Determinación del área foliar en cuatro especies de Brachiaria en el Piedemonte llanero de Colombia

El manejo de las praderas involucra aspectos fisiológicos que junto con otros factores como nutrición mineral, clima, y manejo de pastoreo, conllevan a una productividad sostenible de los sistemas ganaderos. La generación de herramientas de fácil utilización y la obtención de resultados rápidos, contribuyen a la aplicación de conocimientos en el buen manejo de la ganadería. Las hojas de los pastos, fábrica de biomasa que la consumen los rumiantes, se constituye en el principal componente de alimentación que debe ser conocida para asegurar su persistencia. El área foliar medida con equipos costosos puede ser reemplazada por métodos sencillos que deben ser probados para su aplicación. Se han desarrollado varios métodos para la determinación del área foliar en diferentes cultivos (Zanchi et al., 2009; Chirinos et al., 1997; Bianco, 2005; Martín et al., 2006; Penton et al., 2006), donde se pueden utilizar equipos como los planímetros que miden este parámetro, pero su elevado costo no los hacen de fácil disponibilidad; por lo tanto, se han evaluado otros métodos como la medición de largo y ancho de las hojas y la aplicación de regresiones (Galindo y Clavijo, 2007). Se han encontrado relaciones sencillas para determinar el área foliar de gramíneas como la obtenida por Solórzano (2008) en sorgo, quien logró un acercamiento preciso al área foliar de este cultivo mediante la relación (largo * ancho de la hoja) * 0,70. Kemp, (1969), citado por Méndez (1993), en investigaciones realizadas sobre diferentes tipos de pasturas y otras especies, encontró diferentes ecuaciones de regresión en cuatro variedades de pastos que fueron evaluadas. La ecuación: Área foliar = (Largo * ancho) * 0.905, fue la más consistente en todo el conjunto de datos analizados.

Uno de los parámetros fisiológicos para determinar la eficiencia fotosintética y el potencial de producción de forraje de los pastos, es el índice de área foliar (IAF) que se define como el área de la superficie de las hojas presentes en un metro cuadrado de suelo, por lo tanto no tiene magnitud. Un IAF de 2, significa que encima de 1 m² de suelo hay 2 m² de hojas (Kappas y propastin, 2012; Montaldi, 1995; Salisbury y Ross, 1992).

A medida que el IAF aumenta, menor será la cantidad de luz que llegue al suelo y mayor será la tasa de crecimiento. El área foliar necesaria para interceptar el 95% de la luz incidente (solo un 5% llega al suelo) se denomina IAF óptimo y se relaciona con la máxima tasa de crecimiento de las praderas (Beguet y Bavera, 2001). Cuando la superficie de hojas es excesiva, el IAF es superior al óptimo y las hojas básales no reciben suficiente luz. IAF demasiado elevados en praderas significan pérdida de forraje por pisoteo del ganado y menor calidad nutritiva por sobre maduración. En el otro extremo, en condiciones de sobre pastoreo que dará un IAF reducido, van a significar rebrotes muy lentos, con agotamiento de la planta y menor producción de forraje (Beguet y Bavera, 2001).

La morfología y el hábito de crecimiento de las especies tienen una gran influencia en la interrelación entre la defoliación, el IAF residual y la capacidad de intercepción de la luz, con respuestas diferentes en cada especie de acuerdo con el manejo del pastoreo (Pérez et al., 2004). Es importante señalar que los efectos de la altura de corte o pastoreo en el crecimiento de los pastos son más severos, tanto a corto o a largo plazo, cuando se realizan muy cerca de la superficie del suelo y de manera frecuente. (Del Pozo y Jerez, 1999).

Dada la importancia que tiene el conocimiento del área foliar para el manejo de los pastos y ante la necesidad de tener una herramienta de fácil aplicación en los llanos Orientales, se generaron ecuaciones en los principales pastos utilizados en los sistemas ganaderos de esta región.

El estudio se realizó en praderas del Centro de Investigaciones La Libertad de CORPOICA, localizado a 17 km de Villavicencio vía a Puerto López, con una ubicación geográfica a 9º 6´ de latitud norte y 73º 34´ de longitud oeste, a 330 m.s.n.m., la precipitación anual promedia de los últimos 30 años ha sido de 2900 mm, el promedio de temperatura es de 26 °C y una humedad relativa de 85% en la época lluviosa y 65% en la época seca. Los suelos son clasificados como oxisoles que se caracterizan por alta saturación de aluminio (60 a 80%) y baja concentración de fósforo (1 a 3 mg/cc), azufre (1 a 5 mg/cc), calcio (0,4 a 0,8 cmol/cc), magnesio (0,1 a 0,3 cmol/cc) y potasio (0,04 a 0,08 cmol/cc).

En praderas establecidas con más de 10 años de pastoreo de los pastos B. decumbens cv. Decumbens B. humidicola cv. Llanero, B. humidicola cv. Humidicola y B. brizantha cv. Toledo, las cuales tenían un periodo de rebrote de 30 días, se tomaron 180 hojas de diferente tamaño, de cada pasto para la determinación del área foliar. Cada hoja fue pasada por un planímetro Cl -203 CA- CID Inc. donde se midió el área foliar y luego a las mismas hojas se realizaron medidas del largo por ancho, en los cuatro pastos. Estos pares de datos obtenidos para cada hoja, se sometieron a un análisis de regresión para determinar si presentaban alguna relación, para lo cual se utilizó el modelo lineal simple, basados en varios estudios realizados en otras gramíneas como sorgo (Solórzano, 1988), caña de azúcar (Méndez, 1993), Brachiaria plantaginea (Bianco, 2005). El modelo propuesto y = bo + b1 X. tuvo los siguientes componentes:

y= área foliar

bo= Intercepto

b1= Coeficiente de regresión

X= Largo * Ancho de la hoja

La información se procesó estadísticamente a través de análisis de regresiones simples mediante el programa SAS (Littell et al; 2002) utilizando el área foliar medido en el planímetro como variable dependiente “y” el producto de largo * ancho de la hoja, como variable independiente “x”.

Para la utilización del producto largo * ancho de la hoja, en la determinación del área foliar del pasto, se realizó el cálculo de una constante que permite obtener información mas aproximada al área foliar medida en el planímetro; para lo cual se promedió los datos del área foliar en el planímetro y el producto obtenido del largo * ancho de la hoja y se aplicó la siguiente fórmula (Gómez et al., 1987):

Constante = Promedio área foliar planímetro/área foliar calculada L*A

Para conocer el Índice de área foliar (IAF) se cortaron cinco marcos de un metro cuadrado de cada pasto, en praderas que cumplieron un periodo de descanso de 30 días. La altura de corte se determinó de acuerdo al habito de crecimiento de cada pasto (Rincón, 2011). El Toledo fue cortado con una hoz a una altura de 30 cm, el Decumbens a 25 cm, el Humidicola y Llanero a 20 cm de altura. El forraje cortado de cada gramínea fue separado en tallos y hojas. El número de hojas obtenido se multiplicó por el promedio del área de cada hoja y el porcentaje de cobertura de cada pasto, para determinar el IAF.

Las ecuaciones de regresión de los datos de los cuatro pastos evaluados se presentan en la Tabla 1. Se pudo demostrar una alta correlación entre el área foliar medida en el planímetro y el producto obtenido de largo * ancho de la hoja en el pasto Decumbens y en el pasto Toledo, lo cual pudo ser comprobado por el alto coeficiente de determinación (r ² ) obtenido de 0,977 y 0,959; respectivamente. En el pasto Llanero, la correlación entre las dos variables fue menor (r ² = 0,631) mientras que en el pasto Humidicola la correlación fue baja con un r ² de 0,311. Además se pudo comprobar una variabilidad baja en los pastos Decumbens y Toledo, sin embargo, el coeficiente de variación en las dos especies de B. humidicola estuvo cercano al 20%.

 

El análisis de varianza para el modelo lineal de los cuatro pastos (Tabla 2), señala alta significancia (P< 0,001) comprobando que los datos se ajustan a un modelo lineal, con lo cual se rechaza la hipótesis nula y se acepta que la variable área foliar medida en el planímetro puede ser expresada mediante un modelo lineal con base en la variable Largo * ancho de la hoja.

La correlación entre las dos variables en los cuatro pastos, se grafica en las figuras 1, 2, 3 y 4 donde en Decumbens y Toledo, se puede apreciar la dispersión de los puntos en forma lineal positiva indicando un alto grado de asociación, porque en un 97% y 95% del área foliar medida en el planímetro puede ser expresada en función del producto de largo * ancho de la hoja, respectivamente. En el Llanero y Humidicola, el grado de asociación entre las dos variables fue menor, con una mayor dispersión de los puntos alrededor de la recta lineal positiva.

 

 

 

Para el cálculo de la constante en los pastos Decumbens y Toledo, que presentaron buena correlación en las variables (Tabla 3), se tuvo en cuenta el promedio de las 180 observaciones del área foliar obtenida en el planímetro y el promedio de las 180 observaciones del área foliar calculada (Largo * ancho de hoja). Dividiendo estos dos promedios la constante obtenida para Decumbens fue de 0,69 y para Pasto Toledo 0,66.

De las 180 hojas evaluadas se encontró que cerca de la mitad presentaron un área foliar entre 16 a 30 cm² en el Decumbens. En este pasto no se encontraron hojas en el rango máximo y en el rango mínimo solo un 4%, afirmando que la mayoría de sus hojas son de tamaño medio. En el Toledo, el 89% de sus hojas estuvo en los dos rangos mayores, demostrando que entre los pastos evaluados este presentó el mayor tamaño de sus hojas. Los dos cultivares de B hmidicola presentaron hojas con menor área foliar donde una de sus principales características son las hojas angostas. En el pasto Llanero y en el Humidicola el 82% y 79% de sus hojas, respectivamente, estuvo en el rango de 6 a 15 cm² (Tabla 4).

Para confirmar las diferencias del área foliar en los cuatro materiales de Brachiaria sp. se obtuvieron las estadísticas descriptivas de los datos de cada pasto, encontrando una media mayor en el área foliar de Toledo con 62,45 cm² y una media menor en el Humidicola con 6,30 cm² . La mediana indicó un valor de de 64,4 en el Toledo; en tanto, en el Humidicola la mediana fue similar a la media con un valor de 6,28 cm² . En los cuatro pastos la mediana se acercó a la media. El valor que más se repitió representado por la moda fue de 68,18 cm2 en el Toledo y de 5,35 cm² en el Humidicola. En el Decumbens la moda fue de 17,34 cm² y en el Llanero de 9,96 cm² (Tabla 5).

Para la determinación del índice del área foliar (IAF) de cada pasto, se encontró que el numero de hojas de Humidicola fue superior en forma significativa (P<0,001) con 4.017 hojas en 1 m² . (Figura 5). La cantidad de hojas de los Decumbens y en pasto Llanero fue inferior en más de un 50% con respecto al Humidicola mientras que en el pasto Toledo se contabilizó 1200 hojas/m² .

Como se puede apreciar en la Tabla 6, el Humidicola fue el pasto que presentó menor área de cada hoja; sin embargo, sobresalió por la mayor cantidad de hojas en 1m² ; en tanto, el pasto Toledo presentó mayor área foliar siendo superior en 10 veces a la de Humidicola, pero con menor cantidad de hojas por área. Es notable la superioridad del área foliar del Toledo con respecto a los otros tres pastos evaluados, se encontró que esta gramínea presentó un IAF de 5,3 superando ampliamente al Humidicola y al Llanero, en los cuales se obtuvo un IAF de 2 y 2,5 respectivamente.

En este trabajo se pudo comprobar la alta correlación entre el área foliar medida en el planímetro y la estimada por el producto Largo * ancho de la hoja en Decumbens, y en Toledo, porque en un 97% y 95% el área foliar medida en el planímetro puede ser expresada en función del producto de largo * ancho de la hoja de estos dos pastos. Con este resultado es posible en forma fácil y con menor costo conocer el área foliar de Decumbens y de Toledo, aspecto esencial para tener conocimiento sobre su crecimiento, y su máxima capacidad de intercepción de luz para mejorar la producción de forraje (Lallana, 2009). Estos resultados han sido comprobados en varios trabajos en pastos como los realizados por Del Pozo et al; 1998, quienes también encontraron un alto r ² (0,98) en el pasto estrella (Cynodon nlemfuensis) utilizando el producto de largo * ancho de la hoja. En B. decumbens y B. brizanta. Bianco et al., 2000, encontraron que el r ² fue de 0,90 y 0,77; respectivamente. Resultados similares han sido obtenidos en diferentes cultivos como café, Leucaena, pepino tomate, frijol, Canavalia, donde se ha encontrado que las ecuaciones lineales son las que mejor se ajustan a estas mediciones (Del Pozo et al., 2001; Blanco et al., 2003; Soto, 1980). Al parecer el tamaño de la hoja influyó en los resultados, ya que en pastos con tamaño de hoja mediano como el Decumbens y de hoja mas grande como las del pasto Toledo, se presentó alta correlación entre las dos variables (grado de asociación entre el área foliar medida en el planímetro y el producto de largo * ancho), comparables a los resultados obtenidos por Bianco et al., 2005, en Brachiaria plantaginea donde el 96% de sus hojas estuvo en un rango de 15 a 35 cm² de área foliar. En tanto, en pastos de hoja angosta como los dos cultivares de Humidicola la correlación fue mas baja, que no permite recomendar el método de largo * ancho de la hoja, para calcular el área foliar.

La facilidad para la medición del área foliar por este método y el conocimiento de otras medidas como la altura de la planta y la cobertura, permitirán tener una mejor aproximación al conocimiento sobre el crecimiento y producción de biomasa de estos pastos, para darle un buen manejo de pastoreo y así evitar acumulación de biomasa que esta afectando la productividad bovina por bajo consumo y menor calidad nutritiva (Zanchi et al., 2009; Rincón et al., 2008).

En el pasto Humidicola el área foliar fue el 10% del área foliar de pasto Toledo; sin embargo, presentó mayor cantidad de hojas, superando en mas de tres veces a lo encontrado en pasto Toledo. La hoja del pasto Humidicola es muy angosta, factor que pudo influir en la baja correlación entre las dos variables, y también determinante en el menor índice de área foliar (IAF) con valores entre 2 y 2,5 mientras que en el pasto Toledo fue de 5,3 a la edad de 30 días de rebrote.

Las ecuaciones lineales obtenidas para los pastos Decumbens y Toledo permitieron tener una rápida, confiable y fácil estimación del área foliar sin la utilización del planímetro. Sin embargo, en los pastos Llanero y Humidicola, el área foliar medida en el planímetro no es posible expresarla en función el área foliar obtenida en el producto de largo * ancho de la hoja, por el bajo coeficiente de determinación obtenido.

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