In
recent years, the relationship between the economy and the environment
has begun to boom. Scientific research is beginning to focus on
quantifying the value of environmental components. Although some natural
resources, such as livestock productions, have a price in the market,
this does not contemplate in most cases, the wide variety of
environmental functions that add a greater economic value. Generally,
this environmental component is disregarded when making decisions
related to its management (Rangel et al. 2013Rangel,
R. A., Durán, O., Gómez, G., Ferro, H., Barranco, G., Sánchez, M.,
Abraham, A. N., Cuadrado, L., Herrera, P. & Vilamajó, D. 2013.
"Valoración económico-ambiental de recursos naturales seleccionados en
la cuenca del río Guanabo, La Habana, Cuba". Revista Iberoamericana de Economía Ecológica, 20: 45-55, ISSN: 1390-2776. and Ferro et al. 2016Ferro,
H., Gómez, G. & Herrera, P. 2016. "Valoración económica de los
impactos ambientales seleccionados del cuabal en la Reserva Ecológica La
Coca, La Habana, Cuba". Acta Botánica Cubana, 215(1): 24-37, ISSN: 0255-7835.).
Silvopastoral
systems (SSP), as a form of livestock production, appear as a
sustainable alternative with high economic value, mainly due to the
optimal use that is achieved from the strata that make up its
vegetation. In addition, they constitute a natural reservoir of high
biomass productions, which not only allows the creation of carbon sump
in the form of trees and timber products, but also promotes an increase
of the biodiversity in the agroecosystem. This favors the conservation
of existing natural resources, as well as increasing food availability
for livestock production (Miranda et al. 2008Miranda,
T., Machado, R., Machado, H., Brunet, J. & Duquesne, P. (2008).
"Valoración económica de bienes y servicios ambientales en dos
ecosistemas de uso ganadero". Zootecnia Tropical, 26(3): 187-189, ISSN: 0798-7269. and López-Vigoa et al. 2017López-Vigoa,
O., Sánchez-Santana, T., Iglesias-Gómez, J.M., Lamela-López, L.,
Soca-Pérez, M., Arece-García, J. & Milera-Rodríguez, M. 2017. "Los
sistemas silvopastoriles como alternativa para la producción animal
sostenible en el contexto actual de la ganadería tropical". Pastos y Forrajes, 40(2): 83-95, ISSN: 2078-8452.).
It
is necessary to economically value the different environmental
functions of the agroecosystem under study, as a basis to enhance its
integral management and achieve its sustainability. The objective of
this study was to determine the environmental economic value of a
typical dairy farm in Mayabeque province, based on the exploitation of a
silvopastoral system (SSP) with Leucaena leucocephala, after 20 years of continuous production.
Materials and MethodsThe
study was carried out in Genético 3 dairy farm, a typical tropical
dairy, which belongs to the Dirección de Innovación y Tecnologías
Aplicadas (DITA) of the Institute of Animal Science (ICA), in Mayabeque
province, Cuba.
This facility is located at 22°93 North and 82°01 longitude west, at an altitude of 80 m a.s.l. (National Atlas of Cuba 1989Atlas
Nacional de Cuba. 1989. Ed. Instituto de Geografía de la Academia de
Ciencias de Cuba e Instituto Cubano de Geodesia y Cartografía. La
Habana, Cuba, p. 27.) and has 53 ha of soils, mainly
hydrated red ferralitic type (ferralsol). It is based on an SSP with 20
years of exploitation with Megathyrsus maximus Jacq (guinea) grass and the shrub legume Leucaena leucocephala
(Lam.) De Wit cv. Peru. Early leucaena population was 9,014 trees per
hectare. In the 10th year of establishment, a pruming was carried out,
so the legume population decreased by approximately 20%. In the studied
year, trees were taller than 2 m, so they were not a food source for
livestock, although the SSP continue to provide the rest of the
associated environmental benefits. Cattle was composed by Holstein,
Siboney and mestizo breed cows. Mean stocking rate was 1.8 LAU ha-1
in the last five years. Animals received a concentrate starting at 3 L
milk/d to meet their requirements and achieve the desired milk
production. Rotation time was every 57 and 28 d on average, in dry and
rainy season, respectively.
In this research, different
environmental economic valuation techniques were applied in the SSP. The
theory of total economic value (TEV) was the methodological approach
used for identifying the environmental goods and services provided by
the livestock ecosystem and for evaluating them economically, based on
already recognized techniques in the references. This allowed to
separate the valuation of environmental goods and services according to
their use. Dixon and Pagiola (1998)Dixon,
J. & Pagiola, S. 1998. Análisis económico y evaluación ambiental.
Environmental Assessment Sourcebook UPDATE, Environmental Department.
The World Bank, (23): 17. have reviewed this theory and Ferro et al. (2016)Ferro,
H., Gómez, G. & Herrera, P. 2016. "Valoración económica de los
impactos ambientales seleccionados del cuabal en la Reserva Ecológica La
Coca, La Habana, Cuba". Acta Botánica Cubana, 215(1): 24-37, ISSN: 0255-7835. have carried out the economic evaluation of the environmental impacts of an ecological reserve in Havana. Ripka de Almeida et al. (2018)Ripka
de Almeida, A., Luiz da Silva, C. & Hernández Santoyo, A. 2018.
"Métodos de valoración económica ambiental: instrumentos para el
desarrollo de políticas ambientales". Revista Universidad y Sociedad, 10(3): 134-141, ISSN: 2218-3620. discussed on different methods of environmental economic valuation used in four countries, and Alonso Vázquez et al. (2020)Alonso, Á.C., Benítez, M., Iriban, C.A. & Vázquez, A. 2020. "Aportes económicos-ambientales de un agroecosistema lechero". Cooperativismo y Desarrollo (COODES), 8(2): 250-262, ISSN: 2310-340X. determined the total economic value of a dairy farm in Pinar del Río province.
The TEV is composed of the use value (UV) and the non-use value (NUV) (equation 1TEV=UV + NUV).
The use value is divided into the direct use value (DUV), which refers
to the resource obtained by the development of a certain activity;
indirect use value (IUV), which are those benefits derived from the
functioning of ecosystems, and option value (VO), which has to do with
the possibility of using or not using the environmental resource in the
future (equation 2UV=DUV + IUV + OV).
In turn, the DUV is divided into consumptive, which refers to goods
that can be extracted, consumed or enjoyed directly; and
non-consumptive, which includes those values derived from recreation and
science. Non-use value is divided into bequest value (BV) and existence
value (EV) (equation 3NUV=BV + EV).
The first refers to the possibility that the resource will be consumed
by future generations, and the second refers to the value given to a
certain resource, just by knowing that it exists (Pearce and Moran 1994Pearce, D. & Moran, D. 1994. "The Economic Value of Biodiversity". Annual Review of Resource Economics, 11: 355-375, ISSN: 1941-1359, DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-resource-100518-093946. and Dixon and Pagiola 1998Dixon,
J. & Pagiola, S. 1998. Análisis económico y evaluación ambiental.
Environmental Assessment Sourcebook UPDATE, Environmental Department.
The World Bank, (23): 17. ).
For the environmental function of milk production, gross profit technique was used (Rangel et al. 2013Rangel,
R. A., Durán, O., Gómez, G., Ferro, H., Barranco, G., Sánchez, M.,
Abraham, A. N., Cuadrado, L., Herrera, P. & Vilamajó, D. 2013.
"Valoración económico-ambiental de recursos naturales seleccionados en
la cuenca del río Guanabo, La Habana, Cuba". Revista Iberoamericana de Economía Ecológica, 20: 45-55, ISSN: 1390-2776. and Ferro et al. 2016Ferro,
H., Gómez, G. & Herrera, P. 2016. "Valoración económica de los
impactos ambientales seleccionados del cuabal en la Reserva Ecológica La
Coca, La Habana, Cuba". Acta Botánica Cubana, 215(1): 24-37, ISSN: 0255-7835.).
Economic and productive efficiency data, registered by DITA during the
year 2020, were used, such as income and expenses of the dairy farm in
the period of interest, percentage of milking cows and liters of milk
per cow per day.
To determine the carbon stored in soil (CSS), the method used by Miranda et al. (2007Miranda,
T., Machado, R., Machado, H. & Duquesne, P. 2007. "Carbono
secuestrado en ecosistemas agropecuarios cubanos y su valoración
económica. Estudio de caso". Pastos y Forrajes, 30(4): 483-491, ISSN: 2078-8452., 2008)Miranda,
T., Machado, R., Machado, H., Brunet, J. & Duquesne, P. (2008).
"Valoración económica de bienes y servicios ambientales en dos
ecosistemas de uso ganadero". Zootecnia Tropical, 26(3): 187-189, ISSN: 0798-7269.
was applied, based on the area, apparent density, sampling depth and
organic matter contained in soil. According to the international
literature, CSS is obtained by dividing the percentage of organic matter
(% OM) by 1.7 (McVay and Rice 2002McVay,
K.A., & Rice, C.W. 2002. Soil organic matter and the global carbon
cycle. Agricultural Experiment Station and Cooperative Extension
Service, Kansas State University, Kansas City, USA. ). To
determine the organic matter, four samplings were carried out, in which
two diagonals of the area were selected, and a homogeneous sample was
taken in five points, from 0 to 20 cm deep in each, according to Henríquez and Cabalceta (1999)Henríquez, C. & Cabalceta, G. 1999. Guía práctica para el estudio introductorio de los suelos con un enfoque agrícola. 1st Ed. Ed. Asociación Costarricense de la Ciencia del Suelo. Montes de Oca, Costa Rica, ISBN: 978-9968-9780-5-7.. In this way, the CSS in t C ha-1 was obtained from the area (ha), apparent density (t/m3),
soil sampling depth (m) and its carbon fraction (% CS / 100). For the
economic valuation of this function, the carbon stored in soil in the
entire area was multiplied by the average price of a carbon ton in the
international market. Ferro et al. (2016)Ferro,
H., Gómez, G. & Herrera, P. 2016. "Valoración económica de los
impactos ambientales seleccionados del cuabal en la Reserva Ecológica La
Coca, La Habana, Cuba". Acta Botánica Cubana, 215(1): 24-37, ISSN: 0255-7835. suggested that this price ranges between 5 and 10 USD. In a study developed by Miranda et al. (2008)Miranda,
T., Machado, R., Machado, H., Brunet, J. & Duquesne, P. (2008).
"Valoración económica de bienes y servicios ambientales en dos
ecosistemas de uso ganadero". Zootecnia Tropical, 26(3): 187-189, ISSN: 0798-7269. was 10 USD. Portela Peñalver et al. (2019)Portela
Peñalver, L., Rivero Galván, A. & Portela Peñalver, L. 2019.
"Valoración Económica de bienes y servicios ecosistémicos en montañas de
Guamuhaya, Cienfuegos, Cuba". Revista Universidad y Sociedad, 11(3): 47-55, ISSN: 2218-3620. took the value of 5 USD, reported by the World Bank, as well as Rodríguez Córdova et al. (2017)Rodríguez-Córdova,
R., Mir-Frutos, Z. & Guzmán-Alberteris, L. 2017. "Incidencia de la
valoración económica de bienes y servicios ecosistémicos en la gestión
ambiental". Revista Universidad y Sociedad, 9(5): 262-267, ISSN: 2218-3620.. This study takes into account the price of 8 USD, since it is an average value of those reported in the references.
Nitrogen
fixation and soil fertility were determined from the study of
agrochemical indicators of the silvopastoral grassland of the dairy
farm. Total nitrogen percentage and pH values were taken into account.
Its economic value was obtained from the avoided costs for maintenance
inorganic fertilization, as recommended by Milera et al. (2017)Milera, M., Alonso, O., Machado, H.C. & Machado, R.L. 2017. "Megathyrsus maximus. Resultados científicos y potencialidades ante el cambio climático en el trópico". Avances en Investigación Agropecuaria, 21(3): 41-61, ISSN: 0188-7890. for guinea grass.
For soil quality function, visual soil assessment (VSA) was seasonally determined each year, according to Shepherd (2008)Shepherd,
T.G. 2008. Visual Soil Assessment. Volume 1: Field guide for pastoral
grazing and cropping on flat to rolling country. horizons.mw Report
Number 20/EXT/425. horizons.mw & Landcare Research, New Zealand,
ISBN: 1-877221-92-9.. Five representative points were
taken for the visual determination of texture, structure and
consistence, porosity, color, earthworm content, depth of root
penetration, ponding, surface coverage and soil erosion. In addition, an
undisturbed reference point was taken to have greater precision to
determine the natural coloration of that soil, without the effects of
cultivation, as well as to compare structure and porosity. The test was
always carried out in soils with adequate humidity (between 60 and 80%),
for which the “worm test” was carried out. This consists of taking soil
in the palm of the hand and rolling it to make a small “worm” that is 5
cm long and 0.4 cm in diameter. If the soil cracks and breaks before
finishing, it means that it has adequate humidity. On the contrary, if
the soil acquires a “worm” shape, it is because it has too much
moisture. Each sampling point was taken in a square 20 cm wide by 20 cm
long by 30 cm deep. An index higher than 30 indicates that soil
conditions are good, which is due to an adequate management of the
system, and this allows rehabilitation labors to be stopped. Its
economic value was obtained from the avoided costs for grassland
rehabilitation, based on what was reported by Padilla et al. (2009)Padilla, C., Crespo, G. & Sardiñas, Y. 2009. "Degradation and recovery of swards". Cuban Journal of Agricultural Science, 43(4): 341-344, ISSN: 2079-3480..
In
the case of the function of obtaining renewable energies, feasibility
of building a biodigester was studied. With it, it is possible to obtain
the electric energy, necessary for the daily work at the dairy farm,
from the collected excreta. For this, indicators for electric energy
production in biodigesters with bovine excretions were used, reported
for Cuba by Suárez-Hernández et al. (2018)Suárez-Hernández,
J., Sosa-Cáceres, R., Martínez-Labrada, Y., Curbelo-Alonso, A.,
Figueredo-Rodríguez, T. & Cepero-Casas, L. 2018. Evaluación del
potencial de producción del biogás en Cuba. Pastos y Forrajes, 41(2): 85-92, ISSN: 2078-8452.
Savings of the dairy farm, thanks to the payment of electric energy, if
the biodigester is built, constitutes an environmental benefit and,
therefore, a part of the economic value of this function.
To
calculate plant biodiversity of the dairy ecosystem, Shannon (H) index
was taken into account, according to the methodology indicated by Shannon and Weaver (1949)Shannon, C. & Weaver, W. 1949. The mathematical theory of communication. Urbana, IL: University of Illinois Press., USA..
The economic value was obtained from the avoided costs, attributable to
that environmental service. These were calculated as the product of
days necessary to control weeds in the studied area and the cost of mean
salary of a worker, for which the research of Miranda et al. (2008)Miranda,
T., Machado, R., Machado, H., Brunet, J. & Duquesne, P. (2008).
"Valoración económica de bienes y servicios ambientales en dos
ecosistemas de uso ganadero". Zootecnia Tropical, 26(3): 187-189, ISSN: 0798-7269. was taken as a reference.
Results and DiscussionIn
the livestock agroecosystem, six environmental functions were
identified, which were grouped by their value category, according to the
TEV theory (figure 1). They were, then, economically evaluated, and their VET was determined.
Figure 1.
Scheme of total economic value of the livestock agroecosystem, according to the main environmental functions identified
Milk production. The application of gross profit technique
allowed to calculate, in 2020, an economic value of 17,669.60 USD as an
average for this function. This is an acceptable value, considering that
the dairy farm is composed by 87 cows, and 62.4% are under milking, and
each one provides an average of eight milk liters per day. These values
correspond to those reported in Cuba by del Pozo (2019)Del
Pozo, P.P. 2019. "Los sistemas silvopastoriles. Una alternativa para el
manejo ecológico de los pastizales: Experiencias de su aplicación en
Cuba". Cadernos de Agroecologia, 14(2), ISSN: 2236-7934., who registered between 6-12 L/cow/d. They are very close to those obtained by Iglesias et al. (2017)Iglesias, J.M., Simón, L. & Martín, G.J. 2017. "Sistemas silvopastoriles en el contexto cubano". Agroecología, 12(1): 75-82, ISSN: 1989-4686. ,
who reported between 6.7-10.1 L/cow/d in SSP with leucaena, also in
Cuba. In this research, milk production per hectare in the year studied
was 1,667 L/ha, which shows an adequate use of the land resource. A
total of 88,348 liters were produced in that year and the price per
liter of milk was 0.20 USD.
With respect to carbon sequestration,
in this study values were found in the depth from 0 to 20 cm, which were
between 33 and 40 t C ha-1, and an economic value of 292
USD/ha was recorded. The economic value of this function was estimated
at 15,476 USD for the 53 ha under study. This figure is a small part of
what carbon sequestration function actually represents in the studied
ecosystem, since the carbon stored in the aerial and necrotic biomass
was not considered. Miranda et al. (2008)Miranda,
T., Machado, R., Machado, H., Brunet, J. & Duquesne, P. (2008).
"Valoración económica de bienes y servicios ambientales en dos
ecosistemas de uso ganadero". Zootecnia Tropical, 26(3): 187-189, ISSN: 0798-7269.
stated that 75% of the carbon stored in soil is located between 20 and
80 cm deep, which was not the study object of this research. Alonso Vázquez et al. (2020)Alonso, Á.C., Benítez, M., Iriban, C.A. & Vázquez, A. 2020. "Aportes económicos-ambientales de un agroecosistema lechero". Cooperativismo y Desarrollo (COODES), 8(2): 250-262, ISSN: 2310-340X. found CSS values in the first 14 cm deep, between 26-35 t C ha-1, with an economic value of 213.50 USD/ha, results that are inferior to those obtained in this study.
Regarding nitrogen fixation and soil fertility, it is known that L. leucocephala
has high potential, as it is a rich source of protein for animal feed
and because it fixes nitrogen to the soil. Studies carried out by Bueno and Camargo (2015)Bueno, L., & Camargo, J.C. 2015. "Edaphic nitrogen and nodulation of Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit in silvo- pastoral systems". Acta Agronómica, 64(4): 349-354, ISSN: 0120-2812, DOI: https://doi.org/10.15446/acag.v64n4.45362. and Cubillos-Hinojosa et al. (2021)Cubillos-Hinojosa,
J.G., Da Silva-Araujo, F. & Saccol-De Sá, E.L. 2021. "Rizobios
nativos eficientes en la fijación de nitrógeno en Leucaena leucocephala en Rio Grande do Sul, Brasil". Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial, 19(1): 128-138, ISSN: 1909-9959, DOI: https://doi.org/10.18684/BSAA(19)128-138.
indicate nitrogen levels in the soil from 150 to 250 kg/ha/year, due to
the effect of the presence of this tree that belongs to legume family.
These plants generate symbiosis with soil microorganisms of Rhizobium genus, which create nodules in their roots and allow the symbiotic fixation of N in the soil.
In
this study, values of 0.23% of total nitrogen were found in the 0-10 cm
layer of the soil and 0.17% in the 10-20 cm layer. These values are
quite adequate, since a value of 0.25% is recommended. Lok and Suárez (2014)Lok, S. & Suárez, Y. 2014. "Effect of fertilizers on the biomass production of Moringa oleifera and on some soil indicators during the establishment". Cuban Journal of Agricultural Science, 48(4): 399-403, ISSN: 2079-3480. found mean nitrogen values in ICA soils of 0.23%. This type of soil has medium fertility, as reported by Febles et al. (2015)Febles,
J., Vega, M.B., Tolón, A., Moura, N., Somoza, J. & Díaz, J. R 2015.
"Buenos suelos en extinción: la degradación de los suelos ferralíticos
rojos en el Occidente de Cuba". Anales de la Academia de Ciencias de Cuba, 5(3), ISSN: 2304-0106..
The pH value was 6.69 and 6.37, at 0-10 cm and 10-20 cm deep,
respectively. These figures are very close to 7, that is, to neutrality.
This means that nutrients find favorable conditions in the soil to be
available for plants, which contributes to the improvement of soil
fertility, and brings with it, in that a long term, savings in the
fertilization of the area.
In guinea grasslands, it is recommended
to carry out a maintenance fertilization per year, of approximately 150
kg/ha of nitrogen, depending on the characteristics of the system (Milera et al. 2017Milera, M., Alonso, O., Machado, H.C. & Machado, R.L. 2017. "Megathyrsus maximus. Resultados científicos y potencialidades ante el cambio climático en el trópico". Avances en Investigación Agropecuaria, 21(3): 41-61, ISSN: 0188-7890. and Sánchez Hernández et al. 2019Sánchez-Hernández,
M.A., Valenzuela-Haro, Y.E., Morales-Terán, G., Rivas-Jacobo, M. A.
& Fraire-Cordero, S. & Hernández-Sánchez, S. 2019. "Crecimiento
de pasto Guinea (Megathyrsus maximus (Jacq.) B.K. Simon & S.W.L. Jacobs) en respuesta a fertilización química en clima cálido húmedo". Agroproductividad, 12(8): 47-52, ISSN: 2594-0252, DOI: https://doi.org/10.32854/agrop.v0i0.1450.).
For this, it is necessary to apply around 326 kg/ha of urea, since it
contains 46% nitrogen, and it costs 0.27 USD per kilo. The economic
value of this function was estimated at approximately 4,726 USD for the
entire dairy farm, which is the cost avoided by maintenance
fertilization in the 53 ha.
When analyzing soil quality, the VSA
always showed values above 30 points during the 20 years of SSP
production. This value was considered as good and indicated that SSP and
its proper management allowed maintaining favorable conditions in soil
quality. Therefore, rehabilitation labors in the system were not
necessary during this entire period.
Padilla et al. (2009)Padilla, C., Crespo, G. & Sardiñas, Y. 2009. "Degradation and recovery of swards". Cuban Journal of Agricultural Science, 43(4): 341-344, ISSN: 2079-3480.
reported the cost of various rehabilitation methods for different
grasslands. In the case of guinea grasslands without fertilization,
these authors reported a cost of 91.85 USD/ha. Therefore, the
approximate total cost of a rehabilitation labor in the dairy farm under
study would be 4,868.05 USD. This value is considered the avoided cost
by rehabilitation labors that were not necessary in the dairy, thanks to
the good soil conditions, which constitutes the economic value of soil
quality as an environmental function.
Regarding the obtaining of
renewable energy, livestock systems have potential for their production,
from the excreta deposited by animals. With the construction of a
biodigester, electrical energy can be generated, capable of
self-supplying the consumption of the production unit. Each animal can
excrete 10 kg per day (Crespo 2018Crespo, G.J. 2018. "¿Cómo incrementar la materia orgánica del suelo en la actividad ganadera del trópico?" Avances en Investigación Agropecuaria, 22(3): 37-44, ISSN: 0188-7890.)
and the dairy farm is composed by 87 animals, which is equivalent to
870 kg per day, which would be 317,550 kg per year. The unit has a
dung-heap and 45% of the excretions can be collected in the dairy barn,
which is equivalent to 142,898 kg of excreta collected per year. From
this amount, it is possible to generate up to 34 MW per year, and the
cost price of a MW in Cuba is 260 USD, according to data from the
National Electricity Union (Velázquez 2020Velázquez, G. 2020. El costo de un kilowatt hora. UNE (Unión Nacional Eléctrica). Available: https://www.unionelectrica.cu/el-costo-de-un-kilowatt-hora/.). The economic value of generation from renewable energy sources is 8,840 USD.
For
this function, the calculated value only represents a small portion of
the income that can be generated from the biodigester construction. In
addition to electrical energy, biogas and organic fertilizer can be
obtained (Alonso et al. 2020Alonso, Á.C., Benítez, M., Iriban, C.A. & Vázquez, A. 2020. "Aportes económicos-ambientales de un agroecosistema lechero". Cooperativismo y Desarrollo (COODES), 8(2): 250-262, ISSN: 2310-340X.),
which means avoided costs for fuel used for cooking food and for the
purchase and application of fertilizers, respectively. Despite the
construction of the biodigester is a high investment, its recovery
period is short due to economic benefits that can be obtained. Another
element that must be considered is that this prevents solid waste
accumulation, and it is an effective way to treat these wastes.
With
regard to biodiversity, biodiversity index (H) of vegetation in the
silvopastoral grassland was 1.07, on average. This indicated that SSP
maintained stability in the soil-pasture system, which was evident in
the high density of base pasture, decrease of weeds and gradual increase
of soil fertility (Lok et al. 2015Lok,
S., Díaz, J., Crespo, G. & Torres, V. 2015. Servicios ambientales
generados por la aplicación de tecnologías ganaderas en sistemas
agropecuarios tropicales. Memorias VIII Congreso de la Sociedad Cubana
de la Ciencia del Suelo, La Habana, Cuba.). This way, the
number of weed control activities was reduced. This performance caused
vegetation diversity to decrease, as a result of a correct management,
which managed to maintain the grass-legume association in the
proportions established by technology (Ruiz et al. 2019Ruiz,
T.E., Febles, G.J., Castillo, E., Simón, L., Lamela, L., Hernández, I.,
Jordán, H., Galindo, J.L., Chongo, B.B., Delgado, D.C., Crespo, G.J.,
Valenciaga, N., La O, O., Alonso, J., Cino, D.M., Lok, S., Reyes, F.,
Esperance, M., Iglesias, J. & Soca, M. 2019. "Leucaena feeding
systems in Cuba". Tropical Grasslands-Forrajes Tropicales, 7(4): 403-406, ISSN: 2346-3775, DOI: https://doi.org/10.17138/TGFT(7)403-406.) to guarantee productivity, efficiency and persistence of the system.
According to the study by Miranda et al. (2008)Miranda,
T., Machado, R., Machado, H., Brunet, J. & Duquesne, P. (2008).
"Valoración económica de bienes y servicios ambientales en dos
ecosistemas de uso ganadero". Zootecnia Tropical, 26(3): 187-189, ISSN: 0798-7269.,
under similar conditions, the number of days dedicated to weed control
per hectare per year was reduced to 10. During 2020, mean daily wage of a
worker in Cuba, converted to dollars, was obtained from the information
provided by DITA. The economic value of the biodiversity function in
the dairy rose to 609.50 USD. This is an acceptable figure, considering
that only vegetation biodiversity was considered. For subsequent
studies, fauna biodiversity associated with the system must be taken
into account, which economic value can be calculated from subjective
valuation techniques, such as the contingent valuation method or Delphi
technique (Pérez Torres 2016Pérez-Torres, F. 2016. "Medio ambiente, bienes ambientales y métodos de valoración". Equidad y Desarrollo, 25: 119-158, ISSN: 2389-8844, DOI: https://doi.org/10.19052/ed.3725.).
The
total economic value of the Genetic 3 dairy farm is 984.71 USD per
hectare, so total economic contributed value by the livestock ecosystem
during 2020 was 52,189.15 USD (table 1).
The function that contributed the most to total value was milk
production, which is the main objective of the dairy farm. It is
followed by carbon sequestration function, which could have a higher
value if it had been calculated in the rest of the strata of the
agroecosystem. On the contrary, biodiversity function was the one with
the lowest economic value. This can be explained because it was only
possible to determine the value associated with plant diversity of the
system, and it was not possible to calculate the value of the
biodiversity associated with fauna. It is important to highlight the
superiority of the total economic value of the system, with respect to
if only the productive function of the dairy had been considered.
Table 1.
Total economic value of Genético 3 dairy farm per environmental functions
| Environmental functions |
Total economic value (USD/ha/year)
|
Total economic value (USD/year)
|
|---|
| Milk production | 333.40 | 17,669.60 |
| Carbon sequestration | 292 | 15,476 |
| Nitrogen fixation and soil fertility | 89.17 | 4,726 |
| Soil quality | 91.85 | 4,868.05 |
| Obtaining of renewable energies | 166.79 | 8,840 |
| Biodiversity | 11.50 | 609.50 |
| Total | 984.71 | 52,189.15 |
This integrative analysis of the dairy farm allows managing
the livestock activity from a multidimensional point of view. An
ecosystem cannot be efficiently managed, if all the generated
environmental functions are not taken into account. This way, it is
possible to appreciate the different economic benefits that can be
obtained from the environmental goods and services offered by these
ecosystems, and, thereby, encourage farmers to promote their generation.
In
recent years, environmental economic evaluation studies have increased
in the Cuban livestock sector. However, these are not enough,
considering the function of livestock farming for intensifying
environmental problems and its potential for mitigating them (Báez Quiñones 2018Báez, N. 2018. "Valoración económica del medio ambiente y su aplicación en el sector ganadero cubano". Pastos y Forrajes, 41(3): 161-169, ISSN: 2078-8452.).
This
study is an approximation to the economic value provided by the
Genético 3 dairy farm, taking into account the total of its functions.
This research demonstrates the importance of considering environmental
economic evaluation as an instrument to achieve sustainable management
and reach resilience of livestock ecosystems. This type of exercise
should be applied throughout Cuba, so as to promote the inclusion of
environmental benefits and costs in the accounting of productive units.
This does not mean that it is the only element to consider when making
decisions, since it is important that cultural, social and political
aspects are also taken into account.
En
los últimos años, la relación entre economía y medio ambiente ha
comenzado a tomar auge. Las investigaciones científicas se empiezan a
centrar en la cuantificación del valor de los componentes ambientales.
Si bien algunos recursos naturales, como las producciones ganaderas,
poseen un precio en el mercado, este no contempla en la mayoría de los
casos, la amplia variedad de funciones ambientales que le añaden un
valor económico mayor. Generalmente, este componente ambiental se
desestima al tomar decisiones relacionadas con su manejo (Rangel et al.2013Rangel,
R. A., Durán, O., Gómez, G., Ferro, H., Barranco, G., Sánchez, M.,
Abraham, A. N., Cuadrado, L., Herrera, P. & Vilamajó, D. 2013.
"Valoración económico-ambiental de recursos naturales seleccionados en
la cuenca del río Guanabo, La Habana, Cuba". Revista Iberoamericana de Economía Ecológica, 20: 45-55, ISSN: 1390-2776. y Ferro et al.2016Ferro,
H., Gómez, G. & Herrera, P. 2016. "Valoración económica de los
impactos ambientales seleccionados del cuabal en la Reserva Ecológica La
Coca, La Habana, Cuba". Acta Botánica Cubana, 215(1): 24-37, ISSN: 0255-7835.).
Los
sistemas silvopastoriles (SSP), como forma de producción ganadera, se
muestran como una alternativa sostenible y de elevado valor económico,
debido fundamentalmente al óptimo aprovechamiento que se logra hacer de
los estratos que forman su vegetación. Además, constituyen un reservorio
natural de elevadas producciones de biomasa, lo que no solo permite la
creación de sumideros de carbono en forma de árboles y productos
maderables, sino que propicia el aumento de la biodiversidad del
agroecosistema. Con ello se favorece la conservación de los recursos
naturales existentes, así como el aumento de la disponibilidad de
alimento para la producción ganadera (Miranda et al.2008Miranda,
T., Machado, R., Machado, H., Brunet, J. & Duquesne, P. (2008).
"Valoración económica de bienes y servicios ambientales en dos
ecosistemas de uso ganadero". Zootecnia Tropical, 26(3): 187-189, ISSN: 0798-7269. y López-Vigoa et al. 2017López-Vigoa,
O., Sánchez-Santana, T., Iglesias-Gómez, J.M., Lamela-López, L.,
Soca-Pérez, M., Arece-García, J. & Milera-Rodríguez, M. 2017. "Los
sistemas silvopastoriles como alternativa para la producción animal
sostenible en el contexto actual de la ganadería tropical". Pastos y Forrajes, 40(2): 83-95, ISSN: 2078-8452.).
Resulta
necesario valorar económicamente las diferentes funciones ambientales
que posee el agroecosistema en estudio, como base para potenciar su
manejo integral y conseguir su sostenibilidad. El objetivo de este
trabajo fue determinar el valor económico ambiental de una lechería
típica de la provincia Mayabeque, basada en la explotación de un sistema
silvopastoril (SSP) con Leucaena leucocephala, luego de 20 años de producción continua.
Materiales y MétodosEl
estudio se desarrolló en la vaquería Genético 3,lechería típica
tropical, que pertenece a la Dirección de Innovación y Tecnologías
Aplicadas (DITA) del Instituto de Ciencia Animal (ICA), de la provincia
Mayabeque, Cuba.
Esta instalación se ubica en los 22°93’ latitud Norte y los 82°01 longitud Oeste, a una altura de 80 m s.n.m. (Atlas Nacional de Cuba 1989Atlas
Nacional de Cuba. 1989. Ed. Instituto de Geografía de la Academia de
Ciencias de Cuba e Instituto Cubano de Geodesia y Cartografía. La
Habana, Cuba, p. 27.) y cuenta con 53 ha de suelos,
fundamentalmente de tipo ferralítico rojo hidratado (ferralsol). Se basa
en un SSP con 20años de explotación a partir de la gramínea Megathyrsus maximus Jacq (guinea) y la leguminosa arbustiva Leucaena leucocephala
(Lam.) De Wit vc. Perú. La población de leucaena en sus inicios fue de
9014 árboles por hectárea. En el año 10 de establecido se realizó una
poda, por lo que disminuyó la población de la leguminosa aproximadamente
en 20%. En el año estudiado, los árboles tenían una altura superior a 2
m, por lo que no constituían una fuente de alimento para el ganado,
aunque el SSP sí continuaba aportando el resto de los beneficios
ambientales asociados. Constituían el ganado vacas de la raza Holstein,
Siboney y mestizo. La carga animal promedio fue 1.8 UGM ha-1
en los últimos cinco años. Los animales recibían un concentrado a partir
de los 3 L leche/d para cubrir sus requerimientos y alcanzar la
producción de leche deseada. El tiempo de rotación fue cada 57 y 28 d
como promedio, en la época poco lluviosa y lluviosa, respectivamente.
En
esta investigación se aplicaron diferentes técnicas de valoración
económica ambiental en el SSP. El enfoque metodológico que se utilizó
fue la teoría del valor económico total (VET) para identificar los
bienes y servicios ambientales aportados por el ecosistema ganadero y
valorarlos económicamente, a partir de técnicas ya reconocidas en la
literatura. Ello permitió separar la valoración de los bienes y
servicios ambientales según su uso. Dixon y Pagiola (1998) Dixon,
J. & Pagiola, S. 1998. Análisis económico y evaluación ambiental.
Environmental Assessment Sourcebook UPDATE, Environmental Department.
The World Bank, (23): 17. han reseñado esta teoría y Ferro et al. (2016)Ferro,
H., Gómez, G. & Herrera, P. 2016. "Valoración económica de los
impactos ambientales seleccionados del cuabal en la Reserva Ecológica La
Coca, La Habana, Cuba". Acta Botánica Cubana, 215(1): 24-37, ISSN: 0255-7835. han realizado la evaluación económica de los impactos ambientales de una reserva ecológica en La Habana. Ripka de Almeida et al. (2018)Ripka
de Almeida, A., Luiz da Silva, C. & Hernández Santoyo, A. 2018.
"Métodos de valoración económica ambiental: instrumentos para el
desarrollo de políticas ambientales". Revista Universidad y Sociedad, 10(3): 134-141, ISSN: 2218-3620. discuten sobre diferentes métodos de valoración económica ambiental empleados en cuatro países, y Alonso Vázquez et al.(2020)Alonso, Á.C., Benítez, M., Iriban, C.A. & Vázquez, A. 2020. "Aportes económicos-ambientales de un agroecosistema lechero". Cooperativismo y Desarrollo (COODES), 8(2): 250-262, ISSN: 2310-340X. determinan el valor económico total de una lechería en la provincia de Pinar del Río.
El VET se compone del valor de uso (VU) y el valor de no uso (VNU) (ecuación 1VET=VU + VNU).
El valor de uso se divide en el valor de uso directo (VUD), que se
refiere al recurso que se obtiene por el desarrollo de cierta actividad;
el valor de uso indirecto (VUI), que son aquellos beneficios que se
derivan del funcionamiento de los ecosistemas, y el valor de opción
(VO), que tiene que ver con la posibilidad de utilizar o no el recurso
ambiental en el futuro (ecuación 2VU=VUD + VUI + VO).
A su vez, el VUD se divide en consuntivo, que se refiere a bienes que
pueden ser extraídos, consumidos o disfrutados directamente; y no
consuntivo, que comprende aquellos valores derivados de la recreación y
la ciencia. El valor de no uso se divide en valor de legado (VL) y valor
de existencia (VE) (ecuación 3VNU=VL + VE).
El primero se refiere a la posibilidad de que el recurso sea consumido
por las generaciones futuras, y el segundo al valor que se le otorga a
cierto recurso, solo por el hecho de saber que existe(Pearce y Moran 1994Pearce, D. & Moran, D. 1994. "The Economic Value of Biodiversity". Annual Review of Resource Economics, 11: 355-375, ISSN: 1941-1359, DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-resource-100518-093946. y Dixon y Pagiola1998Dixon,
J. & Pagiola, S. 1998. Análisis económico y evaluación ambiental.
Environmental Assessment Sourcebook UPDATE, Environmental Department.
The World Bank, (23): 17. ).
Para la función ambiental de producción de leche se utilizó la técnica del beneficio bruto (Rangel et al.2013Rangel,
R. A., Durán, O., Gómez, G., Ferro, H., Barranco, G., Sánchez, M.,
Abraham, A. N., Cuadrado, L., Herrera, P. & Vilamajó, D. 2013.
"Valoración económico-ambiental de recursos naturales seleccionados en
la cuenca del río Guanabo, La Habana, Cuba". Revista Iberoamericana de Economía Ecológica, 20: 45-55, ISSN: 1390-2776. y Ferro et al.2016Ferro,
H., Gómez, G. & Herrera, P. 2016. "Valoración económica de los
impactos ambientales seleccionados del cuabal en la Reserva Ecológica La
Coca, La Habana, Cuba". Acta Botánica Cubana, 215(1): 24-37, ISSN: 0255-7835.).
Se utilizaron los datos económicos y de eficiencia productiva,
registrados por la DITA durante el año2020, como son los ingresos y
gastos de la vaquería en el período de interés, por ciento de vacas en
ordeño y litros de leche por vaca por día.
Para determinar el carbono almacenado en el suelo (CAS) se aplicó el método utilizado por Miranda et al.(2007Miranda,
T., Machado, R., Machado, H. & Duquesne, P. 2007. "Carbono
secuestrado en ecosistemas agropecuarios cubanos y su valoración
económica. Estudio de caso". Pastos y Forrajes, 30(4): 483-491, ISSN: 2078-8452., 2008)Miranda,
T., Machado, R., Machado, H., Brunet, J. & Duquesne, P. (2008).
"Valoración económica de bienes y servicios ambientales en dos
ecosistemas de uso ganadero". Zootecnia Tropical, 26(3): 187-189, ISSN: 0798-7269.
a partir del área, la densidad aparente, la profundidad de muestreo y
la materia orgánica contenida en el suelo. Según la literatura
internacional, el CAS se obtiene de la división del porcentaje de
materia orgánica (%MO) entre 1.7 (McVay y Rice 2002McVay,
K.A., & Rice, C.W. 2002. Soil organic matter and the global carbon
cycle. Agricultural Experiment Station and Cooperative Extension
Service, Kansas State University, Kansas City, USA. ).
Para determinar la materia orgánica se realizaron cuatro muestreos, en
los que se seleccionaron dos diagonales del área, y se tomó una muestra
homogénea en cinco puntos, de 0 a 20 cm de profundidad en cada una de
ellas, según Henríquez y Cabalceta (1999)Henríquez, C. & Cabalceta, G. 1999. Guía práctica para el estudio introductorio de los suelos con un enfoque agrícola. 1st Ed. Ed. Asociación Costarricense de la Ciencia del Suelo. Montes de Oca, Costa Rica, ISBN: 978-9968-9780-5-7.. De esta manera se obtuvo el CAS en t C ha-1a partir del área (ha), la densidad aparente (t/m3),
la profundidad de muestreo del suelo (m) y su fracción de carbono
(%CS/100). Para la valoración económica de dicha función se multiplicó
el carbono almacenado en el suelo en la totalidad del área por el precio
promedio de la tonelada de carbono en el mercado internacional. Ferro et al.(2016)Ferro,
H., Gómez, G. & Herrera, P. 2016. "Valoración económica de los
impactos ambientales seleccionados del cuabal en la Reserva Ecológica La
Coca, La Habana, Cuba". Acta Botánica Cubana, 215(1): 24-37, ISSN: 0255-7835. plantean que este precio oscila entre 5 y 10 USD. En el estudio desarrollado por Miranda et al. (2008)Miranda,
T., Machado, R., Machado, H., Brunet, J. & Duquesne, P. (2008).
"Valoración económica de bienes y servicios ambientales en dos
ecosistemas de uso ganadero". Zootecnia Tropical, 26(3): 187-189, ISSN: 0798-7269. fue de 10 USD. Portela Peñalver et al.(2019)Portela
Peñalver, L., Rivero Galván, A. & Portela Peñalver, L. 2019.
"Valoración Económica de bienes y servicios ecosistémicos en montañas de
Guamuhaya, Cienfuegos, Cuba". Revista Universidad y Sociedad, 11(3): 47-55, ISSN: 2218-3620. toman el valor de 5 USD, reportado por el Banco Mundial, al igual que Rodríguez Córdova et al.(2017)Rodríguez-Córdova,
R., Mir-Frutos, Z. & Guzmán-Alberteris, L. 2017. "Incidencia de la
valoración económica de bienes y servicios ecosistémicos en la gestión
ambiental". Revista Universidad y Sociedad, 9(5): 262-267, ISSN: 2218-3620..En este estudio se toma el precio de 8 USD, ya que es un valor promedio de los que se han informado en la literatura.
La
fijación de nitrógeno y la fertilidad del suelo se determinaron a
partir del estudio de los indicadores agroquímicos del pastizal
silvopastoril de la lechería. Se tuvieron en cuenta los valores de por
ciento de nitrógeno total y pH. Su valor económico se obtuvo a partir de
los costos evitados por concepto de fertilización inorgánica de
mantenimiento, según lo recomendado por Milera et al. (2017)Milera, M., Alonso, O., Machado, H.C. & Machado, R.L. 2017. "Megathyrsus maximus. Resultados científicos y potencialidades ante el cambio climático en el trópico". Avances en Investigación Agropecuaria, 21(3): 41-61, ISSN: 0188-7890. para el pasto guinea.
Para
la función calidad del suelo se determinó el índice de calidad visual
del suelo (ICV) de manera estacional en cada año, según Shepherd (2008)Shepherd,
T.G. 2008. Visual Soil Assessment. Volume 1: Field guide for pastoral
grazing and cropping on flat to rolling country. horizons.mw Report
Number 20/EXT/425. horizons.mw & Landcare Research, New Zealand,
ISBN: 1-877221-92-9.. Se tomaron cinco puntos
representativos para la determinación visual de la textura, estructura y
consistencia, porosidad, color, contenido de lombrices, profundidad de
penetración de las raíces, encharcamiento, cobertura superficial y
erosión del suelo. Además, se tomó un punto de referencia no disturbado
para tener mayor precisión para determinar la coloración natural de ese
suelo, sin los efectos del cultivo, así como para comparar la estructura
y la porosidad. La prueba se realizó siempre en suelos con humedad
adecuada (entre 60 y 80 %), para lo que se realizó la prueba del gusano o
tabaquito. Esta consiste en tomar suelo en la palma de la mano y
enrollarlo para hacer un tabaquito de 5 cm de largo y 0.4 cm de
diámetro. Si el suelo cruje y se rompe antes de terminar, significa que
posee humedad adecuada; si se hace el gusanito, es que posee demasiada
humedad. Cada punto de muestreo se tomó en un cuadro de 20 cm de ancho
por 20 cm de largo por 30 cm de profundidad. Un índice superior a 30
indica que las condiciones del suelo son buenas, lo que se debe a un
manejo adecuado del sistema, y esto permite que se dejen de realizar
labores de rehabilitación. Su valor económico se obtuvo a partir de los
costos evitados por concepto de rehabilitación del pastizal, a partir de
lo informado por Padilla et al. (2009)Padilla, C., Crespo, G. & Sardiñas, Y. 2009. "Degradation and recovery of swards". Cuban Journal of Agricultural Science, 43(4): 341-344, ISSN: 2079-3480..
En
el caso de la función de obtención de energías renovables, se estudió
la factibilidad de construir un biodigestor. Con él es posible a partir
de las excretas recolectadas en la vaquería obtener la energía eléctrica
necesaria para las labores diarias de la vaquería. Para ello se
emplearon los indicadores para la producción de energía eléctrica en
biodigestores con excretas bovinas, informados para Cuba por Suárez-Hernández et al. (2018)Suárez-Hernández,
J., Sosa-Cáceres, R., Martínez-Labrada, Y., Curbelo-Alonso, A.,
Figueredo-Rodríguez, T. & Cepero-Casas, L. 2018. Evaluación del
potencial de producción del biogás en Cuba. Pastos y Forrajes, 41(2): 85-92, ISSN: 2078-8452.
El ahorro por concepto de pago de energía eléctrica que tiene la
lechería, si se construye el biodigestor, constituye un beneficio
ambiental y por tanto, una parte del valor económico de esta función.
Para
el cálculo de la biodiversidad vegetal del ecosistema lechero se tuvo
en cuenta el índice de Shannon (H), según la metodología indicada por Shannon y Weaver (1949)Shannon, C. & Weaver, W. 1949. The mathematical theory of communication. Urbana, IL: University of Illinois Press., USA..
El valor económico se obtuvo a partir de los costos evitados,
adjudicables a dicho servicio ambiental. Estos se calcularon como el
producto de las jornadas necesarias para controlar las malezas en el
área estudiada y el costo del salario medio de un obrero, para lo que se
tomó como referencia el trabajo de Miranda et al.(2008)Miranda,
T., Machado, R., Machado, H., Brunet, J. & Duquesne, P. (2008).
"Valoración económica de bienes y servicios ambientales en dos
ecosistemas de uso ganadero". Zootecnia Tropical, 26(3): 187-189, ISSN: 0798-7269..
Resultados y DiscusiónEn
el agroecosistema ganadero se identificaron seis funciones ambientales,
que se agruparon por su categoría de valor, de acuerdo con la teoría
del VET (figura 1). Luego se valoraron económicamente y se determinó su VET.
Figura 1.
Esquema del valor económico total del agroecosistema ganadero, según las principales funciones ambientales identificadas
Producción de leche. La aplicación de la técnica de beneficio
bruto permitió calcular en el año 2020 un valor económico de 17 669.60
USD como promedio para dicha función. Este es un valor aceptable, si se
tiene en cuenta que la vaquería tiene 87 vacas, y de ellas 62.4% se
encuentra en ordeño, y cada una aporta un promedio de ocho litros de
leche al día. Estos valores se corresponden con los informados en Cuba
por del Pozo (2019)Del
Pozo, P.P. 2019. "Los sistemas silvopastoriles. Una alternativa para el
manejo ecológico de los pastizales: Experiencias de su aplicación en
Cuba". Cadernos de Agroecologia, 14(2), ISSN: 2236-7934., quien registró entre 6-12 L/vaca/d. Son muy cercanos a los obtenidos por Iglesias et al. (2017)Iglesias, J.M., Simón, L. & Martín, G.J. 2017. "Sistemas silvopastoriles en el contexto cubano". Agroecología, 12(1): 75-82, ISSN: 1989-4686. ,
quienes refirieron entre 6.7-10.1 L/vaca/d en SSP con leucaena, también
en Cuba. En esta investigación, la producción de leche por hectárea en
el año estudiado fue de 1667 L/ha, lo que demuestra un uso adecuado del
recurso tierra. Se produjeron en ese año un total de 88 348 L y el
precio del litro de leche fue de 0.20 USD.
Con respecto a la
retención de carbono, en este estudio se encontraron valores en la
profundidad de 0 a 20 cm, que estuvieron entre 33 y 40 t C ha-1,
y se registró un valor económico de 292 USD/ha. El valor económico de
esta función se estimó en 15 476 USD para las 53 ha objeto de estudio.
Esta cifra es una pequeña parte de lo que realmente representa la
función de retención de carbono en el ecosistema estudiado, ya que no se
consideró el carbono almacenado en la biomasa aérea ni en la necrosada.
Miranda et al. (2008)Miranda,
T., Machado, R., Machado, H., Brunet, J. & Duquesne, P. (2008).
"Valoración económica de bienes y servicios ambientales en dos
ecosistemas de uso ganadero". Zootecnia Tropical, 26(3): 187-189, ISSN: 0798-7269.
plantean que 75% del carbono almacenado en el suelo se encuentra entre
los 20-80 cm de profundidad, las que no fueron objeto de estudio en este
trabajo. Alonso et al. (2020)Alonso, Á.C., Benítez, M., Iriban, C.A. & Vázquez, A. 2020. "Aportes económicos-ambientales de un agroecosistema lechero". Cooperativismo y Desarrollo (COODES), 8(2): 250-262, ISSN: 2310-340X. encontraron valores de CAS en los primeros 14 cm de profundidad, entre 26-35 t C ha-1, con valor económico de 213.50 USD/ha, resultados que son inferiores a los obtenidos en este estudio.
En cuanto a la fijación de nitrógeno y a la fertilidad del suelo, se conoce que L. leucocephala
tiene alto potencial, por ser una fuente rica en proteína para la
alimentación animal y por fijar nitrógeno al suelo. Estudios realizados
por Bueno y Camargo (2015)Bueno, L., & Camargo, J.C. 2015. "Edaphic nitrogen and nodulation of Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit in silvo- pastoral systems". Acta Agronómica, 64(4): 349-354, ISSN: 0120-2812, DOI: https://doi.org/10.15446/acag.v64n4.45362. y Cubillos-Hinojosa et al. (2021)Cubillos-Hinojosa,
J.G., Da Silva-Araujo, F. & Saccol-De Sá, E.L. 2021. "Rizobios
nativos eficientes en la fijación de nitrógeno en Leucaena leucocephala en Rio Grande do Sul, Brasil". Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial, 19(1): 128-138, ISSN: 1909-9959, DOI: https://doi.org/10.18684/BSAA(19)128-138.
señalan niveles de nitrógeno en el suelo desde 150 hasta 250 kg/ha/año,
por el efecto que tiene la presencia de este árbol que pertenece a la
familia de las leguminosas. Estas plantas generan simbiosis con
microorganismos del suelo del género Rhizobium, que crean nódulos en sus raíces y permiten la fijación simbiótica del N en el suelo.
En
este estudio se encontraron valores de 0.23% de nitrógeno total en la
capa de 0-10 cm del suelo y 0.17% en la capa de 10-20 cm. Estos valores
resultan bastante adecuados, ya que se considera que 0.25 % es lo
recomendado. Lok y Suárez (2014)Lok, S. & Suárez, Y. 2014. "Effect of fertilizers on the biomass production of Moringa oleifera and on some soil indicators during the establishment". Cuban Journal of Agricultural Science, 48(4): 399-403, ISSN: 2079-3480.
encontraron valores promedio de nitrógeno en suelos del ICA de 0.23%.
Este tipo de suelo presenta fertilidad media, según lo reportado por Febles et al. (2015)Febles,
J., Vega, M.B., Tolón, A., Moura, N., Somoza, J. & Díaz, J. R 2015.
"Buenos suelos en extinción: la degradación de los suelos ferralíticos
rojos en el Occidente de Cuba". Anales de la Academia de Ciencias de Cuba, 5(3), ISSN: 2304-0106..El
valor del pH fue de 6.69 y 6.37, de 0-10 cm y de 10-20cm de
profundidad, respectivamente. Estas cifras son muy cercanas a 7, es
decir, a la neutralidad. Esto hace que los nutrientes encuentren en el
suelo condiciones favorables para estar disponibles para las plantas, lo
que contribuye al mejoramiento de la fertilidad del suelo, y trae
consigo, a largo plazo, un ahorro por concepto de fertilización en el
área.
En pastizales de guinea se recomienda realizar una
fertilización de mantenimiento al año, de aproximadamente 150 kg/ha de
nitrógeno, en dependencia de las características del sistema (Milera et al.2017Milera, M., Alonso, O., Machado, H.C. & Machado, R.L. 2017. "Megathyrsus maximus. Resultados científicos y potencialidades ante el cambio climático en el trópico". Avances en Investigación Agropecuaria, 21(3): 41-61, ISSN: 0188-7890. y Sánchez Hernández et al. 2019Sánchez-Hernández,
M.A., Valenzuela-Haro, Y.E., Morales-Terán, G., Rivas-Jacobo, M. A.
& Fraire-Cordero, S. & Hernández-Sánchez, S. 2019. "Crecimiento
de pasto Guinea (Megathyrsus maximus (Jacq.) B.K. Simon & S.W.L. Jacobs) en respuesta a fertilización química en clima cálido húmedo". Agroproductividad, 12(8): 47-52, ISSN: 2594-0252, DOI: https://doi.org/10.32854/agrop.v0i0.1450.).
Para ello es necesario aplicar 326 kg/ha de urea, aproximadamente, ya
que la misma tiene 46% de nitrógeno, y es a 0.27 USD el kilo de este
fertilizante. El valor económico de esta función se estimó en 4 726 USD,
aproximadamente, para toda la lechería, lo que constituye el costo
evitado por la fertilización de mantenimiento en las 53 ha.
Al
analizar la calidad del suelo, el ICV mostró siempre valores por encima
de 30 puntos durante los 20 años de producción del SSP. Este valor se
considera bueno e indicó que el SSP y su manejo adecuado permitieron
mantener condiciones favorables en la calidad del suelo. Ello posibilitó
que no fuesen necesarias las labores de rehabilitación en el sistema
durante todo este período.
Padilla et al.(2009)Padilla, C., Crespo, G. & Sardiñas, Y. 2009. "Degradation and recovery of swards". Cuban Journal of Agricultural Science, 43(4): 341-344, ISSN: 2079-3480.
informaron el costo de varios métodos de rehabilitación de diferentes
pastizales. En el caso de pastizales de guinea sin fertilización, estos
autores informaron un costo de 91.85 USD/ha. Por tanto, el costo total
aproximado de una labor de rehabilitación en la lechería objeto de
estudio ascendería a 4 868.05 USD. Este valor se considera el costo
evitado por labores de rehabilitación que no fueron necesarias en la
vaquería, gracias a las prósperas condiciones del suelo, lo que
constituye el valor económico de la calidad del suelo como función
ambiental.
Si se atiende a la obtención de energía renovable, los
sistemas ganaderos tienen potencialidades para su producción, a partir
de las excretas depositadas por los animales. Con la construcción de un
biodigestor se puede generar energía eléctrica, capaz de autoabastecer
el consumo de la unidad productiva. Cada animal puede excretar 10 kg
diarios (Crespo 2018Crespo, G.J. 2018. "¿Cómo incrementar la materia orgánica del suelo en la actividad ganadera del trópico?" Avances en Investigación Agropecuaria, 22(3): 37-44, ISSN: 0188-7890.)
y la vaquería cuenta con 87 animales, lo que equivale a 870 kg diarios,
que serían 317550 kg anuales. La unidad tiene un estercolero y en la
nave se puede recoger 45 % de las excretas, lo que equivale a 142898 kg
de excretas recolectadas al año. A partir de esta cantidad, es posible
generar hasta 34 MW anuales, y el precio de costo del MW en Cuba es 260
USD, según datos de la Unión Eléctrica Nacional (Velázquez 2020Velázquez, G. 2020. El costo de un kilowatt hora. UNE (Unión Nacional Eléctrica). Available: https://www.unionelectrica.cu/el-costo-de-un-kilowatt-hora/.). El valor económico de la generación de fuentes renovables de energía es de 8 840 USD.
Para
esta función, el valor calculado solo representa una ínfima parte de
los ingresos que se pueden generar a partir de la construcción del
biodigestor. Además de energía eléctrica, se puede obtener biogás y
abono orgánico (Alonso et al. 2020Alonso, Á.C., Benítez, M., Iriban, C.A. & Vázquez, A. 2020. "Aportes económicos-ambientales de un agroecosistema lechero". Cooperativismo y Desarrollo (COODES), 8(2): 250-262, ISSN: 2310-340X.),
lo que se traduce en costos evitados por concepto de combustible
utilizado para la cocción de alimentos y por compra y aplicación de
fertilizantes, respectivamente. A pesar de que la construcción del
biodigestor es una alta inversión, su período de recuperación es corto
por los beneficios económicos que se pueden obtener. Otro elemento que
se debe considerar es que con ello se evita la acumulación de residuales
sólidos, y resulta una manera efectiva de tratar estos residuales.
En
lo que respecta a la biodiversidad, el índice de diversidad biológica
(H) de la vegetación en el pastizal silvopastoril fue de 1.07, como
promedio. Esto indicó que el SSP mantuvo estabilidad en el sistema
suelo-pasto, lo que se evidenció en la alta densidad del pasto base, la
disminución de las malezas y el incremento paulatino de la fertilidad
del suelo (Lok et al.2015Lok,
S., Díaz, J., Crespo, G. & Torres, V. 2015. Servicios ambientales
generados por la aplicación de tecnologías ganaderas en sistemas
agropecuarios tropicales. Memorias VIII Congreso de la Sociedad Cubana
de la Ciencia del Suelo, La Habana, Cuba.). De esta forma,
se redujo el número de actividades de control de arvenses. Este
comportamiento produjo que disminuyera la diversidad de la vegetación,
como resultado del manejo acertado, que logró que se mantuviera la
asociación gramínea-leguminosa en las proporciones que establece la
tecnología (Ruiz et al.2019Ruiz,
T.E., Febles, G.J., Castillo, E., Simón, L., Lamela, L., Hernández, I.,
Jordán, H., Galindo, J.L., Chongo, B.B., Delgado, D.C., Crespo, G.J.,
Valenciaga, N., La O, O., Alonso, J., Cino, D.M., Lok, S., Reyes, F.,
Esperance, M., Iglesias, J. & Soca, M. 2019. "Leucaena feeding
systems in Cuba". Tropical Grasslands-Forrajes Tropicales, 7(4): 403-406, ISSN: 2346-3775, DOI: https://doi.org/10.17138/TGFT(7)403-406.) para garantizar la productividad, eficiencia y persistencia del sistema.
Según el estudio de Miranda et al. (2008)Miranda,
T., Machado, R., Machado, H., Brunet, J. & Duquesne, P. (2008).
"Valoración económica de bienes y servicios ambientales en dos
ecosistemas de uso ganadero". Zootecnia Tropical, 26(3): 187-189, ISSN: 0798-7269.,
en condiciones similares, se redujo a 10 el número de jornadas
dedicadas al control de malezas por hectárea al año. Durante el 2020, el
salario medio por jornada de un obrero en Cuba, convertido a dólares,
se obtuvo de la información brindada por la DITA. El valor económico de
la función de biodiversidad en la vaquería ascendió a 609.50 USD. Esta
es una cifra aceptable, si se tiene en cuenta que solo se consideró la
biodiversidad de la vegetación. Para estudios posteriores se debe tener
presente la biodiversidad de la fauna asociada al sistema, cuyo valor
económico se puede calcular a partir de técnicas de valoración
subjetivas, como el método de la valoración contingente o la técnica de
Delphi (Pérez Torres2016Pérez-Torres, F. 2016. "Medio ambiente, bienes ambientales y métodos de valoración". Equidad y Desarrollo, 25: 119-158, ISSN: 2389-8844, DOI: https://doi.org/10.19052/ed.3725.).
El
valor económico total de la lechería Genético 3 es de 984.71 USD por
hectárea, por lo que el valor económico total aportado por el ecosistema
ganadero durante el 2020 fue de 52189.15 USD (tabla 1).
La función que más contribuyó al valor total fue la producción de
leche, que es el objetivo principal de la vaquería. Le sigue la función
de retención de carbono, que pudo tener un valor mayor si se hubiese
calculado en el resto de los estratos del agroecosistema. Por el
contrario, la función de biodiversidad fue la que menor valor económico
tuvo. Esto se puede explicar porque solo se pudo determinar el valor
asociado a la diversidad vegetal del sistema, y no se logró calcular el
valor de la biodiversidad asociada a la fauna. Es importante resaltar la
superioridad del valor económico total del sistema, con respecto a si
solo se hubiese tenido en cuenta la función productiva de la lechería.
Tabla 1.
Valor económico total de la vaquería Genético 3 por funciones ambientales
| Funciones ambientales |
Valor económico total (USD/ha/año)
|
Valor económico total (USD/año)
|
|---|
| Producción de leche | 333.40 | 17 669.60 |
| Retención de carbono | 292 | 15 476 |
| Fijación de nitrógeno y fertilidad del suelo | 89.17 | 4 726 |
| Calidad del suelo | 91.85 | 4 868.05 |
| Obtención de energías renovables | 166.79 | 8 840 |
| Biodiversidad | 11.50 | 609.50 |
| Total | 984.71 | 52 189.15 |
Este análisis integrador de la vaquería permite gestionar la
actividad ganadera desde un punto de vista multidimensional. No se puede
manejar eficientemente un ecosistema, si no se tiene en cuenta la
totalidad de las funciones ambientales que se generan. De esta manera es
posible apreciar los diferentes beneficios económicos que se pueden
obtener a partir de los bienes y servicios ambientales que estos
ecosistemas ofertan, y con ello incentivar a los productores a potenciar
la generación de los mismos.
En los últimos años se han
incrementado los estudios de valoración económica ambiental en el sector
ganadero cubano. No obstante, estos no son suficientes, si se tiene en
cuenta la función que desempeña la ganadería en la intensificación de
los problemas ambientales y las potencialidades que tiene para
mitigarlos (Báez Quiñones 2018Báez, N. 2018. "Valoración económica del medio ambiente y su aplicación en el sector ganadero cubano". Pastos y Forrajes, 41(3): 161-169, ISSN: 2078-8452.).
Este
estudio es una aproximación al valor económico que aporta la vaquería
Genético 3, si se tiene en cuenta el total de sus funciones. El trabajo
demuestra la importancia de considerar la valoración económica
ambiental, como instrumento para lograr el manejo sostenible y alcanzar
la resiliencia de los ecosistemas ganaderos. Este tipo de ejercicio se
debe aplicar en toda Cuba, de forma tal que se fomente la inclusión de
los costos y beneficios ambientales en la contabilidad de las unidades
productivas. Esto no quiere decir que sea el único elemento a considerar
al tomar decisiones, ya que es importante que se tengan en cuenta
también aspectos de carácter cultural, social y político.