Leucaena lanceolata S. Watson ssp. lanceolata, forest species with potential to be submitted in sylvopastoral systems
María L. Román-Miranda1*; Luis A. Martínez-Rosas1; Antonio Mora-Santacruz1; Pablo Torres-Morán2; Agustín Gallegos-Rodríguez1; Adriana Avendaño-López3
1Departamento de Producción Forestal.
2Departamento de Desarrollo Rural Sustentable.
3Departamento Agrícola, Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias (CUCBA), Universidad de Guadalajara. km 15.5 Carretera Guadalajara-Nogales. Correo-e:romanmarleo@yahoo.com (*Autor para correspondencia).
]]> Recibido: 27 de septiembre de 2011
Resumen
La utilización de especies forestales en los sistemas de producción agropecuaria contribuye a reducir la presión en los bosques naturales y se pueden incorporar en áreas no arboladas. El objetivo de este estudio fue evaluar la calidad nutritiva, germinación, desarrollo de plántula en vivero y diversidad de usos de Leucaena lanceolata S. Watson ssp. lanceolata. El material comestible y las semillas se colectaron en Tomatlán, Jalisco. Se realizaron análisis bromatológicos, pruebas de escarificación y evaluación de plántula en vivero sobre tres suelos con diferente pH. El experimento se analizó en un diseño completamente al azar con comparación de medias de Tukey (P ≤ 0.05). Además, se hicieron entrevistas a productores, una revisión bibliográfica y consulta de ejemplares en los herbarios para conocer los usos locales y potenciales de la especie. Los resultados indican alto contenido de materia seca (97.40 %) y proteína cruda (29.05 %), mayor germinación en los tratamientos térmicos, mejor desarrollo de la plántula en el suelo ligeramente ácido (6.57) y la diversidad de usos incluye leña, forraje y madera, entre otros. Por el alto valor nutritivo y diversidad de usos en el medio rural, L. lanceolata representa una opción viable para utilizarse en sistemas silvopastoriles del trópico seco.
Palabras clave: escarificación, materia seca, proteína cruda, pH, diversidad de usos.
Abstract
The usefulness of forest species in agricultural production systems is an option that helps to reduce the pressure in natural forests; they can also be used in treeless areas. The aim of this study was to evaluate the nutritional quality, germination, development of seedlings grown in nursery and variety of uses of Leucaena lanceolata S. Watson ssp. lanceolata. Edible material and seeds were collected in Tomatlán, Jalisco. Bromatologic analyses, scarification tests and the evaluation of seedlings grown in nursery using three soils with different pH values were performed. The experimental design was completely randomized, with Tukey (P≤0.05) test for media comparison. A survey study, bibliographical revision and review of specimens in the herbariums were used to know the local and potential diversity of uses of this specie. Results show high content of dry matter (97.40 %) and crude protein (29.05 %), greater germination using heat treatments, better seedling development in slightly acid soil (6.57) and the diversity of uses including firewood, forage and timber among others. L. lanceolata represents a viable option to be used in dry tropical silvopastoral systems due to the high nutritional value and the diversity of uses in rural areas.
Keywords: scarification, dry matter, crude protein, pH and diversity of uses.
]]>Introducción
La necesidad de producir alimentos para una población en constante crecimiento ocasiona que grandes áreas de bosques y selvas se eliminen y se pierda la biodiversidad en estos ecosistemas. En estas áreas existen especies arbóreas y arbustivas con potencial para contribuir con la economía de los productores del medio rural. Al respecto, Niembro (1996) mencionó que los árboles y arbustos, debido a los numerosos productos y beneficios que proporcionan, representan un patrimonio importante para todos los habitantes de la tierra.
Las especies arbóreas y arbustivas son recursos valiosos en la alimentación animal y fauna silvestre. El uso de dichas especies representa una opción en sistemas de producción agropecuaria para no depender de los concentrados (Brewbaker & Sorenson, 1990). Una de las especies más utilizadas es Leucaena leucocephala, mejor conocida como guaje. Sin embargo, la especie tiene un crecimiento inicial lento; es susceptible al ataque del psilido Heteropsylla cubana; presenta algunas desventajas en el establecimiento debido a la latencia de las semillas causada por la presencia de una cutícula impermeable al agua y al oxígeno (González, Reino, & Machado, 2009; Sánchez & Ramírez-Villalobos, 2006); y presenta limitaciones para su desarrollo en suelos ácidos (Argel, Lascano, & Ramírez 1998; Román et al., 2008; Shelton, 1998). Por otro lado, existen otras arbóreas como el guajillo (Leucaena lanceolata ssp. lanceolata), presente en los agostaderos, la cual posee alto contenido de proteína (García et al., 2008; García, Wencomo, Medina, Moratinos, & Cova 2009; Román, Mora, & Gallegos 2004). Asimismo, L. lanceolata es reconocida por los productores, por sus múltiples usos y se ha utilizado en plantaciones mixtas para la restauración de suelos, obteniendo la mejor respuesta en superviviencia (Suárez, 2011). Con L. lanceolata se obtienen cantidades importantes de materia seca (496 g) con respecto a L. leucocephala (126 g) (Medina, 2000). Sin embargo, otros aspectos agronómicos de L. lanceolata para un manejo más tecnificado se desconocen. Por tanto, el objetivo de este estudio fue evaluar la calidad nutritiva de L. lanceolata, porcentaje de germinación, desarrollo de plántulas en vivero en suelos con diferente pH y la diversidad de usos en el medio rural.
Materiales y métodos
Sitio de estudio
El material comestible; frutos, semilla y follaje, se colectaron en una selva mediana subcaducifolia de la costa de Jalisco en el municipio de Tomatlán, entre las coordenadas geográficas 19° 55' N y 105° 06' W, a una altitud de 200 m. El clima de acuerdo con la clasificación de Köppen, modificado por García (1987), es cálido subhúmedo con lluvias en verano Aw1(w), con precipitación pluvial anual de 1,000 a 1,500 mm y temperatura media anual de 26.9 °C.
Prueba de escarificación de las semillas de L. lanceolata
La prueba se realizó en el laboratorio de análisis de semillas y en el invernadero del Departamento de Producción Agrícola del Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias (CUCBA), Universidad de Guadalajara.
]]> El efecto de tres tratamientos físicos fue evaluado: 1) Inmersión en agua a 80 °C por 3 min (TTE); 2) Imbibición en agua a temperatura ambiente por 24 h (TR24) y 3) Choque térmico, que consistió en sumergir las semillas en agua a 80 °C aproximadamente durante 3 min, en forma inmediata se sumergieron en agua a 1-2 °C por 3 min, dejándolas en remojo en agua común a temperatura ambiente por 24 h (TCHT). También se tuvo un tratamiento testigo (TTES). Posteriormente, se realizó una prueba de germinación en papel. Para ello, se utilizaron 100 semillas distribuidas en cuatro repeticiones de 25 semillas (International Seed Testing Association [ISTA], 1999; Poulsen & Stubsgaard, 2000). El porcentaje de germinación se determinó para cada tratamiento.Desarrollo de las plántulas de L. lanceolata en vivero
En esta prueba se utilizaron semillas previamente escarificadas con el tratamiento de choque térmico. El desarrollo de plántulas en vivero se evaluó en tres tratamientos con suelos de diferente pH (T1: 6.57, T2: 4.68 y T3: 5.46). El sustrato utilizado para T1 fue tierra de La Quebrada, municipio de Tomatlán, Jal., sitio donde se colectó la semilla, situado en las coordenadas geográficas 19° 55' N y 105° 06' W y tierra agrícola de campos del CUCBA. Para T2, la tierra fue colectada en las coordenadas 20° 44' 41" N y 103° 30' 48" W y, finalmente, para T3, la tierra se colectó en 20° 44' 42" N y 103° 30' 50" W. Todos los suelos fueron de textura franco-arenosa.
Las plántulas se trasplantaron en macetas con una capacidad de 11.74 L y se colocaron al azar en un invernadero donde se evaluaron cada mes, durante siete meses (octubre de 2004-mayo de 2005). Cada tratamiento tuvo tres repeticiones con 10 unidades a evaluar. El riego se realizó tres veces por semana a capacidad de campo con agua común clasificada como buena, con pH de 6.77.
Las variables evaluadas fueron altura de la planta (cm), número de foliolos y diámetro del tallo al cuello de la raíz (mm). Al finalizar el periodo de siete meses, se realizaron mediciones sobre longitud de raíz (cm), altura de la parte aérea (cm), peso fresco (g), peso seco (g), número de nódulos en la raíz y producción total de materia seca (g).
Composición química de L. lanceolata
Una de las características a evaluar en una especie forrajera es su calidad nutritiva, factor importante para el manejo en la alimentación animal. Al respecto se realizaron análisis bromatológicos (Association of Official Analytical Chemists [AOAC], 1990) para determinar contenidos de materia seca (MS) y proteína cruda (PC), que son los parámetros de mayor relevancia. En estas pruebas se utilizó el material comestible colectado en campo: 500 g tanto de frutos, como de hojas y ramillas no lignificadas menores de 4 mm, además de 10 plántulas obtenidas de cada uno de los tratamientos del experimento anterior. La altura de las arbóreas, donde se realizó la colecta de material comestible en campo, fue de 3 a 4 m. El material fue trasladado en bolsas en una hielera. Posteriormente se depositó en bolsas de papel debidamente etiquetadas y colocadas en una estufa a 60 °C hasta obtener un peso constante, para realizar los análisis de MS y PC. Los frutos se colectaron completamente maduros. La materia seca de cada una de las muestras fue molida utilizando un molino de martillos tipo Thomas Willey (Laboratory Mill Modelo 4, Arthur H. Thomas Company, Philadelphia, PA, USA) con una criba de 2 mm.
Diversidad de usos de L. lanceolata
Los usos de esta especie se basaron en revisiones bibliográficas, entrevistas informales a productores de la zona de estudio y consultas de las existencias de esta especie en los herbarios MEXU (Universidad Nacional Autónoma de México) (322 ejemplares), IBUG (Instituto de Botánica de la Universidad de Guadalajara) (27 ejemplares) y XAL (Instituto de Ecología de Xalapa, Veracruz) (23 colectas).
Diseño experimental
]]> El análisis estadístico de los datos obtenidos en la prueba de desarrollo de plántulas se realizó mediante el análisis de varianza (ANOVA) para un diseño experimental completamente al azar. En el caso de la prueba de escarificación fue necesario transformar el porcentaje de germinación con la función arco seno, para determinar diferencia entre tratamientos. La comparación de medias se hizo con la prueba de Tukey (P ≤ 0.05). Se hicieron estimaciones de diferentes indicadores de crecimiento de las plántulas de L. lanceolata mediante t de Student con un intervalo de confianza del 95 %. Los análisis se hicieron con el paquete estadístico Minitab 14.0.
Resultados y discusión
Prueba de escarificación de las semillas de L. lanceolata
En el Cuadro 1 se presentan los porcentajes de germinación obtenidos con los tratamientos físicos. Los valores más altos se obtuvieron en los tratamientos de agua caliente (TTE) y choque térmico (TCHT), 77 y 79 %, respectivamente (P < 0.001). Ambos tratamientos propiciaron el ablandamiento de la capa protectora de la semilla o testa, que no permite la entrada de oxígeno, luz y agua para el crecimiento del embrión (Rodríguez, Eguiarte, & Hernández, 1985). Estos resultados coinciden con Hermosillo et al. (2008), quienes obtuvieron valores de germinación de 80 % cuando utilizaron tratamientos térmicos y hasta de 100 % cuando las semillas fueron expuestas a tratamientos térmicos y a 600-2,300 mg·L-1 de AG3. Sin embargo, cuando se utilizó el tratamiento térmico únicamente, los valores fueron muy similares a los de TCHT, 80 y 79 %, respectivamente. En algunos casos existen también problemas de dormancia tal como lo indican González et al. (2009). Otros trabajos reportados, entre ellos el de Alexander y Sánchez (2002), confirman que se obtienen niveles altos de germinación al someter la semilla de L. leucocephala en agua caliente a altas temperaturas (80-100 °C) y al proceso de imbibición.
Desarrollo de las plántulas de L. lanceolata en vivero
Los trabajos realizados sobre L. lanceolata son escasos en la literatura, sobre todo, respecto al desarrollo de la planta en vivero. En este experimento, las plántulas se evaluaron en suelos de diferentes pH. En la Figura 1 se muestra la altura en los tres tratamientos presentando valores muy similares hasta los 100 días. A partir de este periodo, se tuvo una respuesta mayor para el T1 (pH: 6.57) en las últimas observaciones, seguido de T2 (pH: 4.68), el cual alcanzó una altura final similar a T1 a partir de los 180 días aproximadamente, sin diferencia estadística entre estos dos tratamientos (P < 0.001). El T3 (pH: 5.46) fue el que se mantuvo con los valores más bajos. Los valores de altura a los 215 días fueron bajos, debido probablemente al lugar en que se realizó el experimento (macetas en invernadero). Las condiciones experimentales fueron diferentes a las señaladas por Ramos-Quirarte, Aguirre, Medina, López, y Camarillo (2009). Estos autores evaluaron el crecimiento de cinco especies arbóreas en el suelo asociadas con pastos, entre ellas a L. lanceolata, la cual junto con L. leucocephala obtuvieron a los 116 días valores superiores a las otras arbóreas tanto en altura como en diámetro. La especie L. lanceolata, en asociación con Brachiaria brizantha, obtuvo 188.37 cm de altura y 1.96 cm de diámetro y, en asociación con Cynodon plectostachyus, 181.83 cm de altura y 2.09 cm de diámetro. Sin embargo hay que considerar que al momento del trasplante, las plántulas de dichas especies contaban con alturas de 23 a 34 cm, siendo estos valores muy superiores a los nuestros. También el experimento de Ramos-Quirarte et al. (2009) tuvo diferentes condiciones climáticas en el estado de Nayarit, ya que nuestro experimento se realizó en Zapopan, Jalisco, en octubre de 2004 a mayo de 2005, desarrollándose temperaturas inferiores de 5 °C en el invierno.
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La evaluación del número de hojas se realizó contando los foliolos (hojas compuestas). En la Figura 2 se observa que la mayor cantidad de foliolos se registró en las plántulas del T1, con diferencia estadística (P < 0.001) respecto al resto de los tratamientos. La tendencia fue muy marcada a partir de los 62 días, en relación con los T2 y T3 que tuvieron una cantidad menor de foliolos, ambos con tendencia muy similar. Al respecto, Medina (2000) señaló que existe un mayor potencial de producción de hoja de L. lanceolata con respecto a L. leucocephala con valores de la relación hoja:tallo de 5.844 y 2.242, respectivamente, para cada una de las especies.
Las evaluaciones del diámetro se realizaron a partir de los 120 días, debido al tamaño pequeño de la planta que dificultaba las mediciones. En la Figura 3 se observa que el mayor crecimiento se tuvo en el tratamiento T1 presentando diferencia estadística con los demás tratamientos (P < 0.001).
Longitud de raíz, producción de materia seca total y número de nódulos de L. lanceolata
En el Cuadro 2 se presentan los indicadores de crecimiento de L. lanceolata en suelos con diferente pH (T1: 6.57, T2: 4.68 y T3: 5.46). Los valores de longitud de la raíz en los tratamientos T1 y T3 fueron similares. En otras variables como peso seco tanto en la raíz como en la parte aérea, así como MS total, los valores de T1 y T2 fueron parecidos. La longitud de la raíz y altura de la parte aérea fueron más altos con el T2, con 11.76 y 17.37 cm, respectivamente. Sin embargo, en las demás variables como peso fresco de la raíz, peso fresco de la parte aérea, peso seco de de la raíz, peso seco de la parte aérea y materia seca total, los mejores resultados se obtuvieron con el T1 con 10.09, 5.71, 2.69, 2.18 y 4.87 g, respectivamente. Rincón, Gallardo, Leal, y Rojas (2003) realizaron un estudio con la leguminosa Acacia mangium evaluando el efecto de la relación calcio/fósforo sobre el crecimiento y producción de nódulos aplicando diferentes relaciones de dichos elementos (10:1, 31:1, 44:1 y 135:1) a partir de suelo encalado y sin encalar a los 45, 90 y 135 días. Los mejores resultados se obtuvieron con la relación calcio/fósforo de 10:1 (suelo sin encalar y con aplicación de fósforo) con valores, a los 135 días, de 27 cm de altura y 2.32 g de materia seca de la parte área. Únicamente, los valores de altura fueron superiores a los de nuestro estudio y similares en producción de materia seca aérea. Cabe aclarar que en nuestro estudio, las plantas no fueron fertilizadas. Ferrer et al. (2003) evaluaron el crecimiento de plántulas de L. leucocephala y Pithecelobium dulce obteniendo valores medios de altura para Leucaena (7.96 cm) inferiores a los encontrados en este estudio. Sin embargo, el tiempo en que se realizaron estas observaciones se desconoce.
La producción de nódulos fue mayor con el T1 (31.8) después de siete meses. Sánchez y Urdaneta (1997) reportaron nódulos producidos por L. leucocephala en plantas con más de cinco años de establecidas, procedentes de dos parcelas con manejos diferentes, plantadas en un mismo suelo, con fertilidad natural relativamente baja y un pH de 5.15. Algunas plantas se inocularon con Rhizobium y otras se utilizaron sin inocular durante un año. Las plantas inoculadas tuvieron en promedio 20 nódulos a diferencia de las no inoculadas que presentaron 11 nódulos, siendo estos valores inferiores a los encontrados en este estudio para L. lanceolata, donde la semilla no fue inoculada. Asimismo, Rincón et al. (2003) también evaluaron la producción de nódulos de A. mangium con relación a los elementos Ca y P, obteniendo valores similares (26.5) al T3 (27.1), pero inferiores (26.5) al T1 (31.8).
]]> Composición química de L. lanceolataEn el Cuadro 3 se muestra la composición química del material comestible analizado, el cual presenta altos contenidos de MS y PC comparados con otros estudios. García et al. (2008) evaluaron 17 accesiones de Leucaena divididas en tres grupos: I) accesiones de L. diversifolia y L. esculenta, II) accesiones de L. leucocephala y L. glauca, III) accesiones de L. lanceolata. Este último grupo presentó los valores más altos de MS (26.76 %) y PC (25.86 %), pero fueron inferiores a los encontrados en este estudio. Cabe señalar que las muestras de follaje, plántulas y hojas se secaron previamente en una estufa y posteriormente se realizaron los análisis bromatológicos, lo cual probablemente influyó en los valores tan altos de materia seca. Sin embargo, en un estudio realizado en Nayarit con muestras tomadas de suelo salino y no salino también se reportan altos contenidos de MS; 98.32 % en hojas y 97.41 % en tallos en condiciones salinas, y 95.91 y 94.57 % en hojas y tallos, respectivamente, en condiciones no salinas (Medina, 2000). Al respecto, Palma (2006) también reportó valores altos de MS en frutos de Guazuma ulmifolia (94.8 %) y Brosimum alicastrum (98 %). Por otro lado, García et al. (2009) indicaron que en un estudio se agruparon 53 accesiones de Leucaena. En dicho estudio, L. lanceolata se agrupó junto con L. leucocephala, presentando la mejor calidad nutricional comparada con L. macrophylla, L. diversifolia y L. esculenta, con valores de 23.57 % de MS y 25.58 % de PC. El material analizado estuvo integrado de hojas y tallos tiernos de diámetros inferiores de 5 mm y de 90 días de edad. Estos autores indicaron que resulta incierto atribuir las variaciones a las condiciones que prevalecieron en el área de estudio, ya que se conoce poco sobre las características fitoquímicas de las accesiones evaluadas, fundamentalmente de L. macrophylla, L. lanceolata y L. esculenta. Medina (2000) también indicó valores bajos de proteína en tallos y hojas, de 5.27 y de 17.27 %, respectivamente, en condiciones de suelos no salinos. Del mismo modo, Stewart y Dunsdon (1998) reportaron valores inferiores de PC en el follaje comparados con nuestro estudio. En este componente, el valor más bajo en nuestro caso fue el de hojas y frutos (17.52 %), superior al mínimo requerido (6 %) para bovinos en mantenimiento (National Research Council [NCR], 1981).
Distribución y diversidad de usos de L. lanceolata
En el Cuadro 4 se observa la diversidad de usos y distribución de L. lanceolata. Dicho cuadro se elaboró con base en los datos de las etiquetas de los ejemplares de los herbarios, así como de revisiones bibliográficas. Acorde con la información, la especie presenta una distribución amplia en diferentes tipos de vegetación, así como de rangos altitudinales desde 0 m en dunas costeras, hasta 1,650 m en bosques de pino-encino. La especie se ha colectado también en la zona de transición de la selva baja con encino, en bosques de pino-encino y encino-pino, pocas colectas en vegetación halófita, dunas costeras y matorrales y en el estado de Sonora se ha encontrado en pastizales. Zarate (1994) indicó que la especie crece a lo largo de la zona costera del Pacífico, desde Sonora hasta Chiapas y en el golfo en el estado de Veracruz, coincidiendo con los tipos de vegetación antes señalados, además del manglar. El uso principal de la especie en el medio rural es para forraje y leña. Este uso coincide en las áreas donde se distribuye, tal como lo muestra el estudio realizado por Villa et al. (2009) al señalar que los productores del estado de Veracruz prefieren esta especie después del guácimo (Guazuma ulmifolia). Suárez et al. (2011) realizaron un estudio en este mismo estado sobre la importancia del conocimiento local para seleccionar especies para restauración. Los resultados indicaron que los productores prefieren especies nativas útiles para diversos fines, entre ellas, las que proporcionen forraje para la ganadería, en especial durante la época seca. La especie L. lanceolata está dentro de las 10 especies de mayor preferencia de 76 arbóreas leñosas señaladas por los productores. Los usos más frecuentes son construcción, comestible (semillas), forrajera, cercas vivas, leña y alimento para venado cola blanca. Otro uso incluye al maderable en Tehuantepec, Oaxaca, como horcones en construcciones rurales. Se reporta también que la especie es muy visitada por las abejas Apis mellifera en busca de néctar y polen para la producción de miel.
Conclusiones
Con base en los estudios realizados, la escarificación de la semilla de L. lanceolata es necesaria para una mayor germinación, la cual se obtuvo con los tratamientos térmicos TTE (inmersión en agua a 80 °C por 3 min) y TCHT (choque térmico). El desarrollo de la plántula se ve afectado por el pH ácido del suelo, presentando un mejor comportamiento en el suelo ligeramente ácido (6.57). La calidad nutritiva en todas las partes comestibles analizadas se refleja en los altos contenidos de PC y MS pudiendo ser una opción en explotaciones pecuarias. La especie se distribuye en diversas asociaciones vegetales; selva mediana subcaducifolia, baja caducifolia, bosques de encino, y sabana, entre otros, con diferentes usos en el medio rural. Por lo anterior, se concluye que L. lanceolata puede ser una alternativa viable para ser introducida en sistemas silvopastoriles en el trópico seco, debido al alto valor nutritivo, aceptación por el ganado en la zona rural y la diversidad de usos.
Agradecimientos
Los autores agradecen al personal de los herbarios MEXU (Universidad Nacional Autónoma de México), XAL (Instituto de Ecología de Xalapa) e IBUG (Instituto de Botánica de la Universidad de Guadalajara), por las facilidades prestadas para la consulta de esta especie, así como a dos árbitros anónimos y a Rafael Escalante Martínez por la revisión y sugerencias para mejorar este escrito.
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