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Archivos Latinoamericanos de Produccion Animal
Asociacion Latinoamericana de Produccion Animal
ISSN: 1022-1301 EISSN: 2075-8359
Vol. 16, Num. 4, 2008, pp. 241-245

Archivos Latinoamericanos de Produccion Animal, Vol. 16, No. 4, October-December, 2008, pp. 241-245

Original Article

Captura y flujo de carbono en un sistema silvopastoril de la zona Andina Colombiana

Carbon capture and flow in a silvopastoral system of the Colombian Andean zone

Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, Departamento de Producción Animal Grupo de Investigación Biotecnología Ruminal y Silvopastoreo, Colombia

Correspondence Address: A Giraldo, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, Departamento de Producción Animal Grupo de Investigación Biotecnología Ruminal y Silvopastoreo, Colombia, conisilvo@une.net.com

Date of Submission: 20-Dec-2007
Date of Acceptance: 07-Jul-2008

Code Number: la08033

Abstract

The objective was develop to a protocol to measure of the capture and the monitoring of carbon like an environmental service, in silvopastoral of Acacia decurrens + Pennisetum clandestinum located in the andes of Colombia (2538 msnm), in two densities of sowing of trees: high (1111 trees/ha), and low (407 trees/ ha). In addition, the carbon flow between animals in pasturing and the ground was evaluated through lees produced on hoste in cowsafter the consumption of the biomass system. After six years of established the SSP, the amount of existing carbon in the trees, the pastures and soil promoted to 260 (HD) and 251 (LD) tC/ha respectively. In the treatment of low density was reached 154tC/ha including pastures and the soils. The carbon flow through lees of the animals was 0,50, 0,47 and 0,48 tC/cow/ha/year in HD, LD and without trees respectively. In average for two years, the annual average increases of carbon in the aerial part of the trees are of 9,9 and 11,2 tC/ha for HD and LD respectively.

Keywords: Carbon capture, silvopastoral system, Colombia

RESUMEN

Se evaluó la captura y el monitoreo de carbono como servicio ambiental en silvopastoreo de Acacia decurrens + Pennisetum clandestinum ubicado en los Andes de Colombia (2538 msnm) a dos densidades alta (1111 árboles/ha), baja (407 árboles/ha). Además, se estudio el flujo de carbono entre animales en pastoreo y el suelo a través de las heces producidas por vacas de la raza Holstein tras el consumo de la biomasa del sistema. Después de seis años de establecidos dichos sistemas silvopastoriles (SSP), se comprobó que la cantidad de C existentes correspondientes al complejo árboles, pasturas y del suelo era de 260 y 251 t. De C/ha en los SSP de alta y baja densidad respectivamente. Siendo para las áreas de sólo pasturas y de suelo (sin presencia de árboles) de 54 t. De C/ha. El flujo de carbono a través de las heces de los animales fue 0.50, 0.47 y 0.48 ton. de C/UA/ha/año (1UA= 600 kg de PV) en AD, BD y para las áreas sin árboles respectivamente. En promedio para dos años, los incrementos medios anuales de carbono en la parte aérea de los árboles fueron son de 9.9 y 11.2 ton. de C/ha en los SSP de para AD y BD respectivamente.

Palabras clave: Captura de carbono, sistema silvopastoril, Colombia.

Introducción

De la población total bovina que se presenta en Colombia, el 11% esta orientada a la lechería especia-lizada (Fedegan 2006) y, una importante parte de esta, a explotaciones del tipo pastoril y silvopastoril que se ubican en la zona andina y a altitudes superiores a los 1880 msnm (Holmann et al., 2003). El uso y la adapta- ción de prácticas agroforestales en la crianza de ani-males en pastoreo ha mostrado ser útil tanto para au-mentar la producción pecuaria como para el brindar servicios, como la fijación de carbono en los suelos y la vegetación, e incrementar su biodiversidad biológica y ayudar a conservar las fuentes de agua (Giraldo, 2000). Bajo dicho contexto, se planeo un estudio ten-diente a evaluar el servicio ambiental de captura de carbono y el flujo de su retorno al suelo, concernientes al aporte de C de las heces de bovinos pastoreadotes, en áreas de un sistema silvopastoril (SSP) y bajo dos diferentes densidades contrastantes de siembra de ár-boles de acacia negra (Acacia decurrens) mas pasto kikuyo (Pennisetum clandestinum), como cultivo de co-bertura y de pastoreo.

Materiales y Métodos

El trabajo se efectuó en el Departamento de Antioquia, en el coregimiento de Santa Elena, al orien-te de la ciudad de Medellín, en la finca Paysandú a 2538 msnm, con una media de 14ºC, una precipita-ción de 2200 mm anuales y con suelos andisoles de mediana fertilidad y de alta acumulación de materia orgánica.

A fin de evaluar los efectos sobre el servicio am-biental y flujo de C debidos a la ausencia y densida-des de árboles de 1111 árboles, para Alta Densidad (AD); 407 árboles en Baja Densidad (BD) y sin árbo-les (TC), considerándose el TC como la línea base en el esquema del Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) dentro del protocolo de Kyoto. La captura de carbono se estimó en: 1) La biomasa aérea (árboles y pasturas), seis años después de la plantación, cuan-do tuvieron en promedio 18 m de alto. 2) La biomasa radical (de árboles y pasturas asociadas). 3) el C en el suelo en formas húmicas y 4) El C presente en las heces, producto del consumo por bovinos. Se utiliza-ron nueve vacas adultas Holstein en lactancia (600±18 kg PV). Las cuales pastorearon de manera secuencial a través de las áreas correspondiente a los tratamientos, mediante un pastoreo rotacional de 3/ 45 días de pastoreo/descanso; en siete ciclos y con una carga de 3 animales/ha, a las cuales se les colec-taban muestras de heces del recto (140 g), por tres días consecutivos, en la mañana, a diario y durante todos cuatro ciclos de pastoreo.

En cada área experimental (tratamientos) se selec-cionaron parcelas fijas de evaluación de 500m 2 , se-gún lo descrito por Winrock (MacDicken, 1997) y pro-cedimientos de Orrego et al. (2000). Midiéndose el perímetro del fuste y la altura de los árboles dentro de cada parcela, mediante el uso de microdendrómetro e hipsómetro mecánico.

Para el cálculo de la biomasa aérea de árboles y sus raíces, se emplearon ecuaciones alométricas (co-sechando ocho árboles por fuera de las parcelas te-niendo en cuenta su arquitectura). Los árboles se apearon haciendo un corte a ras del suelo y midien-do su longitud. Muestras del tronco, ramas y hojas (500 g) se secaron en horno (80ºC) hasta peso constante. La extracción de raíces de los árboles, se hizo rastreándolas hasta un diámetro mínimo de 5 mm manualmente de cada árbol, limpiándolas y pesán-dolas en campo.

Para el muestreo de raíces en las pasturas se usó un barreno de golpe "Root Auger Eijkelkamp" obte-niendo cilindros de suelo de 15 cm de longitud y 8 de diámetro, tomando cinco puntos aleatoriamente hasta una profundidad de 30 cm. La biomasa aérea se muestreo del forraje disponible sobre los puntos de muestreo de raíces.

Se tomaron muestras de suelo en 20 puntos/par-cela al azar, utilizando un barreno sacabocado hasta 90 cm de profundidad con seis estratos: 0-15; 15-30; 30-45; 45-60; 60-75; y 75-90 cm. Para calcular las exis-tencias de carbono edáfico por hectárea (C t ha -1 ), se utilizó la fórmula:

C = a * δ(t m-3 ) * Pm * fc (1)

Donde: a es el área (ha), δes la densidad aparente del suelo en (ton. de suelo/m 3 ), Pm profundidad de muestreo en m y fc la fracción de carbono (%C/100) en cada profundidad. La cantidad de carbono alma-cenado en los tejidos vegetales se asumió como 50% de la materia seca (Brown 1997).

Para cuantificar la cantidad de heces producidas, se utilizó como marcador interno la fibra ácido deter-gente (FDAi) indigerible (Cochran et al. 1988) y los procedimientos de Lascano (1990). En la FDAi del forraje se tomaron manualmente cinco muestras al azar por medio de la técnica Hand Pluck, (Euclides et al., 1962), las que se incubaron en el rumen por 144 horas en dos vacas Holstein adultas provistas de cánulas ruminales, utilizando la técnica de la bolsa de nylon (Ørskov et al., 1980). Los análisis de FDA se realizaron en un digestor Ankom 2000® , (Van Soest 1982), tanto antes como después de ser incubadas en el rumen, igualmente en las heces, asumiendo que el materia vegetal (materia orgánica) el 50% es carbono una vez se extrae el agua (MacDicken, 1997).

Resultados y Discusión

El modelo alométrico lineal encontrado para Aca-cia decurrens, utilizando el diámetro del fuste como variable explicativa, y derivado a partir de su respec-tivo modelo ajustado fue:

ln (Bt) = -1,5136 + 2,2416 ln (D); R2 = 0,97. (2)

Ajustado: Bt = 0, 2201D 2,24 (3)

Donde: Bt es la biomasa aérea calculada en kg y D es el registro del diámetro medido a cada árbol en cm. Con este modelo se estimó la biomasa aérea de los árboles considerando únicamente su diámetro.

En cuanto a los tratamientos de densidad de siem-bra, se pudo comprobar mayores existencias totales de C en la biomasa aérea, basa en el árbol con las siembras de BD, que de AD [Cuadro - 1]. El C total fijado resultó ser dos veces más en la menor densi-dad de siembra de árboles (BD) respecto al testigo.

El modelo encontrado para las raíces de A. decurrens usando el diámetro del fuste como variable explicativa fue:

ln (BR) = -2,902 + 2,205 ln (D); R2 = 0,98. (4)

Donde: BR es la biomasa radical total calculada en kg y D es el registro del diámetro medido a cada árbol en cm. Con este modelo se estimó la biomasa radical de los árboles hasta 5 mm de diámetro de cada árbol de cada parcela y tratamiento.

El C promedio fijado tanto en las raíces como por la biomasa aérea de la pastura se vio afectado con la mayor presencia de árboles. Las diferencias en fija-ción de C entre las raíces de los árboles de A. decurrens y el pasto P. clandestinum, con y sin presencia de éstos árboles, son en gran medida debidas al efecto de pre-sencia y de la densidad de siembra de árboles, debi-do a las diferencias impuestas por la competencia por luz que afecto la fotosíntesis y por nutrientes como por el espacio de suelos a nivel radicular aso-ciada con la densidad de siembra de árboles [Figura 1]. El crecimiento y el ciclo de renovación de las raí-ces son dos componentes relevantes en el secuestro de carbono en las raíces de las pasturas y permite comprender el papel de éstas en el proceso de fija-ción de carbono (Rao et al. 2001).

Para AD se encontró 156,21 tC ha -1 en los prime-ros 15 cm de suelo, cantidad diferente de la encontra-da en BD en el mismo estrato. A los seis años el SSP de AD aporta suficiente material orgánico al suelo como para marcar estas diferencias. López (1999), reportó cómo la cantidad y la variabilidad de la dis-tribución de carbono en el suelo disminuye y aumen-ta respectivamente a medida que se profundiza en el perfil, situación en línea con este trabajo [Figura 2].

Las existencias de carbono [Cuadro 3] determi-nan diferencias con respecto al testigo para poder cuantificar la adicionalidad ambiental (diferencia de carbono entre la línea base: T y la situación con pro-yecto ó SSP), según el MDL (IPCC 2006).

En el [Cuadro - 2], se evidencia como alrededor del 30% del C fijado tanto en densidad de siembra alta (AD) y baja (BD) corresponde a la biomasa aérea de los árboles y representa un 40% más cuando se com-paran con las áreas sin árboles (testigo). El retorno de C a través de las heces de los animales se vio influenciado por la densidad de siembra de árboles, siendo mayor en AD, debido posiblemente al mayor consumo del forraje por los animales en este trata-miento. Las excretas de los animales se consideran matera orgánica (Martín y Palma 1999) y tienen una fijación de C en el suelo del 65% producto de la des-composición, el 35% restante se fuga como CO 2 por procesos de mineralización (Veldkamp 1993)

Conclusiones

La evaluación de los efectos de contrastantes den-sidades de siembra de árboles de A. decurrens en pasturas de P. clandestinum, usando una metodolo-gía apropiada para cuantificar la fijación de C, per-mitió obtener información considerada pionera en Colombia. Su mayor virtud esta en la precisión y la intensidad usada para su determinación. La biomasa aérea y radical de los árboles son las que marcan las diferencias en el stock de carbono respecto al testigo. Para sistemas silvopastoriles, se logro verificar que la densidad de siembra de árboles de A. decurrens en pasturas de kikuyo tiende a afectar la fijación de C por las pasturas y su retorno a través de las excretas de los animales en pastoreo anualmente. [16]

References

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