El
Reto
El Proyecto de Forrajes Tropicales (PFT) del CIAT busca contribuir
a un mejor bienestar de los ganaderos en pequeña escala,
incrementando la producción de rumiantes mientras se
conserva y mejora el acervo de recursos naturales. Esta meta
se logrará mediante la identificación de genes
superiores de gramíneas y leguminosas tropicales, tanto
herbáceas como leñosas. Estos genes se tratan
de encontrar mediante la caracterización de la diversidad
genética de aquellos atributos de la planta que ayudan
a la producción ganadera y agrícola y a la protección
de los ambientes húmedos y subhúmedos.
Estrategia
de Comunicación
Para
lograr estos objetivos, el PFT cuenta con una enorme colección
de germoplasma forrajero, que es mantenida por la Unidad de
Recursos Genéticos (URG) del CIAT, catalogada como
la más grande en el sistema del GCIAI, y que comprende
más de 20,000 accesiones de gramíneas y leguminosas.
Varias gramíneas (Brachiaria, Paspalum y Panicum)
y leguminosas (Arachis, Stylosanthes, Desmodium y Cratylia)
clave ya han sido seleccionadas por su potencial alto como
alimento para animales y para fines de conservación
de los recursos naturales. Estos forrajes han sido evaluados
en múltiples sitios, por medio de la Red Internacional
de Evaluación de Pastos Tropicales (RIEPT). Dentro
de cada especie clave, se identificaron y caracterizaron genotipos
para área seleccionadas, con el propósito de
desarrollarlos como genotipos con alta calidad forrajera y
con amplia adaptación a factores de estrés biótico
y abiótico. Posteriormente, junto con socios colaboradores
en los sistemas de producción, los mejores genotipos
se someten a ensayos, empleando métodos que involucren
la participación de los agricultores. Los genotipos
seleccionados finalmente son liberados por los sistemas nacionales
de investigación agrícola (SNIA) y las empresas
privadas productoras de semilla de la región.
En
consecuencia, nuestra principal estrategia es generar diversidad
genética a partir de las colecciones de germoplasma
natural de especies forrajeras seleccionadas clave, según
una estricta asignación de prioridades respecto al
impacto potencial. La hibridación artificial para generar
nuevas combinaciones genéticas solamente se utiliza
en casos especiales, donde se han identificado limitaciones
evidentes y donde la evaluación de las enormes colecciones
de germoplasma no han permitido la identificación de
combinaciones de caracteres necesarios (por ejemplo, resistencia
al salivazo, la adaptación edáfica en Brachiaria
o resistencia a antracnosis y rendimiento de semilla en Stylosanthes).
Actividades de Investigación
y Resultados
Las
principales actividades llevadas a cabo por el pequeño
equipo multidisciplinario del PFT incluyen:
-
Selección y ensayo de una amplia gama de gramíneas
y leguminosas, escogidas no sólo para la alimentación
de animales, sino también para uso multipropósito
en los sistemas de cultivos mixtos de los pequeños
propietarios.
- Definición
de genotipos por interacción con el medio ambiente
teniendo en cuenta el desempeño y la calidad de gramíneas
y leguminosas seleccionadas para definir mejor los "nichos"
en los ambientes subhúmedos y húmedos.
- Identificación
de gramíneas y leguminosas que se adapten a las limitaciones
bióticas (plagas y enfermedades) y abióticas
(suelos de baja fertilidad, suelos mal drenados, estrés
por sequía y temperaturas bajas).
- Mejoramiento,
mediante la hibridación artificial, de gramíneas
y leguminosas con limitaciones de importancia económica
bien definidas.
- Definición
de factores de calidad y de anticalidad en gramíneas
y leguminosas, para desarrollar mejores procedimientos de
selección e identificar la sinergia nutricional entre
especies.
- Definición
de mecanismos de adaptación de gramíneas y
leguminosas a suelos de baja fertilidad y a la sequía,
para desarrollar mejores protocolos de selección.
- Vinculación
de las bases de datos sobre forrajes y aspectos socioeconómicos
con los sistemas de información geográfica
(SIG), para facilitar la selección de germoplasma
para diferentes agroecosistemas.
8. Conformación de asociaciones colaborativas con
otros proyectos del CIAT, los SNIA y las ONG, para difundir
gramíneas y leguminosas superiores entre los agricultores.
Estas
actividades se organizan en cuatro áreas amplias de
resultados de investigación:
- Atributos
definidos de calidad forrajera.
- Interacciones
definidas de la planta con parásitos (insectos, hongos
y virus) y con hongos endófitos simbióticos.
- Mecanismos
definidos de adaptación de plantas a las limitaciones
ambientales.
- Entrega
de gramíneas y leguminosas superiores a los socios
colaboradores para la evaluación adicional en los
sistemas de producción de cultivos/ganado y su eventual
liberación y adopción por los agricultores.
Áreas Seleccionadas y Beneficiarios
Las
gramíneas y leguminosas tropicales que se están
desarrollando en el CIAT están dirigidas hacia tres
principales áreas agroecológicas en América
tropical: sabanas, márgenes de bosques y laderas. Estos
agroecosistemas se caracterizan por poseer suelos de baja
fertilidad y precipitación variable, en áreas
cuyos climas cambian de subhúmedo (de 1200 a 2000 mm
de precipitación/año y 4-6 meses de sequía)
a húmedo (2000 a 4500 mm de precipitación/año
y estrés limitado en la estación seca).
Sabanas
El
uso tradicional de la tierra en algunas regiones de sabana
de Colombia, Venezuela y Brasil se caracteriza por actividades
ganaderas extensivas del sistema vaca/ternero, con un nivel
bajo de manejo y casi ningún uso de insumos, con la
correspondiente baja productividad. Sin embargo, el área
sembrada en pasturas de gramíneas mejoradas se ha ampliado,
pero la proporción de pasturas degradadas también
ha aumentado de manera alarmante. La labranza intensiva para
la producción de cultivos anuales también ha
dado lugar a la degradación del suelo, lo que conduce
a la compactación severa en el perfil y al aumento
de la escorrentía y la erosión. Los sistemas
agropastoriles en los cuales se rotan los cultivos de campo
con pasturas de gramínea sola o de gramíneas/leguminosas
no sólo mejoran la producción agrícola,
sino también mitgan los problemas de degradación
del suelo en las sabanas.
Márgenes
de Bosques
Por
lo general, las márgenes de bosques de América
Central y la Cuenca Amazónica se caracterizan por tener
una topografía y drenaje variables y un gran potencial
para el desarrollo de malezas. Muchas regiones se encuentran
distantes de los mercados y padecen la falta de infraestructura.
Los pequeños propietarios limpian el área mediante
actividades de tumba y quema de los bosques. Luego, utilizan
la tierra predominantemente para la agricultura de subsistencia,
pero también crian ganado bovino de doble propósito
en pasturas de gramínea sola. Muchas veces, estas pasturas
se encuentran en diferentes etapas de degradación.
Laderas
Las
limitaciones en las regiones de ladera en América Central
y la región andina están relacionadas principalmente
con las laderas escarpadas e irregulares propensas a la erosión.
Muchos suelos, que soportan sistemas agrícolas y pecuarios
manejados por pequeños propietarios, ya se encuentran
en etapas avanzadas de degradación.
Limitación
Común
Una
limitación común que enfrentan los tres agroecosistemas
que son objetivo del PFT del CIAT es la baja cantidad y calidad
de biomasa de forraje, como resultado del sobrepastoreo, lo
cual conduce a una baja productividad animal y a una desmedida
degradación ambiental. Las pasturas nativas y naturalizadas
en las tierras bajas tienen una baja capacidad de carga (de
0.2 a 1.0 animales/ha) y dan, como resultado, un desempeño
deficiente de los animales (de 60 a 120 kg PV/cabeza por año
y de 3-4 litros de leche/vaca por día).
Formación
de Redes
Un
esfuerzo a nivel continental para seleccionar forrajes mejorados
mediante la formación de redes (RIEPT) en la región
tropical de América Latina y el Caribe (ALC) dio lugar
a la identificación y liberación de ciertas
gramíneas y leguminosas, algunas de las cuales han
sido adoptadas por los agricultores. El PFT del CIAT recibe
cada vez más demandas por parte de socios nacionales
e internacionales en otros continentes, para compartir germoplasma
forrajero seleccionado para suelos ácidos y presiones
bióticas que prevalecen en ALC, e incluirlo en sus
propios proyectos de investigación y desarrollo sobre
ganado y recursos naturales. El PFT suministró germoplasma
forrajero y metodologías para ensayos agronómicos
en África Occidental mediante la red Réseau
de Recherche en Alimentation du Bétail en Afrique Occidentale
et Centrale (RABAOC) y el Sudeste Asiático a través
del Proyecto Forrajes
para Pequeños Propietarios. Infortunadamente, las
redes de forrajes en ALC y África tuvieron que descontinuarse
por falta de fondos.
Un
mecanismo alternativo que ahora existe para difundir tecnologías
forrajeras mejoradas desarrolladas por el CIAT en ALC es el
Consorcio
TROPILECHE, liderado por el CIAT y que forma parte del
Programa Pecuario a nivel del Sistema del Grupo Consultivo,
convocado por el Instituto Internacional de Investigación
Pecuaria (ILRI),
con sede en Kenya.
Ganancias
Mediante
el uso de gramíneas seleccionadas adaptadas a las limitaciones
bióticas y abióticas en las regiones tropicales,
se logran ganancias importantes en la capacidad de carga (10
veces) y el desempeño individual de los animales (2
veces). El desempeño animal mejora aún más
(entre el 30 y el 50 por ciento) cuando se introducen leguminosas
en asociación con las gramíneas bien adaptadas.
Las gramíneas y leguminosas desarrolladas en el CIAT
para alimentos mejorados para animales también tienen
uso potencial en las actividades de manejo del uso sostenible
de la tierra, ayudando a regenerar suelos degradados, a renovar
el nitrógeno del suelo, a disminuir la erosión
y a controlar malezas.
Beneficiarios
En
ALC, quienes captan los beneficios de las gramíneas
y leguminosas mejoradas que están siendo desarrolladas
por el CIAT para agroecosistemas seleccionados, son los ganaderos
(pequeños, medianos y grandes). En el sudeste asiático,
la mayoría de los beneficiarios de las gramíneas
y leguminosas desarrolladas por el CIAT son pequeños
propietarios. También tenemos pruebas de un "efecto
indirecto" en ALC, es decir, los forrajes desarrollados
por el CIAT para suelos ácidos están siendo
utilizados por los agricultores en suelos más fértiles.
Comunicación de los Resultados
de Investigación
El
PFT le da mucha importancia a la comunicación de los
resultados de investigación a los socios colaboradores,
a través de publicaciones en revistas con arbitraje
editorial y de memorias de conferencias y talleres (ver lista
de publicaciones). Además, publicamos la revista
Pasturas
Tropicales, la cual tiene más de 500 suscriptores
internacionales y publica los resultados de investigaciones
originales en forrajes que realizan los científicos
del CIAT y de los SNIA. Un boletín
informativo del proyecto, que se publica tres veces al
año, está dirigido a los investigadores en forrajes
en ALC e incluye aspectos destacados del trabajo llevado a
cabo por los científicos de PFT.
Asignamos
alta prioridad a la organización de talleres para revisar
los últimos adelantos técnicos de especies forrajeras
clave y para definir las metodologías de investigación
para la evaluación de forrajes. Uno de los resultados
es una serie de publicaciones sobre aspectos de agronomía,
biología y mejoramiento de gramíneas (Andropogon
gayanus y Brachiaria) y leguminosas (Centrosema,
Arachis y Cratylia). Otras publicaciones del CIAT
reseñan métodos para la evaluación agronómica,
la evaluación de pasturas con animales, el establecimiento
de pasturas y los sistemas de entrega de semillas.
Retos y Oportunidades de Investigación
en el Futuro
Hemos
avanzado mucho en la selección y el despliegue de especies
de gramíneas y leguminosas en ALC y el sudeste asiático,
y en la identificación de los atributos de la planta
que están asociados con una calidad más alta
y una mejor adaptación a los factores de estrés
biótico y abiótico. También hemos logrado
avances en el desarrollo de metodologías para la selección
más eficaz de germoplasma forrajero respecto a la calidad,
la resistencia al salivazo y a las enfermedades, y la adaptación
a suelos de baja fertilidad.
Sin
embargo, dada la escasez de recursos, uno de los principales
problemas de nuestro trabajo ha sido la incapacidad para caracterizar
toda la variabilidad de los caracteres importantes en especies
forrajeras clave. En consecuencia, carecemos de información
sobre la heredabilidad de caracteres deseables y la estabilidad
de caracteres introducidos, y nos falta el conocimiento mecanicista
de ciertos caracteres clave (por ejemplo, resistencia al salivazo).
Con
el fin de abordar algunas de las limitaciones mencionadas,
proponemos:
-
Emplear marcadores moleculares como ayuda en el mejoramiento
mediante la identificación de los loci de caracteres
cuantitativos (QTL) respecto a la resistencia al salivazo,
la tolerancia de Al y la digestibilidad del forraje en Brachiaria.
- Obtener
mayor precisión en la evaluación y selección
de genotipos, con base en atributos bioquímicos y
fisiológicos conocidos, que están asociados
con la resistencia a insectos y con la adaptación
a factores de estrés abiótico, como la baja
fertilidad del suelo, la sequía y el drenaje deficiente.
Estos criterios de selección indirectos permitirán
mayor precisión y economía en términos
de materiales y tiempo durante el proceso de evaluación
del germoplasma. Por tanto, prevemos un mayor uso de estas
técnicas y de las que se basan en la genética
(QTL marcados) de la resistencia a los factores bióticos
y de la adaptación a factores de estrés abiótico.
- Enfatizar
más en la selección respecto a la calidad
del forraje, particularmente en el mejoramiento de la digestibilidad
de las gramíneas mediante técnicas convencionales
de mejoramiento, respaldadas por el uso rutinario de la
espectroscopia de reflectancia en el infrarrojo cercano.
- Aplicar
los últimos conocimientos acerca de los endófitos
al programa de mejoramiento de gramíneas para la
adaptación al medio ambiente (que incluye la resistencia
a los insectos y las enfermedades y la tolerancia de los
factores de estrés abiótico), el rendimiento
y la persistencia.
Un
reto importante es acelerar la adopción de forrajes
multi-propósito. Para que esto sea posible, necesitamos:
- Adaptar
enfoques participativos a escala de la finca para evaluar
forrajes multi-propósito.
- Dirigir,
en el futuro, las evaluaciones regionales de germoplasma
forrajero hacia las demandas de los clientes.
- Desarrollar
sistemas expertos para seleccionar germoplasma forrajero
-en usos múltiples- no sólo según la
adaptación biofísica sino también según
el entorno socioeconómico, que incluye sistemas contrastantes
de producción.
Por último, vemos una oportunidad para identificar
y aislar los genes que contribuyen a la adaptación/desempeño
sobresalientes de gramíneas seleccionadas para condiciones
de suelos ácidos de baja fertilidad. Esto abrirá
la posibilidad de mejorar la adaptación a suelos
ácidos en otros cultivos importantes que no se encuentran
tan bien adaptados a estas condiciones.
Por
último, vemos una oportunidad para identificar y aislar
los genes que contribuyen a la adaptación/desempeño
sobresalientes de gramíneas seleccionadas para condiciones
de suelos ácidos de baja fertilidad. Esto abrirá
la posibilidad de mejorar la adaptación a suelos ácidos
en otros cultivos importantes que no se encuentran tan bien
adaptados a estas condiciones.
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Vincular
a pequeños agricultores con mercados de crecimiento para
crear medios de vida sostenibles en zonas rurales.