En este sentido, los investigadores informaron que las plantas pueden sufrir estrés salino en cualquier ambiente, siempre que la concentración de los iones de la sal supere concentraciones de aproximadamente 50 mM (milimolar), que sería aproximadamente 3 gr de sal en un litro.

3 gramos de sal por litro (50 mM) puede no parecer mucho —es menos de una cucharadita—, pero para las plantas es como si sus raíces bebieran agua mezclada con el líquido de un encurtido.

“Hay ciertas condiciones que permiten suelos más salinos, como aquellos cercanos al agua de mar, y otros donde por efecto de técnicas de fertilización excesivas, permiten la acumulación de estos iones”, ilustra el Dr. José Ortiz, investigador de la Universidad de Concepción.

La respuesta de las legumbres ante el estrés salino

El nuevo estudio reveló que estas dos legumbres, los porotos (Phaseolus vulgaris) y las arvejas (Pisum sativum), tienen estrategias para sobrevivir en condiciones extremas, gracias a ciertas bacterias del suelo que son capaces de fijar nitrógeno atmosférico (N2) (o nitrógeno del aire), siendo el más reconocido el género Rhizobium spp.

“Los rhizobios captan el nitrógeno, el cual en parte es incorporado en los compuestos orgánicos de la planta. La planta lo utiliza como nutriente, permitiéndole crecer en suelos pobres en nitrógeno, y por ende, evitar el uso (excesivo) de fertilizantes”, indica el Dr. Ortiz.

El Dr. Teodoro Coba de la Peña, investigador de CEAZA, agrega que “estas bacterias fijadoras tienen la capacidad de establecer una asociación simbiótica con plantas leguminosas como alfalfa, soja, porotos, lentejas y otras”.

El experimento

Para realizar el análisis, se expusieron ambas plantas a altas dosis de sal (equivalente a 17 gramos por litro de agua) en una simulación del estrés salino.

“Se utilizaron plantas de soja y de arveja, comparando plantas noduladas y no noduladas, y en cada en cada caso comparando plantas estresadas con no estresadas. Los ensayos se realizaron en macetas en cámara de crecimiento”, indicó el investigador.

“Este riego se prolongó por 24 y 72 horas, y el material se cosechó a estos dos tiempos, para su posterior análisis. La novedad de hacer esto, era que si bien existen muchos trabajos donde se ve el efecto de la salinidad en plantas y rhizobios, no se había indagado en el efecto que tiene la presencia de rhizobio a nivel fisiológico en la planta durante la sequía, ni de cómo la respiración mitocondrial influiría en esta respuesta”, agrega el Dr. Ortiz.

La arveja aguanta inicialmente, pero a las 72 horas su capacidad de fijar nitrógeno colapsa. El poroto, en cambio, sacrifica parte de su producción de nitrógeno pero activa un sistema antioxidante para protegerse.

“Ambas especies de leguminosas son de uso agronómico, y en general el nivel de respuesta al estrés salino que observamos sugiere que, en condiciones de campo, podrían tener una mayor tolerancia a la sequía que otras variedades, lo que permitirá su crecimiento en condiciones más áridas por ejemplo, o en suelos de menor calidad”, concluye el investigador.

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En este contexto, el Centro Científico CEAZA con el financiamiento de CORFO, comenzó a trabajar en un proyecto pionero en la región de Coquimbo, cuyo propósito es diseñar e implementar un sistema piloto para tratar las aguas residuales de empresas pisqueras y cerveceras por medio de humedales depuradores, con la participación de Pisco Los Nichos y Cervecería Atrapaniebla, las que ya fueron visitadas por el equipo técnico-científico del proyecto para estudiar y conocer en terreno las aguas residuales y alternativas de construcción de humedales de acuerdo a las condiciones y necesidades de cada empresa. Asimismo, se visitó la planta de Pisco Capel en Punitaqui, para conocer su experiencia sobre el humedal que construyeron hace años para depurar el agua.

La iniciativa

El proyecto “Aplicación y Adaptación de Tecnologías en el Reúso de Agua a través de Humedales Depuradores” contempla el diseño y construcción de dos humedales depuradores. Iniciativa ejecutada por el Centro Científico CEAZA con el financiamiento de CORFO a través del fondo “Bienes Públicos 2024 – Gestión Hídrica en la Región de Coquimbo”. Como coejecutores, contribuyen con conocimiento relevante en la implementación de humedales depuradores, la Universidad Católica del Maule y la Universidad Austral de Chile a través del Centro de Humedales Río Cruces. La Corporación Regional de Desarrollo Productivo (CRDP) participa como mandante, procurando realizar la transferencia y difusión de la solución al sector productivo.

Claudio Vásquez, gerente corporativo del Centro Científico CEAZA y director del proyecto explicó que “nuestro centro se ha enfocado en realizar investigación científica de primer nivel con impacto a nivel regional, generando diagnósticos y proyecciones de la condición hidroclimática presente y futura. Sin embargo, la situación hídrica de la región, nos obliga a explorar alternativas para ser y hacer más eficiente el consumo de agua”.

Solución basada en la naturaleza

El científico explicó que “es por ello que, gracias al aporte de CORFO, iniciamos un proyecto experimental dirigido a la industria pisquera, a partir de la implementación de humedales depuradores de agua, solución basada en la naturaleza, lo cual además de disponer del agua depurada, permite reducir inversiones, disminuir recursos en mantención, y minimizar riesgos de contaminación por uso de RILES. Hemos identificado que un volumen importante de aguas residuales corresponden al lavado de equipos y de maquinarias, y nuestro objetivo es poder depurar este flujo, mejorar su calidad e identificar usos de esta agua en actividades productivas de interés regional”.

Andrés Zurita, director de CORFO Región de Coquimbo destacó que “queremos buscar nuevas soluciones que permitan trabajar en tecnologías de costo accesible y que nos generen soluciones para el reúso de agua, que es un tema que aún está muy poco explotado en la región. El porcentaje de reuso es muy bajo, por lo tanto hay una fuente posible de recursos hídricos que se pueden reutilizar en otras actividades productivas”.

Versatilidad

Ignacio Rodríguez, director ejecutivo del CEHUM e investigador del proyecto, indicó que “nuestra experiencia en el uso de humedales depuradores a nivel productivo, como el Bien Público de CORFO que estamos finalizando para la industria quesera, nos dio la oportunidad de ahora abrirnos a un campo nuevo para nosotros, fuera de la región de Los Ríos y en un área productiva diferente, lo que demuestra la versatilidad de estas soluciones basadas en la naturaleza”.

“Nuestra motivación principal es tratar de gastar la menor cantidad de agua y hacerle un bien a los suelos degradados donde se encuentra la cervecería, este proyecto permitiría regar una zona con especies nativas. Nos interesa recuperar las aguas grises, las que estamos desechando y deseamos reutilizarlas para darles un fin con un sello sustentable”, destacó Miguel Carcuro, co-fundador de Cervecería Atrapaniebla.

¿Qué es un humedal depurador?

Los humedales depuradores son tecnologías de tratamiento naturales muy eficientes para una gran variedad de tipos de aguas contaminadas. Son sistemas diseñados para optimizar procesos que ocurren en ambientes naturales, por lo que se consideran opciones amigables con el ambiente y sustentables para el tratamiento de las aguas residuales.

Respecto al diseño de los humedales depuradores contemplados en el proyecto, el Dr. Ismael Vera, investigador del proyecto y profesor adjunto de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Católica del Maule explicó que “estamos diseñando humedales de tipo subsuperficial, esto quiere decir que el agua no va a ser visible. En la superficie veremos plantas, se trata de una infraestructura verde. Es un sistema en el que el agua residual ingresa y tiene un punto de salida. Nuestro objetivo es tratar esta agua para reutilizarla, tenemos que definir el tipo de calidad de agua que vamos a obtener para saber en qué la podemos reutilizar”.

De acuerdo al Dr. Ignacio Rodríguez, investigador del proyecto y director ejecutivo del Centro de Humedales Río Cruces de la Universidad Austral de Chile ”los humedales tienen un consorcio de plantas y microorganismos que por miles de años han evolucionado para degradar y alimentarse de diferentes compuestos que son arrastrados hasta los humedales. Entonces esta ventaja es la que se ocupa para construir estos sistemas ingenieriles que toman este principio y lo aceleran. Yo les diría a las empresas que no tengan miedo de restaurar en base a la naturaleza porque se les va a devolver la mano, van a tener una mejor calidad de agua”.

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El trabajo busca también dar a conocer las posibilidades que brinda la niebla para alimentar actividades agropecuarias, haciendo uso de redes atrapanieblas ya instaladas en diferentes sectores costeros.

Luego del correspondiente periodo de trabajo e investigación, la comunidad agrícola de Los Tomes, en Canela, pudo conocer los detalles y resultados del proyecto “Retroalimentación positiva para la recuperación de la vegetación xerofítica de neblina en el semiárido chileno”, desarrollado por el Centro Científico CEAZA y CONAF, y financiado a través del “Fondo de Investigación del Bosque Nativo” de CONAF.

El proyecto fue muy bien recibido por la comunidad, como es el caso de Milda Gallardo Collao, profesora de la Escuela Rural Los Tomes, quien destacó que estos proyectos de atrapanieblas “son viables para aprovechar este recurso natural que es la neblina, y poder utilizar esta agua no sólo para la bebida de los animales, sino también, para la recuperación y plantación de la vegetación nativa, que contribuyen a conservar, cuidar y mejorar nuestro medio ambiente”.

Por su parte, Domingo Ossandón, representante de la comunidad agrícola Los Tomes, sostuvo que están muy orgullosos de compartir la experiencia de los arbustos nativos que hay en la comunidad, “y contentos de tener estudios y avances tecnológicos que sirvan para las futuras generaciones, ya que en estos tiempos el factor climático nos afecta mucho, y entonces esto de algo nos va a servir para ir recuperando terrenos, ya que según los datos habrá más neblina que precipitaciones”.

Niebla para adaptarse al cambio climático

La iniciativa buscó identificar aquellas plantas que tienen la capacidad de aprovechar, con mayor eficiencia, el agua de la niebla, a fin de valorar también la vegetación de niebla como un componente del ecosistema que permite captar agua para la propia mantención de las plantas y el suelo; además de dar a conocer las posibilidades que brinda la niebla para alimentar actividades agropecuarias haciendo uso de redes atrapanieblas ya instaladas en diferentes sectores costeros.

En la investigación participan el Dr. Jaime Cuevas, investigador del CEAZA y líder del estudio; el Dr. Enrique Ostria, investigador del CEAZA y co-ejecutor; Catalina Bustamante, biotecnóloga del CEAZA; y Pedro Hernández, consultor en recursos hídricos. Según detalla el Dr. Enrique Ostria, el terreno donde se realizó el diseño experimental fue cedido amablemente por las personas de la comunidad agrícola familiar y campesina, “quienes cumplieron un rol importante cuidando el sector y siempre se mostraron muy abiertos e interesados en el proyecto y en los beneficios que ellos podrían obtener de la captura del agua niebla, en cuanto a litros de agua y a protección y conservación de su flora y fauna nativa”.

El Dr. Ostria explica que esta comunidad se dedica a la crianza de animales y otros a la producción de hortalizas de subsistencia y alfalfa, al mismo tiempo que exploran otros productos que pueden obtener gracias a la captura de niebla. “Por ejemplo, se les sugirió la producción de olivos, pues Pedro Hernández, uno de los integrantes del proyecto, tiene experiencia en materia de riego de estos árboles con agua de niebla”.

Por su parte, Mario Meléndez, Jefe provincial de Conaf Elqui, y ex profesional del Departamento de Bosques y Cambio Climático de esta misma entidad, destacó que los resultados del proyecto son bastante promisorios “en términos de aplicabilidad para todos los sectores que tengan la condición de presencia de neblina, en el escenario actual donde la neblina ha ido en aumento en la región, y hace que el uso de esta pueda ser una solución para combatir el cambio climático y hacer uso productivo del agua, y también, para recuperar el orden natural que existe en estos lugares donde están estos ecosistemas intervenidos”.

Resultados y proyección

En cuanto a resultados, el Dr. Ostria explica que uno de ellos es la cantidad de agua, aún pese a la poca ocurrencia de niebla que hubo durante el periodo de ejecución del proyecto, debido a las condiciones meteorológicas “Se obtuvo agua, y en cantidades importantes, que fueron almacenadas para regar y mantener el experimento, hecho que pudieron ver, y además, apreciar las diferencias entre las plantas que regamos con agua niebla versus las no regadas: matorral xerofítico, donde hay adesmia, palo negro, corontillos, cactus, etc.; resultado visual que ahora pudimos dar a conocer en datos: comparación en crecimiento, número de hojas, número de flores, entre otras variables”.

Se espera que los resultados del Proyecto “Retroalimentación positiva para la recuperación de la vegetación xerofítica de neblina en el semiárido chileno” (código 041/2019) se puedan aplicar en el futuro en predios que cumplan con las características definidas por la investigación, a fin de contribuir a la restauración de sectores intervenidos, y de esta manera, ayudar a la puesta en valor de los ecosistemas de las zonas áridas a través de la recuperación de los servicios ambientales que estos proveen.

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Los resultados de la investigación podrían tener aplicación en zonas de la Región de Coquimbo y del resto de Chile, que cuentan con relaves o suelos contaminados por ese tipo de metales.

Un grupo de investigadores de instituciones de España, Estados Unidos y Chile demostraron por primera vez que unas bacterias del suelo que establecen simbiosis con leguminosas presentan genes que les permiten transformar y volatilizar mercurio, y ser así tolerantes a este metal. De acuerdo al Dr. Teodoro Coba de la Peña, investigador CEAZA y uno de los autores de la publicación “hasta ahora, no se había demostrado dicho mecanismo de tolerancia y detoxificación en este tipo de bacterias, sólo se sospechaba”.

Cabe destacar que el estudio utilizó la leguminosa modelo Medicago truncatula. Se trata de una especie muy próxima a la alfalfa, adaptada en Chile y que tiene gran importancia económica en la Región de Coquimbo. Sin embargo, la investigación podría tener implicaciones para otras leguminosas adaptadas en Chile.

Metales pesados y riesgos

Los metales pesados, a partir de ciertas concentraciones, son tóxicos para los seres vivos. Si un suelo contiene una elevada concentración de ellos, éstos pueden traspasarse a los seres vivos, como los cultivos, el ganado y las personas.

“Además, hay que tener en cuenta que los metales pesados son estables, no se degradan y permanecen en el medio ambiente. La contaminación de suelos y aguas es por lo tanto, un gran problema sanitario y ambiental”, destaca el Dr. Coba de la Peña.

De acuerdo al investigador, por medio de la fitoestabilización es posible disminuir los efectos negativos que este tipo de contaminantes provoca en en el medioambiente. Este método utiliza plantas y bacterias para estabilizar zonas contaminadas, haciendo posible la inmovilización y acumulación de metales pesados en la raíz y/o rizosfera de la planta, lo que minimiza su dispersión en el entorno.

“Nosotros estudiamos las bacterias rizobio del suelo, que establecen una relación simbiótica con las plantas leguminosas. La bacteria induce la formación de nódulos en las raíces de la leguminosa. En el interior de estos nódulos, los rizobios captan el nitrógeno de la atmósfera, lo incorporan como compuestos orgánicos nitrogenados, y se los pasan a la planta. Esto permite a la planta crecer mejor, incluso en suelos áridos, y va a enriquecer el suelo en sustancias nitrogenadas. Las bacterias rizobio que contemplamos en esta investigación, tienen la capacidad de captar mercurio de su medio ambiente y transformarlo en otra forma química del mercurio, menos tóxica y más volátil, que se libera en la atmósfera. Pasa de estar en alta concentración en el suelo a estar en baja concentración en la atmósfera”, detalla el especialista.

Asimismo, se logró comprobar que las plantas leguminosas noduladas por estas bacterias son más tolerantes al mercurio, lo que les permite crecer y desarrollarse mejor en un ambiente contaminado. Lo anterior, confirma que las plantas noduladas con estas bacterias pueden ser buenos candidatos para la fitorremediación.

El mercurio volatilizado en la atmósfera, aun en pequeñas proporciones, puede ser perjudicial para otros organismos. “Pero es muy importante dilucidar los diferentes mecanismos que poseen estas bacterias para inmovilizar o eliminar mercurio y otros metales que estamos estudiando, como el cadmio y el arsénico. Ello nos permitiría seleccionar bacterias adecuadas que puedan remediar metales pesados sin contaminar el medio ambiente”, indica el investigador del CEAZA.

Procesos naturales o industriales

En algunos casos, la alta concentración de este tipo de sustancias tóxicas en el ambiente se debe a procesos geológicos naturales. Por ejemplo, la contaminación por arsénico en Chiu Chiu y en el curso del río Loa se debería a la alta composición de arseniatos en las rocas erosionadas por dicho río. “Dicho mineral contiene arsénico, que se disuelve en las aguas del río y contamina sus riberas. En otras ocasiones, la contaminación se debe a procesos industriales, como la minería, la agricultura (producción y aplicación de fertilizantes con alto contenido en cadmio y otros metales pesados), transporte (gasolina con plomo), entre otros, así como a la acumulación de desechos industriales”, explica el Dr. Coba de la Peña.

En el trabajo realizado, las bacterias estudiadas proceden de los terrenos de unas antiguas minas de mercurio en Almadén (Ciudad Real, en el centro de España). Estas minas de cinabrio ya eran explotadas en la época del Imperio Romano.

De acuerdo al científico, se necesita realizar más estudios para diseñar aplicaciones prácticas en terrenos concretos. “Estos resultados podrían tener aplicación en zonas contaminadas de la Región de Coquimbo y del país, ya sea en relaves o en suelos contaminados. De hecho, diversas compañías mineras ya están realizando estudios de fitorremediación en relaves en Chile, a fin de evaluar la posterior aplicación de esta tecnología a mayor escala, en grandes superficies”.

Junto a Coba de la Peña, trabajaron en el estudio sus colegas Gabriela Arregui, autora principal de la publicación; Pablo Hipólito, Beatriz Pallol, Victoria Lara-Dampier, Diego García-Rodríguez, Higinio Varela (todos ellos del Instituto de Ciencias Agrarias ICA-CSIC, España), Parinaz Tavakoli Zaniani, Dimitrios Balomenos (Centro Nacional de Biotecnología CNB-CSIC, España) y Timothy Paape (Brookhaven National Laboratory, EUA). Esta investigación ha sido dirigida por José Javier Pueyo y Mercedes Lucas (investigadores del ICA-CSIC) y financiada por un Proyecto de la Agencia Estatal de Investigación de España.

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Investigadores del Centro Científico CEAZA y de la Universidad de La Serena, determinaron la existencia de alrededor de 12 especies de arbustos forrajeros de “aceptabilidad buena o regular” entre el ganado caprino (Mundo Agropecuario).

La conclusión es parte del proyecto “Evaluación y monitoreo de los pastizales en el sector central y costero del secano en la Región de Coquimbo”, financiado por el Gobierno Regional de Coquimbo, a través del Fondo de Innovación para la Competitividad (FIC).

Por medio de la iniciativa, investigadores del Centro Científico CEAZA y de la Universidad de La Serena, determinaron la existencia de alrededor de 12 especies de arbustos forrajeros de “aceptabilidad buena o regular” entre el ganado caprino.

También se estableció que 14 especies de las estudiadas tienen una calidad nutricional de “preferencial a deficiente”. Entre las plantas se destacan el rumpiato (Bridgesia incisifolia) y el sereno (Atriplex repanda) de cualidades superiores y con menor presencia natural en la zona.

El proyecto determinó que la vegetación disponible, por especie, alcanza cerca de los 3.500 millones de kilos de materia seca por año, para las superficies evaluadas en el sector del secano central y costero de la Región de Coquimbo. Para esto los investigadores evaluaron la productividad del forraje al interior de seis exclusiones, dos en cada una de las tres provincias de la Región. Los resultados señalan que la zona podría sostener el pastoreo caprino de 300 mil animales. Hoy existen cerca de 500 mil cabezas de este tipo de ganado en toda la Región, equivalente a cerca del 55% del país.

“Estas plantas tienen la capacidad de recuperarse, porque están adaptadas naturalmente a ser consumidas, a perder parte de las ramas aéreas. Sí, se debe impedir que las cabras las consuman hasta muy cerca del suelo. Lo ideal es mantener una altura de corte que no comprometa la base de la planta”, explica el Dr. Rodomiro Osorio, investigador de la Universidad de La Serena e integrante de la iniciativa.

Información científica para la toma de decisión

David López, director del proyecto y profesional del CEAZA, establece que por medio del trabajo se logró actualizar información clave para los tomadores de decisión del Gobierno Regional.

“Hoy tener una certeza de la capacidad de carga animal, en el secano de la zona, es vital. Lo otro que se destaca es el análisis de la calidad forrajera en la Región. Pese a que algunas de las plantas han sido poco valoradas como alimento caprino, en algunos casos nos sorprendió que todas tienen un valor nutricional, inclusive más de lo esperado y que otorgan beneficios al animal”.

Mirtha Gallardo, presidenta de la Asociación Gremial de Comunidades Agrícolas de la Provincia del Limarí, coincide con López. La dirigenta considera la información útil para el trabajo y decisiones de los crianceros y su continuidad a largo plazo plazo.

“Esta información nos permitirá acercarnos a las autoridades y a los integrantes de nuestra asociación, para tomar medidas en relación al forraje, como poder cultivar estas especies, a fin de seguir alimentando a nuestro ganado”.

La representante también plantea que buscarán la posibilidad de salvaguardar esta flora. Para ello propondrán a las autoridades competentes un nivel de protección, como patrimonio nacional.

En la misma línea, Juan Carlos Codoceo, consejero regional de la Provincia del Limarí y presidente de la Comunidad Agrícola de Alcones, establece que el estudio es relevante, porque aporta a la toma de decisión público-privada.

“Los resultados del estudio son muy interesantes, porque nos permitirá aplicar políticas públicas de apoyo para que la comunidad criancera pueda enfrentar la desertificación, proteger la flora nativa que se está perdiendo y controlar la cantidad de ganado que hoy en algunos lugares se ha expandido demasiado”.

El Dr. Carlos Olavarría, Director Ejecutivo del Centro Científico CEAZA, plantea que este estudio aporta información base sobre la temática del forraje para caprinos, pero es necesario buscar maneras de promover el crecimiento de estas plantas.

“Ahora el proyecto que continúe este esfuerzo debiese relacionarse con viveros para repoblar áreas, por ejemplo. Acá es donde el CEAZA, junto al INIA y la Universidad de La Serena, más abocados al sector agronómico, pudiesen colaborar en esta labor. Esta iniciativa también tiene un componente de vinculación con el territorio. Esto no es un ejercicio académico solamente. Acá ha habido trabajo estrecho con la comunidad. Esta interacción nos permite conectar aún más nuestra investigación con las necesidades de los habitantes de la Región de Coquimbo”.

Por su parte, López también considera importante buscar formas de mantener la presencia del forraje a través de programas de protección y/o fomento.

“Del 100% de la zona estudiada en el sector de valles y en la costa de la Región, las plantas más nutritivas son las menos y están principalmente en el Limarí y en el Choapa. Además, sus poblaciones están disminuidas”, añade.

Junto a López y el Dr. Osorio trabajó en el proyecto el agrónomo Leonardo Cifuentes. La iniciativa terminó con una actividad de presentación de resultados, efectuada en la Casa del Comunero de Ovalle, en la que participó una treinta de personas, entre crianceros y autoridades.

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Se establecieron aspectos nutricionales de aquellos arbustos y plantas más utilizadas en la alimentación de caprinos (Mundo Agropecuario).

Este miércoles 9 de enero se realizará la actividad de cierre del proyecto “Evaluación y monitoreo de los pastizales en el sector central y costero de secano en la Región de Coquimbo”. Esta actividad se efectuará a partir de las 10 horas, en la Casa del Comunero de la Asociación de Comunidades Agrícolas del Limarí, Calle Santiago N°248, ciudad de Ovalle.

La iniciativa es financiada por el Gobierno Regional de Coquimbo, a través del Fondo de Innovación para la Competitividad (FIC).

El trabajo tuvo como objetivo estimar la capacidad de carga animal en el sector central y costero del secano de la Región de Coquimbo.

En el transcurso del estudio, que se extendió por 3 años, los científicos pudieron establecer, entre otros aspectos, que la productividad total anual de materia seca (de arbustos forrajeros) alcanza los 3.427.696.338,8 kilos para las superficies evaluadas. Asimismo, se establecieron aspectos nutricionales de aquellos arbustos y plantas más utilizadas en la alimentación de caprinos.

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