Ciencia de los Pastos y otros Cultivos

Comportamiento morfoagronómico de nuevos clones de Cenchrus purpureus

0000-0001-9161-3838Dayleni Fortes González^{2  *}  , 0000-0003-1424-6311R.S. Herrera García²  , 0000-0002-2641-1815Magaly Herrera Villafranca² 

²Instituto de Ciencia Animal, Carretera Central, km 47 ½, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba.

RESUMEN

Se utilizó un diseño de bloques al azar con cuatro réplicas, para estudiar indicadores morfológicos y las relaciones del rendimiento y la altura con la edad de rebrote de nuevos clones de Cenchrus purpureus obtenidos en el Instituto de Ciencia Animal con características promisorias para el pastoreo. Se evaluaron cinco clones de Cenchrus purpureus: CT-3, CT-7, CT-11, CT-26, CT-27 y se compararon con su progenitor C. purpureus vc. Cuba CT-115. En el período lluvioso los clones mostraron comportamiento variable en el largo y ancho de las hojas, en el primer año el CT-3 mostró el mayor ancho de hojas (2.50 cm) mientras que en el segundo año no se encontraron diferencias. El número de hojas/planta en el período poco lluvioso fue mayor en los clones CT-3 y CT-26 (17 y 14.7 hojas/planta, respectivamente) en el primer año, mientras que en el segundo año fue mayor en el CT-3, CT-26 y CT-27. Se ajustaron modelos lineales, cuadráticos y cúbicos para relacionar la altura de la planta con la edad y el rendimiento con la edad, con coeficientes de determinación y significación altos. Se concluyó que los clones que más se destacaron en los indicadores evaluados, fundamentalmente en el período poco lluvioso, fueron el CT-3, CT-26 y CT-27. Se recomienda evaluar estos clones destacados en condiciones de pastoreo y profundizar en el comportamiento de su valor nutritivo.

Palabras-clave: evaluación Cenchrus; morfología; pastoreo

La creciente población mundial y el incremento en la demanda de alimentos plantean importantes retos para el sector agropecuario, donde la producción tendrá que aumentar en un 60% para el 2050; usando tierras que ya están siendo cultivadas, todo esto bajo primicia de producir más, utilizando menos recursos naturales y al mismo tiempo hacer frente a un clima cambiante (^{Parra-Cortés et al. 2019}). Por lo que, la sostenibilidad de los sistemas ganaderos es cada vez más preocupante, enfrentando la necesidad de crear ambientes eco-eficientes para la adaptación al cambio climático.

El desarrollo de nuevas tecnologías biológicas que aporten soluciones efectivas frente al cambio climático, ha llevado a la generación de paquetes tecnológicos para enfrentar estos desafíos, entre estos paquetes se encuentra el mejoramiento de especies forrajeras. Las gramíneas naturalizadas se caracterizan por su baja a mediana productividad y bajos contenidos de proteína (^{Ruíz y Guevara 2021}). Durante los períodos de sequía la disponibilidad de materia seca de estas pasturas disminuye drásticamente, dando como resultado erosión del suelo (pérdida de la cobertura), disminución en ganancia de peso y producción de leche (^{Lamela et al. 2022} y ^{Navas 2022}).

Las perspectivas de aumento de la población mundial en el mediano plazo son importantes; dando lugar a la necesidad de intensificar la producción agrícola, mediante el uso de nuevos cultivares que produzcan más, con menos cantidad de recursos, lo que sólo es posible mediante las técnicas de mejoramiento genético (^{De los Reyes 2019}).

El Instituto de Ciencia Animal (ICA) desarrolló un programa de mejoramiento de Cenchrus purpureus, mediante la utilización de la biotecnología. Utilizando técnicas de cultivo de tejidos y regeneración de plántulas in vitro surgieron nuevos clones diferentes del progenitor (^{Herrera y Martínez 2006}), lo que permitió ampliar la diversidad del germoplasma disponible. Uno de los objetivos que se persiguió con la aplicación de la biotecnología fue la obtención de clones con mejores características agronómicas y con mayor calidad para su utilización como forraje o en pastoreo.

El objetivo de este trabajo fue evaluar el comportamiento de indicadores morfológicos y las relaciones de altura y rendimiento con la edad, de nuevos clones de C. purpureus obtenidos en el ICA para su utilización en pastoreo.

Materiales y Métodos

Ubicación, clima y suelo

El experimento se realizó en el Centro Experimental Miguel Sistachs Naya del ICA, ubicado entre los 22º 53 LN y los 82º 02 LO, a 80 msnm (^{Anon 1989}), en un suelo Ferralítico rojo típico (^{Hernández et al. 2015}).

Algunos datos climáticos del período experimental se reflejan en la figura 1, datos que se tomaron de la Estación Meteorológica del ICA. Como se refleja durante el primer año el mayor acumulado de precipitaciones fue en los meses de junio y julio, mientras que en el segundo año fue en junio y septiembre. La temperatura máxima tuvo valores superiores en agosto y septiembre para el primer año y en julio y agosto en el segundo año. Por su parte, la temperatura mínima tuvo valores inferiores en enero y marzo del primer y segundo año, respectivamente.

Figura 1 Comportamiento del acumulado de precipitaciones y temperaturas durante el período experimental. 

Tratamientos y diseño

Los tratamientos consistieron en cinco clones de C. purpureus con características promisorias para el pastoreo: CT-3, CT-7, CT-11, CT-26, CT-27 y se compararon con su progenitor C. purpureus vc. Cuba CT-115. Se utilizó un diseño de bloques al azar, con cuatro réplicas que fueron parcelas de 25 m², las mismas constituyeron la unidad experimental.

Procedimiento experimental

Se realizó la preparación convencional del suelo y se plantaron semillas de cinco meses de edad en parcelas de 5 x 5 m, con distancia de siembra entre surcos de 0.90 m. Se cortó la parcela a 10 cm sobre el nivel del suelo, dejando siempre los surcos externos como efecto de borde y 50 cm por los extremos.

Los muestreos se realizaron cada 90 días de rebrote durante el período poco lluvioso y cada 60 días durante el período lluvioso, en condiciones de secano y sin fertilización, el experimento se realizó durante los años 2016 y 2017. Todo el material cortado se homogenizó, se pesó y se tomó una muestra aleatoria de 500 g por parcela. La muestra se separó manualmente en hojas y tallos las que se introdujeron en estufa de circulación de aire a 60 ºC hasta peso constante. Se determinaron los indicadores morfológicos: largo y ancho de la cuarta hoja completamente expandida, número de hojas (No. hojas), altura de la planta y rendimiento de materia seca (MS) según la metodología de ^{Herrera (2006)}. Para la variable original No. de hojas se analizaron los supuestos teóricos del Análisis de Varianza normalidad de los residuos por la dócima de ^{Shapiro-Wilk (1965)} y homogeneidad de varianza por ^{Levene (1960)}, ambos fueron incumplidos, por lo que la variable se transformó según √X, y mejoró el cumplimiento de dichos supuestos, por lo que se realizó el análisis según el diseño propuesto.

Para establecer la relación entre la altura de la planta y el rendimiento (variables dependientes) con respecto a la edad de rebrote (variable independiente), se utilizaron modelos lineales, cuadráticos y cúbicos. Para la selección del modelo de mejor bondad de ajuste se tuvieron en cuenta los criterios estadísticos propuestos por ^{Guerra et al. (2003)} y ^{Rodríguez et al. (2013)}, coeficiente de determinación (R²), significación del modelo y error estándar de estimación de los parámetros.

Análisis estadístico

Se utilizó análisis de varianza, según el diseño propuesto y para la comparación de medias se empleó la dócima de ^{Duncan (1955)}, para p<0,05. La información se procesó en el programa estadístico IBM SPSS (^{Visauta 2012}).

Resultados y Discusión

El comportamiento de algunos indicadores morfológicos de los clones evaluados en el período lluvioso se presenta en la tabla 1. En los dos años de estudio se observaron diferencias significativas entre los clones evaluados para los indicadores estudiados. El largo y ancho de las hojas mostraron un comportamiento variable en este período climático. En el caso del largo de las hojas el comportamiento de todos los clones fue similar a su progenitor, excepto en CT-7 con valor de 83,20 cm. Sin embargo, en el segundo año los clones CT-3, CT-7 y CT-11 mostraron el mayor largo de hojas. En relación con el ancho de las hojas todos los clones en el primer año tuvieron características similares al progenitor, excepto CT-3 que tuvo el mayor valor con 2.50 cm, mientras que en el segundo año la superioridad en este indicador la mostraron los clones CT-3, CT-11, CT-26 y CT-27.

El número de hojas por planta fue superior en el clon CT-3 en el primer año, mientras que en el segundo año todos los clones mostraron superioridad en este indicador con relación al progenitor excepto CT-26 que fue similar al testigo (tabla 1).

Tabla 1 Indicadores morfológicos de cultivares de C. purpureus en el período lluvioso. 

Clones	Primer año			Segundo año
	Largo de hoja (cm)	Ancho de hoja (cm)	No. de hojas/planta	Largo de hoja (cm)	Ancho de hoja (cm)	No. de hojas/planta
CT-3	86.85^ab	2.50^a	2.82^a (7.95)	81.45^a	2.88^a	3.51^ab (12.32)
CT-7	83.20^b	2.03^b	2.59^bc (6.71)	78.50^ab	1.95^b	3.62^a (13.10)
CT-11	87.75^a	2.20^b	2.56 ^c (6.55)	82.50^a	2.45^ab	3.59^a (12.89)
CT-26	86.75^ab	2.13^b	2.60 ^bc (6.76)	71.05 ^c	2.18^ab	3.3^bc (11.15)
CT-27	90.13^a	2.18^b	2.68^b (7.18)	76.23^abc	2.25^ab	3.45^ab (11.90)
CT-115	90.13^a	2.15^b	2.59 ^bc (6.71)	74.30^bc	1.85^b	3.14 ^a (9.86)
EE±	1.35	0.06	0.03	1.98	0.23	0.07
p	0.0234	0.0013	0.0002	0.0077	0.0340	0.0013

^abc Valores con letras no comunes por columna difieren a P<0.05 (^{Duncan 1955})

Datos originales entre paréntesis ( )

En el período poco lluvioso, el largo y ancho de la hoja en el primer año fue superior en el CT-115 en comparación al resto de los clones evaluados (tabla 2). Durante el segundo año, los clones CT-7 y CT-11 tuvieron largo de hojas similares al progenitor, mientras que el resto tuvieron menores valores de este indicador.

El ancho de la hoja fue superior en el CT-11 en comparación al resto de los clones con valor de 1.55 cm. Es importante destacar que, aunque no se comparó entre años se observó una reducción marcada de los valores del largo y ancho de las hojas del primer al segundo año, lo que se pudo deber además de la pérdida del vigor juvenil a las condiciones adversas del clima durante el período poco lluvioso del segundo año donde fueron muy escasas las precipitaciones.

En el primer año los clones CT-3 y CT-26 mostraron mayor número de hojas/planta en este período climático, mientras que en el segundo año además de estos clones, se destacó el CT-27. Esta característica tiene gran valor para la selección de variedades para forraje o en pastoreo ya que, además de que las hojas constituyen la fracción más consumida por los animales, también es determinante en la producción de biomasa. El contenido de hojas es un elemento de vital importancia para la síntesis de los compuestos necesarios para el crecimiento y desarrollo de la planta, si se considera que es en esta fracción de la planta es donde ocurre la fotosíntesis (^{Prochetto 2021}).

La variabilidad encontrada en este estudio, pudiera deberse a los cambios que se producen en el crecimiento y desarrollo de la planta, como resultado de la interacción de las potencialidades genéticas de la especie y los factores ambientales, lo que se conoce como interacción genotipo-ambiente. Trabajos desarrollados por ^{Reyes-Pérez et al. (2021)} muestran gran variabilidad entre variedades de Cenchrus purpureus a diferentes edades de rebrote evaluadas bajo las mismas condiciones de clima y suelo y en respuesta a diferentes variantes de fertilización.

Tabla 2 Indicadores morfológicos de clones de C. purpureus en el período poco lluvioso. 

Clones	Primer año			Segundo año
	Largo de hoja, cm	Ancho de hoja, cm	Número de hojas/planta	Largo de hoja, cm	Ancho de hoja, cm	Número de hojas/planta
CT-3	65.93^e	1.82^c	4.12^a (17)	31.98^c	0.85^d	3.28^ab (10.76)
CT-7	75.38^c	2.25^b	2.51 (6.3) d	49.43^ab	1.25^b	2.52^c (6.35)
CT-11	87.90^b	2.25^b	2.61 (6.8) d	60.03^a	1.55^a	2.34 ^c (5.47)
CT-26	65.98^e	1.72^c	3.84 (14.7)^b	37.65^bc	0.95^cd	3.10 ^b (9.61)
CT-27	70.01^d	1.69^c	3.55 (12.6)^c	37.00^bc	0.88^cd	3.37 ^a (11.36)
CT-115	91.50^a	2.44^a	2.55 (6.5)^d	51.78^a	1.03^c	2.32 ^c (5.38)
EE±	1.18	0.06	0.05	3.96	0.05	0.08
p	0.0001	0.0001	0.0001	0.0011	0.0001	0.0001

^abcdeValores con letras no comunes por columna difieren a P<0.05 (^{Duncan 1955})

Datos originales entre paréntesis ( )

En la tabla 3 se presentan las ecuaciones que relacionan la altura y el rendimiento con la edad de rebrote en el período lluvioso. Todos los clones mostraron relaciones cuadráticas entre la altura y la edad, con altos coeficientes de determinación, mientras que para el rendimiento se ajustaron modelos lineal, cuadrático y cúbico con coeficientes de determinación también elevados, aunque en algunos casos como fue para CT-7 este coeficiente fue menor que para el resto delas relaciones encontradas.

Tabla 3 Relación entre la altura y el rendimiento con la edad de rebrote en el período lluvioso. 

Clon	Ecuación, Y: Altura, cm X: Edad, días	R^2
CT-26	Y= -79.09 + 4.318 (± 0.90) X-0.021(± 0.007) X^2	0.97**
CT-115	Y= -73.55 + 4.267 (± 0.34) X-0022 (± 0.002) X^2	0.99***
CT-27	Y = -58.317 + 3.773 (± 0.60) X-0.022 (± 0.004) X^2	0.96**
CT-3	Y = -66.091 + 3.986 (± 0.47) X -0.021 (± 0.003) X^2	0.99***
CT-7	Y= 47.354 + 3.062 (± 0.39) X +0.018 (± 0.003) X^2	0.98**
Clon	Ecuación, Y: Rendimiento, t/ha X: Edad, días	R^2
CT-26	Y= 0.013 + 0.004 (± 0.001) X	0.88**
CT-115	Y= 0.477-0.024 (± 0.006) X+ 0.0001(± 0.0001) X^2-0.0000247 (0.0001) X^3	0.99*
CT-27	Y = 0.167 + 0.001 (± 0.0001) X	0.86**
CT-3	Y= -0.153 + 0.010 (± 0.002) X-0.0000544 (± 0.0001) X^2	0.96**
CT-7	Y= 0.147 + 0.001 (± 00001) X	0.73*

*P<0.05 **P<0.01 ***P<0.001

En la tabla 4 se presentan las relaciones encontradas para el período poco lluvioso. En este caso todos los clones mostraron relaciones cuadráticas entre la altura y la edad, excepto el CT-7 que tuvo una relación lineal, los coeficientes de determinación y la significación fueron elevados. Para el rendimiento, se ajustaron modelos cúbicos para todos los clones, excepto para el CT-115 y CT-7 que fueron lineales, los coeficientes de determinación y significación también fueron altos.

Tabla 4 Relación entre la altura y el rendimiento con la edad de rebrote en el período poco lluvioso. 

Clones	Ecuación, Y: Altura, cm X: Edad, días	R^2
CT-26	Y= -45.271 + 4.42 (± 0.45) X - 0.029 (± 0.004) X^2	0.98***
CT-115	Y= 27.20-1.090 (± 0.896) X + 0.021(± 0.007) X^2	0.94**
CT-27	Y= -38.61 + 3.85 (± 0.46) X-0.022 (± 0.004) X^2	0.98***
CT-3	Y= -50.986+4.788 (± 0.392) X-0.29 (± 0.003) X^2	0.99***
CT-7	Y= 42.743+1.713 (± 0.334) X	0.84**
Clones	Ecuación, Y: Rendimiento, t/ha X: Edad, días	R^2
CT-26	Y = 48.140-3.902 (±1.46) X + 0.105 (±0.027) X^2-0.001 (± (0.0001) X^3	0.99**
CT-115	Y= -27.689 + 1.363 (± 0.188) X	0.91***
CT-27	Y= 28.32-2.425 (± 1.10) X + 0.75 (± 0.021) X^2 + 0.0001(± 0.0001) X^3	0.99**
CT-3	Y= 48.389 - 4.344 (± 1.87) X + 0.136 (± 0.035) X^2-0.001(± (0.0001) X^3	0.99**
CT-7	Y= -5.79 + 0.597 (± 0.107) X	0.86**

*P<0.05 **P<0.01 ***P<0.001

^{Vieira da Cunha (2006)} al evaluar variedades de Cenchrus señalaron que la altura y la densidad de la lámina foliar eran indicadores fundamentales para describir y explicar la variabilidad entre estas plantas, mientras que ^{Romalo Faca (2008)} al estudiar 14 clones de este género informó la importancia de la altura y la longitud de las hojas, entre otros indicadores, para establecer las diferencias entre ellos.

^{Castañeda et al. (2015)}, ^{Ray et al. (2016)} y ^{Olivera et al. (2017)} al evaluar diferentes variedades de Cenchrus encontraron que la hojosidad, longitud y ancho de la hoja y la altura eran indicadores destacados para explicar la variabilidad entre plantas.

Se concluye que los clones que más se destacaron en los indicadores evaluados fundamentalmente en el período poco lluvioso, que es el más crítico para la producción de alimento animal, fueron el CT-3, CT-26 y CT-27. Se recomienda evaluar estos clones destacados en condiciones de pastoreo y profundizar en el comportamiento de su valor nutritivo.

Acknowledgments

Thanks to the technicians Manuel García and Ana M. Cruz for the attention of the experiments, samplings, processing of samples and preparation of databases.

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Recibido: 02 de Abril de 2023; Aprobado: 28 de Julio de 2023

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