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Introducción
La demanda de alimentos de origen animal se podrá satisfacer, en gran medida, mediante los sistemas de producción de los países tropicales, ya que tienen las mejores condiciones para aumentar de forma significativa la producción de alimentos, a partir de su capacidad para generar biomasa (Chará et al., 2015).
Las gramíneas de pastoreo constituyen la base alimentaria principal de los bovinos. En general, la ganadería vacuna enfrenta limitaciones en la disponibilidad, la calidad y la productividad de las praderas; además, se presentan prolongados períodos, secos o muy lluviosos, que afectan la oferta de forraje para suplir los requerimientos nutricionales de los animales en términos de mantenimiento, crecimiento y producción, lo que hace necesario complementar la alimentación para mantener niveles aceptables de producción de carne y leche (Bueno-Guzmán et al., 2015).
Los abonos verdes son una práctica agronómica, que consiste en la incorporación de una masa vegetal no descompuesta de plantas cultivadas, con la finalidad de mejorar la disponibilidad de nutrientes y las propiedades del suelo. Otros de sus beneficios se asocian con el incremento de la actividad y diversidad de los microorganismos del suelo (Martín-Alonso y Rivera-Espinosa, 2015).
En general, las especies de pastos son micótrofas. Establecen en sus raíces una simbiosis con los hongos micorrízicos arbusculares (HMA), que resulta mutuamente beneficiosa. Las micorrizas reciben fuentes carbonadas provenientes de la planta, mientras que a través de las estructuras fúngicas se amplía la capacidad de exploración del suelo, que conlleva a incrementos en la absorción de nutrientes, agua, mayor crecimiento y desarrollo de las plantas (Jung et al., 2012), mejora en los agregados del suelo (Lehmann et al., 2017) y mayor resiliencia del agrosistema (van der Heijden et al., 2015).
En Cuba, se ha logrado un avance progresivo en el estudio sobre el uso y manejo de los HMA en una variada gama de cultivos agrícolas, que han aportado altos rendimientos mediante la inoculación de cepas eficientes (Rivera et al., 2015). Con ello, se ha sustituido entre 30 y 50 % de los fertilizantes minerales u orgánicos, en dependencia del cultivo, el suelo y la disponibilidad de nutrientes (Ruiz et al., 2011).
El manejo de los HMA se vislumbra como una alternativa económica y ecológicamente viable para disminuir los costos de la fertilización de los pastos y los riesgos de contaminación ambiental (González-Cañizares et al., 2015).
Este trabajo se desarrolló con el objetivo de evaluar el efecto del abono verde de Canavalia ensiformis (L.) micorrizada en el rendimiento y calidad de la biomasa del cultivo sucesor Cenchrus purpureus (Schumach.) Morrone Cuba CT-169.
Materiales y Métodos
Ubicación del área de estudio. La investigación se realizó en la Unidad Científico Técnica de Base Suelos, perteneciente al Ministerio de la Agricultura, ubicada en las coordenadas 22º 09ʹ de latitud norte y 80º 12ʹ de longitud oeste, a 60 msnm, en el poblado de Barajagua, municipio de Cumanayagua, provincia de Cienfuegos, región centro sur de Cuba.
Características generales del suelo y variables sinópticas en el período. El suelo se clasifica como Pardo grisáceo (Hernández-Jiménez et al., 2015). Después de transcurrido el período de incorporación de C. ensiformis (canavalia), y previo a la plantación de C. purpureus Cuba CT-169 (Pennisetum), los valores de algunos componentes de la fertilidad del suelo fueron: pH (KCl) 5,16; materia orgánica 1,77 %; fósforo y potasio asimilable 5,41 y 16,72 mg kg-1 de suelo, respectivamente.
El comportamiento de las variables sinópticas (precipitación y temperatura) durante el período en que se desarrolló el trabajo se muestra en la figura 1.
Diseño y tratamiento experimental. Para la investigación se aplicó un diseño de bloques al azar con tres réplicas, y los siguientes tratamientos:
T1-Abono verde de C. ensiformis micorrizada con la cepa Funneliformis mosseae, incorporado al suelo previo a la plantación de C purpureus Cuba CT-169.
T2-Abono verde de C. ensiformis micorrizada con la cepa Glomus cubense, incorporado al suelo previo a la plantación de C. purpureus Cuba CT-169.
T3-Abono verde de C. ensiformis micorrizada con la cepa Rhizoglomus irregulare incorporado al suelo, previo a la plantación de C. purpureus Cuba CT-169.
T4-Abono verde de C. ensiformis sin micorrizar, incorporado al suelo previo a la plantación de C. purpureus Cuba CT-169 (testigo).
Procedimiento experimental
Las especies de micorrizas que se inocularon fueron: Funneliformis mosseae/INCAM-2 (Nicol. y Gerd. Walker y Schüßler (Schüβler y Walker, 2011), Glomus cubense/ INCAM-4 Y. Rodr. y Dalpé (Rodríguez et al., 2011) y Rhizoglomus irregulare/ INCAM-11 N.C. Schenck & G.S. Sm. Sieverd., G.A. Silva y Oehl (Sieverding et al., 2014). Todas pertenecen a la colección del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA) de Cuba. Los inoculantes presentaron concentración de 30 esporas/g, para cada una de las cepas.
La inoculación con las especies de HMA se realizó vía recubrimiento de las semillas y se aplicó 10 kg ha-1 de inoculante (Martín-Alonso et al., 2012).
Se montaron parcelas de 8,40 m2, con separación entre sí de 0,5 m. Como unidad de evaluación se tomaron los dos surcos centrales, descartando los bordes, para un área de 2,10 m2/ parcela. La canavalia precedente se sembró el 28 de septiembre del 2016, con marco de siembra de 0,25 m entre plantas y 0,70 m entre surcos, lo que originó 32 plantas evaluables, incorporadas al suelo a los 69 días en todos los tratamientos.
La plantación de C. purpureus Cuba CT-169 se realizó el 16 de febrero 2017 en las mismas parcelas del cultivo antecesor. Se colocaron las estacas (25 cm de largo) en el fondo del surco, con un traslape de 0,10 m en las puntas. Una vez ubicado el material vegetativo, se procedió a tapar con la tierra de los entresurcos. Hasta la plantación de C. purpureus Cuba CT-169, transcurrió un período de 70 días.
A los 133 días, se realizó el corte de establecimiento de C. purpureus Cuba CT-169 (29 de junio 2017), momento en el que se midió la altura con una regla graduada desde el suelo hasta el punto de crecimiento, así como el largo y ancho de la cuarta hoja, completamente abierta del ápice hacia abajo, de acuerdo con la metodología de Herrera y Ramos (2006). Posteriormente, se calculó el área foliar.
En cada parcela, se pesó la masa verde, correspondiente a los dos surcos centrales, y se tomaron 200 g de material vegetal para calcular la materia seca total (MST) y el porcentaje de nitrógeno mediante la digestión húmeda con H2 SO4 + Se y colorimetría con el reactivo de Nessler (Paneque et al., 2010). Ambos cultivos no se fertilizaron ni recibieron riego. No se presentaron plagas ni enfermedades durante el ciclo fenológico.
El rendimiento de biomasa y la proteína bruta se calcularon de acuerdo con las fórmulas siguientes:
En el corte de establecimiento, se muestrearon las raíces en cada parcela. Para la colecta se utilizó un cilindro metálico de 5 cm de diámetro y 20 cm de altura, el cual se introdujo en el suelo y se procedió a la toma de la muestra.
Las raíces se clarificaron por la técnica de tinción de Rodríguez et al. (2015). Se cuantificó la colonización micorrízica (porcentaje de CM), según la metodología de Giovannetti y Mosse (1980), y la densidad visual de la colonización (% DV). Esta última expresa con mayor claridad la intensidad de la colonización micorrízica en la raíz. Las categorías para valorar el porcentaje de densidad visual (DV) fueron las siguientes: 0-ausencia de HMA; 1-1 %; 2-2,5 %; 3-15,5 %; 4-35,5 % y 5-47,5 % (Herrera-Peraza et al., 2004).
Para la determinación de las diferencias entre los tratamientos, se utilizó la dócima de comparación de rangos múltiples de Duncan para p ≤ 0,05. Todos los datos se procesaron con el paquete estadístico Stadistical Package for Social Sciences (SPSS) para Microsoft Windows®, versión 15.0.
Resultados y Discusión
El comportamiento de algunos indicadores morfológicos de C. purpureus Cuba CT-169 en su fase de establecimiento se muestra en la tabla 1. No se apreciaron diferencias estadísticas en la altura, el largo de la cuarta hoja, el área foliar y el grosor del tallo. En cuanto al ancho de la cuarta hoja, la mejor respuesta fue con el abono verde de C. ensiformis, micorrizada con la cepa R. irregulare, sin diferir del resto de las variantes inoculadas, pero sí del testigo (p ≤ 0,05).
Tabla 1 Indicadores morfológicos en el momento del corte de establecimiento del CT-169.
T1-Abono verde de C. ensiformis micorrizada con la cepa Funneliformis mosseae, T2-Abono verde de C. ensiformis micorrizada con la cepa Glomus cubense, T3-Abono verde de C. ensiformis micorrizada con la cepa Rhizoglomus irrregulare y T4-Abono verde de C. ensiformis sin micorrizar (Testigo).
a, b, c: Letras distintas en una misma columna indican diferencias significativas para p ≤ 0,05, *p < 0,05
Las variables altura, largo y ancho de la cuarta hoja completamente abierta desde el ápice, así como el largo del cuarto entrenudo a partir del nivel del suelo y el rendimiento de masa verde, resultaron indicadores clave para explicar, con mayor grado de precisión, el comportamiento del clon C. purpureus (Herrera et al., 2013).
La producción de biomasa mostró diferencias significativas en las variantes inoculadas con G. cubense y F. mosseae con relación al testigo. Sin embargo, el abono verde de C. ensiformis, micorrizada con la cepa R. irregulare, no difirió de las dos cepas anteriores ni tampoco del testigo. Este comportamiento indica que el período de sincronía entre la incorporación de la canavalia inoculada y la plantación del cultivo sucesor originó incremento del rendimiento de biomasa con relación al testigo y las dos primeras cepas de HMA.
El rendimiento se obtuvo en condiciones de secano y las precipitaciones hasta el corte de establecimiento estuvieron por debajo de la media histórica de la localidad (47,0; 60,2; 64,5; 176,0 y 243,4 mm en febrero, marzo, abril, mayo y junio, respectivamente), según informes de la Delegación Provincial de Recursos Hidráulicos (2018). Esto pudo influir en el crecimiento y desarrollo de C. purpureus CT-169.
El uso de la canavalia micorrizada como abono verde (cepas F. mosseae y G. cubense) también fue evaluado por (García-Rubido et al., 2017) en un suelo ferralítico amarillento rojizo lixiviado con pH (KCL) de 5,5 y 1,38 % de materia orgánica.
Hubo incremento del rendimiento de biomasa del cultivo sucesor en las variantes donde canavalia se inoculó con los HMA. Aunque no se obtuvieron diferencias estadísticas entre las diferentes cepas (figura 2).
Las precipitaciones, según Nava et al. (2013), influyen en la producción de forraje y el problema fundamental de la ganadería tropical radica en la alimentación de los animales en la época poco lluviosa. En este estudio, a pesar de las bajas precipitaciones, en todos los tratamientos el rendimiento superó la media para este cultivar, estimada en rendimientos mayores que 12 t ha-1 en condiciones de secano.
En todos los tratamientos con inoculación se obtuvieron valores muy bajos de colonización micorrízica y de densidad visual, sin diferencias estadísticas con T4-abono verde de C. ensiformis sin micorrizar (tabla 2).
Tabla 2 Indicadores biológicos de la micorrización.
T1-Abono verde de C. ensiformis micorrizada con la cepa Funneliformis mosseae, T2-Abono verde de C. ensiformis micorrizada con la cepa Glomus cubense, T3-Abono verde de C. ensiformis micorrizada con la cepa Rhizoglomus irregulare y T4-Abono verde de C. ensiformis sin micorrizar (Testigo)
La colonización con las micorrizas fue menor que 5 % (muy baja). Sin embargo, las especies F. mosseae y G. cubense incrementaron el rendimiento de biomasa con relación al testigo (tabla 1). Martín-Alonso et al. (2018) consideraron que el tipo de suelo, su disponibilidad de nutrientes y el pH, están muy relacionados con la respuesta en el cultivo de la canavalia ante la inoculación con los HMA. La micorrización de C. purpureus CT-169 (tabla 2) pudo estar relacionada con el comportamiento de los propágulos en el complejo del suelo y el período de sincronía entre la incorporación del abono verde y la plantación del cultivo sucesor.
Ojeda-Quintana et al. (2018a) informaron que la colonización fúngica de raicillas en C. ensiformis previo a la incorporación al suelo, alcanzó porcentajes de 59,4 % en F. mosseae, seguida de G. cubense (55,4 %) y Rhizoglomus intraradices (50,9 %), lo que demuestra una respuesta favorable a la inoculación con HMA en las condiciones edáficas donde los autores citados desarrollaron la investigación.
En el presente estudio, la colonización fúngica de las raicillas disminuyó en el tiempo, hasta porcentajes muy bajos (tabla 2). Esto se pudo deber a los días transcurridos entre la incorporación de canavalia al suelo y la plantación de C. purpureus CT-169, período que tal vez no favoreció la permanencia de los propágulos micorrízicos inoculados al cultivo antecesor, y disminuyó la colonización del cultivo sucesor.
En trabajos realizados en Cuba, al utilizar canavalia inoculada con cepas eficientes de HMA, se obtuvo efecto positivo de la permanencia, con períodos no mayores de 30 días entre el corte e incorporación de canavalia y la plantación del cultivo sucesor, sin tener que inocular este último para que alcanzara una micorrización efectiva (Simó-González et al., 2016; João et al., 2017).
Oliveira de et al. (2014) informaron mayor efectividad de las cepas introducidas con relación a las micorrizas residentes. Estos autores indicaron que el manejo de la simbiosis micorrízica arbuscular, vía inoculación, se podría asumir como una práctica agronómica efectiva para mejorar la productividad de las especies forrajeras.
En la figura 3 se muestra el contenido de proteína bruta. No hubo diferencias estadísticas entre los tratamientos 1, 2 y 3, mientras que el testigo (T4) difirió del resto. La calidad del pasto es de vital importancia para la evaluación de cualquier especie forrajera que se utilice en una tecnología destinada a la producción animal. Además, complementa los indicadores agronómicos y morfofisiológicos, por lo que ofrece respuestas ante la influencia de factores ambientales y de manejo (Fortes et al., 2012).
Las especies de pastos del género Cenchrus son promisorias para la ganadería. Suárez (2016) planteó que el contenido de proteína cruda de C. purpureus se encuentra, por lo general, entre 3 y 20 % e incluso más, en plantas más jóvenes. En este rango se incluyen los valores del presente estudio.
Ojeda-Quintana et al. (2018b), en similares condiciones de suelo, inocularon las especies F. mosseae, G. cubense y R. irregulare, directamente en el momento de la plantación de C. purpureus vc: Taiwán morado. Estos autores lograron una respuesta significativa a la inoculación con estas especies micorrízicas. Los porcentajes de proteína bruta informados en el corte de establecimiento fueron de 5,25; 4,31 y 5,87 % respectivamente, mientras que en el tratamiento testigo fueron de 5,12 %.
La inclusión de los abonos verdes inoculados con HMA en los sistemas de fertilización para los pastos y cultivos forrajeros resulta una vía para mejorar el rendimiento y el valor nutricional. Zhang et al. (2016) observaron que los beneficios de estos microorganismos en los agroecosistemas de pastizales están muy ligados al aumento de la superficie de absorción de las raíces y, consecuentemente, a la mejora en la eficiencia de utilización de los nutrientes por las plantas
La inoculación de la canavalia con las cepas de micorrizas incrementó el rendimiento de biomasa y la proteína bruta de C. purpureus vc Cuba CT-169.
