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Resumen en español

El objetivo del trabajo fue evaluar el efecto de la incorporación de diferentes fuentes de saponinas sobre la producción total de gas in vitro (GT) y la producción de metano ruminal (CH4), la cinética de fermentación, la digestibilidad de materia seca (DIVMS) y digestibilidad de la materia orgánica (DIVMO). Los tratamientos evauados fueron la interacción de tres concentraciones (3.5, 7.0 y 14.0 mg/g de materia seca) de saponinas de Yucca schidigera (YS), Gliricidia sepium (GS), Enterolobium cyclocarpum (EC) y un control (Pennisetum purpureum [PP] solo). Se incubó una muestra de 1,0 g de cada tratamiento in vitro en un diseño completamente al azar con arreglo factorial con tres repeticiones por tratamiento. GT de PP no se vio afectado (P> 0.05) por la inclusión de saponinas de YS, GS y EC. La producción de metano no fue afectada (P> 0.05) por ningún nivel de inclusión de saponinas de YS. Cuando las saponinas de GS y EC se incorporaron a concentraciones de 7.0 y 14.0 mg/g de MS, la producción de metano se incrementó (P <0,05). DIVMS y DIVMO aumentaron significativamente (P <0.05) con todas las fuentes de saponinas, excepto con las de YS a una concentración de 14 mg/g de MS cuando la DIVMO se redujo (P <0.05). Se concluye que las saponinas de las diferentes plantas tropicales no redujeron la producción de metano en condiciones in vitro.

Resumen en inglés

The aim of the work was to assess the effect of incorporation of different sources of saponins on the in vitro total gas (TG) and ruminal methane (CH4) productions, kinetics of fermentation, digestibility of dry matter (IVDDM) and organic matter (IVDOM). Treatments were interaction of three concentrations (3.5, 7.0 and 14.0 mg/g dry matter) of saponins from Yucca schidigera (YS), Gliricidia sepium (GS), Enterolobium cyclocarpum (EC) and a control (Pennisetum purpureum [PP] alone). A sample of 1.0 g of each treatment was incubated in vitro in a complete randomized design with factorial arrangement with three replicates per treatment. TG from PP was unaffected (P>0.05) by the inclusion of saponins from YS, GS and EC. Methane production was not affected (P>0.05) by any saponins from YS at any level of inclusion. When saponins from GS and EC were incorporated at concentrations of 7.0 and 14.0 mg/g DM, methane production was increased (P<0.05). IVDDM and IVDOM were significantly increased (P<0.05) with all sources of saponins, except with those from YS at concentration of 14.0 mg/g DM when IVDOM was reduced (P<0.05). It is concluded that saponins from different tropical plants did not reduce methane production under in vitro conditions.


2.
- Artículo con arbitraje
Resumen en: Inglés |
Resumen en inglés

Incorporation of foliage and pods of tropical legumes in ruminant rations is an alternative to mitigate enteric methane emissions. The objective of this research was to evaluate the effect of adding increasing levels of ground pods of Enterolobium cyclocarpum (Jacq.) Griseb. mixed with foliage of Gliricidia sepium (Jacq.) Steud. on emissions of ruminal methane (CH4), volatile fatty acid proportions, rumen pH and microbial population in cattle. Four heifers (218 ± 18 kg LW) were fed (13 days) 0, 15, 30, and 45% of pods of E. cyclocarpum mixed with foliage of G. sepium, which were supplemented to a basal ration of Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich.) Stapf. Data were analyzed as a 4×4 Latin square. After three days of CH4 measurements in opencircuit respiration chambers, rumen fluid was collected to determine volatile fatty acid (VFA) molar proportions and quantify the microbial population. Samples of ration ingredients, refusals and feces were collected to evaluate nutrient composition. Foliage and pods of legumes provided crude protein (CP), condensed tannins (CT) and saponins, while grass was characterized by higher concentrations of neutral detergent fiber (NDF). Dry matter intake (DMI) was 5.35 kg/day on average (P=0.272). Apparent fiber digestibility was reduced (81 g/kg) and digestible CP intake (13 g/kg) increased when E. cyclocarpum mixed with G. sepium in rations were given (P < 0.05). Incorporation of legume foliage and pods had a linear effect on molar proportions of butyric acid and acetic to propionic acid ratio (P < 0.05).

Incorporation of legume foliage and pods had a linear effect on molar proportions of butyric acid and acetic to propionic acid ratio (P < 0.05). Methane production, expressed on basis to digestible dry matter intake (DDMI), ranged between 43.22 and 49.94 g/kg DDMI (P=0.131) and when CH4 was related to digestible CP (347 vs. 413 g CH4 /kg DCP) or annual weight gains (0.30 vs. 0.38 kg CH4/kg weight gain, P < 0.001) there were differences between the E. cyclocarpum mixed with G. sepium rations compared to the control treatment, respectively. Rumen population of total bacteria, methanogenic archaea, and total protozoa was not affected by the increasing levels of condensed tannins and saponins in rations (P > 0.05). Substitution of 15 and 30% of pods of E. cyclocarpum mixed with foliage of G. sepium in the ration, decreases annual methane emissions per unit product, without affecting dry matter intake or rumen microbial population, on the contrary, digestible CP intake and animal productivity increased due to supply of CP, CT and saponins.


3.
Tesis - Doctorado
Resumen en español

En el primer capítulo de esta tesis se determinó qué tanto del paisaje en las fronteras forestales dentro de una Reserva de la Biósfera puede ser considerado como un recurso silvopastoril. Los resultados ponen en perspectiva la utilidad de los sistemas silvopastoriles en estos sitios. El análisis deja claro que las fronteras forestales ya son como sistemas silvopastoriles: hay una gran cantidad de plantas que las vacas ramonean ¿No es esto acaso lo que quisiéramos en un sistema silvopastoril “ideal”? ¿No es esto acaso lo que se busca en la agroecología? ¿Inspirarse en los sistemas ecológicos; aprovechar al máximo la partición de recursos de tal modo que haya mucha diversidad de plantas con usos? (Liere, Jha y Philpott, 2017). El bosque ya hace esto para el ganado. Esta diversidad de plantas ramoneadas es mucho más alta de lo que registros anteriores mostraban, tanto de evaluaciones anteriores del mismo paisaje según el conocimiento campesino (Trujillo-Vázquez y Hernández-Ramírez, 2011), como de otros trabajos en paisajes comparables, hechos por académicos (e.g. Pinto-Ruiz et al., 2010). Esto nos hace considerar porqué a algunos campesinos en fronteras forestales es difícil convencerlos de sembrar más árboles. Para una persona que vive en la frontera forestal, el sistema silvopastoril ya está ahí. Es natural entonces que ellos dediquen el tiempo a otros tipos de intensificación de la producción, sembrando pastos mejorados, por ejemplo. Esta exploración del paisaje fue la primera pregunta que entendimos que había que resolver antes que dar un solo paso más en otra dirección: examinar a detalle cómo es la matriz ecológica forestal en la que está inmersa la producción ganadera.

Sin embargo, esta primera sección no es pesimista ni su conclusión pretende descartar los sistemas silvopastoriles. Precisamente porque hay una enorme cantidad de diversidad, esto abre un mundo de posibilidades, donde podemos pensar en aprovechar estos recursos y, haciendo auténtico uso de nuestra imaginación, concebir paisajes genuinamente forestales y silvopastoriles. Non interesamos por los paisajes de bosques manejados, donde la mayoría de las plantas sean de uso ganadero. En el segundo capítulo de la tesis se detalla una propuesta de cómo hacer esto, aprovechando una parcela experimental que se volvió un claro ejemplo de algunas contradicciones entre conservación y producción que representan los sistemas silvopastoriles. Se concluye que el bosque tiene una clara y muy importante función desde el punto de vista ganadero y es un elemento crucial para esta actividad en las fronteras forestales, lo que motiva su conservación y también su uso razonable. Además, aunque los sistemas silvopastoriles pudieran resultar redundantes desde el punto de vista de los productores tal y como se promueven actualmente, siguen siendo absolutamente necesarios para tratar de conciliar la producción y la conservación, aunque quizá debería cambiar el enfoque de su promoción: en lugar de sembrar árboles per se, quizá lo mejor sería adoptar un esquema donde se cerquen pequeñas porciones de terreno y se permita y dirija la sucesión del bosque seleccionando paulatinamente aquellas plantas con usos silvopastoriles, además de reconocer y permitir cierto ramoneo dentro de las fronteras en las zonas de amortiguamiento.

Índice

Resumen
Palabras claves
Capítulo I
1. Introducción
1.1 Conservación y ganadería en Reservas de la Biósfera
1.2 El bosque como un recurso silvopastoril. ¿Llevar la vaca al bosque o llevar el bosque al ganado?
1.3 Zona de estudio
Objetivo
Objetivos específicos
Hipótesis
Organización de la tesis
Literatura citada
Capítulo II
Assessment of browsed plants in a sub-tropical forest frontier by means of fuzzy inference
Abstract
Keywords
1. Introduction
2. Materials and Methods
2.1 Study área
2.2 Plant community sampling
2.2.1 Vegetative propagation tests
2.3 Interviews
2.4 Bromatological Analyses
2.5 Development of Fuzzy Inference Systems (FISs) for classification and dummy crisp indexes for comparisons
3. Results
3.1 Characterization of sites
3.2 Analysis by type of plant community
3.3 Characterization by individual, species and family traits
3.4 Grazing FIS results
3.5 Interview results and interview FIS
3.6 Bromatological and nutritional results and FIS results
3.7 Comparison of fuzzy and dummy crisp indexes
3.8 Combined FIS results
4. Discussion
4.1 Usefulness of the fuzzy classification approach
4.2 Bringing the cow to the forest: forest frontiers as silvopastoral landscapes
4.3 Bringing the forest to the cow: plants with potential for domestication in silvopastoral systems
4.4 Perspectives on silvopastoral management in forest frontiers
5. Conclusions
Acknowledgments
References
Appendix
A1. Explanation of Mamdami Fuzzy Inference
A1.2 Plant community sampling FIS
A1.3 Bromatological Information FIS
A2. Additional tables for the results

Capítulo III
Canopy gaps with fodder inside as a way of enriching silvopastoral plots
Abstract
Keywords
Introduction
Methods
Study site
Experiment setup and data collection
Data analysis
Results
Physical data
Growth comparison between gaps
Growth in relation to physical measurements
3d statistical model fit
Discussion
Acknowledgments
References
Capítulo IV
Conclusión general
Literatura citada
Anexos
Anexo A
Anexo B
Anexo C


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Resumen en: Español | Inglés |
Resumen en español

Se evaluaron mediante la técnica de producción de gas in vitro, fuentes energéticas locales (melaza, Zea mays L.y Musa paradisiaca L.) sobre la fermentación ruminal y producción de metano de diversos forrajes usados en un sistema silvopastoril con Panicum maximum cv. Tanzania, Gliricidia sepium (Jacq.)yLeucaena leucocephala cv. Cunningham, con ovinos. Se usaroncinco borregos Pelibuey x Katahdin 40 ± 3 (μ±DE) kg como donantes de líquido ruminal. Se analizaron cinco tratamientos (dietas) con diferentes mezclas de follaje de arbóreas y fuentes energéticas en un diseño experimental completamente al azar. M. paradisiacay Z. mayspresentaron los mayores registros devolumen (V) máximo en producción de gas (544 y 467 ml/g-1 MS, respectivamente) (P≤0.05). El follaje de G. sepiumy L. leucocephala tuvieron los menores valores de V (253 y 180 ml/g-1 MS, respectivamente) (P≤0.05). La dieta D4 GMP (48 % P. maximum, 30 % G. sepium, 7 % Zea mays, 15 % M. paradisiaca) registro el mayor valor de V. No hubo diferencia(P>0.05) en la producción de metano en las dietas usadas, teniendo un rango de 6.31 a 9.60 de LCH4/kg MSDIG. Se generó un índice de emisión potencial de gases fermentables (IPEGF), el cual sugirió que dietas con carbohidratos de lenta fermentación, contribuyen a un índice más alto de emisión de gases. Por su mejoramiento en la calidad de las dietas y en contribuir en una baja de emisiones de CH4, se sugiere el manejo de arbóreas forrajeras como G. sepium y L. leucocephala,incorporando fuentes energéticas locales.

Resumen en inglés

Ruminal fermentation and methane production in a sheep silvopastoral system were quantified with the in vitro gas production technique. Evaluations were done of local energy sources (molasses, Zea mays L. and Musa paradisiaca L.), of the base forage (Panicum maximum cv. Tanzania), of forage tree foliage (Gliricidia sepium (Jacq.) and Leucaena leucocephala cv. Cunningham), and diets combining these elements. Ruminal fluid was collected from five sheep (Pelibuey x Katahdin; 40 ± 3 kg). Five treatments (diets) containing different mixtures of forage tree foliage, energy sources and the base forage were analyzed in a completely random experimental design. Maximum gas volume production (V) was observed in M. paradisiaca (544 ml/g-¹ DM) and Z. mays (467 ml/g-¹ DM) (P≤0.05). The lowest V values were for the foliage of G. sepium (253 ml/g-¹ DM) and L. leucocephala (180 ml/g-¹ DM) (P≤0.05). Of the diets, D4GMP (48% P. maximum, 30% G. sepium, 7% Z. mays, 15% M. paradisiaca) had the highest V value. Methane production ranged from 6.31 to 9.60 L/Kg digested DM, and did not differ between treatments (P>0.05). Data were used to generate a potential fermentable gases emission index, which suggested that the diets containing slow fermenting carbohydrates resulted in higher gas emission rates. Inclusion of forage trees and local energy sources in sheep silvopastoral management systems can improve diet quality and contributeto reducing CH4 emissions.


5.
Libro - Informe técnico

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Resumen en: Español | Inglés |
Resumen en español

Objetivo: Revisar los diversos usos y aplicaciones que posee Gliricidia sepium en los agroecosistemas tropicales. Diseño/metodología/aproximación: En este artículo revisamos literatura sobre Gliricidia sepium de los últimos 20 años, enfocándonos en aquellas publicaciones que presentan resultados sobre usos, aplicaciones y servicios ecosistémicos; con la finalidad de aportar información de relevancia en los agroecosistemas tropicales. Resultados: Encontramos que Gliricidia sepium, es una especie arbórea que presenta diversas alternativas de uso dentro de los agroecosistemas, que permiten mejorar la producción ganadera, el manejo en el control de plagas y enfermedades en diversos cultivos, apoya en la fijación simbiótica de nitrógeno y por ende, presenta diversos servicios ecosistémicos importantes en los agroecosistemas tropicales. Limitaciones del estudio/implicaciones: Aunque se considera una planta importante en la alimentación animal y con diversos servicios ecosistémicos, se encontró poca información relevante sobre el efecto que presentan los metabolitos secundarios sobre otros organismos y el valor que presenta en la interacción con otros seres vivos. Hallazgos/conclusiones: La inclusión de Gliricidia sepium puede contribuir a mejorar la sustentabilidad en los agroecosistemas tropicales, porque aporta beneficios ecológicos en los agroecosistemas; contribuye a mejorar la calidad de la dieta para los animales; además, representa una opción viable para el control biológico de insectos plagas a través del uso de extractos para tal fin.

Resumen en inglés

Objective: Review the various uses and applications of Gliricidia sepium in tropical agroecosystems. Design/methodology/approach: In this article we reviewed literature on Gliricidia sepium from the last 20 years, focusing on those publications that present results on uses, applications and ecosystem services; in order to provide relevant information in tropical agroecosystems. Results: We find that Gliricidia sepium, is an arboreal species that presents diverse alternatives of use within agroecosystems, that allow to improve livestock production, management in the control of pests and diseases in various crops, supports the symbiotic fixation of nitrogen and therefore, it presents diverse important ecosystem services in tropical agroecosystems. Limitations of the study/implications: Although it is considered an important plant in animal feed and with diverse ecosystem services, little relevant information was found on the effect of secondary metabolites on other organisms and the value it presents in the interaction with other living beings. Findings/Conclusions: The inclusion of Gliricidia sepium can contribute to improve sustainability in tropical agroecosystems, because it provides ecological benefits in agroecosystems; contributes to improve the quality of the diet for the animals; In addition, it represents a viable option for the biological control of insect pests through the use of extracts for this purpose.


7.
- Artículo con arbitraje
Effect of live fences of Gliricidia sepium on CO2 fluxes in tropical livestock systems
Villanueva López, Gilberto ; Casanova Lugo, Fernando (coaut.) ; Martínez Zurimendi, Pablo (coaut.) ; Parsons, D. (coaut.) ; Aguilar Solis, L. A. (coaut.) ;
Contenido en: Soil Use and Management Vol. 32, no. 4 (December 2016), p. 553–564 ISSN: 1475-2743
Resumen en: Inglés |
Resumen en inglés

Live fences have the potential to improve microclimatic conditions, moderate soil CO2 fluxes and function as carbon sinks. We quantified variation in soil CO2 fluxes from livestock silvopastoral systems under the canopies of live fences (LF), formed by Gliricidia sepium trees, or artificial fences (AF). We determined the responses of soil CO2 fluxes to environmental factors, including diurnal and seasonal variations in temperature and relative humidity in each fencing system. Measurements were made from April to June (dry season) and from July to September (rainy season), 2012. Fluxes were similar between the two livestock systems; LF emitted 1.00 lmol CO2/m²/s and AF 1.02 lmol CO2/m²/s. Soil temperatures at 5 cm depth were 3% warmer in AF than in LF, and relative humidity was 16% greater in LF than in AF. Seasonal variation in temperature greatly affected soil CO2 fluxes, which changed seasonally in parallel with temperature of the topsoil and relative humidity at 1 m height, peaking in late summer. Fluxes in LF and AF were greater in the rainy season (1.1 lmol CO2/m²/s, for both systems), when soil temperature was cooler and relative humidity was greatest, than during the dry season (0.9 lmol CO2/m²/s, for both systems). Soil fluxes were larger at night (00:00–06:00 h), when soil temperature was cooler and relative humidity greater, than during the morning (6:00–12:00 h), when soil temperature was warmer and relative humidity was less.The presence of G. sepium trees in LF did not influence soil CO2 fluxes.


8.
- Artículo con arbitraje
Live fences reduce the diurnal and seasonal fluctuations of soil CO2 emissions in livestock systems
Villanueva López, Gilberto ; Martínez Zurimendi, Pablo (coaut.) ; Ramírez Avilés, Luis (coaut.) ; Aryal, Deb Raj (coaut.) ; Casanova Lugo, Fernando (coaut.) ;
Contenido en: Agronomy for Sustainable Development Vol. 36, no. 1 (March 2016), p. 1-8 ISSN: 1773-0155
Resumen en: Inglés |
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Deforestation of tropical forests for the establishment of grass monoculture for livestock production is responsible for about 30 % of CO2 emissions. This issue is particularly severe in degraded pastures because degraded soils favor CO2 flow to the soil surface. Silvopastoral systems could reduce CO2 emissions, notably by using live fences. Here, we hypothesized that live fences of Gliricidia sepium in livestock systems should reduce variations in environmental relative humidity and soil temperature and, in turn, reduce soil CO2 emissions. Here, we studied two livestock systems: (1) grass monoculture of Brachiaria decumbens with live fences of G. sepium and (2) grass monoculture of B. decumbens without live fences. We measured soil CO2 seasonal emissions at different times of the day, soil temperature, and environmental relative humidity. Nine 600-m² plots were established in each system. All variables were measured over four 6-h period during a 24-h period, twice a month from April to September. Our results show that soil CO2 emissions showed less variability with G. septum live fences than without live fences. This lower variability is explained by the creation of a microclimate with a higher and more stable environmental relative humidity, provided by the shade of trees. Results also show, however, that global soil CO2 emissions did not differ between the two systems, with and without live fence. Moreover, soil CO2 emissions varied according to season, as shown by 1.082 g CO2 m−² h−¹ in the wet season versus 0.871 g CO2 m−² h−¹ in the dry season. Soil CO2 emissions varied also according to sampling time, as shown by 1.116 g CO 2 m−² h−¹ in the night versus 0.960 CO 2 m−² h−¹ in the morning.


9.
- Artículo con arbitraje
Carbon storage in livestock systems with and without live fences of Gliricidia sepium in the humid tropics of Mexico
Villanueva López, Gilberto ; Martínez Zurimendi, Pablo (coaut.) ; Casanova Lugo, Fernando (coaut.) ; Ramírez Avilés, Luis (coaut.) ; Montañez Escalante, Patricia Irene (coaut.) ;
Contenido en: Agroforestry Systems Vol. 89, no. 6 (December 2015), p. 1083-1096 ISSN: 1572-9680
Resumen en: Inglés |
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Agroforestry systems (AFS) play a major role in the sequestration of carbon (C). The objectives of this study were to quantify the organic C stocks in the above- and below-ground tree biomass and in the soil in a cattle-farming system with live fences (CFSLF) of Gliricidia sepium and to compare the levels with those of a cattle-farming system based on a grass monoculture (CFSGM). The methodology included a forest inventory in nine randomly assigned plots and the destructive sampling of G. sepium 32 trees, measuring for each tree the diameter at breast height (DBH), stem height, total tree height, branch weight, leaf weight and coarse root weight. In addition, we measured grass biomass, collected litterfall and collected soil samples at depths of 0–10, 10–20 and 20–30 cm in the plots. A logarithmic model was developed to quantify the above- and below-ground tree biomass. The soil organic matter was determined by the dry combustion method. The total carbon stored in the CFSLF was 119.82 Mg C ha-¹, with the G. sepium trees contributing 5.7 % of the total C (6.48 Mg C ha-¹). The CFSGM stored 113.34 Mg C ha-¹. The grass biomass stored 15.32 Mg C ha-¹ year-¹ in the CFSGM and 15.68 Mg C ha-¹ year-¹ in the CFSLF, and the litterfall in the CFSLF stored 0.205 Mg C ha-1 year-¹. Despite the modest contribution of G. sepium trees to the C storage, the total carbon accumulated in the CFSLF and CFSGM was similar.


10.
Tesis - Doctorado
Almacenamiento de carbono, flujos de CO2 y propiedades del suelo en sistemas ganaderos con cercas vivas de Gliricidia sapium en Tacotalpa, Tabasco / Gilberto Villanueva López
Villanueva López, Gilberto (autor) ; Ramírez y Avilés, Luis (asesor) ; Martínez Zurimendi, Pablo (asesor) ;
Mérida, Yucatán, México : Universidad Autónoma de Yucatán. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia , 2014
Clasificación: TE/634.99097263 / V5
Bibliotecas: Villahermosa
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