 2 490 kg ha^-1 de materia seca, a los 120 días después de la siembra. P. guachapele, seleccionada para este estudio, destaca por sus altos contenidos de proteína y fibra (18.9 % y 24.4 % con base al peso seco, respectivamente) en sus hojas, por lo que también es recomendada como suplemento alimenticio (^{Chitra y Balasubramanian, 2016}).

En ovinos de pelo colombiano, bajo condiciones de pastoreo, a los que se les proporciona suplementos de especies arbóreas del bosque seco tropical, G. ulmifolia contribuyó al mantenimiento y aumento de la ganancia de peso, en contraste al tratamiento sin suplementos, en especial durante las épocas secas (^{Díaz et al., 2014}). Estas cualidades adicionales son de interés para el productor de tabaco, puesto que en Santander la cadena de ovinos y caprinos se ha venido consolidado, aunque su limitante es la baja disponibilidad hídrica.

Los resultados del presente estudio indicaron mayor vigor inicial de las especies forestales para las condiciones edafoclimáticas del municipio Enciso, sin diferencias muy marcadas entre las localidades de Soata y San José de Miranda. ^{Breugel et al. (2011)}, para 47 especies arbóreas nativas y dos exóticas, señalan que 35 % de ellas tuvieron diferencias en el crecimiento final, en sitios de alta o baja fertilidad y húmedos o secos de Panamá, a los dos años de plantación.

Asimismo, la fuerte correlación (r= 0.62 a 0.91) de las condiciones climáticas (temperatura, precipitación y radiación solar acumulada) sobre el crecimiento en altura fue validado en E. urophylla × E. grandis (^{Elli et al., 2017}). Por otra parte, la selección y un protocolo exitoso para la obtención de plántulas de alta calidad durante la fase de vivero son cruciales en los programas de restauración con especies nativas, como lo documentan ^{Lu et al. (2016)}.

Conclusiones

Los agricultores tabacaleros de Boyacá y Santander usan alrededor de 20 especies multipropósito con diferentes valores de poder calórico (12.5 a 18.8 MJ kg^-1). Las especies con más frecuencia de uso corresponden a Eucaliptus spp. (57 %), Pithecellobium dulce (48 %), Escallonia pendula (12 %) y Manclura tinctoria (9 %). En general, los taxones exóticos de porte alto, E. grandis y E. globulus exhiben mayor crecimiento (altura media de 132.2 cm), con respecto a la especie nativa, P. guachapele (altura media de 40.9 cm). Finalmente, estos estudios deben continuarse hasta el aprovechamiento forestal, y caracterizar el potencial dendroenergético y ecológico de las especies evaluadas.