Ciencias de los Pastos

Estudio de indicadores morfoagronómicos de clones de Cenchrus purpureus para la producción de biomasa

R. S. Herrera^{1  *} 

Dayleni Fortes¹ 

M. García¹ 

Ana M. Cruz¹ 

¹Instituto de Ciencia AnimalC. Central km 47½, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba

RESUMEN

Mediante un diseño de bloques al azar con cuatro réplicas se evaluaron clones de Cenchrus purpureus (CT- 6, CT- 9, CT- 13, CT- 15, CT- 24 y CT- 28) obtenidos por cultivo de tejidos in vitro y se compararon con su progenitor (CT- 115) en suelo Ferralítico rojo típico, durante dos años sin riego ni fertilización. En ambos años de evaluación durante los períodos estacionales la altura difirió (P<0.001) entre los clones y se destacó el CT-28 que superó al CT-115. Hubo diferencias (P<0.001) en el por ciento de MS y sus valores variaron en estrecho rango (17-23 % y 19-21 % en el período poco lluvioso y lluvioso, respectivamente). Con excepción del CT-24, el resto de los clones mostró contenidos de hojas superiores a 50 % y difirieron entre sí, pero el mayor valor (64.88%, P<0.001) lo presentó el CT-28 durante el período lluvioso. La longitud de las hojas varió (P<0.0001) entre clones y se destacó CT-9 en ambos años (73.73 y 84.23 cm para el período poco lluvioso y lluvioso, respetivamente del primer año y 68.6 y 76.7 cm para similares etapas del segundo año). Similar patrón de respuesta se obtuvo en el ancho de la hoja. El área foliar también difirió entre clones y los mayores valores se registraron en el período lluvioso de ambos años. Hubo diferencias significativas entre los clones en el rendimiento estacional y anual de MS y se destacaron los clones CT-9, CT-15, CT- 24 y CT-28. También hubo diferencias significativas en la población de los clones al inicio y al final del experimento, pero al comparar estas dos etapas no se apreció variación y los valores oscilaron entre 5.43 y 9.49 macollas/5m. En términos generales, los indicadores estudiados variaron al comparar los años estudiados. Se dispone de un grupo de clones con características favorables para la producción de forraje, donde se destacaron CT-9 y CT-28. Se sugieren futuros estudios empleando fertilización estratégica y riego de los clones promisorios.

Palabras clave: altura; rendimiento; hojas; población; área foliar

INTRODUCCIÓN

La alimentación del ganado vacuno en Cuba se fundamenta en el empleo de los pastos y forrajes debido a distintas razones, entre las cuales se pueden señalar: es posible cultivarlos todo el año, cuando se manejan adecuadamente producen elevada cantidad de biomasa con apropiada calidad, protegen al suelo de la erosión, sustituyen cierta cantidad de alimentos importados de altos costos y no compiten como fuente de alimentos con otras especies de animales e incluso con el hombre.

Una de las especies ampliamente empleada como alimento animal en Cuba es Cenchrus purpureus determinado por su plasticidad ecológica y altos rendimientos, debido a su sendero fotosintético C4, que convierte eficientemente la energía luminosa en biomasa (^{Sage 2016}).

Por otro lado, en el Instituto de Ciencia Animal se ha trabajado en el mejoramiento de C. purpureus mediante la biotecnología aplicando el cultivo de tejidos in vitro y la mutagénesis física. De este programa se obtuvieron un grupo de clones con características promisorias para forraje, pastoreo, condiciones de sequía y salinidad (^{Herrera 2015}, ^{Herrera y Martínez 2015}).

Por ello, el objetivo del presente trabajo fue evaluar algunos indicadores agronómicos de nuevos clones de Cenchrus purpureus, obtenidos por cultivo de tejidos in vitro en el Instituto de Ciencia Animal, con probables características para la producción de biomasa.

MATERIALES Y MÉTODOS

Ubicación, tipo de suelo y clima. El experimento se desarrolló en la estación experimental “Miguel Sistachs Naya” perteneciente al Instituto de Ciencia Animal, ubicado en los 22º 53 LN y los 82º 02 LO a 80 msnm. El suelo fue Ferralítico rojo típico (^{Hernández et al. 2015}). La lluvia durante la etapa experimental fue de 1234 mm y el 80% de ellas ocurre durante el período lluvioso, mientras que la temperatura media promedio anual es de 26 ºC aunque en el período poco lluvioso el valor es inferior (^{Herrera et al. 2018}).

Tratamiento y diseño. Se utilizó un diseño de bloques al azar, con cuatro réplicas. Como unidad experimental se empleó la parcela de 25 m2. Se evaluaron seis clones de Cenchrus purpureus obtenidas por cultivo de tejidos in vitro (CT-6, CT-9, CT-13, CT-15, CT-24 y CT-28) y se compararon con su progenitor (C. purpureus vc. Cuba CT-115).

Procedimiento experimental. La preparación del suelo fue convencional (aradura, cruce y grada). El experimento se sembró en el período lluvioso de 2015 y las parcelas se mantuvieron libres de arvenses hasta su establecimiento sin el empleo de herbicidas. Se plantaron semillas de cinco meses de edad en parcelas de 5 x 5 m, con distancia de siembra entre surcos de 1 m y todas las parcelas tenían igual número de yemas.

Transcurridos 120 días de establecimiento se realizó el corte de establecimiento y se contó la población (número de macollas/5m). A partir de ahí los muestreos se realizaron durante el período poco lluvioso cada 90 días de rebrote y en el lluvioso cada 60 días durante dos años, en condiciones de secano y sin fertilización. El corte se realizó a machete a 10 cm sobre el nivel del suelo. La parcela se cortó dejando efecto de borde de los surcos externos, así como 50 cm por los extremos. 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 evaluaron la altura, por ciento de MS de la planta íntegra, longitud de la cuarta hoja completamente abierta a partir del ápice, ancho de la hoja anterior en su parte media, área foliar de la referida hoja, por ciento de hojas, rendimientos de MS y población según la metodología de ^{Herrera (2006)}.

Análisis estadístico. Se realizó análisis de varianza (^{Visauta 2007}) de acuerdo con el diseño experimental y los valores representan la media por corte en cada período estacional, excepto el rendimiento total y la población. 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)}, por lo que la población se transformó mediante raíz cuadrada de la observación. Los valores medios se compararon de acuerdo con ^{Duncan (1955)}.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En todos los períodos estacionales hubo diferencias significativas entre las alturas de los clones y existe tendencia general a disminuir, la altura en el segundo año (tabla 1). ^{Vieira da Cunha (2006)} al evaluar clones e híbridos de Pennisetum sp. encontraron variación de la altura de cada una de ellos y lo atribuyeron a las características específica de cada planta y su respuesta a las condiciones de clima, suelo y manejo. Este comportamiento también lo informaron ^{Herrera et al. (2012)} al evaluar clones de Cenchrus purpureus que presentaron mejores indicadores agronómicos que su progenitor y lo atribuyeron a la reciente preparación del suelo, la calidad de la semilla y la competencia con las arvenses.

Table 1 Height of clones during the experimental period 

abcd Values with dissimilar letters per column differ at P<0.05 (^{Duncan 1955})

En ambos períodos estacionales del primer año el por ciento de MS de la planta íntegra difirió entre clones y sobresalió el CT-24, mientras que, en el segundo año a pesar de diferir entre clones, los valores estuvieron en un rango más estrecho con valor medio de 20 % (figura 1). Este indicador es de utilidad si la biomasa cosechada se emplea para la producción de ensilaje, ya que es ciencia constituida que, para la obtención de ensilajes de calidad, es preciso que el material a ensilar tenga no menos de 25 % de MS. Al tener en cuenta lo anterior y considerar las condiciones de manejo de este experimento, no es recomendable ensilar directamente la biomasa de estos clones y es necesario pre-secar al sol la masa verde para incrementar su contenido de MS.

Fig. 1 DM percent of the clones in both seasonal periods for two years 

El contenido de hojas varió significativamente entre clones (tabla 2) y fue importante encontrar valores superiores a 50 %, cualidad que parece heredar de su progenitor (CT-115) que se caracteriza por su carácter hojoso. Este rasgo unido a su no elevada altura lo hacen promisorios para la producción de biomasa y que había sido obtenido con anterioridad en clones que se obtuvieron con mejores indicadores de calidad y tolerantes a la sequía y salinidad (^{Díaz 2007} y ^{Álvarez 2009}).

Table 2 Leaf content of the clones during the experimental period 

abc Values with dissimilar letters per column differ at P<0.05 (^{Duncan 1955})

La longitud de la cuarta hoja totalmente abierta difirió significativamente entre clones en ambos períodos estacionales en los dos años experimentales donde sobresalió el CT-9. Sin embargo, los valores del segundo año fueron, en general, inferiores a los del primer año (tabla 3). Similar patrón de respuesta presentó el ancho de la hoja (figura 2).

En ambos períodos estacionales y durante los dos años de evaluación, el área foliar de la cuarta hoja completamente abierta difirió significativamente entre clones y sobresalió el CT-9, los valores del período lluvioso fueron superiores al poco lluvioso y se apreció cierta tendencia a disminuir, en general, los valores del segundo año (tabla 4).

Table 3 Length of the fourth completely open leaf of the clones 

abcde Values with dissimilar letters per column differ at P<0.05 (^{Duncan 1955})

Fig. 2 Length of the fourth completely open leaf of the clones 

^{Viera da Cunha (2006)} al evaluar variedades de Pennisetum sp. 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. ^{Fortes (2012)} determinó que la longitud y el ancho de la hoja, área foliar y la altura de Pennisetum purpureum vc. Cuba CT-115 aumentaron con la edad de rebrote, pero estos valores disminuyeron en el segundo año de explotación en pastoreo y lo atribuyó a las variaciones que encontró en el contenido de clorofilas y carotenoides además del efecto de los factores climáticos. ^{Uvidia et al. (2014)} reportaron que las características de las hojas, el área foliar y la altura varía con la distancia y dosis de siembra en Pennisetum purpureum, mientras que ^{Castañeda et al. (2015)}, ^{Ray et al. (2016)} y ^{Olivera et al. (2017)} al evaluar diferentes variedades de este género mediante análisis multivariado encontraron que la hojosidad, longitud y ancho de la hoja y la altura eran indicadores destacados para explicar la variabilidad entre plantas.

Table 4 Leaf area of the fourth completely open leaf of the clones 

abcd Values with dissimilar letters per column differ at P<0.05 (^{Duncan 1955})

El rendimiento de MS difirió entre clones (tabla 5) y los mayores valores se registraron en el período lluvioso. Llamó la atención que durante el período poco lluvioso del primer año los clones CT-9, CT-24 y CT-28 superaron el rendimiento del progenitor, mientras que, en el segundo año, en el mismo período todos los clones fueron superiores al CT-115. Esta característica los hace promisorio para la producción de biomasa en el período de bajas precipitaciones y es un indicador de su posible tolerancia a la sequía, aspecto este que debe ser estudiado en investigaciones futuras.

Table 5 DM yields of the clones during the experimental period 

abcd Values with dissimilar letters per column differ at P<0.05 (^{Duncan 1955})

Llamó la atención el comportamiento de las medidas realizadas en la cuarta hoja totalmente abierta y su área foliar en relación con el rendimiento de MS, ya que era de esperar que su disminución en el segundo año experimental propiciara menor rendimiento y esto no sucedió en un número de clones y concuerda con lo planteado por ^{Herrera (2018)} quiene al estudiar el comportamiento de Pennisetum purpureum y los factores climáticos en un período de 40 años encontraron que esta planta incrementaba su altura pero disminuía su rendimiento con el transcurso de los años. Sin embargo, sería de importancia estudiar esta conducta relacionada con los pigmentos fotosintéticos, ya que todo parece indicar que existe un proceso que está relacionado con la eficiencia de transformación de la energía lumínica en biomasa a través de los pigmentos fotosintéticos que debe ser estudiado.

La tabla 6 presenta el comportamiento de la población (macollas/5m) al inicio y final de la etapa experimental. En ambos casos hubo diferencias significativas entre clones, pero al inicio del experimento el CT-15 y CT-24 superaron al CT-115, mientras que al final ambos clones y el CT-28 también lo hicieron.

Table 6 Population (bunches/5m) at the beginning and end of the study 

abcd Values with dissimilar letters per column differ at P<0.05 (^{Duncan 1955}).

( ) Real value

Los resultados evidenciaron que se dispone de un grupo de clones con características apropiadas para la producción de biomasa forrajera y de ellos resultaron promisorios el CT-9 y CT-28 por sus rendimientos, en especial, en el período poco lluvioso. Además, su contenido de hojas fue elevado y resultó notorio que estos clones no se despoblaron por la frecuencia de corte empleada en los dos años estudiados sin riego ni fertilización. Sin embargo, es necesario realizar futuras investigaciones relacionadas con su posible tolerancia a la sequía, conocer sus indicadores de calidad, aplicar fertilización y riego estratégicos, así como determinar su comportamiento en la conducta del animal que los consume.

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Recibido: 21 de Noviembre de 2018; Aprobado: 28 de Enero de 2019

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