Pennisetum purpureum vc. Cuba CT-115 utilizado como banco de biomasa. Indicadores morfofisiológicos

El potencial de crecimiento y producción de los pastos está determinado por la vía metabólica utilizada para llevar a cabo la fotosíntesis, así como por su relación con la respiración (Herrera 2006). Por otra parte, se afirma que la acumulación de biomasa en pastizales es la resultante de las complejas interacciones entre atributos genéticos, del ambiente, los procesos fisiológicos y las características morfológicas que determinan la productividad del pastizal (Pedreira 2006). En este contexto, es preciso conocer las características morfofisiológicas y estructurales de los pastos para comprender la dinámica de producción del pastizal y sus relaciones dentro del sistema de producción animal en pastoreo.

De ahí que, el objetivo del presente trabajo fue estudiar el comportamiento de algunos indicadores  morfofisiológicos después del pastoreo del cultivar Cuba CT-115 empleado como banco de biomasa. 

 

 

Localización y suelo. Los estudios se realizaron en la vaquería B del Instituto de Ciencia Animal, San José de las Lajas, Mayabeque. El suelo se clasificó como Pardo grisáceo mullido (Hernández et al. 1999) con pH ligeramente ácido y contenidos de N y K relativamente bajos.

Tratamiento y diseño. 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 (Martínez y Herrera 2006). La duración de los ciclos de reposo o crecimiento está definida según la tecnología de banco de biomasa.

Procedimiento: En un cuartón de 0.68 ha se empleó un muestreo completamente aleatorizado y se tomaron 15 macollas (unidad experimental) inmediatamente después del pastoreo y cada 15 días hasta completar cada ciclo de crecimiento según Fortes et al. (2007).

Medidas. Los indicadores determinados fueron altura, rendimiento de materia seca total, así como el porcentaje de hojas, tallos y material muerto según Herrera (2006). Para la determinación del área de cada hoja se utilizó la expresión (Fortes et al. 2007, datos no publicados): AH = 11.41 + 0.89 (±0.09) L*A R2=95.06** EEest.= ±1.76, donde: AH: Área de la hoja, L: largo de la hoja, cm (desde la lígula hasta el ápice) y A: ancho de la hoja (punto medio longitudinal). La Tasa de Crecimiento del Cultivo (TCC) y la Tasa de Asimilación Neta (TAN) se cuantificaron según Hunt (1990) a partir de la masa seca, área foliar y el tiempo (edad de rebrote después del pastoreo). Se estableció la edad correspondiente a la máxima TCC al igualar a cero la primera derivada de la ecuación de regresión (Ross 2009).

Análisis estadístico. Se efectuó análisis de varianza según diseño completamente aleatorizado con SPSS versión 5.0 (Visauta 2007) y se empleó la dócima de Duncan (1955) para la comparación de las medias en los casos necesarios. Se probaron modelos lineales (lineal, cuadrático y cúbico) y no lineales (logístico y Gompertz) para estudiar la relación entre la edad de rebrote y los rendimientos.

 

 

En todos los ciclos de crecimiento la altura de la macolla se redujo después del pastoreo. Durante el primer y segundo año y para cada ciclo de reposo la edad de rebrote influyó (P<0.001) en la altura de la planta.En la mayoría de los ciclos la reducción en la altura de la macolla promovida por el pastoreo, no fue compensada por el crecimiento durante el período de descanso del pastizal. Esto se debe por un lado, a la diferente duración de los ciclos de reposo y por otro a las variaciones ambientales que imponen los factores del clima en cada período de crecimiento. En el presente estudio los tres primeros ciclos de reposo que están enmarcados en el período poco lluvioso, fueron los más afectados ya que, las temperaturas máximas en estos meses no superaron los 25 ºC y el número de días con lluvias siempre estuvo por debajo de cinco días. No obstante, es importante resaltar que en los ciclos de reposo de más duración la planta tuvo mayores posibilidades de alcanzar mayor altura. 

Para la mayoría de los ciclos el largo y ancho de las hojas, y el área foliar se incrementaron (P<0.001) con la edad y los mayores valores se presentaron en los ciclos con condiciones climáticas más favorables para el crecimiento y la expansión foliar, alcanzando el área foliar valores de 246 cm2  para el ciclo cuatro del primer año y 204 cm2 para el ciclo cinco del segundo año. Estos resultados se corresponden con los encontrados en este mismo pasto por Fernández (2009),  quien encontró diferencias significativas entre las épocas, con valores superiores para el período lluvioso. Gardner et al. (2000) informaron que el incremento del área foliar con la edad de rebrote se hace constante a partir del momento que comienza su floración y a su vez, refirieron que cuando las plantas son eficientes tienden a invertir la mayor parte de su crecimiento temprano en expandir su área foliar, lo que resulta en  mejor aprovechamiento de la radiación solar.  Lo anterior pudiera contribuir a explicar el comportamiento del área foliar en el presente estudio, ya que en la mayoría de los ciclos, en especial en aquellos de mayor duración, este indicador permaneció constante a las mayores edades de rebrote. 

La edad de rebrote influyó (P<0.05) en el comportamiento del contenido de hoja, tallo y material muerto (MM). Los porcentajes de tallos siempre fueron superiores a las hojas y al MM con valor  máximo de  83.0 % en el ciclo tres del primer año. Este patrón se encontró en varios ciclos de reposo donde el valor de los tallos fue elevado. El contenido de hojas se incrementó con la edad de rebrote hasta los 60 días  y a partir de aquí  se estabilizó. El porcentaje de MM también fue elevado y disminuyó, en general, con la edad de rebrote.  Inmediatamente después del pastoreo (tiempo cero) los valores de hoja no sobrepasaron el 10%, ya que es la primera fracción que el animal consume, siempre que exista disponibilidad suficiente para ello (Gomide et al. 2001). Este porcentaje residual de hojas después del pastoreo tiene gran importancia para la recuperación de la planta porque constituye uno de los elementos más importantes para el rebrote como fuente de fotosintatos requeridos para el crecimiento del forraje. A partir de ese momento, se incrementó el porcentaje de hojas con la edad de reposo, de manera específica para cada ciclo, sin sobrepasar el 40%, aunque los mayores incrementos se registraron hasta los 60 días, debido, quizás, al balance interno positivo entre la fotosíntesis y la respiración logrado por la planta. 

La producción de biomasa total se incrementó con la edad de rebrote (figura 1) y de acuerdo con las ecuaciones establecidas, sólo en el ciclo cuatro del primer año, este indicador se estabilizó con la edad de rebrote, lo cual pudiera indicar, que a partir de los 90 días de rebrote comienza la tercera fase del crecimiento denominada fase de senescencia o de envejecimiento donde el crecimiento se hace lento causado, fundamentalmente, por factores internos que lo limitan (Pérez y Martínez 1994).   Es interesante señalar que los rendimientos de materia seca presentaron similar tendencia con la edad de rebrote  al comportamiento de la altura de la macolla, o sea ambos indicadores se incrementaron con la edad. Probablemente la característica más importante que determina la habilidad de la planta de competir  por luz es la altura, ya que, pequeñas diferencias en su altura pueden generar efectos en la superposición de unas hojas en las otras y por consiguiente en la producción de materia seca.  La Tasa de Crecimiento del Cultivo se caracterizó, de manera general, por su incremento gradual a partir de los 15 días de edad hasta llegar a la máxima tasa de crecimiento, a partir de ese momento comenzó  a descender, esto pudiera indicar que a partir de las referidas edades la acumulación de biomasa, no resulta  biológicamente eficiente, o sea que pudiera existir un balance negativo entre fotosíntesis y respiración. La máxima TCC durante el primer año se alcanzó a los 71, 57  y 61 días de rebrote para los ciclos uno, dos y cuatro, respectivamente; la mayor productividad del pastizal se registró en los ciclos de reposo enmarcados en el período lluvioso.  Varios trabajos indicaron que la tasa de crecimiento del forraje puede estar limitada por el suministro de fotoasimilados, por las reservas de la planta, o por el número, tamaño y actividad de los meristemos (Pérez et al. 2004). Todos estos aspectos que influyen en la TCC a su vez están determinados por los factores climáticos. 

Las ecuaciones lineales obtenidas para la TCC en los ciclos tres del primer año, se pudieran atribuir  a que estos  ciclos  duraron 60 días y como el cultivar Cuba CT-115 es una planta  perenne de ciclo de crecimiento largo, en esta edad la planta está en plenas condiciones para su crecimiento, máxime que coinciden con el período lluvioso donde las condiciones climáticas son favorables para su crecimiento, estos ciclos se caracterizaron por la rápida acumulación de materia seca desde las primeras semanas hasta los 60 días en que culminaron. Al inicio del crecimiento el área foliar de la planta está constituida, fundamentalmente, por hojas jóvenes con alta capacidad fotosintética y elevada eficiencia de fijación de CO2 atmosférico.  En la medida en que la planta se desarrolla,  se intensifican los procesos de senescencia foliar, se reduce la eficiencia fotosintética de las hojas y aumentan las pérdidas respiratorias de la planta, lo que compromete la Tasa de Asimilación Neta y la Relación de Área Foliar y, consecuentemente, la TCC. Esto contribuye a explicar las reducciones que se encontraron en la TCC en todos los ciclos de reposo a partir de las características específicas de cada uno de ellos. La Tasa de Asimilación Neta (TAN) mostró particular comportamiento en cada ciclo, así como el patrón que siguió con respecto a la edad de rebrote. La TAN prácticamente no varió en el primer año en el ciclo uno entre los 30 y 45 días de rebrote pero, a partir de aquí  disminuyó drásticamente hasta los 60 días para continuar su descenso hasta los 90 días  (figura 2 A).  Este mismo patrón de respuesta se presentó en el ciclo tres hasta los 60 días y todo parece indicar que la producción de fotoasimilados no fue suficiente para suplir las demandas de la planta para el crecimiento y desarrollo. No obstante, en el ciclo dos la TAN presentó un ligero incremento que  fue interrumpido por el corto período de crecimiento. En el ciclo cuatro, con el rápido crecimiento que se produce entre 45 y 60 días se trató de suplir las necesidades de asimilados, lo cual no se logró pues a partir de 60 días decreció. Este comportamiento se produjo, quizás, a expensas del incremento del área foliar con la edad de rebrote pero con reducciones del Área Foliar Específica y de la Duración del Área Foliar. Durante el segundo año en los ciclos uno y cinco hubo intensa disminución entre los 30 y 45 días de rebrote y a partir de aquí este indicador se estabilizó con bajos valores. En el ciclo tres también disminuyó mientras que en el ciclo dos permaneció constante (figura 2 B).En general, en este año se obtuvieron los menores valores comparados con el primer año.

De manera general, a las mayores edades de rebrote en todos los ciclos la TAN se redujo, probablemente debido a que el aumento de la edad de las hojas unido al autosombreamiento de las hojas inferiores de la planta reducen la eficiencia fotosintética. En este sentido, Andrade et al. (2005) plantearon que  la reducción de la TAN con el desarrollo se debe a disminuciones en  las tasas fotosintéticas más que al aumento de las pérdidas respiratorias de la planta. En este trabajo se redujo la  TCC a las mayores edades de rebrote, sin embargo se incrementan los rendimientos de la planta pero esto se realiza con una menor eficiencia biológica.

 

 

Se comprobó que los ciclos de crecimiento del cultivo estudiado tienen un patrón de respuesta específico en función de la edad de rebrote y de las características climáticas. La TCC y la TAN tienen respuesta específica para cada ciclo y son indicadores adecuados para el análisis y caracterización del crecimiento del pasto. El incremento del rendimiento de materia seca se realiza con una menor eficiencia (TAN) a partir de que se alcanza la máxima Tasa de Crecimiento del Cultivo. Se recomienda incorporar los índices de crecimiento estudiados en este trabajo como herramienta novedosa para el manejo de otras especies de pastos y forrajes, así como en investigaciones futuras de esta naturaleza profundizar en los aspectos que integran elementos de la morfología y la fisiología vegetales y sus expresiones en el crecimiento y desarrollo de pastos y forrajes dedicados a la alimentación animal.

 

 

Andrade, A.C., Fonseca, D.M., Lopes, R.S., Nascimento Júnior, D., Cecon, P.R.,  Queiroz, D.S., Pereira, D.H. & Reis, S.T. 2005. Análise de crescimento do Capim-elefante “Napier” adubado e irrigado. Ciênc. Agrotec. Lavras, 29: 415.

Fernández, A. 2009. Evaluación de Pennisetum purpureum vc. Cuba CT-115 en el Valle del Cauto. Tesis en opción al grado de Máster,  Universidad de Granma, Cuba.

Fortes, D., Herrera, R.S., Torres, V., García, M., Cruz, A.M., Romero, A., Noda,  A.  &  González, S. 2007. Determinación de un método de muestreo para el estudio morfofisiológico de Pennisetum purpureum vc. Cuba CT-115 en pastoreo.Rev. Cubana Cienc. Agríc.41:381. 

Gardner, F. P., Brent Pearce, R. & Mitchel, R. L. 2000. Carbon fixation by crop canopies En: Physiology of Crop Plants. Low a State University Press. p. 31.

Gomide, J.A., Wendling, I.J. & Bras, S.P. 2001.Consumo e produção de leite de vacas mestiças em pastagem de Brachiaria decumbens manejada sob duas ofertas diárias de forragem. Rev. Bras. Zootec. 30: 1194.

Hernández, A., Pérez, J.M., Bosch, D., Rivero, L., Camacho, E. & Ruíz, J. 1999. Nueva versión de    la  clasificación genética de los suelos de Cuba. Ciudad de la Habana, MINAG. p. 45. 

Herrera, R.S. 2006.  Ecofisiología. Su relación con la producción de pastos. Curso impartido en la Universidad de Nariño, Colombia, p. 1-134, CD-ROM.  

Hunt, R. 1990. Basic growth analysis: plant growth analysis for beginners. London: Unwin Hyman, 112p.

Martínez, R.O. & Herrera, R.S. 2006. Empleo del Cuba CT-115 para solucionar el déficit de alimentos durante la seca. En: Producción y manejo de los recursos forrajeros tropicales. M.E. Velasco, A. Hernández, R.A. Perezgrovas y B. Sánchez. (Eds.) Univ. Autónoma de Chiapas, México. p. 75.

Pedreira, B.C. 2006. Interceptação de luz, arquitetura e assimilação de carbono em dosséis de capim xaraés [Brachiaria brizantha(A. Rich.) Stapf.cv. Xaraés] submetidos a estratégias de pastejo rotacionado. Tesis en opción al grado de Máster en Agronomía. ESALQ, Piracicaba. 86 p.

Pérez, F. & Martínez, J.B. 1994. Introducción a la Fisiología Vegetal. Ediciones Mundi-Prensa, Madrid. 217 p. 

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