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Cuban Journal of Agricultural Science

Print version ISSN 0864-0408On-line version ISSN 2079-3480

Cuban J. Agric. Sci. vol.53 no.4 Mayabeque Oct.-Dec. 2019  Epub Dec 05, 2019

 

CIENCIA DE LOS PASTOS

Composición mineral de Cenchrus purpureus vc. Cuba CT-115 después del pastoreo utilizado como banco de biomasa

Dayleni Fortes1  * 

R. S. Herrera1 

M. García1 

Ana M. Cruz1 

Aida Romero1 

1Instituto de Ciencia Animal, Aptdo. 24 San José de la Lajas, Mayabeque, Cuba

RESUMEN

El objetivo del presente trabajo fue estudiar la composición de algunos nutrientes minerales de Cenchrus purpureus vc. Cuba CT-115 después del pastoreo cuando se utiliza como banco de biomasa. Para ello se utilizó un diseño de muestreo completamente aleatorizado con 15 repeticiones. Los tratamientos consistieron en la edad de rebrote o reposo del pasto a partir del momento de salida de los animales del potrero (tiempo cero) y de acuerdo con la tecnología de banco de biomasa. Los resultados indicaron que los contenidos de cenizas, calcio, fósforo y magnesio tuvieron un comportamiento variable, mientras que el nitrógeno se redujo con la edad de rebrote para todos los ciclos de pastoreo de la tecnología. Los contenidos de cenizas oscilaron entre 3.89 % y 15.41% (P< 0.01), mientras que el calcio y el fósforo estuvieron entre 0.30 y 0.83 % (P< 0.05) y entre 0.17 y 0.43% (P< 0.05), respectivamente. Todos los indicadores estudiados tuvieron valores superiores en hojas que en tallos tanto para los hijos basales como para el residuo con su nuevo crecimiento. Los contenidos de fósforo y magnesio encontrados tanto en hojas como en tallos para algunas edades de rebrote fueron inferiores a los requeridos para el adecuado crecimiento y desarrollo de la gramínea, por lo que podría ser necesaria la utilización de fertilización de mantenimiento. Se recomienda usar estos resultados para diseñar otras opciones de manejo.

Palabras clave: Cuba CT-115; cenizas; nitrógeno; calcio y fósforo

INTRODUCCIÓN

El Cenchrus purpureus vc. Cuba CT-115 se utiliza ampliamente en Cuba por sus características favorables de crecimiento, entre las que se encuentran: menor resistencia al corte, mayor cantidad de hojas, menor altura que el King grass y menor distancia entrenudos en la medida que avanza la edad. Por tal motivo, ofrece mejores posibilidades para su cosecha como banco de biomasa, incluyendo el pastoreo (Crespo y Martínez 2016).

La composición mineral del pasto tiene gran importancia desde el punto de vista fisiológico ya que, es clave para establecer sistemas eficientes de nutrición y manejo de la planta (Bloom y Smith 2014 y Rogóz y Tabak 2017). Además constituye una fuente importante para el suministro básico de los elementos minerales, que son necesarios para la alimentación animal (French 2017 y Villalobos y Sánchez 2018).

Teniendo en cuenta estos aspectos el objetivo del trabajo fue estudiar la composición de algunos nutrientes minerales del C. purpureus vc. Cuba CT-115 cuando se utiliza como banco de biomasa.

MATERIALES Y MÉTODOS

Ubicación, clima y suelo. La investigación se inició con la determinación de la homogeneidad del área y la forma de realizar el muestreo que permitiera obtener resultados confiables, precisos, repetibles y representativos (Fortes et al. 2007). El estudio se realizó en la vaquería B del Instituto de Ciencia Animal (ICA), San José de las Lajas, Mayabeque, ubicada entre los 22º 53 LN y los 82º 02 LO, a 80 msnm (Anon 1989); en un cuartón previamente establecido de Cenchrus purpureus vc. Cuba CT-115.

El suelo se clasificó como Pardo grisáceo mullido según Hernández et al. (2015). Antes de comenzar la etapa experimental se tomaron 10 muestras compuestas de suelo en las diagonales del largo del cuartón, entre 0 y 15 cm de profundidad, con una barrena helicoidal. Se secaron al aire, se homogeneizaron en un mortero y se pasaron por un tamiz con malla de 0,5 mm. Se envasaron en frascos de cristal con cierre hermético y se almacenaron a temperatura ambiente hasta su análisis. Se determinó la materia orgánica (Walkley y Black, citado por Jackson 1970), el nitrógeno (AOAC 2016), el fósforo (Oniani 1964), el calcio y el magnesio (Maslova, citado por Paneque 1965).

La composición química del suelo aparece en la tabla 1, los datos que se presentan son las medias de las muestras compuestas que se tomaron. El pH fue ligeramente ácido y los contenidos de N y K fueron relativamente bajos (Fortes 2013).

Table 1 Chemical composition of soil of the experimental area 

% mg.100g -1 pH
N OM Ca Mg P K
0.19 3.20 2.53 0.26 2.15 5.44 5.87

En la figura 1 aparece el acumulado de precipitaciones y la temperatura promedio mensual, mínima y máxima durante el año de experimentación, datos que fueron tomados de la Estación Meteorológica del ICA.

Figure 1 Performance of the accumulate of precipitations and temperatures during the experimental period 

Tratamientos y diseño. Los tratamientos consistieron en las edades de rebrote o reposo del pasto a partir del momento de salida de los animales del potrero (tiempo cero) como sigue: 0, 15, 30, 45, 60, 75 y 90 días de rebrote del ciclo uno de pastoreo; 0, 15, 30, 45 y 60 días de rebrote del ciclo dos; 0, 15, 30 y 45 días de rebrote del ciclo tres de pastoreo y 0, 15, 30, 45, 60, 75, 90 y 105 días de rebrote del ciclo cuatro de pastoreo (tabla 2); y de acuerdo con la tecnología de banco de biomasa (Martínez y Herrera 2006). Para la toma de muestras se realizó un estudio de homogeneidad del área seleccionada y se determinó el tamaño de muestras adecuado para el estudio morfofisiológico de Cenchrus purpureus vc. Cuba CT-115 en pastoreo. Los resultados mostraron que el área resultó ser homogénea, y se determinó que 15 muestras (macollas como unidades experimentales) son suficientes para indicar con precisión el comportamiento de los indicadores en la población estudiada (Fortes et al. 2007).

Table 2 Distribution of rest cycles during the experiment 

Rest cycles Date Duration, days
Cycle 1 December 2006- March 2007 90
Cycle 2 March-May 2007 60
Cycle 3 May-July 2007 45
Cycle 4 August- November 2007 105

Procedimiento. Se utilizó un cuartón de 0.75 ha integrado a la tecnología de bancos de biomasa (Martínez y Herrera 2006). Se seleccionaron 15 muestras (macollas como unidades experimentales) a las edades de rebrote antes mencionadas para cada ciclo de pastoreo. Las macollas se separaron siempre en residuo (rechazo con su nuevo crecimiento) y rebrote (hijos basales). Luego se fraccionaron en hoja, tallo y material muerto (MM) del residuo y hoja y tallo del rebrote.

Para el análisis químico las muestras fueron secadas a 60 °C en estufa de circulación de aire marca Memmert y molidas en un molino de martillo (Culatte typs MFC) con tamiz de 1 mm de diámetro, se envasaron en frascos de cristal herméticamente cerrados y se almacenaron a temperatura ambiente hasta su procesamiento.

Se determinaron los contenidos de cenizas, nitrógeno (N), calcio (Ca), fósforo (P) y magnesio (Mg) según la metodología descrita por la AOAC (2016).

Análisis estadístico. Se efectuó análisis de varianza según diseño completamente aleatorizado y se empleó la dócima de Duncan (1955) para la comparación de las medias en los casos necesarios, todos los análisis se realizaron por duplicado por tratamiento. Para el procesamiento de los datos se utilizó el paquete estadístico IBM-SPSS, Versión 22 (2013).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la tabla 3 aparecen los contenidos de cenizas para todos los ciclos de pastoreo durante el año de evaluación. Se observaron diferencias (P<0.01) entre edades de rebrote tanto para las hojas como los tallos de los hijos basales y del residuo; excepto en las hojas de los hijos basales del ciclo tres de pastoreo. Las cenizas de las hojas generalmente fueron superiores a los tallos, y los valores oscilaron entre 3.89 % y 15.41%. Herrera et al. (2002) al estudiar este indicador en el CT-115 en condiciones de pastoreo encontraron mayores contenidos de cenizas en las hojas que los tallos y variaron entre 8-9% y desde 4.5 hasta 7%, respectivamente. Por su parte, Valenciaga et al. (2001) encontraron valores inferiores en las hojas de 4.01% y superiores en el tallo de 7.04%, lo cual podría deberse a las diferentes condiciones de manejo utilizadas.

Por otra parte, Valenciaga et al. (2009) encontraron valores de cenizas en C. purpureus vc. Cuba CT-115 que se incrementaron con la edad, hasta 12.64% para 140 días de rebrote. Sin embargo, en este trabajo los contenidos fueron superiores a los reportados por estos autores y el comportamiento con la edad fue variable. Por su parte, Correa et al. (2016) obtuvieron en pasto kikuyo mayores contenidos de cenizas a los 45 días que a los 80 días de rebrote; mientras que Kozloski et al. (2005) en muestras de C. purpureus vc. Mott cosechado entre 30 y 90 días de rebrote no encontraron grandes diferencias en este indicador.

Table 3 Contents of ash (%) in Cenchrus purpureus cv. Cuba CT-115 

Cycle 1 (December-March)
Age, Days Tillers Residue
Ash leaf Ash stem Ash leaf Ash stem
0 - - 12.97ab 4.02ab
15 9.57ª 5.10ª 12.34ª 3.89ª
30 8.94ab 8.62bc 12.29ª 4.94ab
45 8.76ab 8.16bc 12.37ª 4.45ab
60 8.44b 8.94c 12.50ª 4.89ab
75 8.56b 8.30c 14.21b 5.25b
90 8.52b 6.95ab 12.77ª 4.69ab
SE±/Sign. 0.23** 0.28*** 0.35*** 0.21***
Cycle 2 (March-May)
0 - - 11.33ª 6.35ª
15 - - 11.83ab 6.32ª
30 10.52ª 5.02ª 12.49bc 5.43b
45 10.25ab 9.34b 12.78c 5.50b
60 8.96b 10.34b 11.96abc 5.67ab
SE±/Sign. 0.14*** 0.20*** 0.18** 0.17**
Cycle 3 (May-July)
0 - - - 4.47ª
15 12.05 5.37ª 13.77ª 5.00ab
30 12.33 6.17ª 14.03ab 6.11bc
45 11.89 8.27b 15.12bc 6.25c
60 11.25 7.65b 15.35c 6.53c
SE±/Sign. 0.34 0.30** 0.23** 0.25**
Cycle 4 (August-November)
0 - - 15.41ª 5.48abc
15 11.52ab 5.85ab 14.27ab 6.71ª
30 12.08b 8.13bc 13.85ab 6.16ab
45 11.53ab 9.25c 13.13b 6.64ª
60 12.30b 7.07abc 14.67ab 4.58bc
75 10.17ª 4.34ª 13.91ab 4.11c
90 11.15ab 5.65ab 12.91b 4.91abc
105 11.16ab 5.32ab 13.50ab 4.65bc
EE±/Sign. 0.25*** 0.43*** 0.32*** 0.26***

abcValues with different letters per column differ at P <0.05 (Duncan 1955)

***P <0.001 ** P <0.01

En la figura 2 aparecen los contenidos de nitrógeno para todos los ciclos de pastoreo estudiados. El nitrógeno tuvo mayor valor en hojas que en tallos tanto en hijos basales como en el residuo. El contenido de nitrógeno tuvo una tendencia de reducción en la planta con la edad.

Esto ocurre porque este nutriente es de mayor importancia en las partes más jóvenes. Su absorción es cada vez menor cuando fisiológicamente la planta envejece o llega a su estado de madurez. Gándara et al. (2017) también encontró reducciones del nitrógeno y la proteína con la edad del pasto. En este sentido, Pérez et al. (2004) afirman que el contenido de nitrógeno en las plantas disminuye durante el crecimiento, y presenta una alta correlación con la acumulación de materia seca, más que otros indicadores y para cualquier estadio de crecimiento y edad de rebrote, estos autores encontraron reducciones de los contenidos de N en hojas de Brachiaria híbrido en la medida que avanzó la edad de la planta.

Figure 2 Nitrogen content (%) of C. purpureus cv. Cuba CT-115 

En la tabla 4 aparecen los contenidos de calcio en los cuatro ciclos de pastoreo de la tecnología. En todos los casos se observaron diferencias (P<0.05) con la edad de rebrote, tanto en las hojas como en tallos, excepto en la hoja del residuo del ciclo uno de pastoreo, los valores oscilaron entre 0.30 y 0.83 % de la MS. A pesar de las diferencias significativas encontradas entre edades, la variación entre ellas estuvo en un rango estrecho. En este sentido, Valenciaga et al. (2009) no encontraron diferencias entre edades de rebrote para este indicador en el Cuba CT-115.Los contenidos de calcio siempre fueron superiores en hojas a 0.30 % de la MS, nivel establecido por Cunha y Mc Dowell (2012) como crítico para la alimentación animal. Resultados similares fueron reportados por Clavero et al. (1994).

Los valores de los contenidos de calcio encontrados en hoja siempre fueron superiores a los tallos. Resultados similares a estos fueron reportados por Herrera et al. (2008) para todas las variedades de Cenchrus estudiadas incluida la de este estudio. Dicho comportamiento resulta contradictorio si se tiene en cuenta que el calcio desempeña un importante papel como elemento cementante en la pared celular y es precisamente en las hojas, donde se encuentra el menor contenido de pared celular.

Table 4 Calcium content (%) in leaves and stems of Cenchrus purpureus cv. Cuba CT-115  

Cycle 1 (December-March)
Age, days Tillers Residue
Ca Leaf Ca Stem Ca Leaf Ca Stem
0 - - 0.79 0.50ª
15 0.65ab 0.47ª 0.82 0.54ab
30 0.69bc 0.57b 0.82 0.62c
45 0.70c 0.54b 0.83 0.58bc
60 0.64ª 0.58b 0.82 0.60bc
75 0.65ab 0.53b 0.79 0.64c
90 0.64a 0.57b 0.82 0.65c
SE±/Sign. 0.01*** 0.01*** 0.01 0.01***
Cycle 2 (March-May)
0 - - 0.41ª 0.34ª
15 - - 0.42ª 0.40c
30 0.50ª 0.32ab 0.43ª 0.36ab
45 0.63ab 0.29ª 0.47b 0.34ª
60 0.62b 0.38b 0.47b 0.371bc
SE±/Sign. 0.01*** 0.01*** 0.004*** 0.01**
Cycle 3 (May-July)
0 - - - 0.37ab
15 0.63ª 0.45ª 0.48ª 0.39b
30 0.63ª 0.30b 0.46ª 0.34ab
45 0.57b 0.31b 0.35b 0.31ª
60 0.49c 0.35b 0.40b 0.36ab
SE±/Sign. 0.01*** 0.01** 0.01** 0.01***
Cycle 4 (August-November)
0 - - 0.60ab 0.38ª
15 0.52ª 0.35ab 0.62b 0.36ab
30 0.54ª 0.37b 0.62b 0.37ª
45 0.55ab 0.37b 0.63b 0.36ab
60 0.51ª 0.35b 0.58ª 0.30bc
75 0.61b 0.31ª 0.63b 0.30c
90 0.54ª 0.32ab 0.63b 0.33abc
105 0.52a 0.33ab 0.62b 0.31bc
SE±/Sign. 0.01*** 0.01** 0.01* 0.01**

abc Values with different letters per column differ at P <0.05 (Duncan 1955)

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

Para todos los ciclos de pastoreo los contenidos de fósforo (tabla 5) mostraron diferencias (P<0.05) de este indicador con la edad de rebrote. En las hojas, los contenidos de fósforo mostraron una reducción (P <0.01) con la edad de la planta, excepto para el ciclo uno de pastoreo, los valores oscilaron entre 0.17 y 0.43% de la MS. En el caso de los tallos, no hubo una tendencia fija a incrementarse o reducirse con la edad sino que en todos los casos los tenores fueron variables y oscilaron entre 0.15 y 0.26% de la MS. En la literatura se reportan reducciones de este elemento con la edad de la planta (Santiago et al. 2016), sin embargo en este trabajo el comportamiento fue variable.

Table 5 Phosphorus content (%) in leaves and stems of Cenchrus purpureus cv. Cuba CT-115 

Cycle 1 (December-March)
Age, days Tillers Residue
P Leaf P Stem P Leaf P Stem
0 - - 0.24abc 0.19ª
15 0.24ab 0.19ª 0.26c 0.23ab
30 0.21ª 0.19ª 0.21ª 0.21ab
45 0.21ª 0.21ab 0.23ab 0.21ab
60 0.26b 0.25c 0.25bcd 0.24b
75 0.23ª 0.25bc 0.24abc 0.22ab
90 0.23ab 0.24bc 0.25bc 0.21ab
SE±/Sign. 0.01*** 0.01*** 0.01*** 0.01***
Cycle 2 (March-May)
0 - - 0.33ª 0.29ª
15 - - 0.28c 0.17b
30 0.35ª 0.25ª 0.29c 0.24ab
45 0.27b 0.26ª 0.32ab 0.23ab
60 0.25b 0.22b 0.30bc 0.24b
SE±/Sign. 0.01*** 0.01* 0.01** 0.01**
Cycle 3 (May-July)
0 - - - 0.19ab
15 0.32ª 0.20ª 0.43ª 0.19ab
30 0.33ª 0.22ª 0.34ab 0.21b
45 0.27b 0.20ª 0.26bc 0.18ª
60 0.24b 0.24b 0.24c 0.20ab
SE±/Sign. 0.01** 0.01** 0.01*** 0.01**
Cycle 4 (August-November)
0 - - 0.23ab 0.20ab
15 0.24ª 0.21ª 0.25ª 0.15ª
30 0.23ab 0.18ab 0.23ab 0.18ab
45 0.23ab 0.16b 0.21abc 0.19ab
60 0.23ab 0.20ª 0.22abc 0.21b
75 0.20b 0.16b 0.19bc 0.17ab
90 0.21ab 0.19b 0.17c 0.18ab
105 0.20b 0.19ab 0.19bc 0.20ab
SE±/Sign. 0.01** 0.01** 0.01*** 0.01***

abc Values with different letters per column differ at P <0.05 (Duncan 1955)

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

Las hojas presentaron mayores valores de fósforo que los tallos de forma general. Este comportamiento resulta lógico si tenemos en cuenta las múltiples funciones que desarrolla este elemento en el metabolismo vegetal, ya que forma parte de una amplia gama de moléculas como azúcares fosfatos, ácidos nucleicos, coenzimas, entre otras, además de que controla diferentes procesos metabólicos que ocurren fundamentalmente en las hojas de la planta (Gardner et al. 2017 y Malhotra et al. 2018).

Los requerimientos de fósforo para el óptimo crecimiento de las plantas están en el rango de 0,3 a 0,5% de la materia seca para el periodo de crecimiento vegetativo según Vistoso et al. (2017). Sin embargo, Epstein y Bloom (2005), así como Domínguez et al. (2012) consideran que un contenido superior a 0,2% de la masa seca constituye un nivel tisular adecuado de fósforo en las plantas. Teniendo esto en consideración para algunas edades de rebrote el fósforo estuvo por debajo de los niveles adecuados para el metabolismo por lo que se podría sugerir el uso de fertilización fosfórica al suelo para suplir esta deficiencia en la planta. Para la alimentación animal se considera como nivel crítico valores inferiores a 0,25% de la MS (Cunha y Mc Dowell 2012), en algunos ciclos de pastoreo se encontraron valores inferiores a este, por lo que es posible que se necesite algún tipo de suplementación en los animales para cubrir este déficit.

Los contenidos de magnesio siempre fueron superiores en las hojas que en los tallos (tabla 6). Los cloroplastos de las plantas son ricos en Mg pues la principal función de este elemento, es su rol como átomo central de la molécula de clorofila presente fundamentalmente en las hojas de las plantas (Basantes 2016 y Chen et al. 2018). Los valores estuvieron entre 0.25 y 0.52 % para las hojas y 0.16 y 0.30 % para los tallos. Según Torres (1999) contenidos de 0.2 % de magnesio en la MS se consideran concentraciones aceptables de este elemento para el buen funcionamiento fisiológico de la planta. Por tal motivo, las concentraciones encontradas en el trabajo en algunos casos están por debajo de las necesarias por la planta, aunque la diferencia entre los requerimientos y los contenidos de Mg encontrados es muy baja.

Por su parte, Cunha y Mc Dowell (2012) consideran como nivel crítico para la alimentación animal 0,20% de la MS, por lo que también para algunas edades de la planta los resultados fueron inferiores a este valor.

Table 6 Magnesium content (%) in leaves and stems of C. purpureus cv. Cuba CT-115  

Cycle 1 (December-March)
Age, days Tillers Residue
Mg Leaf Mg Stem Mg Leaf Mg Stem
0 - - 0.40ª 0.24ª
15 0.33bc 0.30b 0.47b 0.22ª
30 0.35c 0.36c 0.52b 0.26ab
45 0.37c 0.36c 0.48b 0.30b
60 0.26ª 0.29ab 0.47b 0.25ª
75 0.27ab 0.25ab 0.47b 0.25ª
90 0.25a 0.25a 0.38a 0.26ab
SE±/Sign. 0.01*** 0.01*** 0.01*** 0.01***
Cycle 2 (March-May)
0 - - 0.28ab 0.26bc
15 - - 0.29abc 0.28c
30 0.32ª 0.28ª 0.28ª 0.28c
45 0.42ab 0.22b 0.30bc 0.20ª
60 0.49b 0.23b 0.31c 0.22ab
SE±/Sign. 0.04* 0.01** 0.01* 0.01**
Cycle 3 (May-July)
0 - - - 0.24ª
15 0.50ª 0.27ab 0.38ª 0.25ab
30 0.48ª 0.29b 0.39ª 0.26ab
45 0.29b 0.29b 0.29b 0.26b
60 0.30b 0.25a 0.30b 0.24b
SE±/Sign. 0.01*** 0.01** 0.01*** 0.01*
Cycle 4 (August-November)
0 - - 0.29a 0.23abc
15 0.30 a 0.19ab 0.36ab 0.24bc
30 0.33 ab 0.23ab 0.36ab 0.22abc
45 0.34 ab 0.25b 0.37b 0.25c
60 0.32 ab 0.23ab 0.34ab 0.21abc
75 0.34 ab 0.25b 0.36ab 0.22abc
90 0.35 ab 0.16a 0.37b 0.17ab
105 0.37 b 0.16a 0.38b 0.16a
SE±/Sign. 0.01*** 0.01*** 0.01*** 0.02**

abc Values with different letters per column differ at P <0.05 (Duncan 1955)

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

Se concluye que los contenidos de cenizas, calcio, fósforo y magnesio tuvieron un comportamiento variable con la edad de rebrote para todos los ciclos de pastoreo de la tecnología de banco de biomasa. El contenido de nitrógeno se redujo con la edad de rebrote en todas las fracciones de la planta estudiadas. Los indicadores estudiados tuvieron valores superiores en hojas que en tallos tanto para los hijos basales como para el residuo con su nuevo crecimiento. Los contenidos de fósforo y magnesio encontrados tanto en hojas como en tallos para algunas edades de rebrote fueron inferiores a los requeridas para el adecuado crecimiento y desarrollo de la gramínea, por lo que podría ser necesaria la utilización de fertilización de mantenimiento. Se recomienda usar estos resultados para diseñar otras opciones de manejo.

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Recibido: 21 de Enero de 2019; Aprobado: 04 de Febrero de 2019

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