Ramírez-Lozano, Cantú-Silva, Gómez-Meza, and González-Rodríguez: Contenido mineral en hojas de la hojarasca del matorral espinoso tamaulipeco



INTRODUCCIÓN

En el noreste de México, la hojarasca de la vegetación del matorral espinoso tamaulipeco está compuesta por las hojas, ramas, estructuras reproductivas y componentes diversos (González-Rodríguez et al. 2011a, González-Rodríguez et al. 2011b). La media anual de 4 500 kg ha-1 de hojarasca producida en la región, puede ser una alternativa de alimento para los pequeños rumiantes, en los períodos secos y durante la escasez de forraje (Domínguez-Gómez et al. 2011).

Estudios previos reportan elevados consumos de hojas caídas por los pequeños rumiantes (Ramírez-Lozano 2012). Aun cuando la hojarasca es una importante fuente de elementos minerales, que pueden ser utilizados por rumiantes en pastoreo (Kumar y Tewari 2014), hay carencia de información sobre las evaluaciones espacio-temporales del perfil de minerales en las hojas caídas en regiones semiáridas (López-Hernández et al. 2013). Se sabe que los herbívoros bajo condiciones de pastoreo obtienen los minerales de las plantas que consumen (Keba et al. 2013, Gul et al. 2016, Roukos et al. 2017). Un consumo inadecuado de minerales, provoca baja en la productividad (García-Vaquero et al. 2011). Por lo que el objetivo del estudio fue evaluar y comparar en el espacio y el tiempo la concentración mineral en la hojarasca proveniente del matorral espinoso tamaulipeco (MET) del noreste de México.

MATERIALES Y MÉTODOS

Área de estudio y colecta de hojarasca

El estudio se llevó a cabo en dos sitios sin disturbio localizados en el municipio de Linares, Nuevo León, México. La selección de los sitos se debió a que son grandes productores de hojarasca (González-Rodríguez et al. 2011a). La vegetación de los sitios corresponde a matorral espinoso tamaulipeco. El primer sitio (Campus) se ubicó dentro del Campus Experimental de la Facultad de Ciencias Forestales de la Universidad Autónoma de Nuevo León, localizada a 24° 46’ 43” LN y 99° 31’ 39” LO; con altitud de 370 msnm, temperatura media anual de 22 °C y precipitación anual acumulada de alrededor de 800 mm, suelos tipo Vertisoles. El segundo sitio (Crucitas) se ubicó en el Ejido Crucitas, localizado a 24° 46’ 35” LN y 99° 41’ 44” LO; a una altitud de 550 msnm, temperatura media anual de 21 °C y precipitación anual acumulada de 755 mm, los suelos son Castañozem y Chernozem (López-Hernández et al. 2013).

El principal tipo de vegetación en los sitios de estudio se caracteriza por ser de tipo arbustiva y subarbórea. Siendo las especies más representativas Acacia amentacea DC., Castela erecta Turpin subsp texana (Torr. y A. Gray) Cronquist, Celtis pallida Torr., Parkinsonia texana var. macra (IM Johnst.) Isely, Forestiera angustifolia Torr., Cordia boissieri A. DC., Leucophyllum frutescens (Berland.) IM Johnst., Opuntia spp, Zanthoxylum fagara Sarg., Bumelia celastrina Kunth y Helietta parvifolia (A. Gray ex Hemsl) Benth (Domínguez-Gómez et al. 2013a).

Para la colecta de hojarasca, en cada sitio, se establecieron diez trampas o colectores de hojarasca (1.0 m2). Los colectores fueron distribuidos al azar en cada sitio (aproximadamente 2 500 m2). Cada trampa se colocó aproximadamente a 50 cm sobre el nivel del suelo para interceptar la hojarasca (González-Rodríguez et al. 2011b). La colecta de la hojarasca se realizó cada 15 d, de enero a diciembre; las dos colectas de cada mes se mezclaron en una sola para luego secarlas en una estufa de aire forzado (Lab-Line, modelo 3476®) hasta peso constante a 65 °C por 72 h. El contenido de hojarasca se separó de forma manual en hojas, estructuras reproductivas (flores, frutos y semillas), ramas y otros tejidos no identificados (estructuras fina, corteza, fragmento de cuerpos de insectos o heces). Las hojas se molieron en un molino Thomas Willey (Thomas Scientific Apparatus, Modelo 3383®) usando una malla No. 60 (1.0 mm x 1.0 mm).

Determinación de minerales

El contenido de minerales de las hojas se determinó, por triplicado, para lo cual se realizó una digestión húmeda. Se tomó una muestra de 1.0 g para incinerarla en una mufla a 550 °C por 5 h. Posteriormente, las cenizas se digerieron en una solución de HCl y HNO3 concentrado (proporción 10:1, v/v), y se colocaron en matraces de aforación de 25 mL. Las concentraciones de Ca, Mg, K, Na, Fe, Mn y Zn se determinaron por espectrofotometría de absorción atómica con un espectrofotómetro Varian (modelo SpectrAA-200®); mientras que el P se cuantificó con un espectrofotómetro UV-Visible Perkin-Elmer (modelo Lambda 1A ®) (AOAC 2012).

Diseño experimental y análisis estadístico

Los datos de los minerales se analizaron bajo un diseño completamente al azar con arreglo bifactorial incluyendo los efectos de los dos sitios, fechas e interacciones (Steel y Torrie 1980). Todos los análisis estadísticos se realizaron con el paquete computacional SPSS de Windows versión 22.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Macrominerales

Las muestras evaluadas en todos los meses, en los dos sitios, excepto octubre del sitio Crucitas, presentaron concentraciones de minerales superiores a 20 g kg-1 de materia seca (Tabla 1). A pesar de las variaciones en espacio y tiempo, todas las muestras presentaron cantidades suficientes de 17 a 43 g de Ca kg-1 de materia seca para satisfacer los requerimientos de bovinos de carne, borregos, cabras y venados cola blanca en pastoreo de 4.6, 5.1, 3.0 y 5.3 g de Ca kg-1 de materia seca en la dieta (Ramírez-Lozano 2012). Resultados similares fueron reportados por Alvarado et al. (2012) quienes evaluaron el contenido de Ca en las hojas de ocho arbustos nativos de la flora del noreste de México, mientras que Guerrero-Cervantes et al. (2012) encontraron valores similares en hojas de arbustivas que crecen en regiones semiáridas, quienes indican que estas tienen suficiente Ca para el desarrollo óptimo del ganado y la fauna silvestre. Al parecer, el pH ligeramente alcalino en los suelos de estas regiones puede causar que las arbustivas contengan altos niveles de Ca (González-Rodríguez et al. 2011b).

Los rumiantes adultos en pastoreo con hojarasca, en cualquiera de los meses en los dos sitios de estudio, pueden cubrir sus requerimientos metabólicos de K de 6.0, 6.5, 4.6 y 4.6 g kg-1 para bovinos de carne, borregos, cabras y venado cola blanca (Ramírez-Lozano et al. 2010). Resultados similares han sido reportados por Alvarado et al. (2012) y Guerrero-Cervantes et al. (2012) quienes evaluaron el contenido de K de especies arbustivas en regiones áridas y semiáridas.

Tabla 1:

Contenido de macrominerales (g kg-1 MS) en la hojarasca de matorral espinoso tamaulipeco.

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[i] EEM = error estándar de la media; **(p < 0.01); ***(p < 0.001).

Con respecto al Mg, en la mayoría de los meses en los dos sitios tuvieron cantidades marginales suficientes para cubrir las necesidades metabólicas de los rumiantes adultos en pastoreo de 1.0, 1.5, 1.6 y 1.6 g de Mg kg-1 de la materia seca para bovinos de carne, borregos, cabras y venados cola blanca, respectivamente (NRC 2007). Al respecto Ghazanfar et al. (2011) al evaluar el contenido de Mg en hojas caídas de arbustivas en Pakistán, determinaron que cubren los requerimientos metabólicos de rumiantes adultos. Mientras que Alvarado et al. (2012) encontraron que las hojas de plantas arbustivas del noreste de México, contienen suficiente Mg para cubrir los requerimientos metabólicos de pequeños rumiantes en pastoreo.

Las muestras de hojarasca, en todos los meses en los dos sitios, registraron cantidades insuficientes de P para cubrir las necesidades metabólicas de bovinos de carne, borregos, cabras y venados cola blanca en pastoreo de 2.3, 2.7, 2.8 y 2.6 g de P kg-1 de materia seca (Ramírez-Lozano 2012). Por otro lado, elevados niveles de Ca comparados con los de P provocó una inusual relación desproporcionada de 60:1. Sin embargo, los pequeños rumiantes que ramonean como las cabras y el venado cola blanca pueden mantener estas relaciones de Ca:P sin que se vea afectado el metabolismo del P (Ramírez-Lozano 2012).

Microminerales

El Cu fue deficiente en todos los meses y sitios, por lo que no satisface las necesidades metabólicas de bovinos de carne (Tabla 2), borregos, cabras y venados cola blanca en pastoreo de 11, 9, 9 y 9 mg de Cu kg-1 de materia seca, en las dietas (Ramírez-Lozano 2012). Bajas concentraciones de Cu también han sido reportadas en regiones semiáridas (Guerrero-Cervantes et al. 2012, Alvarado et al. 2013). Los niveles de Cu en las plantas varían de 6 a 9 mg kg-1 en la materia seca, pueden deberse al pH ligeramente alcalino de los suelos de estas regiones (González-Rodríguez et al. 2011b, López-Hernández et al. 2013). El alto contenido de fibra en las muestras de hojarasca (Rodríguez-Santillán et al. 2015), especialmente en invierno y primavera pudieron haber reducido las concentraciones de Cu (Domínguez-Gómez et al. 2013b).

Tabla 2:

Contenido de microminerales (mg kg-1 MS) en la hojarasca de matorral espinoso tamaulipeco.

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[i] EEM = error estándar de la media; ***(p < 0.001); ns = no significante

En todos los meses y sitios, todas las muestras de hojarasca tuvieron concentraciones de Fe adecuadas para satisfacer los requerimientos metabólicos de bovinos de carne, borregos, cabras y venados cola blanca adultos en pastoreo de 45 mg de Fe kg-1 en la materia seca de la dieta (Ramírez-Lozano 2012). Resultados similares han sido reportados por Alvarado et al. (2013) y Ramírez-Lozano et al. (2010) quienes evaluaron el contenido de Fe en las hojas de plantas arbustivas, que crecen en regiones semiáridas de México. Dependiendo de la estación y precipitación, los contenidos de Fe en los suelos de los sitios de estudio fluctúan de 2.5 a 14.61 mg kg-1 (López-Hernández et al. 2013). De acuerdo a Salgado-García et al. (2013), contenidos de Fe en el rango de 2.5 a 4.5 se consideran marginal, y mayores de 4.5 son adecuados.

Los bovinos de carne, borregos, cabras y venados cola blanca requieren 30 mg de Mn kg-1 en la materia seca de la dieta (Ramírez-Lozano 2012). En este estudio, solo las muestras de hojarasca del sitio Campus, con excepción de los meses de junio, julio y agosto, tuvieron contenidos adecuados de Mn para satisfacer las necesidades metabólicas. Se ha documentado que el Mn en el suelo presenta variaciones estacionales de asimilabilidad debido a la precipitación y los micro organismos (Salgado y Núñez 2012). Si el contenido de Mn si es menor a 1.0 ppm, es deficiente en el suelo, por lo contrario si es mayor a 1.0 ppm es adecuado (Salgado-García et al. 2013). Los contenidos de Mn en el suelo en los sitios de estudio están por encima de las 5 ppm (López-Hernández et al. 2013). Bajos niveles de Mn en las hojas de plantas arbustivas que crecen en el norte de México han sido reportados por Guerrero-Cervantes et al. (2012). También se reportan elevados contenidos de Ca en las arbustivas mexicanas.

Las muestras de hojarasca, en todos los meses y sitios tuvieron cantidades insuficientes de Zn para satisfacer los requerimientos metabólicos de rumiantes en pastoreo de 35, 27, 45 y 45 mg de Zn kg-1 de materia seca de la dieta de bovinos de carne, borregos, cabras y venados cola blanca, respectivamente (Ramírez-Lozano et al. 2010). Al respecto Ramírez-Lozano (2012) y Alvarado et al. (2013) reportan que la mayoría de las arbustivas, que crecen en el noreste de México y sur de Texas, EUA, no contienen Zn en cantidades satisfactorias para los rumiantes domésticos y silvestres. Dependiendo de la estación y régimen de precipitación, los contenidos de Zn en los suelos de los sitios de estudio varían de 1.13 a 4.41 mg kg-1 (López-Hernández et al. 2013).

Solo el Ca, K, Mg, Mn (sitio Campus) y Fe en todas las muestras de hojarasca en los dos sitios tuvo suficiente contenido mineral para satisfacer los requerimientos metabólicos de rumiantes adultos. Por lo que los rumiantes que pastoreen en estos sitios deben ser suplementados con Mg, Cu, Zn y P. El elemento más limitante fue el P; por lo que el crecimiento y el desarrollo óseo de los rumiantes que consumen la hojarasca del matorral espinoso tamaulipeco, se puede ver limitado.

AGRADECIMIENTOS

Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), por el financiamiento del proyecto CONACYT, clave 250732. A los tres revisores anónimos por enriquecer y hacer observaciones críticas y constructivas al presente escrito.

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