Ciencia de los Pastos

Componentes del rendimiento y composición bromatológic a de tres variedades de Brachiaria en la zona El Empalme, Ecuador

J. J. Reyes-Pérez^{1  2}  , Y. Méndez-Martínez²  , D.M. Verdecia³  , R. A. Luna-Murillo²  , L. G. Hernández Montiel^{4  *}  , R.S. Herrera⁵ 

¹Facultad Ciencias Pecuarias, Universidad Técnica Estatal de Quevedo (UTEQ), Quevedo, Los Ríos, Ecuador

²Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), Extensión La Maná, La Maná, Los Ríos, Ecuador

³Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Granma, Apartado Postal 21, Bayamo, C.P. 85 100, Granma, Cuba

⁴Programa de Agricultura y Zonas Áridas, Centro de Investigaciones Biológicas (CIBNOR), La Paz, Baja California Sur, México

⁵Instituto de Ciencia Animal, Apartado Postal 24, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba

Resumen

Mediante un diseño bloque al azar con arreglo factorial (3x3) con cinco réplicas se estudiaron los componentes del rendimiento y composición bromatológica de tres variedades de Brachiaria (Decumbens, Brizantha y Mulato l) y tres edades de rebrote (21, 42 y 63 días) en la zona El Empalme, Ecuador. Se determinaron los rendimientos de materia seca total, biomasa, hojas y tallos; así como la altura de la planta, longitud y ancho de las hojas, los contenidos de MS, PB, FDN, FDA, LAD, celulosa (Cel), hemicelulosa (Hcel), contenido celular (CC), P, Ca, ceniza, MO, DMS, DMO, EM, ENL y las relaciones hoja-tallo, FDN-N y FDA-N. Se realizó análisis de varianza según diseño experimental. Hubo interacción significativa (P<0.0001) entre las variedades y la edad de rebrote para todos los indicadores estudiados. Los mayores rendimientos de MS y de biomasa se obtuvieron en Mulato 1 a los 63 días de rebrote (2.49 y 8.64 t/ha, respectivamente). PB y el CC disminuyeron con la madurez de la planta y los mejores valores se obtuvieron en Mulato 1 y Brizantha a los 21 días de rebrote (14.23 y 74.77 %, respectivamente), mientras que los componentes de la pared celular se incrementaron con la edad y los mayores valores lo presentó Decumbens. Hubo variabilidad en los indicadores estudiados en las variedades, con el mejor comportamiento general para el Mulato 1. No obstante, quedó demostrado que en la medida que avanzó la madurez de la planta hubo disminución de su calidad nutritiva determinado, entre otros aspectos, por las menores digestibilidades y energía, así como incrementos de las relaciones FDN/N, FDA/N. No obstante, aunque decreció relación hoja/tallo con la edad la producción de hojas en todos los cultivares estudiados estuvo por encima del 50 % con respecto a los tallos, aspectos a tener en cuenta en el manejo de estas plantas en los sistemas de producción para rumiantes.

Palabras-clave: composición bromatológica; edad de rebrote; Brachiaria; calidad; digestibilidad; energía

Introducción

La producción de pastos y forrajes en los sistemas de producción de rumiantes, en la mayor parte del trópico, aportan del 80 a los 90 % de los nutrientes requeridos por los animales. Ellos constituyen la opción más económica para la alimentación de los bovinos y no compiten directamente con la alimentación del hombre, pues generalmente se utilizan para su fomento tierras poco productivas o no aptas para otros cultivos. Aunque se conoce el efecto positivo de la introducción de estos pastos mejorados en la productividad de los sistemas ganaderos, los esfuerzos no siempre han significado aumento en la producción animal ni los resultados esperados, debido a que influyen negativamente factores tales como: la adaptación de las especies a condiciones ambientales, el acceso a los fertilizantes y otros insumos para su mantenimiento, el manejo y el cuidado del medio ambiente con buenas prácticas, así como la relación costo-producción (^{Cruz et al. 2015}).

El desarrollo de técnicas de mejoramiento de praderas en las regiones tropicales enfrenta aún las dificultades que tienen su establecimiento y explotación. El objetivo final del establecimiento de pasturas es mejorar el sistema de producción animal. Implantar una pastura en una entidad ganadera es incorporar un valioso recurso forrajero. Sin embargo, su ingreso al sistema de producción implica considerable esfuerzo financiero en su implantación, realizando gastos de laboreo del suelo, fertilización y compra de semillas, entre otros aspectos (^{Espínola y Paniagua 2010}).

En general, la pastura cultivada produce mayor cantidad y mejor calidad de forraje que la pradera natural, permitiría mayor carga animal y mejor productividad en carne y leche por unidad de superficie. La producción de la Brachiaria puede oscilar entre los 8 y 10 tMS/ha/año, dependiendo de la fertilidad del suelo y las precipitaciones que modifican este potencial, su adaptación y persistencia. Estos aspectos pueden representar una limitante para la producción bovina por su efecto en la productividad a pesar de las características y la versatilidad de estas especies (^{Fernández et al. 2015} y ^{Roja-García et al. 2018}).

Por otro lado, ^{Cruz et al. (2017)} obtuvieron valores promedio de proteína bruta de 10 %, oscilando entre 8 y 13 % en Brachiaria híbrido vc Mulato 1 y la digestibilidad promedio del forraje producido por esta especie fue de 66%, con un rango que puede variar entre 56 y 75 %, dependiendo de la edad del rebrote. En Brachiaria hibrido BR02/1794 ^{Roja-García et al. (2018)} reportaron disminución promedio de la PB con la edad de 20 a 7 % para las hojas y de 13 hasta 4% para los tallos, mientras que la pared celular se incrementó desde 56 hasta 68 % y de 68 a 72 % para estas fracciones, respectivamente.

Ecuador dispone de variedades de Brachiaria en las cuales no se han realizado amplios estudios, por lo que se precisa conocer su desempeño productivo y su aporte nutritivo. Es por ello que el objetivo del presente trabajo fue evaluar algunos indicadores del rendimiento y composición bromatológica de tres variedades de Brachiaria en la zona El Empalme, Ecuador.

Materiales y Métodos

Localización. La presente investigación se llevó a cabo en la finca Orlando Varela, ubicada en el kilómetro uno de la vía El Empalme-Balzar, margen izquierdo, sector la democracia, cantón El Empalme, provincia del Guayas. Ecuador. Se encuentra entre las coordenadas geográficas 01° 06´ de latitud sur y 79° 29 de longitud oeste a una altura de 73 msnm. El experimento se llevó a cabo entre julio-septiembre de 2015 considerado como periodo poco lluvioso.

Condiciones agrometeorológica. El clima del territorio se clasifica como subtropical húmedo, con precipitaciones promedio de 2229.60 mm/año. La temperatura promedio es 25.80 °C; humedad relativa 86 %, un suelo Inceptisol (^{Soil Survey Staff 2003}) y su composición química aparece en la tabla 1.

Table 1 Characteristics of the soil 

Tratamiento y diseño experimental. Se empleó un diseño de bloques al azar con arreglo factorial (3x3): tres variedades (Brachiaria decumbens, Brachiaria brizantha y Brachiaria híbrido Mulato l) y tres edades de rebrote (21, 42 y 63 días) y cinco réplicas.

Procedimiento. Las parcelas experimentales (5x5=25m²) se sembraron en el mes febrero de 2015 a una distancia de 50 cm entre calles y 20 cm entre plantas. Las plantas tuvieron un período de establecimiento hasta julio, donde se realizó el corte de uniformidad. A partir de ahí se realizaron los muestreos a los 21, 42 y 63 días de rebrote eliminando 50 cm de efecto de borde y cortando todo el material del área cosechable a 10 cm sobre el nivel del suelo. Se evaluaron la producción de biomasa, rendimiento en materia seca total, de hojas y tallos, número de hojas y tallos (por macolla); así como la longitud y ancho de las hojas, y la relación hoja-tallo (^{Forte et al. 2016}). Luego se tomó dos kilogramos por cada uno de los tratamientos (cinco muestreos/edad) para su posterior análisis en el laboratorio.

Solo se empleó riego para facilitar la germinación y el establecimiento, y no se utilizó fertilización ni tratamiento químico para eliminar las malezas. Al inicio del experimento la población de las variedades en las parcelas fue de 99%.

Determinación de la composición química: Se determinaron. MS, PB, ceniza, MO, P y Ca de acuerdo con ^{AOAC (2000)}; FDN, FDA, LAD, celulosa (Cel), hemicelulosa (Hcel) y contenido celular (CC) según ^{Goering y Van Soest (1970)}; la digestibilidad de la materia seca se cuantificó mediante ^{Aumont et al. (1995)} y la energía metabolizable y neta lactación se establecieron según ^{Cáceres y González (2000)}. Todos los análisis se realizaron por duplicado y por réplica. Además, se calcularon las relaciones FDN/N y FDA/A

Análisis estadístico y cálculos. Se realizó análisis de varianza de acuerdo con el diseño experimental y los valores medios se compararon mediante la prueba de rangos múltiples de ^{Duncan (1955)}. Para la distribución normal de los datos se utilizó la prueba de Kolmogorov-Smirnov (^{Massey 1951}) y para las varianzas la prueba de ^{Bartlett (1937)}.

Resultados

Para todos los indicadores estudiados se encontró interacción (P<0.0001) variedad x edad de rebrote.

El mayor rendimiento de MS total, de hojas y tallos (2.49, 1.37 y 1.12 t/ha, respectivamente), así como para la biomasa (8.64 t/ha) se obtuvo con la variedad Mulato 1 a los 63 días de rebrote y todas las variedades incrementaron este indicador con su madurez (tabla 2).

Table 2 Yields of three Brachiaria varieties 

^abcdefg Values with different letters differ at P<0.05 (^{Duncan 1955})

¹SE, standard error of the interaction variety x age

Para los indicadores morfológicos (tabla 3) los mejores resultados en la altura, número de hojas, longitud de las hojas y ancho de las hojas se obtuvo en la variedad Mulato 1 a los 63 días de rebrote con 1.07 m; 952; 0.40 m y 0.021m, respectivamente. Mientras que el mayor número de tallos fue para B. decumbens con 160 a los 63 días de rebrote.

Table 3 Morphological indicators of three Brachiaria varieties 

^abcdefgh Values with different letters differ at P<0.05 (^{Duncan 1955})

¹SE, standard error of the interaction variety x age

Los mayores porcentajes de PB y contenido celular (CC) se registró a los 21 días de rebrote en Mulato 1 y B. brizantha (14.23 % y 74.77 %, respectivamente), mientras que los mayores valores para los componentes fibrosos (FDN, FDA y Cel) se obtuvieron en la variedad Decumbens a los 63 días de rebrote (47.24; 27.35 y 23.20%, respectivamente). B. brizantha sobresalió en el contenido de LAD y hemicelulosa (5.44 y 20.10 %) a los 63 días de rebrote (tabla 4).

Table 4 CP content and fibrous fractionation of three Brachiaria varieties 

^abcdefgh Values with different letters differ at P<0.05 (^{Duncan 1955})

¹SE, standard error of the interaction variety x age

Los mayores porcentajes de cenizas y P (14.87 y 0.025%, respectivamente) se obtuvieron en B. decumbens a los 63 días; los de Ca (0.68 %) correspondieron a B. brizantha con 63 días de rebrote y la MO (91.13%) se registró en Mulato 1 a los 21 días de rebrote, respectivamente (tabla 5).

En la tabla 6 se aprecia que la mejor relación hoja/tallo la presentó Mulato 1 (2.83) a los 21 días de rebrote, mientras que la B. decumbens a esa misma edad registró las mayores relaciones FDN/N y FAD/N (35.41 y 20.50, respectivamente). Las B. brizantha y Mulato 1 a los 21 días de rebrote y sin diferir entre ellas presentaron los mayores valores de DMS, DMO, EM y EN (59.37 %, 60.51 %. 8.80 MJ/kg y 5.14 MJ/kg como valores medios, respectivamente).

Table 5 Values of minerals and organic matter of three Brachiaria varieties 

^abcdefgh Values with different letters differ at P<0.05 (^{Duncan 1955})

¹SE, standard error of the interaction variety x age

Table 6 Some quality indicators of the three Brachiaria varieties 

^abcdefgh Values with different letters differ at P<0.05 (^{Duncan 1955})

¹SE, standard error of the interaction variety x age

Discusión

La edad y la altura de corte son los principales componentes en el manejo de los forrajes que influyen en el rendimiento. ^{Cruz et al. (2017)} al estudiar la Brachiaria humidicola, con 21 y 28 días de frecuencias de corte, en Tabasco, México, encontraron rendimiento total, de hojas y tallos de 0.34; 1.42 y 0.88 tMS/ ha, para la época de seca con un 42 y 9 % menos de la producción que la lluvia y cada 28 d. Por otra parte, ^{Roja-García et al. (2018)} en Brachiaria hibrido BR02/1794 al estudiar frecuencias entre 7 y 63 d, y alturas de corte de 10 y 15 cm encontraron mayores rendimientos en la segunda altura, concluyendo que este comportamiento se debe a que existe mayor área foliar remanente lo cual ocasiona que la biomasa se recupere con más facilidad, mantiene mayores reservas de carbohidratos, aumenta la persistencia de la pradera y evitar la erosión del suelo (^{Ramírez et al. 2010}).

^{Espínola y Paniagua (2010)} y ^{Cruz et al. (2017)}, al evaluar la producción de biomasa en B. brizantha encontraron rendimientos de 13.50-13.82 tMS/ha, mientras que ^{Atencio et al. (2014)}, reportaron de 4-10 tMS/ha al estudiar 14 variedades de Brachiaria con tres niveles de humedad informaron los mejores comportamientos para BR02/1752 y CIAT16051. Resultados superiores a los de esta investigación, pero en condiciones edafoclimáticas diferentes pudieron influenciar. En este sentido ^{Cruz-Hernández et al. (2017)} plantearon que a menores alturas de corte se afectan los rendimientos y que el pasto Mulato con alturas de 13-15 cm muestra mayor población de tallos. La acumulación de biomasa de los forrajes puede ser atribuida también al incremento en la densidad de tallos, en el peso individual de cada tallo o a una combinación de ambos, esto se debe a que el tallo se considera como la unidad de crecimiento primario y la pradera puede considerarse como una población de estos, aspecto que debe considerarse en las diferencias en este estudio y los reportados anteriormente.

Los cambios en la composición morfológica están condicionados por las condiciones edáficas y climáticas, las cuales pueden incrementar o disminuir el crecimiento de las hojas y tallos, así como variar sus proporciones. Ortega-Aguirre et al. (2014) y ^{Cruz-Hernández et al. (2017)} encontraron que las hojas incrementa su aparición, cuando existen temperatura entre 20 a 32.5 °C, pero disminuyen si la temperatura supera los 35 °C. Con respecto a la época de seca, los cambios se pudieron deber, a que el crecimiento de las plantas fue inhibida por las bajas temperaturas, mientras que el estrés hídrico permitió escaso crecimiento. Esto afirman que la edad de la planta determina la distribución de materia seca en los componentes morfológicos. La proporción de hojas en el forraje cosechado disminuye al aumentar el intervalo entre cosechas, debido al mayor crecimiento del tallo, cuando las condiciones ambientales son favorables para el crecimiento de las plantas tal como sucede en la época de lluvias.

De ahí que el manejo de la defoliación de una pradera influye en la velocidad de crecimiento, producción, composición botánica, calidad y su persistencia (^{Nantes et al. 2013}). Lo que indica que es importante considerar no solo el rendimiento del forraje, sino también la proporción de hojas en relación con los tallos. Lo anterior pudiera contribuir a explicar el comportamiento de los indicadores morfológicos aquí estudiados.

Para la composición química hubo interacción variedad x edad de rebrote. No obstante, en todas las variedades la MS, FDN, FDA, LAD, Cel y Hcel se incrementaron, mientras la PB y CC disminuyeron con la edad de rebrote. Este proceso se debe a que, dependiendo del tipo de tejido, en la medida que la célula de la planta madura, la pared celular se ensancha y comúnmente produce una pared secundaria de composición distinta, por lo que ocurren cambios químicos y anatómicos que afectan la digestibilidad. Esto se relacionó con que en las menores edades existe mayor suculencia de las hojas y mayor cantidad de tallos tiernos (Ortega-Aguirre et al. 2014 y ^{Roja-García et al. 2018}).

Al respecto, ^{Barrera-Álvarez et al. (2015)} y ^{Fortes et al. (2016)} afirmaron que la edad afecta la composición química de los pastos, la variabilidad entre cultivares de una misma especie suelen ser pequeñas, aunque además pueden influenciar la disponibilidad de agua, suelo y su fertilidad, y época de año, entre otras. Sin embargo, los valores de los componentes de la pared celular, PB y CC están dentro del rango informado por la literatura especializada.

^{López et al. (2017)} y ^{Reyes-Pérez et al. (2018)}, informaron un comportamiento similar en Brachiaria brizantha y Andropogon gayanus y relacionaron este comportamiento con los cambios fisiológicos y anatómicos que ocurren al envejecer la planta, lo que provoca la disminución de la proporción del contenido celular citoplasmático; se reduce el lumen celular con sus componentes solubles y se incrementan los componentes fibrosos. Esto se acentúa más al aumentar el rendimiento, debido al balance hídrico de la planta y cantidad de nitrógeno disponible en el suelo. Además, es mayor el porcentaje de tallos, hojas senescentes y el contenido de lignina.

Para el contenido de minerales y materia orgánica a pesar de la interacción encontrada, hubo poca variabilidad entre las variedades atribuible según ^{Balseca et al. (2015)} al efecto de los factores del clima específicamente de las lluvias y las temperaturas, que propician que los minerales necesarios para el crecimiento de las plantas se encuentren en la disolución del suelo y las raíces tengan relativa facilidad para su absorción, patrón de respuesta que fue confirmado por ^{Jarma et al. (2012)} en Brachiaria humidicola y ^{Merlo-Maydana et al. (2017)} en Brachiaria brizantha. Sin embrago, ^{Valbuena et al. (2016)} y ^{López et al. (2017)} en Brachiaria brizantha y ^{Patiño et al. (2018)} en Megathyrsus maximus encontraron que la ceniza tiende a decaer con el aumento de la edad, debido a que las plantas requieren diferentes cuantías de minerales dependiendo de su estado fenológico.

En cuanto a los indicadores de la calidad, las interacciones encontradas es un indicativo de que estos factores deben ser evaluados como un sistema y no de forma aislada, fundamentalmente suelen ser influenciados por el clima, el suelo, su fertilidad y manejo, entre otros aspectos. Estas especies de pastos introducidos tienen como principales características mejorar su productividad y valor nutritivo. Por ello, resulta de interés que durante el estudio se hayan obtenido favorables cantidades de hojas con respecto a los tallos (relación hoja/tallo) con productividad de más de 50 % para esta primera fracción. Sin embargo, mantiene la misma respuesta que se reporta en la literatura para gramíneas tropicales con incremento de las relaciones FND/N y FAD/N, así como disminución del aporte energético (EM, ENL) y de la digestibilidad (DMS, DMO) (^{Cruz et al. 2017}).

En Brachiaria humidicola, B. decumbens y B. brizantha^{Espínola y Paniagua (2010)} reportaron relaciones hoja/tallos a los 60 días de 0.85; 2.24 y 7.34, respectivamente lo que reafirma la habilidad que tienen estas especies de producir mayor cantidad de hojas con respecto a los tallos. La calidad de los forrajes tropicales se afecta por la madurez con mejor distribución de nutrientes durante las primeras semanas de rebrote, sobre todo nitrógeno e incremento de la fracción fibrosa con la edad. Esto se puede atribuir a la mayor proporción de hojas y la aparición de hijos, así como a la necesidad que tiene la planta de crear las sustancias necesarias para su desarrollo (^{Ortega-Aguirre et al. 2015}).

La disminución de la digestibilidad de la materia seca y orgánica con el aumento de la edad pudo estar influenciada por el crecimiento de la planta (madurez), lo que trae consigo un engrosamiento de la pared celular, fundamentalmente de la pared primaria, lo que reduce el espacio intercelular donde se encuentran los nutrientes (proteína), y está en función de la proporción relativa de cada componente químico y de su digestibilidad individual. Por otra parte, también está influida por el aumento de los componentes estructurales, así como del sílice y de los componentes monoméricos de la lignina. Resultados superiores al 50 % de digestibilidad para estas especies fueron obtenidos por ^{Barrera-Álvarez et al. (2015)} y ^{Mojica-Rodríguez et al. (2017)}. Mientras que ^{Cruz et al. (2017)} en Brachiaria humidicola vc. Chetumal con frecuencias de corte cada 21 y 28 días encontraron resultados de 54-60 %, valores estos por debajo a los alcanzados en el presente estudio. Las diferencias de degradabilidad intra y entre especies pudieran estar asociadas con las características de cada especie y género. Además, se debe tener presente la relación existente entre los indicadores químicos y la degradabilidad ruminal no como una suma de factores sino como la influencia conjunta que tienen los componentes químicos como sistema en la degradabilidad (^{Avellaneda et al. 2015}).

El decrecimiento de la energía metabolizable y neta lactación con la edad de acuerdo con ^{Cruz et al. (2017)} se debe a transformaciones químicas y bioquímicas en los componentes de las plantas como la disminución de los valores de carbohidratos solubles, de las proteínas digestibles y de la digestibilidad de la materia seca. Además de lo anteriormente expuesto, se debe añadir que el valor energético de los forrajes depende de la digestibilidad de la materia orgánica, la cual está estrechamente vinculada con la composición de la planta (^{Balseca et al. 2015}).

Se conocen dos grupos constituyentes en las plantas, los del contenido celular y la pared. Los primeros están formados por los azúcares, ácidos orgánicos, sustancia nitrogenadas y lípidos, cuya digestibilidad real en los rumiantes es total (glúcidos) o casi total (proteínas y lípidos). Los segundos, los que comprenden los polisacáridos, celulosa, hemicelulosa y sustancias pécticas que poseen una digestibilidad muy variable (40-90 %), y la lignina, que es considerada totalmente indigestible. Todos estos elementos aumentan al envejecer la planta disminuyendo la digestibilidad tanto de la materia seca como orgánica, resultando en una disminución de la energía (^{Combatt et al. 2015}).

Conclusiones

Se encontró variabilidad en cuanto a las variedades en los indicadores estudiados, con el mejor comportamiento general para el Mulato 1. No obstante, quedó demostrado que en la medida que avanzó la madurez de la planta hubo disminución de su calidad nutritiva determinado, entre otros aspectos, por las menores digestibilidades y la energía, así como incrementos de las relaciones FDN/N, FDA/N pero, es preciso destacar que aunque con la edad decreció la relación hoja/tallo la producción de hojas en todos los cultivares estudiados estuvo por encima del 50 % con respecto a los tallos, aspectos a tener en cuenta en el manejo de estas plantas en los sistemas de producción para rumiantes.

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Recibido: 11 de Octubre de 2018; Aprobado: 06 de Noviembre de 2018

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