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El Pastoreo en un Contexto Ecológico Ph.D. Enrique Flores M. 1 Laboratorio de Utilización de Pastizales Universidad Nacional Agraria La Molina UNALM El pastoreo desde una perspectiva ecológica Proceso por el cual los animales consumen plantas para adquirir energía y nutrientes. Regular consumo para lograr metas predeterminadas 2 Pastoreo Manejo del pastoreo Limitan a la producción animal Pastizal o pradera nativa Sujetos a principios ecológicos que gobiernan el funcionamiento del sistema 3 Pastoreo o corte • Objetivo : Identificar y evaluar los procesos fundamentales asociados con el pastoreo en un contexto de sistemas ecológicos. – Estructura y función de los ecosistemas – Evaluación de los mayores efectos del pastoreo sobre el flujo de energía y ciclaje de nutrientes. – Habilidad del hombre para regular la producción primaria y secundaria en los sistemas pastoreados. 4 5 • Radiación • Clima • Atmósfera • Suelos • Geografía • Fuego b. Componente Biótico • Plantas • Herbívoros • Carnívoros • Descomponedores • Productores • Cons. Primarios • Cons. Secundarios • Cons. 1os, 2os, 3os. Organismo Función Autótrofos Heterótrofos a. Componente Abiótico Estructura del ecosistema Modelo de Ecosistema 6 Procesos Básicos del Ecosistema a. Flujo de Energía b. Ciclo de Nutrientes c. Flujo Hídrico 7 a. Flujo de Energía 8 Energía solar Productores Descomponedores Bacterias, hongos Respiración Respiración Ilustración simplificada del flujo de energía a través del ecosistema. La energía solar es capturada inicialmente por los productores primarios y transferidos a través de un nivel de alimentación de los consumidores para formar la cadena alimenticia del pastoreo, o directamente en el compartimento de los descomponedores para formar la cadena alimenticia del detritus. Respiración consumidores Leyes que gobiernan el flujo de energía en los sistemas ecológicos El proceso de Transformación de energía no es 100% eficiente. 9 La energía puede ser transformada de una forma a otra pero no puede ser creada o destruida. Productividad Primaria • La capacidad de los ecosistemas para producir biomasa no es ilimitada a pesar de la suplementación continua de energía solar. • En muchos pastizales la producción primaria es menor que 1000 kg/ha/año. 10 Restricciones ecológicas que actúan sobre la productividad primaria 1. Calidad de la radiación solar – Radiación visible - RFA : 39% – Radiación infraroja : 53% – Radiación ultravioleta : 8% Chapin et al., 2000 2. Factores abióticos limitantes: agua, temperatura, nutrientes, interfieren con la captura y/o aprovechamiento de energía solar máxima. Los elementos limitantes reducen el área foliar por consiguiente disminuyen la intercepción de energía solar. 11 Menos del 1% de la energía solar que llega a la superficie de la tierra es convertida a E. química por las plantas terrestres Energía no disponible (E. térmica) Restricciones ecológicas que actúan sobre la Productividad secundaria 12 Incapacidad de los herbívoros para consumir la mayor parte de la producción primaria. Calidad de la producción primaria ingerida por los herbívoros afecta la eficiencia de transformación. 13 Energía Ingerida Gran parte perdida como Eº Metabolizable Usada en Metabolismo basal. EM= EB-(E.orina+E. heces+E.gases) E. Mínima necesaria>10 MJ de EM/Kg MS Límite crítico: 7 MJ de EM/Kg MS Eº restante aprox. 10% disponible para el crecimiento animal Metano Orina Heces Pérdida ¿ Cómo influye el Pastoreo al Flujo de Energía y Nutrientes ? 14 Pastoreo pesado Pastoreo ligero Cosecha eficiente Disminuye prod. primaria Captura Eº solar Maximiza prod. Prim. Eficiencia de cosecha Cadena del detritus 15 Eº sol Rye grass perenne 300 1 3 6 38 126 Ovino Descomponedores Respiración productores Carga pesada 47 ov/Ha Eº sol Carga ligera 24 ov/Ha 45% 13% 42% Rye grass perenne 209 1 0 2 53 54 Ovino Descomponedores Respiración productores 49% 25% 26% Captura y flujo de energía (kg carbono/ha/día) para pastoreo pesado y ligero en una pastura de ryegrass perenne. Una mayor cantidad de energía solar es convertida en producción de ryegrass en la carga ligera, pero este régimen de pastoreo reduce la cantidad relativa de energía consumida por el ganado e incrementa la cantidad relativa de energía transferida en el compartimento de los descomponedores en comparación con el pastoreo de carga pesada. Dilema del Pastoreo Pastoreo Ligero: 24 UO / ha Índice Área Foliar: 3 Carbono fotosíntesis: 300 kg/ha/día Herbívoro: 38 13% Respiración: 136 45% Detritus: 126 42% 300 kg 100% Pastoreo Pesado: 47 UO / ha Índice Área Foliar: 1 Carbono fotosíntesis: 209 kg/ha/día Herbívoro: 53 25% Respiración: 102 49% Detritus: 54 26% 209 kg 100% ¿ Cómo influye el Pastoreo al Flujo de Energía y Nutrientes ? 17 Flujo de Energía – Pastoreo Dilema ecológico en sistemas pastoreados. Incapacidad de optimizar simultáneamente la intercepción y conversión de Energía solar a producción Primaria y su cosecha eficiente por los herbívoros. Eficiencia de conversión de Energía 18 Componente del Sistema Contenido Energía Eficiencia de Conversión • Energía solar Total Rad. fotosintética 63 000 000 28 000 000 (44.4%) • Producción primaria Aérea Subterránea 62 705 250 820 • Total prod primaria Producción secundaria 1 257 313 525 0.10% 2.00% 0.22% 0.50% 0.002% Contenido de E. (MJ/ha/año) y eficiencia de transferencia (%) para la producción primaria y secundaria en relación a la radiación total y radiación fotosintéticamente activa en Texas. b. Ciclaje de Nutrientes – Pastoreo 19 Pastoreo Tamaño del tejido vegetal (masticación y rumia) Provee un ambiente favorable para la actividad microbial. Herbívoros retienen parte de los nutrientes ingeridos y otra Retorna al ecosistema. Orina Heces Forma inorgánica N, K, Mg y S disponible para las plantas Mineralización 20 Fig 1. Ilustración simplificada del ciclaje de nutrientes en el ecosistema. Ecosistema, Pastoreo y Hombre Los sistemas pastoriles pueden ser manipulados por el hombre para maximizar la producción ganadera y hacerla sostenible. 21 Respuesta de sistemas pastoreados: *Relación inversa entre la ganancia (producción) animal por individuo y la ganancia por unidad de área, cuando se incrementa la intensidad de pastoreo. Resultado de: *Incremento en eficiencia de cosecha *Reducción en la eficiencia de captura de energía solar *Reducción en la eficiencia de conversión. ¿Cómo influyen las estrategias de manejo al funcionamiento del ecosistema, por lo tanto a la producción ganadera? 22 Ecosistema, Pastoreo y Hombre Producción ganadera individual y por unidad de área originada de los efectos combinados de la eficiencia de captura de la energía solar (productividad primaria), la eficiencia de la cosecha de forraje y la eficiencia de conversión en respuesta a la intensidad de pastoreo. Eficiencia de cosecha Eficiencia de asimilación Ganancia por unidad de área Ganancia individual Eficiencia de captura de energía solar En síntesis Las restricciones ecológicas mas importanteque limitan la magnitud y eficiencia de la utilización de forrajes son: • Captura y conversión baja de Eº solar a producción primaria, 1% por año. • Consumo de una proporción limitada de producción primaria total, 20%. • Conversión ineficiente de Eº ingerida en ganancia animal, aproximadamente 10%. 23 Estrategias de mejora de los pastizales Extensivas Intensivas Menor riesgo Menor costo Menor manejo Menor producción Menor beneficio Mayor riesgo Mayor costo Mayor manejo Mayor producción Mayor beneficio Mejoramiento de Pastizales Control de Plantas Indeseables Resiembra Fertilización Quema Sistemas de Pastoreo Manejo de Aguadas Practicas de Manejo 0 200 400 600 800 1000 Productividad Potencial (% de incremento) Aplican a praderas con producción baja y alta variabilidad Basadas en la incorporación extra de E al sistema Influencia del Manejo en la Eficiencia Ecológica Energética del Sistema 25 Manejo extensivo Pradera natural Fertil. Azufre Introd. Trebol Fert y Trebol Prod. Primaria 887 936 1823 2686 (Kg/Ha/año) Egreso E. 17474 18439 35913 52914 (MS/Ha/año) Ingreso E 419 1722 3130 4433 (MS/Ha/año) Egreso: Ingreso 41.7 10.7 11.5 11.9 Conversion de E solar (%) 0.027 0.029 0.057 0.084 Manejo Intensivo Fuente: Brisky (1993) MJ/ha/año MJ/ha/año 26 • El manejo del pastoreo puede ser evaluado rentablemente y de modo real dentro del contexto de un sistema ecológico pues tanto el proceso de pastoreo como los esfuerzos para manejarlo son influenciados por una serie de principios ecológicos. • Las estrategias administrativas deben ser diseñadas para trabajar dentro de los límites de las restricciones, en lugar de intentar evadirlas o superarlas. • El dilema ecológico fundamental encontrado en el manejo del pastoreo es la incapacidad de optimizar simultáneamente la intercepción y conversión de energía solar en producción primaria y la eficiencia de cosecha de la producción primaria por los herbívoros. • Una profunda evaluación de los componentes y procesos dentro de los sistemas de pastoreo requiere un esfuerzo multidisciplinario que integre información de varias disciplinas; nutrición, ecología, y manejo de recursos naturales. Conclusiones 27 GRACIAS… efm@lamolina.edu.pe mailto:efm@lamolina.edu.pe Atributos del Ecosistema 28 Productividad Eficiencia R e n d i m i e n t o Tiempo Alto Bajo Alto Bajo Salida/Ingresos Salida/Ingresos 29 Estabilidad Resilianza R e n d i m i e n t o Tiempo Alto Bajo Alto Bajo
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