Variedad de alfalfa con menor potencial meteorizante: PROINTA CARMINA

DESCRIPCIÓN DE LA VARIEDAD Y PROCESO DE MEJORAMIENTO

El empaste, timpanismo o meteorismo espumoso es una disfunción digestiva de los rumiantes que se origina cuando los gases liberados por la fermentación microbiana de los alimentos en el rumen quedan atrapados en minúsculas burbujas y no pueden ser eliminados por eructación (Clarke y Reid, 1972). Este problema se asocia con el consumo de especies forrajeras de alta digestibilidad y alto contenido de proteínas solubles, como la alfalfa (Medicago sativa L.) y los tréboles (Trifolium spp.). El timpanismo es probablemente la causa más importante de pérdidas en la producción bovina y su control constituye una de las mayores preocupaciones de los productores pecuarios.

De la comparación entre leguminosas timpanizantes y no-timpanizantes surge que una de las maneras de desarrollar variedades de alfalfa tolerantes al empaste es la selección de plantas con menor tasa  de desaparición inicial ruminal (DIR). Esta vía se basa en las teorías conocidas como de ruptura de la pared celular  (Howarth y col, 1978) y de velocidad inicial de digestión (Howarth y col, 1982), que parten del hecho de que hay leguminosas que son no-meteorizantes porque sus hojas poseen paredes celulares más gruesas, lo que retarda la acción de la microflora ruminal e impide una liberación explosiva de los contenidos celulares al rumen. De esta manera, al tener una tasa de degradación 25-30 % más lenta, se puede mantener una relativamente baja concentración de agentes espumógenos (proteínas solubles, restos de cloroplastos, etc.) en el rumen, haciendo que la producción de gas por la fermentación microbiana se mantenga por debajo de los umbrales críticos para causar meteorismo (Berg y col, 2000). En función de ello, se inició en 1991 en la EEA Manfredi-INTA un programa de mejoramiento con el objetivo de desarrollar un cultivar de alfalfa sin reposo invernal con menor DIR.

Después de varios años de labor, se obtuvo el cultivar PROINTA CARMINA, que fue desarrollado a partir de una población original compuesta por 500 plantas de cada uno de los siguientes cultivares: Monarca SP INTA, 5929, Mecca y Sequel. El objetivo de mejoramiento fue producir una variedad sin reposo invernal con una significativamente menor propensión para causar empaste o timpanismo. Para ello se utilizó una combinación de selección recurrente fenotípica y genotípica (prueba de progenie de policruza o "polycross") in situ por menor DIR en un estado de madurez intermedio entre vegetativo tardío y botón floral y empleando la técnica in situ de la "bolsa de nylon modificada" (Basigalup y col, 2003). Se realizaron tres (3) ciclos de selección. En cada ciclo de selección se efectuaron dos evaluaciones de la DIR (primavera y otoño). En cada ciclo se seleccionaron los individuos que consistentemente exhibieron  los menores valores de DIR, evaluada a las 4 h de permanencia en el rumen de animales fistulados. Los individuos seleccionados en cada ciclo se intercruzaron entre sí en condiciones de aislamiento (jaulas de polinización) con abejas melíferas. La producción de semilla prebásica (Sin-1) se realizó en la EEA Manfredi-INTA en jaulas de policruzamiento con polinización forzada por abejas melíferas. Posteriormente, en la EEA San Juan-INTA se produjo la semilla básica o fundación (Sin-2).

En 2001, se inscribió la variedad en el Registro Nacional de Propiedad de Cultivares (RNPC), estableciéndose en el legajo que -según determinaciones in situ realizadas en la EEA Manfredi- tiene 22,6% menos de DIR que la población original. Su usoestá recomendado para la producción intensiva de leche y carne en todas las áreas alfalferas del país, en especial en aquellas donde el riesgo de empaste alcanza proporciones elevadas.

ProINTA Carminaes una variedad sin reposo invernal (GRI 8), similar a Monarca SP INTA. Presenta porte erecto, coronas de tamaño intermedio, buena cantidad de tallos y regular foliosidad. El color de las flores de predominantemente púrpura oscuro, con presencia de flores púrpura claro y variegado (púrpura oscuro). Su comportamiento sanitario se resume en el Cuadro 1:   

Cuadro 1: Caracterización de la resistencia a plagas y enfermedades de ProINTA

Carmina. Pruebas realizadas por Crop Characteristics, Inc. (Minnesota, USA).

 

Se han conducido diversos ensayos de pastoreo en sistemas de producción de carne con la finalidad de evaluar el comportamiento de ProINTA Carmina tanto en unidades del INTA como en campos de productores. Los objetivos básicos fueron medir la incidencia de la variedad en la ocurrencia de empaste y su impacto productivo. A continuación de presenta un resumen de la información generada.

a) Ensayos INTA - Entre 2003 y 2006 se condujeron ensayos idénticos en las Estaciones Experimentales del INTA de Marcos Juárez (Cdba.), General Villegas (Bs. As.) y Manfredi (Cdba.), donde se implantaron parcelas de 0,5 a 1 ha de ProINTA Carmina y de Bárbara SP INTA (testigo), de acuerdo a un diseño de bloques completos aleatorizados con 2 replicaciones y observaciones repetidas en el tiempo. Los animales sólo tuvieron acceso a las parcelas durante los períodos de desafío (cada 15 días). El resto del tiempo los animales permanecieron en un lote anexo de alfalfa pura bajo las mismas condiciones de carga y sistema de pastoreo (7 días de pastoreo X 35 días de descanso). Durante los desafíos, se asignaron al azar 10 novillos (300 kg aproximadamente) a cada tratamiento y repetición, que entraron a las parcelas en un estado de madurez fisiológica entre vegetativo tardío y botón floral/10% floración. Se trató se alcanzar una asignación forrajera de 35 g MS/kg pv.

Durante los desafíos, los animales conformaron grupo "cerrados", que entraron y salieron de las parcelas en forma simultánea. Dos veces al día los animales fueron individualmente calificados por su grado de meteorización, de acuerdo a la siguiente escala (Figura 1): 0: Normal; 1: Ligera timpanización: leve distensión del flanco izquierdo; 2: Timpanización  moderada: creciente distensión del flanco izquierdo, leve distensión del flanco derecho; 3: Timpanización severa: muy  distendido el flanco izquierdo, lleno y firme el  flanco  derecho, micción y defecación frecuentes; 4:Timpanización peligrosa: ambos flancos muy  distendidos y a nivel con la espina dorsal; animal angustiado, con intentos de patearse el vientre e incapaz de permanecer quieto; regurgitación de alimento; prolapso de recto; y movimientos violentos de la cola; y  5:Timpanización crítica: inminente muerte si no hay tratamiento. Las diferencias de frecuencia de los grados de meteorismo entre los tratamientos se analizaron por medio de la prueba no-paramétrico de Kruskal-Wallis (α = 0.05).

Figura 1: Grados de meteorismo usados en la evaluación de animales en  pastoreo.

Adaptado de Davies y col. (2201).

 

 Los resultados obtenidos en los ensayos del INTA fueron los siguientes:

I- Ensayo en la EEA Manfredi- Responsables: Ings. Agrs. Laura Bernáldez, Jorge Martínez Ferrer y Daniel Basigalup 

Figura 2 : Frecuencia de grados de meteorismo detectados en el ensayo de evaluación conducido en la EEA Manfredi.

Se concluyó que ProINTA Carmina registró una merma estadísticamente significativa (p = 0,0014) en el número de animales empastados. Por otro lado, el efecto tratamiento (cultivares) no interactuó con los desafíos (p = 0,2680), lo que equivale a decir que las diferencias entre ambos cultivares fueron en general consistentes a lo largo de los desafíos.

Figura 3: Frecuencia de grados de meteorismo detectados en el ensayo de evaluación conducido en la EEA General Villegas.

No se detectaron diferencias entre los cultivares tanto en el número de animales empastados como en la intensidad del meteorismo.

III- Ensayo en la EEA Marcos Juárez- Responsables: Dres. Néstor Latimori y Andrés Kloster

Figura 4: Frecuencia de grados de meteorismo detectados en el ensayo de evaluación conducido en la EEA Marcos Juárez.

Se concluyó que ProINTA Carmina tuvo no sólo significativamente menos animales empastados (grado 0) sino también menor número de novillos con empaste leve (grado 1) (p< 0,0042). En el resto de los grados, no se observaron diferencias. 

 

b) Ensayos en campos de productores- Entre 2004 y 2006 se implantaron dos ensayos de evaluación en campos de productores, que fueron diseñados y coordinados por el Dr. Martín Correa Luna de INTA Venado Tuerto. A continuación de resumen los datos obtenidos en cada uno de ellos:

En el otoño de 2004 se implantó un ensayo en Cabaña Las Lilas (Pasteur, Bs. As.), que incluyó la siembra de 25 ha de ProINTa Carmina y 25 ha de una alfalfa testigo (cultivar comercial). Cada franja se pastoreó con una carga de 5 toritos/ha durante el período primavera-verano 2004. Entre otros parámetros, se midió el grado de timpanismo de los animales usando la escala previamente descripta. Los resultados se ofrecen en la Figura 5.

Figura 5: Frecuencia de grados positivos de meteorismo (1= empaste leve a 5= tratamiento o muerte) en el ensayo de Cabaña “Las Lilas” durante la temporada 2004/2005. Barras con la misma letra no difieren estadísticamente (Kruskal-Wallis, α = 0,05).

Entre los animales que manifestaron algún grado de empaste, se detectó una incidencia estadísticamente menor del problema en ProINTA Carmina. Entre los animales empastados, ProINTA Carmina también exhibió una incidencia menor (22,73%), fundamentalmente en los grados 1 y 2. Es oportuno aclarar que en este ensayo no se consignaron los grados 0 (ausencia de empaste), los que pueden estimarse en forma indirecta (total de animales – número de animales con algún grado de empaste). En ese contexto, la frecuencia grados 0 fue obviamente mayor en ProINTA Carmina (76,0%) que en el testigo (64,8%). En esa línea de razonamiento, la reducción total (grados 0, 1 y 2) de la incidencia del empaste en Carmina alcanzó 33,93%.

El 15/3/2006 se implantó en la Estancia "La Angelita" (Buchardo, Córdoba) un ensayo  según un diseño que incluyó una franja de 25 ha de Carmina y otra franja de 25 ha del cv. Magna 801 (testigo). Las pasturas fueron una consociación de 7,5 kg/ha de alfalfa con 3 kg/ha de festuca alta (Festuca arundinacea Schreber) y 3 kg/ha de cebadilla criolla (Bromas catharticus Vahl.). También se incluyeron 30 kg/ha de trigo (cv. Onix) como cultivo acompañante, por ser una práctica común en el establecimiento. Se utilizaron dos tropas de 100 novillos cada una (una para cada franja) de un peso promedio de 280 kg/animal. Las franjas se pastorearon con un esquema rotativo de 6 potreros (aproximadamente 7 X 35). Se midieron parámetros de la pastura (disponibilidad forrajera, relación hoja/tallo, consumo individual de MS, tasa de crecimiento y eficiencia de cosecha). También se evaluó la incidencia de meteorismo con la escala visual 0-5 ya descripta anteriormente, cuyos resultados se exponen en la Figura 6. 

Figura 6: Frecuencia de grados positivos de meteorismo (escala 1= empaste leve a 5= tratamiento o muerte) en el ensayo de Estancia “La Angelita” durante el período octubre 2006/febrero 2007. Barras con la misma letra no difieren estadísticamente (Kruskal-Wallis, α = 0,05).

Se detectó que los animales que pastorearon ProINTA Carmina, en comparación de los que pastorearon Magna 801, mostraron no sólo un significativamente menor número de empastados (16% vs. 32%, respectivamente) sino también una menor incidencia de casos moderados a graves (grados 2 a 4). Dicho de otro modo: además de presentar menos animales empastados, los casos positivos en ProiNTA Carmina fueron mayoritariamente casos leves, mientras que en Magna 801 lo fueron de moderados a graves.

 

 

1)  EEA Marcos Juárez - Responsables: Dres. Néstor Latimori y Andrés Kloster.

 El 8/4/2003 se sembró en la EEA Marcos Juárez un ensayo para medir la producción de carne en condiciones de pastoreo directo de acuerdo a un diseño de bloques completos aleatorizados con 2 repeticiones y 2 tratamientos: ProINTACarmina y Bárbara SP INTA (testigo). Cada una de las 4 parcelas experimentales ocupó una superficie de 1,5 ha y fue dividida en 6 potreros de 0,25 ha a efectos de implementar un sistema de pastoreo rotativo de aproximadamente 6 X 30. Cada parcela (1,5 ha) recibió 8 novillitos británicos de un peso promedio inicial de 295 kg. Antes del ingreso de los animales a los potreros, se tomaron muestras de forraje para estimar disponibilidad y parámetros de calidad (FDN, FDA y PB). El período de pastoreo fue del 1/11/05 al 26/2/06. Los animales se pesaron individualmente cada 28 días con un desbaste nocturno de 17 horas. En todo el período de evaluación no se registraron casos de empaste ni se detectaron diferencias de calidad entre los tratamientos (variedades). Tampoco se registraron diferencias en la disponibilidad de forraje (p = 0,20), aunque ProINTA Carmina evidenció una ligeramente menor producción promedio que Bárbara SPI (2.274 Kg MS/ha y 2.558 Kg MS/ha, respectivamente). No obstante, no se registraron diferencias de producción secundaria (Cuadro 2).

Cuadro 2: Pesos vivos inicial (PVI) y final (PVF), aumento diario de pesos vivo (ADPV) y producción de carne por hectárea (PC) en un ensayo de comparación entre ProINTA Carmina y Bárbara SPI conducido en la EEA Marcos Juárez durante noviembre 2005/febrero 2006.

Se concluyó que en ausencia de empaste, y pese a una ligera tendencia (no significativa) a producir menor disponibilidad de forraje (datos no mostrados), ProINTA Carmina no evidenció diferencias en el aumento diario de peso vivo ni en la producción de carne por hectárea respecto del testigo.

 

2) EEA Manfredi  - Responsables: Ings. Agrs. Jorge Martínez Ferrer, Laura Bernáldez y Daniel Basigalup.

En el otoño de 2005 se sembró en la EEA Manfredi un ensayo de pastoreo para comparar la producción secundaria de ProINTA Carmina frente a un testigo (Monarca SP INTA). El experimento siguió un diseño de bloques completos al azar con 3 repeticiones. Cada una de las 6 parcelas del ensayo ocupó una superficie de 2,1 ha y fueron divididas de 6 franjas de 0,35 ha a fin de implementar un sistema de 7 X 35 (valores ajustables por crecimiento de la pastura). Se utilizaron 48 novillos A. Angus (peso promedio: 381,9 kg ± 2,9), que se dividieron en 6 grupos homogéneos de 8 animales c/u y que ingresaron a las parcelas en la primavera de 2005. Se contempló a lo largo de la experiencia una asignación forrajera diaria del 3,5% (3,5 kg MS /100 Peso Vivo/día). Los pesos individuales de los novillos se registraron cada 15 días. Se estimó la tasa  de ganancia de peso por unidad experimental (regresión lineal) utilizando el promedio de las ganancias individuales de los 8 novillos de cada parcela. La producción secundaria (kg PV/ha) se calculó con la siguiente ecuación:

La eficiencia del stock se calculó como los kg producidos/parcela dividido los kg mantenidos (promedio ponderado)/parcela. Por lo tanto, los animales muertos o chuceados fueron considerados en ambos índices (producción secundaria y eficiencia de stock). Se tomaron registros de los grados de meteorismo de cada animal (escala 0 a 5) en varios momentos de la permanencia de los novillos en las parcelas. También se estimaron las disponibilidades forrajeras a lo largo del ciclo de producción.

Los animales permanecieron en las parcelas por 112 días, momento en que fueron vendidos en el otoño de 2006. A lo largo del período experimental no se observaron grandes diferencias en la severidad de meteorismo hasta el 23/1/2006 en la que se registraron 3 muertes en el testigo Monarca SPI (todos en la misma repetición) y sólo 1 en ProINTA Carmina. Esto último afectó grandemente los valores de producción secundaria y eficiencia de stock entre los cultivares (Cuadro 3).

Cuadro 3: Aumento diario de peso vivo (ADPV), Peso vivo final (PVF), producción de carne por hectárea (PC) y eficiencia de stock (ES) en un ensayo de comparación entre ProINTA Carmina y Monarca SP INTA conducido en la EEA Manfredi durante la temporada 2005/06. 

Durante el ciclo de evaluación, ProINTA Carmina tuvo una no significativa menor producción de forraje (16,3%) respecto de Monarca SPI (datos no mostrados). No obstante, esto no se reflejó en diferencias individuales de aumento diario de peso vivo ni de peso final de los animales en casi todo el período experimental. Sin embargo, cuando se produjo el episodio grave de empaste (23/1/06), la producción de carne por hectárea y la eficiencia de stock (ajustados por número de animales muertos) fueron mayores –aunque no significativas- en ProINTA Carmina. Es probable que la no detección de significancia estadística en las apreciables diferencias de PC y ES que se exhiben en el Cuadro 3 se relacione con el alto valor de coeficiente de variabilidad que provocó el hecho de que todas las muertes en Monarca SPI se registraran en la misma repetición. De todos modos, el impacto de ProINTA Carmina observado en este ensayo deberá ser corroborado en estudios posteriores, a fin de contar con un mayor rango de ambientes y situaciones.

En todos los ensayos de pastoreo conducidos en unidades del INTA que fueron previamente comentados, se tomaron muestras representativas para estimar la calidad del forraje al momento de la entrada de los animales a cada potrero. Las determinaciones químicas se realizaron sobre planta entera y de acuerdo a las técnicas tradicionales de Van Soest (fibra) y Kjeldahl (proteína bruta). Las medias se compararon por la prueba LSD de Fisher. En los Cuadros 4 a 6 se resumen los resultados.     

Cuadro 4:  Valores promedio (varios muestreos) de fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácido (FDA) y proteína bruta (PB) de ProINTA Carmina y Bárbara SPI en un ensayo conducido en la EEA Marcos Juárez. Las muestras se tomaron al estado de 10% de floración. Fecha muestreos: temporada 2003/04.

Cuadro 5: Valores promedio (varios muestreos) de fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácido (FDA) y proteína bruta (PB) de ProINTA Carmina y Bárbara SPI en un ensayo conducido en la EEA Manfredi. Las muestras se tomaron al estado de botón floral . Fecha muestreos: temporada 2003/04.

Cuadro 6: Valores promedio (varios muestreos) de fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácido (FDA) y proteína bruta (PB) de ProINTA Carmina y Bárbara SPI en un ensayo conducido en la EEA General Villegas. Las muestras se tomaron al estado de 10% de floración. Fecha muestreos: temporada 2003/04.

En las EEA Manfredi se condujeron ensayos de corte para comparar la calidad forrajera de ProINTA Carmina y Bárbara SP INTA (testigo) en tres estados de madurez: vegetativo tardío, botón floral y 10% de floración. Los ensayos tuvieron un diseño de bloques completos aleatorizados con tres repeticiones y parcelas 1 x 5 m. En las fechas de corte que correspondían a cada estado de madurez se tomaron muestras de planta entera (cortes a 5 cm del suelo) de aproximadamente 300 g de materia verde que, una vez secadas y molidas, se utilizaron para las determinaciones químicas de laboratorio. Se condujeron dos experimentos en períodos sucesivos: Ensayo I (temporada 2002/04) y Ensayo II (temporada 2004/06). Las determinaciones químicas incluyeron fibra detergente neutro (FDN) y fibra detergente ácido (FDA) por Van Soest y proteína bruta (PB) por Kjeldahl. Los resultados obtenidos se resumen en los Cuadros 7 y 8.  

Cuadro 7:   Valores promedio (12 cortes) de parámetros de calidad de ProINTA Carmina y de Bárbara SPI estimados en 3 estados de madurez en el Ensayo I conducido en la EEA Manfredi durante el período 2002/04.

Cuadro 8: Valores promedio (6 cortes) de parámetros de calidad de ProINTA Carmina y Bárbara SPI estimados en 3 estados de madurez en el ensayo II conducido en la EEA Manfredi durante el período 2004/06.

En el estado de botón floral se detectó una mayor concentración de fibra y un menor contenido de proteína bruta en ProINTA Carmina respecto del testigo. Este resultado es de alguna manera esperable dado que los genotipos parentales de ProINTA Carmina fueron seleccionados en ese estado de madurez por menor velocidad inicial de desaparición ruminal (Basigalup y col., 2003), carácter que se asocia a una pared celular más gruesa como consecuencia de mayores deposiciones de fibra. A medida que se avanzan en la madurez (10% de floración), las diferencias tienden a desaparecer. Esto último es consistente con lo observado por Goplen y col. (1993) durante la evaluación del cv. Canadiense AC Grazelander Br, seleccionado también por menor desaparición inicial in situ.

En líneas generales, de toda la información presentada puede concluirse que:

 

Basigalup, D. H., C. V. Castell and C. D. Giaveno. 2003. Response to selection for lower initial rate of dry matter disappearance in the development of a bloat tolerant non-dormant alfalfa population. J. of Genet. & Breed. 57: 31-38.

Berg, B. P.; W. Majak, T. A. McAllister, J. W. Hall, D. McCartney, B. E. Coulman, B. P. Goplan, S. N. Acharya, R. T. Tait  and K. J. Cheng. 2000. Bloat in cattle grazing alfalfa  cultivars selected for a low initial rate of digestion. A review. Can. J. Plant Sci. 80: 493-502.

Clarke, R. T. J. and C. S. W. Reid. 1972. Foamy Bloat of cattle. A Review. J. Dairy Sci. 57: 753-785.

Davies, P., A. Dillon y D. G. Méndez. 2001. Control del empaste en invernada.  Publicación Técnica Nº 34. EEA Gral. Villegas.

Glopen, B. P., R. E. Howarth and G. L. Lees. 1993. Selection of alfalfa for a lower initial rate of digestion and corresponding changes in the epidermal and mesophyll cell wall thickness. Can. J. Plant Sci. 73: 111-122.

Howarth R. E., B. P. Goplen, A. C. Fesser and S. A. Brandt. 1978. A possible role for leaf cell rupture in legume pasture bloat. Crop Sci. 18: 129-133.

Howarth, R. E., B. P. Goplen, S. A. Brandt and K. J. Cheng. 1982. Disruption of leaf tissues by rumen microorganisms: an approach to breeding bloat-safe forage legumes. Crop Sci. 22: 564-568.