Muestreo y cuantificación de las biomasas

Se realizó un muestreo en cada sitio; para ello, se tomaron transectos de 100 metros (m) y se tomaron muestras cada 50 m, mediante el cuadrante de 50 centímetros (cm) de lado (área de 2 500 cm2), para finalmente realizar la conversión de la biomasa a kilogramos (kg) por hectárea (ha). La cuantificación de biomasa seca se realizó en el laboratorio de calidad ambiental de la Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo (UNASAM), ubicada en la ciudad de Huaraz, departamento de Ancash, Perú.

Determinación de la composición florística

La colecta de muestras de plantas se realizó mediante el método de ^{Mann (2001}), la determinación de las mismas se realizó en el Herbario David Smith de la Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo, ubicado en Ancash, Perú. Los datos obtenidos de las especies botánicas fueron registrados en el siguiente orden: familia, género y especie.

Cálculo de la diversidad florística de los pastizales con el índice ecológico Simpson

Para el cálculo de la diversidad en cada sitio de pastizal se utilizó el método del transecto al paso modificado de Parker (1951), de cada transecto se realizaron 100 registros a lo largo de una línea recta. Con los datos obtenidos se realizó el cálculo del Índice Simpson (D = ∑(pi)2).

Clasificación de plantas por su grado de deseabilidad

Una vez determinadas las plantas, se clasificaron por su grado de deseabilidad (deseables, poco deseables e indeseables) para dos especies animales (vacuno y ovino) al pastoreo (^{Flores & Malpartida, 1998}).

Condición del pastizal

La condición del pastizal se determinó mediante el promedio ponderado del análisis de la composición florística y de especies según su grado de deseabilidad. Para ello, se utilizó la fórmula descrita por ^{Flores & Bryant (1990}): Puntaje (%) = 0,5 D + 0,2 IF + 0,2 COB + 0,1 V. Donde:

D: porcentaje de especies deseables; se calcula sumando los porcentajes de especies clasificadas como deseables para cada especie animal al pastoreo;

IF: índice forrajero (%); se calcula sumando los porcentajes de especies deseables y poco deseables que se encuentran en cada sitio para cada especie animal al pastoreo;

COB: cobertura de la vegetación (%); se obtiene sumando el porcentaje de especies perennes y el mantillo;

V: el vigor; se obtiene dividiendo la altura de la planta obtenida en campo con la altura, de la misma especie, establecida por ^{Flores & Bryant (1990}). Estos valores se consideran como el 100%; en base a estas alturas se obtiene el % de vigor para cada sitio (^{Gilvonio, 2013}).

La determinación de la condición de los sitios de pastizal fue el promedio ponderado del análisis de la composición florística, especies según su grado de deseabilidad y se clasificó como: Excelente (79-100%), Bueno (54 - 78%), Regular (37 - 53%), Pobre (23 - 36%) y Muy Pobre (0,1-22%).

Determinación de la soportabilidad del pastizal

Para determinar la soportabilidad del pastizal se utilizó la carga animal recomendada por ^{Ramos (2017}) para diferentes condiciones de pastizales nativas. Luego se multiplicó por la superficie de cada sitio y se obtuvo la Soportabilidad.

Biomasa del pasto de cada sitio de la subcuenca del río Negro

En la Tabla 1 se muestra la producción de biomasa verde (MV) y seca (MS) de las quebradas de Arhuaycancha y Rurec. La producción total de biomasa 15441,60 kg/ha/MV y 9608,7 kg/ha/MS de 5235,85 ha de superficie de pastizal de la quebrada de Arhuaycanta; mientras que en la quebrada de Rurec se obtuvo 3802,22 ha de superficie de áreas de pastizales, una producción total de biomasa de 10884,40 kg/ha/MV y 9999,20 kg/ha/MS.

Según ^{Tozer et al. (2003}), el manejo de las pasturas, el período de rotación y la ocupación, afectan el desem-peño del pasto e influyen en el retorno económico de un sistema de alimentación basado en pastoreo. ^{Olivera-Castro et al. (2020}) señalan que la fertilización mejora la composición florística de los pastizales.

Características de la cobertura vegetal

En la Tabla 2 se muestran las coberturas que predominan en la subcuenca del río Negro (pajonales, bofedales, bosques de queñuales, tierras de protección constituidos por glaciares, roquedales, cuerpos de agua y roca en la cabecera de la subcuenca); mientras que, la cobertura vegetal está representada por bosques de eucaliptos y terrenos de cultivos.

En la quebrada Arhuaycancha y Rurec se identificaron dos tipos de asociaciones (pajonal y bofedal). En la quebrada Arhuaycancha, 3475,73 ha son pajonal (77,53%) y 100,51 ha son bofedal (22,47%), mientras que, en la quebrada Rurec se encontró 3560,04 ha de pajonal (80,14%) y 882,08 ha de bofedal (19,86%). Conocer la distribución espacial y el área de los pajonales son una herramienta de ayuda para la planificación del uso de la tierra (^{Herrera et al., 2005}).

En los pajonales, se encontró tres familias dominantes (Poaceae, Cyperaceae y Rosaceae). Las especies dominantes de la familia Poaceae fueron: Festuca dolichophylla, Stipa mucronata, Stipa brachyphylla, Agrostis breviculmis, Muhlenbergia fastigiata, Hordeum muticum, Poa fibrifera, Poa sp., Aristida enodis, Dissanthelium peruvianum, Calamagrostis spiciformis, Calamagrostis rigescens, Calamagrostis rigida, Calamagrostis vicunarum, Aciachne pulvinata y Calamagrostis brevifolia. En la familia Cyperaceae, en orden de dominancia, las especies fueron: Carex hebetata, Carex ecuadorica, y Scirpus rigidus; mientras que, en la familia Rosaceae, se encontró dominada principalmente por Lachemilla pinnata, Lachemilla orbiculata. Mientras que, en la familia Asteraceae, las especies dominantes de fueron: Werneria nubigena y Hypochaeris taraxacoides. Sin embargo, el número de especies y familias es reducido según estudios realizados por ^{Schmidt & Vargas (2012}) en estos ecosistemas. Según ^{Oliva et al. (2017}) en las microcuencas de Gocta y Chinata, predominan las especies vegetales de la familia de las Poaceae, con un porcentaje del 79% de área con cobertura vegetal.

En los bofedales, se encontraron 3 familias dominantes (Poaceae, Juncaceae y Cyperaceae). La familia Poaceae presentó como especies dominante y subdominante a Calamagrostis rigescens y Agrostis breviculmis respecti-vamente; mientras que, la familia Juncaceae presentó a la Distichia muscoides y, la familia Cyperaceae presentó Scirpus rigidus y Oreobolus obtusangulus.

Diversidad florística

En la subcuenca río Negro, se registraron 70 especies pertenecientes a 19 familias. Las familias más representadas fueron: Poaceae (31,43%), Asteraceae (20%), Juncaceae (7,14%), Cyperaceae (5,71%), Fabaceae (5,71%), Gentianaceae (4,29%), Rosaceae (2,86%), Apiaceaea (2,86%), Iridaceae (2,86%), Plantaginaceae (2,86%), Poligonaceae (2,86%) y otros en menor porcentaje. La mayor presencia de especies de las familias Poaceae y Asteraceae concuerda con los resultados encontrados por ^{Álvarez-Lopeztello et al. (2016}), ^{Caranqui et al. (2016}) y ^{Estrada et al. (2018}) en estudios realizados en Ecuador, México y Perú respectivamente, al estudiar ecosistemas de latitudes y altitudes diversas. ^{Zhou et al. (2014}) y ^{Veldhuis et al. (2016}) señala que, en los andes centrales del Perú, a mayor altitud de 3800 msnm, la formación vegetal mantiene su propia heterogeneidad de riqueza.

En la quebrada Arhuaycancha, se registraron 46 especies que pertenecen a 14 familias (Figura 1A) y representan el 89,29%; mientras que, el restante (10,71%) corresponde al índice de cobertura, conformado por cuerpos de agua, mantillo, roca y suelo desnudo. Las familias con mayor porcentaje de presencia en los sitios son la Poaceae (28,57%), seguida por Asteraceae (13,04%), Juncaceae (8,92%), Cyperaceae (7,14%), Gentianaceae (5,36%), Rosaceae (4,35%), Plantaginaceae (4,35%) Polygonaceae (4,35%); y, las familias Apiaceae, Valerianaceae, Ericaceae, Caryophyllaceae, Boraginaceae y Lycopodiaceae con valores de 2,17% por cada familia. En la Figura 1B se muestra la dominancia de especies según el Índice de Simpson. Siendo las especies con mayor dominancia, en la quebrada, la Distichia sp. seguido por el Calamagrostis spiciformis y el de menor dominancia fue el Calamagrostis rigescens.

En la quebrada Rurec, se registraron 63 especies que pertenecen a 20 familias (Figura 2A) y representando el 91,89% de la cobertura vegetal; mientras que, el restante (8,11%) corresponde al índice de cobertura conformado por cuerpos de agua, mantillo, roca y suelo desnudo. Las familias con mayor porcentaje de presencia en los sitios son la Poaceae (31,75%), Asteraceae (20,63%), Juncaceae (6,35%), Cyperaceae (6,35%), Fabaceae (6,35%), Gentianaceae (3,17%), Rosaceae (3,17%), Apiaceae (3,17%), Plantaginaceae (3,17%), Polygonaceae (3,17%); y, las familias Iridaceae, Valerinaceae, Ericaceae, Caryophyllaceae, Boraginaceae, Berberidaceae, Lamiaceae, con valores de 1,59%. En la Figura 2B se muestra la dominancia de especies según el Índice de Simpson. Siendo las especies con mayor dominancia, en la quebrada, la Agrostis breviculmis y Distichia sp. y, la de menor dominancia fue el Calamagrostis sp.

Figura 1 Quebrada Arhuaycancha A) diversidad de familias y B) índice de Simpson. 

Figura 2 Quebrada Rurec A) diversidad de familias y B) índice de Simpson. 

Sitios de pastizal

En la quebrada Arhuaycancha y Rurec se delimitó 12 sitios agrostológicos en cada quebrada. Los resultados del área y porcentaje de cada sitio se muestran en la Tabla 3. Los resultados muestran que la quebrada Arhuaycancha presentó mayor área de pastizal (5 235,86) que la quebrada Rurec (3801,24) con 29,28% y 21,26% respectivamente del área de la subcuenca río Negro.

Deseabilidad de las plantas por especie animal

En la Tabla 4 se muestra el porcentaje de deseabilidad de las plantas para vacunos y ovinos al pastoreo que se crían en la subcuenca del río Negro. Las especies deseables, en la quebrada de Arhuaycancha, para vacunos y ovinos respecto al total de especies fueron 3,51% y 10,72%, respectivamente. Siendo, dos las especies deseables para vacunos (Scirpus rigidus y Festuca dolichophylla) y seis especies para ovinos (Scirpus rigidus, Stipa brachyphylla, Luzula peruviana, Lachemilla pinnata, Dissanthelium peruvianum y Stipa mucronata). Las especies poco deseables son 35,08% y 28,57% para vacunos y ovinos respectivamente, respecto al total de especies. Las especies poco deseables para vacunos fueron doce (Carex ecuadorica, Distichia muscoides, Luzula peruviana, Stipa brachyphylla, Stipa mucronata, Calamagrostis vicunarum, Lachemilla pinnata, Calamagrostis rigescens, Dissanthelium peruvianum, Paspalum sp., Distichia sp., Juncus bufonius) y para ovinos fueron ocho (Distichia muscoides, Festuca dolichophylla, Calamagrostis vicunarum, Calamagrostis rigescens, Distichia sp., Carex ecuadorica, Paspalum sp., Juncus bufonius). Las especies indeseables fueron el 50,88% y 50% para vacunos y ovinos, respectivamente, respecto al total de especies. Siendo seis las especies indeseables encontradas para vacunos (Phyllactis rigida, Muhlenbergia peruviana, Plantago rigida, Paranephelius uniflorus, Aciachne pulvinata, Allocharia humilis) y en promedio ocho en ovinos (Antenaria linearifolia, Senecio condimentarius, Paromichia andina, Juncus arcticus, Plantago rigida, Werneria nubigena, Rumex acetosella, Aciachne pulvinata, entre otros).

En la quebrada de Rurec, las especies deseables para vacunos y ovinos constituyen el 4,05% y 16,22% respectivamente, respecto al total de especies. Las especies deseables para vacunos fueron tres (Scirpus rigidus, Hordeum muticum y Festuca dolichophylla) y para ovinos fueron 11 (Scirpus rigidus, Stipa brachyphylla, Trifolium amabile, Agrostis breviculmis, Luzula peruviana, Lachemilla pinnata, Dissanthelium peruvianum, Muhlenbergia fastigiata, Hordeum muticum, Hipochoeris taraxacoides y Stipa mucronata). Las especies poco deseables son 37,84% y 22,97% para vacunos y ovinos, respectivamente, respecto al total de especies. Las especies poco deseables para vacunos fueron aproximadamente 15 (Carex ecuadorica, Trifolium amabile, Muhlenbergia fastigiata, Agrostis breviculmis, Distichia muscoides, Luzula peruviana, Stipa brachiphylla, Calamagrostis vicunarum, Lachemilla pinnata, Calamagrostis rigescens, Dissanthelium peruvianum, Paspalum sp., Distichia sp., Lachemilla orbiculata, entre otras) y ocho para ovinos (Distichia muscoides, Festuca dolichophylla, Calamagrostis vicunarum, Calamagrostis rigescens, Distichia sp., Carex ecuadorica, Paspalum sp.). Las especies indeseables fueron 51,35%, y 54,05% para vacunos y ovinos, respectivamente, respecto al total de especies. Las especies indeseables para vacunos son seis (Muhlenbergia peruviana, Plantago rigida, Plantago tubulosa, Werneria nubigena, Belloa pictolesis, Paranephelius uniflorus) y. aproximadamente 14 para ovinos (Achilla millefolium, Valeriana rigida, Antenaria linearifolia, Senecio condimentarius, Oritrophium limnophilum, Taraxacum officinale, Bartsia sp., Juncus arcticus, Lupinus macrophylla, Plantago tubulosa, Plantago rigida, Werneria nubigena, Rumex acetosella, Aciachne pulvinata, entre otros) .

La proporción de especies de plantas indeseables para las diferentes especies animales son indicadores del manejo que se realiza en una pradera natural (^{Contreras et al., 2003}), en la en la quebrada Arhuaycancha se presentan las especies indeseables Aciachne pulvinata y Plantago rigida; mientras que, en la quebrada Rurec se presentan las especies indeseables Aciachne pulvinata y Rumex acetosella; en ambas quebradas las especies indicadas son indicadores del mal manejo del pastizal. En el área de estudio predominan las especies indeseables, lo cual no favorece la actividad ganadera con rentabilidad que beneficie a los campesinos y al ambiente, debido a la reducción de especies palatables y la riqueza de especies características del sitio. Las especies indeseables agotan los nutrientes del suelo, generan alelopatía, favorecen enfermedades y compiten con las especies circundantes (^{Pysek et al., 2004}).

Condición de pastizal

En la Tabla 5 se muestran los resultados de la condición del pastizal, para vacunos y ovinos, en los 24 sitios estudiados. En la quebrada Arhuaycancha, las condiciones del pastizal para vacunos son: regular, Sitio 10, con 40,13 ha (0,77%); pobre, Sitio 1, 2, 4, 5, 6, 9 y 12, con 1293,83 ha (24,71%) y muy pobre, Sitio 3, 7, 8 y 11 con 3901,9 ha (74,52 %); Mientras que, para ovinos son: regular, Sitio 4, con 171 ha (3,27%); pobre, Sitio 1, 2, 5, 6, 9, 10 y 12 con 1162,96 ha (22,21%) y muy pobre, Sitio 3, 7, 8 y 11 con 3901,9 ha (74,52%). En la quebrada Rurec, las condiciones del pastizal para vacunos son: regular, sitio 19 con 207,85 ha (5,47%); pobre, Sitio 13, 14, 15, 18, 20, 23, 24 con 2152,01 ha (56,61%); muy pobre, Sitio 16, 17 y 21 con 1405,02 ha (36,96%). Mientras que, para ovinos son: regular, Sitio 22 con 36,36 ha (0,96 %); pobre, Sitio 14, 15, 16, 18, 19, 20 y 24 con 766,09 ha (20,15 %) y muy pobre, Sitio 13, 17, 21 y 23 con 2998,79 ha (78,89%). Los resultados obtenidos sobre condición de pastizal se encuentran en condición regular a muy pobre para los vacunos y ovinos. La condición del pastizal pobre para ovinos, que exhibe una tendencia al deterioro, se debe al sobrepastoreo y mal manejo (^{Tácuna et al., 2015}). En pastizales de condición pobre el equilibrio puede ser alterado, la cubierta vegetal es escasa y en consecuencia el suelo se encuentra pobremente protegido, afectando la fertilidad del suelo y la productividad del pastizal (^{Pyke et al., 2002}). Los 24 sitios de la subcuenca del río Negro, presenta una tendencia en declinación debido a la carencia de plantas jóvenes en algunos sitios y a la pobre cobertura para una adecuada protección de la superficie del suelo, lo que constituye a la aparición de especies indeseables.

Carga animal y soportabilidad de los pastizales

En la Tabla 5 se muestra la carga animal (vacuno y ovino) y soportabilidad de los sitios estudiados. La quebrada de Arhuaycancha, presenta un área pastoreable de 5235,86 ha con carga animal promedio de 0,3 UA (unidad animal) ovino y 0,1 UA vacuno. por UA hectárea año, mientras que, la quebrada Rurec presenta un área pastoreable de 3801,2 ha con carga animal promedio de 0,5 UA ovino y 0,1 UA vacuno, por UA hectárea año. La estimación de la capacidad de carga animal es necesaria para el manejo ganadero sustentable; por estar relacionada con la biomasa fresca total (^{Villa-Herrera et al., 2014}).

Una alternativa para mejorar la producción animal es aplicar una carga animal cercana a la capacidad de carga del pastizal, así como realizar un pastoreo rotacional. Sin embargo, al no considerar la capacidad de carga, se realiza un inadecuado manejo de los agroecosistemas que conllevan a cambios negativos de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, que reducen su fertilidad; en consecuencia, el desarrollo de la planta y la producción animal (^{Lal, 2000}).

Con relación a la soportabilidad, la quebrada Arhuaycancha, presenta una soportabilidad de 1682 UA y 489 UA de ovinos y vacunos respectivamente. Mientras que, la quebrada de Rurec presenta una soportabilidad de 1977 UA y 324 UA de ovinos y vacunos respectivamente. Por las condiciones de los pastizales de ambas quebradas se sugiere un pastoreo excluyente (^{Tomasi, 2013}).