Pasture science
Quality of three Brachiaria varieties in Guayas area, Ecuador
J. J. Reyes-Pérez [1] [2] [*]
[1] Universidad Técnica Estatal de Quevedo (UTEQ), Quevedo, Los Ríos, Ecuador
[2] Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), Extensión La Maná, La Maná, Los Ríos, Ecuador
[3] Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Granma, Apartado Postal 21, Bayamo, C.P. 85 100, Granma, Cuba
[4] Instituto de Ciencia Animal, Apartado Postal 24, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba
[*] Email:dverdeciaa@udg.co.cu
ABSTRACT
Using a random block design with factorial arrangement (3x3) with five replications, the quality of Bra- chiaria decumbens, Brachiaria brizantha and Brachiaria decumbens x Brachiaria ruziziensis
cv. Mulato I at different regrowth ages (21, 42 and 63 days) were
evaluated in Guayas area, Ecuador. The yields of total dry matter,
biomass, leaves and stems were determined; as well as the plant height,
length and width of leaves, the contents of DM, CP, NDF, ADF, ADL,
cellulose (Cel), hemicellulose (Hcel), cellular content (CC), P, Ca,
ash, OM, DMD, OMD, ME, LNE and relations leaf-stem, NDF-N and ADF-N.
There was significant interaction (P <0.0001) between the varieties
and the regrowth age for all the studied indica- tors. The highest DM
and biomass yields were obtained in Mulato I at 63 days of regrowth
(1.59 and 5.23 t/ha, respectively). The CP and CC decreased with the
maturity of the plant and the best values were obtained in Mulato I at
21 days of regrowth (15.74 and 73.45 %, respectively), while the
components of the cell wall increased with age and Brachiaria decumbens
showed the highest values. There was vari- ability in terms of the
varieties in the studied indicators, with the best general performance
for Mulato I. In this study the variability of the nutritional quality
was showed by the interaction between the variety and the forage
maturity, determined, among other aspects, by the decrease of
digestibilities and the energy contribution, as well as increases of the
relations NDF/N, ADF/N, it is important to highlight that the biomass
production, total yields of leaves and stems, in addition to the
morphological indicators height, number of leaves, length and width
showed the best results in Mulato I at 63 days.
Key words:
quality; regrowth age; Brachiaria; digestibility; energy.
The
economic activity in tropical countries has been centered in the
agricultural field, with emphasis on bovine livestock under an extensive
production system, naturalized grasses with the use to a lesser extent
those introduced or improved (López et al. 2018).
The
low productivity of grasslands is one of the most important limitations
in the feeding system for the cattle in the Ecuadorian tropics. The
areas are sown with forage species such as Brachiaria humidicola
and have limitations in productivity, adaptability and persistence in
these environments; in addition, it is susceptible to spittlebug from
grasses caused by Aeneolamia spp. and foliar fungi such as Rizoctonia solani, which significantly reduces its yield (Álvarez et al. 2013).
However, new cultivars of the Brachiaria genus have been launched to
the market to overcome the observed problems in traditional forages and
thus provide better options for farmers (Pizarro et al. 2013).
In Ecuador, several cultivars of Brachiaria spp.
have been introduced, which have the potential to increase the
productivity of existing grasses systems. Among them are Decumbens,
Brizantha and Mulato I, from which there are some reports on their
acceptance by farmers due to their high nutritional value, adaptation to
a wide range of soils and tolerance of pests and diseases (Garay et al. 2017).
The
productive capacity and quality of forage species can be affected by
some factors such as: use of different genotypes or cultivars, age of
the plants and weather conditions (Lara et al. 2010).
Therefore, it is necessary to know the productive performance of new
promising Brachiaria varieties, as well as their nutritional
contribution in different edaphoclimatic conditions. Hence, the
objective of this study was to evaluate the quality of three Brachiaria
cultivars in Guayas area, Ecuador at different regrowth ages.
Location.
This research was carried out in El Mamey farm, located in El Ají
sector, Guayas parish, Guayas province, Ecuador. It is located between
the geographic coordinates 01° 00' of south latitude and 79° 30 of west
longitude at 75 m.o.s.l. The research was conducted in the period
between July-September (dry season) of 2015.
Agrometeorological conditions. The climate of the territory is classified as humid subtropical (Köppen 1931),
with rainfalls of 117.2mm during the experimental period. The average,
maximum and minimum temperature is: 23.87; 29.17 and 21.03°C,
respectively and relative humidity 79 %, indicators that are within the
range of the historical average until 2014 (116.32 mm, 22.4, 29.52,
21.1°C for the average, maximum and minimum temperature and 75.6 % of
relative humidity). The soil of the area is Inceptisol (Soil Survey Staff 2003) and its chemical composition is in table 1.
Table 1.
Characteristics of the soil
Treatment and experimental design. A
random block design with factorial arrangement (3x3) was used: three
Brachiaria cultivars (decumbens, brizantha and mulato I) and three
regrowth ages (21, 42 and 63 days) and five replications.
Procedure. The experimental plots (5x5 = 25m2) of Brachiaria decumbens, Brachiaria brizantha and Brachiaria decumbens x Brachiaria ruziziensis
cv. Mulato I were sowing in February 2015, at a distance of 50 cm
between rows and 20 cm between plants. The plants had a period of
establishment until July, where the uniformity cut was made. From there,
samplings at 21, 42 and 63 days of regrowth were made, eliminating 50
cm of border effect and cutting all the material from the harvestable
area at 10 cm above soil level. The biomass production, in total dry
matter yield, of leaves and stems, number of leaves and stems (by
bunch), as well as the length and width of leaves, and the leaf-stem
ratio were evaluated (Herrera 2006). Then
two kilograms (two samples) were taken for each of the treatments and
replications for further analysis in the laboratory.
Only
irrigation was used to facilitate germination and establishment, and no
fertilization or chemical treatment was used to eliminate weeds. At the
beginning of the experiment, the population of the varieties in the
plots was 95 %.
Determination of chemical composition. The DM, CP, ash, OM, P and Ca were determined according to AOAC (2000); NDF, ADF, ADL, cellulose (Cel), hemicellulose (Hcel) and cellular content (CC) according to Goering and Van Soest (1970)); the digestibility of dry matter was quantified by Aumont et al. (1995); and the metabolizable energy and net lactation energy were established according to Cáceres and González (2000). All analyzes were performed in duplicate and by replication.
Statistical analysis and calculations. Analysis of variance was performed according to the experimental design and mean values were compared using Duncan (1955) multiple range test. For the normal distribution of the data the Kolmogorov-Smirnov (Massey 1951) test was used and for the variances the Bartlett (1937) test.
Table 2 shows the results of the yield
where there was interaction (P <0.0001) between variety x regrowth
age. The highest results were obtained in Mulato I at 63 days with 5.23
t/ha for biomass, 1.59; 0.86 and 0.73 tDM/ha for the total yield of
leaves and stems, respectively.
Table 2.
Components of the yield of three Brachiaria varieties
abcdefg Values with uncommon letters differ at P <0.05 (Duncan 1955)
1SE, standard error of the interaction variety x age
The morphological components (table 3)
maintained similar performance to yield, with the best results for
Mulato I at 63 days (0.68 m, 467.50, 0.54m and 0.037 m, for height,
number of leaves, leaves length and leaves width, respectively) but the
Decumbens showed the highest number of stems (128.25) at that same age.
The Decumbens variety at 63 d (table 4)
recorded high fibrous content (NDF, ADF, ADL, Cel and Hcel with 49.73,
29.14, 5.45, 23.69 and 20.59 %, respectively). While Mulato I at 21 days
recorded the best percentages for crude protein and cellular content
(15.74 % and73.45 %, respectively).
Table 3.
Morphological indicators of three Brachiaria varieties
abcdefghi Values with uncommon letters differ at P<0.05 (Duncan 1955)
1SE, standard error of the interaction variety x age
Table 4.
Protein content and fibrous fractionation of three Brachiaria varieties
abcdefghi Values with uncommon letters differ at P<0.05 (Duncan 1955)
1SE, standard error of the interaction variety x age
Variety x regrowth age (table 5)
showed significant interaction for the content of minerals and organic
matter. The ashes and P (16.15, 0.06 7 %) were higher for Decumbens
variety at 63 days; for Brizantha the Ca (0.88 %) at this same age and
the OM for Mulatto I at 21 d (89.54 %).
For the quality (table 6)
Mulato I variety with 21 days of regrowth showed the best results of
the leaf/stem ratio, DMD, OMD, ME and LNE with values of 2.23, 58.80 %
60.03 %, 8.73 MJ/kg and 5.09 MJ/kg; while at 63 days the Decumbens
showed the highest values for the relations (NDF/N and ADF/N, 32.20 and
18.87, respectively).
Table 5.
Tenors of minerals and organic matter of three Brachiaria varieties
abcdefghiValues with uncommon letters differ at P<0.05 (Duncan 1955)
1SE, standard error of the interaction variety x age
Table 6.
Some indicators of the quality of three Brachiaria varieties
abcdefghiValues with uncommon letters differ at P<0.05 (Duncan 1955)
1SE, standard error of the interaction variety x age
In
tropical grasses the dry matter production depends on the balance
between the photosynthetic rate and the respiration rate of the plant (Taiz and Zeiger 2010).
On the other hand, it increases as the age or growth of the plant
advances, with a higher growth rate of tropical species when maximum
rainfalls are recorded.
Juárez-Hernández and Bolaños-Aguilar (2007) when evaluating several cultivars of Brachiaria (B. humidicola, mulato I, B. decumbens, B. dictyoneura)
reported increases with the cut age of dry matter production and there
were differences between varieties with the highest results for Mulato
I. These results showed their potential and argued that the variation
between these genotypes is attributed to the intrinsic characteristics
and synthesis capacity of metabolites of each species.
On the other hand, Garay et al. (2017) in the humid tropics of Ecuador in several cultivars of Brachiaria decumbens, B. brizantha (Xaraés, Marandú, Piatá) and Mulato II, reported average yield of 6.34 t/ha at
70
d and during the rainy season there were no differences between
forages, while during the dry season the cv. Xaraés showed the highest
total yields (5.09 vs 3.14-3.89 t/ha of the rest of varieties) and
leaves of 4.28, while for the stems it was for cv. Decumbens with 0.93
and the lowest results for Mulato II and Marandú 0.57-0.64. They
concluded that the differences between cultivars in the production of
leaves and stems are due to the characteristics of each cultivar. The
decrease reported during the period of lower rainfalls is attributed to
the effect of climatic factors such as rainfalls and temperatures.
Aspects that are highlighted in this research since from an annual
average of 2400 mm only occurred during the study period 117.2 mm.
Rincon et al. (2018) when evaluating the effect of fertilization on the productivity of llanero grass (Colombia) (Brachiaria humidicula) found increases of 0.31 t/ha with respect to the control treatment. On the other hand, López et al. (2018) reported in Brachiaria mutica
yields of 2 t/ha, showing that the DM yield shows direct relation with
the plant height variable, which shows that the increase is accompanied
by an increase in the structural biomass (stems) and foliar (leaves).
The effect of the environment on the performance of the forage morphological indicators (table 3) is observed mainly when the environmental conditions are not limiting. Fleitas et al. (2017)
reported growth rates of 0.133 t d-1 when edaphic and thermal
conditions were favorable, while in the season of minimum rainfall they
were 0.032 t d-1. The climatic conditions in the dry period limit the
plants growth, mainly by the higher proportion of leaves, fundamentally,
to increase the photosynthetic process, higher amount of nutrients,
hence the highest use of the animal during this season.
This
performance is due to the drought tolerance of the species from
Brachiaria genus is determined by its phenological, anatomical and
physiological characteristics. That is why these forages adapt to a wide
range of edaphoclimatic conditions, such as savannas, abundant
rainfalls or desert, under the action of the sun or in the shade. It is
known that the mechanisms of physiological response of plants to abiotic
stress help to obtain and select new varieties adapted to specific
environmental conditions. The development of new cultivars with higher
tolerance to water stress, higher efficiency of water use is an
alternative for the adaptation of animal production systems to the
effects of climate change (Santos et al. 2013).
Garay et al. (2017) when
evaluating Brachiaria varieties (Piatá, Xaraés, Señal, Mulato II and
Marandú) reported heights of 1.06; 1.04; 0.78; 0.76 and 0.68 m,
respectively and the highest leaf index for Mulato II with 5.8 during
the period of lower rainfall. While Assis et al. (2014) and Louw-Gaume et al. (2017), obtained 0.18 and 0.013 m in length and width of leaves in B. humidicola
in Rio Branco, Brazil but, with average rainfalls (1877-1982 mm) well
above those reported in this research. Aspects that would help to
understand the studied results.
For the protein content and cell wall (table 4)
there was a variety- regrowth age interaction with decreasing of CP and
CC; as well as increase of DM, NDF, ADF, ADL, Cel and Hcel. When
referring to the nutritional value of the forage, it is not possible to
consider only the protein content, since it has a negative relation with
the biomass volume and its production. In the peak rainfall season of
the year, there has been a decrease in the protein content during the
growth of grasses (Figueiredo et al. 2012).
Therefore, some authors suggest that having a lower reduction, the
protein content is concentrated in the dry season and on the contrary
when suffering a higher reduction, the crude protein content undergoes a
dilution during the other period. It is evident in the results reported
by Assis et al. (2014) with CP
levels of 7.29 found in the humidicola variety, with rainfalls over
2000mm, while cell wall values were 77.46, 41.78 and 5.35 % of NDF, ADF
and ADL. Results that differ from those found in this study.
The
variability of CP among genotypes and varieties of the same species in
the same climatic conditions is due to the habit of growth, morphology
and carbonate metabolism among other factors, these fluctuations showed
in studies by Juárez-Hernández and Bolaños-Aguilar (2007) who reported in two Brachiaria varieties (Decumbens and Mulato I) percentages of 4-14 and 11-16, respectively. Garay et al. (2017)
reported when evaluating several cultivars of this species the best
results for Mulato II with 14.3 %, although it is important to highlight
that all (Piatá, Xaraés, Señal and Marandú) exceeded 11 %. Rincon et al. (2018) found in Llanero (Colombia) cultivar percentages of CP, NDF and ADF of 9.9; 73 and 35.1 %, respectively. On the other hand, López et al. (2018) in Brachiaria mutica
reported 9.4 and 26.40 % of CP and CF. These authors show that at the
season of higher rainfalls there is a lower concentration of protein due
to the rapid growth of foliage (maturity) and accumulation of fibrous
material.
When evaluating the effect of increasing levels of nitrogen fertilization on Brachiaria decumbens and Brachiaria ruziziensisFaria et al. (2018)
reported increases in CP and cell wall decrease, concluding that this
performance is due to N stimulates the growth of the plant and the use
of available carbohydrates for cell formation and protoplasm, instead of
being used for thickening of the cell wall through the accumulation of
these. Another hypothesis shows the occurrence of the dilution of this
fraction, although nitrogen promotes the dry matter accumulation.
Regarding the content of minerals and organic matter (table 5) there was interaction between variety- age with increases for ash, Ca, P and OM with age. Ramírez et al. (2014)
when evaluating the relation between minerals with age and climatic
factors in hybrid Brachiaria cv. Mulato I found increases in Ca and
decrease in P with the maturity of forage and attributed the decrease of
this last element to its dilution with age and the yield increase in
DM. In addition, phosphorus plays multiple roles in plant metabolism. It
is considered a fundamental component since it is part of a wide range
of molecules, activates different enzymes and controls metabolic
processes. However, its absorption by the plant depends on the quantity
and the way it is available in the soil.
The
percentages of ash are within the range for Brachiaria 5.7-14 % species
under normal rainfall conditions, 9 % for the dry season reported by Combatt et al. (2015) showing the ability of this species to respond to the different edaphoclimatic conditions. Similar results were obtained by Reyes-Pérez et al. (2018) for Ca, P, ash and OM.
For the quality indicators (table 6)
there was an interaction between variety-age, with decrease in leaf/
stem ratio, DM and OM digestibility, as well as ME and LNE, while the
relation NDF/N and ADF/N, increased with maturity. This performance can
be associated to that the decrease of rains in the dry period cause that
as response mechanisms the forages, decrease the leaf area, expansion
and number of leaves, as well as lower number of stems, stomata closure,
osmoregulation caused by the accumulation of solutes such as
carbohydrates, organic acids, amino acids, inorganic ions, wax
deposition in the epidermis of leaves, adaptation of growth, anatomy and
disposition; changes in the structure of the cell membrane (Taiz and Zeiger 2010). This performance is evident in Santos et al. (2013) studies where there was a reduction in the weight of leaves and stems when two Brachiaria brizantha varieties were subjected to water stress.
In studies of the effect of the phenological phase López et al. (2018)
found on the vegetative phase 75.9 % of digestibility while the forage
maturity advanced with reductions up to 30 % of this indicator for the
flowering phase. On the other hand, Posada (2011) and Faria et al. (2018) in B. decumbens and B. ruziziensis
reported a similar performance, concluding that it is given by the
thickening of the cell wall, reduction of nitrogenous compounds,
increase of the fibrous fraction and other structural components such as
silica.
López et al. (2018) and Rincon et al. (2018) reported in B. mutica and B. humidicula
9.26 MJ/ kg, and pointed out that the decrease in energy intake is due
to the chemical and biochemical transformations that occur in plants,
such as the decrease of soluble carbohydrate levels and nitrogen
compounds. Similar performances were reported by Faria et al. (2018) and Reyes-Pérez et al. (2018)
who state that the energy provided by forage will be determined by the
digestibility of organic matter, which is closely linked to the
characteristics of each species.
In
this study the variability of the nutritional quality was showed by the
interaction between the variety and the forage maturity, determined,
among other aspects, by the decrease of the digestibilities and the
energy contribution, as well as increases of the relations NDF/N, ADF/N,
it is important to highlight that the biomass production, total yields
of leaves and stems, as well as the morphological indicators height,
number of leaves, length and width showed the best results on Mulato I
at 63 days.
Ciencia de los Pastos
Calidad de tres variedades de Brachiaria en la zona del Guayas, Ecuador
J. J. Reyes-Pérez [1] [2] [*]
[1] Universidad Técnica Estatal de Quevedo (UTEQ), Quevedo, Los Ríos, Ecuador
[2] Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), Extensión La Maná, La Maná, Los Ríos, Ecuador
[3] Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Granma, Apartado Postal 21, Bayamo, C.P. 85 100, Granma, Cuba
[4] Instituto de Ciencia Animal, Apartado Postal 24, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba
[*] Email:dverdeciaa@udg.co.cu
RESUMEN
Mediante un diseño de bloques al azar con arreglo factorial (3x3) con cinco réplicas se evaluó la calidad de Brachiaria decumbens, Brachiaria brizantha y Brachiaria decumbens x Brachiaria ruziziensis
vc. Mu- lato I en la zona del Guayas, Ecuador, a diferentes edades de
rebrote (21, 42 y 63 días). Se determinaron los rendimientos de materia
seca total, biomasa, hojas y tallos; así como la altura de la planta,
longitud y ancho de las hojas, los contenidos de MS, PB, FDN, FDA, LAD,
celulosa (Cel), hemicelulosa (Hcel), contenido celular (CC), P, Ca,
ceniza, MO, DMS, DMO, EM, ENL y las relaciones hoja-tallo, FDN-N y
FDA-N. Hubo interacción significativa (P<0.0001) entre las variedades
y la edad de rebrote para todos los indicadores estudiados. Los mayores
rendimientos de MS y de biomasa se obtuvieron en Mulato I a los 63 días
de rebrote (1.59 y 5.23 t/ha, respectivamente). PB y el CC disminuyeron
con la madurez de la planta y los mejores valores se obtuvieron en
Mulato I a los 21 días de rebrote (15.74 y 73.45 %, respec- tivamente),
mientras que los componentes de la pared celular se incrementaron con la
edad y los mayores valores lo presentó Brachiaria decumbens. Se
encontraró variabilidad en cuanto a las variedades en los indicadores
estudiados, con el mejor comportamiento general para el Mulato I. En el
presente estudio quedó demostrado la variabilidad de la calidad
nutritiva por interacción entre la variedad y la madurez del forraje,
determinado, entre otros aspectos por, el decrecimiento de las
digestibilidades y el aporte energético, así como incrementos de las
relaciones FDN/N, FDA/N, vale destacar que la producción de biomasa,
rendimientos total, de hojas y tallos, además los indicadores
morfológicos altura, número de hojas, longitud y ancho arrojaron los
mejores resultados en el Mulato I a los 63 días.
Palabras clave:
calidad; edad de rebrote; Brachiaria; digestibilidad; energía.
La
actividad económica en los países tropicales ha estado centrada en el
campo agropecuario, con énfasis en la ganadería bovina en un sistema de
producción extensiva, pastos naturalizados con la utilización en menor
medida los introducidos o mejorados (López et al. 2018).
La
poca productividad de los pastizales es una de las limitaciones de
mayor importancia en el sistema de alimentación para el ganado en el
Trópico Ecuatoriano. Las áreas se siembran con especies forrajeras como Brachiaria humidicola
y tienen limitaciones en productividad, adaptabilidad y persistencia en
estos ambientes; además, es susceptible al salivazo de los pastos
causado por Aeneolamia spp. y hongos foliares como la Rizoctonia solani, que reduce significativamente su rendimiento (Álvarez et al. 2013).
Sin embargo, han sido lanzado al mercado nuevos cultivares del género
Brachiaria para superar los problemas observados en los forrajes
tradicionales y propiciar así mejores opciones para los ganaderos (Pizarro et al. 2013).
En Ecuador, varios cultivares de Brachiaria spp.
han sido introducidos, los cuales tienen potencial para aumentar la
productividad de los sistemas de gramíneas existentes. Dentro de ellos
están Decumbens, Brizantha y Mulato I, de los cuales existen algunos
reportes sobre su aceptación por los agricultores debido a su alto valor
nutricional, adaptación a un amplio rango de suelos y tolerancia de
plagas y enfermedades (Garay et al. 2017).
La
capacidad productiva y calidad de las especies forrajeras pueden
afectarse por algunos factores como: uso de diferentes genotipos o
cultivares, edad de las plantas y condiciones climatológicas (Lara et al. 2010).
Por eso, se precisa conocer el desempeño productivo de nuevas
variedades promisorias de Brachiaria, así como su aporte nutritivo en
diferentes condiciones edafoclimáticas. De ahí que el objetivo del
presente estudio fue evaluar la calidad de tres cultivares de Brachiaria
en la zona del Guayas, Ecuador a diferentes edades de rebrote.
Localización.
La presente investigación se llevó a cabo en la finca El Mamey, ubicada
en el sector El Ají, Parroquia del Guayas, provincia del Guayas.
Ecuador. Se encuentra entre las coordenadas geográficas 01° 00´ de
latitud sur y 79° 30 de longitud oeste a 75 msnm. La investigación se
realizó en el período comprendido entre julio-septiembre (época seca) de
2015.
Condiciones agrometeorológica. El clima del territorio se clasifica como subtropical húmedo (Köppen 1931),
con precipitaciones de 117.2mm durante el período experimental. La
temperatura media, máxima y mínima es de: 23.87; 29.17 y 21.03°C,
respectivamente y humedad relativa 79%, indicadores que se encuentran
dentro del rango de la media histórica hasta el 2014 (116.32 mm; 22.4;
29.52; 21.1°C para la temperatura media, máxima y mínima y 75.6 % de
humedad relativa). El suelo presente en el área es Inceptisol (Soil Survey Staff 2003) y su composición química aparece en la tabla 1.
Tratamiento y diseño experimental.
Se empleó un diseño en bloques al azar con arreglo factorial (3x3):
tres cultivares de Brachiaria (decumbens, brizantha y mulato I) y tres
edades de rebrote (21, 42 y 63 días) y cinco réplicas.
Procedimiento. Las parcelas experimentales (5x5=25m2) de Brachiaria decumbens, Brachiaria brizantha y Brachiaria decumbens x Brachiaria ruziziensis
vc. Mulato I se sembraron en el mes febrero de 2015, a una distancia de
50 cm entre calles y 20 cm entre plantas. Las plantas tuvieron un
período de establecimiento hasta julio, donde se realizó el corte de
uniformidad. A partir de ahí se realizaron los muestreos a los 21, 42 y
63 días de rebrote, eliminando 50 cm de efecto de borde y cortando todo
el material del área cosechable a 10 cm sobre el nivel del suelo. Se
evaluaron la producción de biomasa, rendimiento en materia seca total,
de hojas y tallos, número de hojas y tallos (por macolla), así como la
longitud y ancho de las hojas, y la relación hoja-tallo (Herrera 2006).
Luego se tomó dos kilogramos (dos muestras) por cada uno de los
tratamientos y por réplica para su posterior análisis en el laboratorio.
Table 1.
Characteristics of the soil
Solo se empleó riego para facilitar la
germinación y el establecimiento, y no se utilizó fertilización ni
tratamiento químico para eliminar las malezas. Al inicio del experimento
la población de las variedades en las parcelas fue de 95%.
Determinación de la composición química. Se determinaron: MS, PB, ceniza, MO, P, Ca de acuerdo con AOAC (2000); FDN, FDA, LAD, celulosa (Cel), hemicelulosa (Hcel) y contenido celular (CC) según Goering y Van Soest (1970); la digestibilidad de la materia seca se cuantificó mediante Aumont et al. (1995); y la energía metabolizable y neta de lactación se establecieron según Cáceres y González (2000). Todos los análisis se realizaron por duplicado y por réplica.
Análisis estadístico y cálculos.
Se realizó análisis de varianza de acuerdo con el diseño experimental y
los valores medios se compararon mediante la prueba de rango múltiple
de Duncan (1955). 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).
En la tabla 2
aparecen los resultados del rendimiento donde se encontró interacción
(P<0.0001) entre variedad x edad de rebrote. Los mayores resultados
se obtuvieron en el Mulato I a los 63 días con 5.23 t/ha para la
biomasa, 1.59; 0.86 y 0.73 tMS/ha para el rendimiento total, de hojas y
tallos, respectivamente.
Los componentes morfológicos (tabla 3)
mantuvieron similar comportamiento al rendimiento, con los mejores
resultados para el Mulato I a los 63 días (0.68 m; 467.50; 0.54m y
0.037m, para la altura, número de hojas, longitud de las hojas y ancho
de las hojas, respectivamente) pero la Decumbens presentó el mayor
número de tallos (128.25) a esa misma edad.
La variedad Decumbens a los 63 d (tabla 4)
registró alto contenido fibroso (FDN, FDA, LAD, Cel y Hcel con 49.73;
29.14; 5.45; 23.69 y 20.59 %, respectivamente). Mientras el Mulato I a
los 21 días registró los mejores porcentajes para la proteína bruta y el
contenido celular (15.74% y 73.45 %, respectivamente).
Mostraron interacción significativa variedad x edad de rebrote (tabla 5)
para el contenido de minerales y la materia orgánica. La cenizas y P
(16.15; 0.067 %) fueron mayores para la variedad Decumbens a los 63
días; para la Brizantha el Ca (0.88 %) a esta misma edad y la MO para el
Mulato I a los 21 d (89.54 %).
Para la calidad (tabla 6)
la variedad Mulato I con 21 días de rebrote mostró los mejores
resultados de la relación hoja/tallo, DMS, DMO, EM y ENL con valores de
2.23, 58.80 % 60.03 %, 8.73 MJ/ kg y 5.09 MJ/kg; mientras que a los 63
días la Decumbens mostró los mayores valores para las relaciones (FDN/N y
FDA/N, 32.20 y 18.87, respectivamente).
Table 2.
Components of the yield of three Brachiaria varieties
abcdefg Values with uncommon letters differ at P <0.05 (Duncan 1955)
1SE, standard error of the interaction variety x age
Table 3.
Morphological indicators of three Brachiaria varieties
abcdefghi Values with uncommon letters differ at P<0.05 (Duncan 1955)
1SE, standard error of the interaction variety x age
Table 4.
Protein content and fibrous fractionation of three Brachiaria varieties
abcdefghi Values with uncommon letters differ at P<0.05 (Duncan 1955)
1SE, standard error of the interaction variety x age
Table 5.
Tenors of minerals and organic matter of three Brachiaria varieties
abcdefghiValues with uncommon letters differ at P<0.05 (Duncan 1955)
1SE, standard error of the interaction variety x age
Table 6.
Some indicators of the quality of three Brachiaria varieties
abcdefghiValues with uncommon letters differ at P<0.05 (Duncan 1955)
1SE, standard error of the interaction variety x age
En
los pastos tropicales la producción de materia seca depende del balance
entre la tasa fotosintética y la tasa de respiración de la planta (Taiz y Zeiger 2010).
Por otro lado, esta se incrementa conforme avanza la edad o crecimiento
de la planta, siendo mayor la tasa de crecimiento de las especies
tropicales cuando se registran las máximas precipitaciones.
Juárez-Hernández y Bolaños-Aguilar (2007) al evaluar varios cultivares de Brachiaria (B. humidicola, Mulato I, B. decumbens, B. dictyoneura)
reportaron incrementos con la edad de corte de la producción de materia
seca y hubo diferencias entre las variedades con los mayores resultados
para el Mulato I. Estos resultados evidenciaron sus potencialidades y
argumentaron que la variación entre estos genotipos se atribuye a las
características intrínsecas y capacidad de síntesis de metabolitos de
cada especie.
Por otra parte, Garay et al. (2017) en el trópico húmedo de Ecuador en varios cultivares de Brachiaria decumbens, B. brizantha
(Xaraés, Marandú, Piatá) y Mulato II, reportaron rendimiento medio de
6.34 t/ ha a los 70 d y durante la estación de lluvias no se encontraron
diferencias entre los forrajes, mientras que durante la época seca la
vc. Xaraés presentó los mayores rendimientos totales (5.09 vs 3.14-3.89
t/ha del resto de variedades) y hojas de 4.28, mientras que para los
tallos fue para la vc. Decumbens con 0.93 y los menores resultados para
el Mulato II y Marandú 0.57-0.64. Concluyeron que las diferencias entre
cultivares en la producción de hojas y tallos se debe a las
características de cada cultivar. La disminución informada durante el
período de menores precipitaciones se atribuye al efecto de los factores
climático como lluvias y temperaturas. Aspectos que se ponen de
manifiesto en esta investigación ya que de un promedio anual de 2400 mm
solo ocurrieron durante el período de estudio 117.2 mm.
Rincón et al. (2018) al evaluar el efecto de la fertilización en la productividad del pasto llanero (Brachiaria humidicula) encontraron incrementos de 0.31 t/ha con respecto al tratamiento control. Por otra parte, López et al. (2018) señalaron en Brachiaria mutica
rendimientos de 2 t/ha, indicando que el rendimiento de MS muestra
relación directa con la variable altura de planta, lo que muestra que el
incremento está acompañado de aumento en la biomasa estructural
(tallos) y foliar (hojas).
El efecto del ambiente en el comportamiento de los indicadores morfológicos del forraje (tabla 3) se observa principalmente cuando las condiciones ambientales no son limitantes. Fleitas et al. (2017)
reportaron tasas de crecimiento de 0.133 t d -1 cuando las condiciones
edáficas y térmicas fueron favorables, mientras que en la época de
mínima precipitación pluvial fueron de 0.032 t d-1. Las condiciones
climatológicas en el período seco limitan el crecimiento de las plantas,
principalmente por la mayor proporción de hojas, fundamentalmente, para
incrementar el proceso fotosintético, mayor cantidad de nutrientes de
ahí el mayor aprovechamiento del animal durante esta época.
Este
comportamiento se debe a que la tolerancia a la sequía de las especies
de género Brachiaria está determinada por sus características
fenológicas, anatómicas y fisiológicas. Es por ello que estos forrajes
se adaptan a una amplia gama de condiciones edafoclimáticas, tales como
sabanas, abundantes precipitaciones o desérticas, bajo la acción del sol
o a la sombra. Es conocido que los mecanismos de respuesta fisiológica
de las plantas al estrés abiótico ayudan a la obtención y selección de
nuevas variedades adaptadas a condiciones ambientales específicas. El
desarrollo de nuevos cultivares con mayor tolerancia al estrés hídrico,
mayor eficiencia de la utilización del agua es una alternativa para la
adaptación de los sistemas de producción animal a los efectos del cambio
climático (Santos et al. 2013). Es de destacar que evaluaciones como las aquí expuestas ayudan a que se puedan obtener estos resultados de selección.
Garay et al. (2017) al evaluar
variedades de Brachiaria (Piatá, Xaraés, Señal, Mulato II y Marandú)
informaron alturas de 1.06; 1.04; 0.78; 0.76 y 0.68 m, respectivamente y
el mayor índice foliar para el Mulato II con 5.8 durante el período de
menor pluviosidad. Mientras que Assis et al. (2014) y Louw-Gaume et al. (2017), obtuvieron 0.18 y 0.013 m de longitud y ancho de las hojas en B. humidicola
en Rio Branco, Brasil pero, con promedios de lluvias (1877-1982 mm) muy
por encima de los reportados en esta investigación. Aspectos que
ayudarían a comprender los resultados estudiados.
Para el contenido proteico y pared celular (tabla 4)
hubo interacción variedad-edad de rebrote con decrecimiento de PB y CC;
así como aumento de MS, FDN, FDA, LAD, Cel y Hcel. Al referirse al
valor nutritivo del forraje, no se puede considerar únicamente el
contenido de proteína, al poseer una relación negativa con el volumen de
biomasa y su producción. En la época de máxima precipitación pluvial
del año se ha reportado disminución en el contenido de proteína durante
el crecimiento de las pasturas (Figueiredo et al. 2012).
Por ello, algunos autores plantean que al tener menor reducción, el
contenido de proteína se concentra en la época de pocas lluvias del año,
y por el contrario al sufrir mayor reducción, el contenido de proteína
cruda sufre dilución durante el otro período. Se pone de manifiesto en
los resultados informados por Assis et al. (2014)
con niveles de PB de 7.29 encontrados en la variedad humidicola, con
lluvias sobre los 2000mm, mientras que los valores de la pared celular
fueron de 77.46, 41.78 y 5.35 % de FDD, FDA y LAD. Resultados que
difieren a los encontrados en este estudio.
La
variabilidad de la PB entre genotipos y variedades de la misma especie
en las mismas condiciones climáticas se debe al hábito de crecimiento,
morfología y metabolismo carbonado entre otros factores, estas
fluctuaciones demostradas en estudios de Juárez-Hernández y Bolaños-Aguilar (2007) los que informaron en dos variedades de Brachiaria (Decumbens y Mulato I) porcentajes de 4-14 y 11-16, respectivamente. Garay et al. (2017)
reportaron al evaluar varios cultivares de esta especie los mejores
resultados para el Mulato II con 14,3%, aunque vale destacar que todos
(Piatá, Xaraés, Señal y Marandú) sobrepasaron el 11%.
Rincón et al. (2018) encontraron en el cultivar Llanero porcentajes de PB, FND y FDA de 9.9; 73 y 35.1%, respectivamente. Por su parte, López et al. (2018) en Brachiaria mutica
notificaron 9.4 y 26.40% de PB y FB. Estos autores señalan que en la
época de mayor precipitación pluvial existe menor concentración de
proteína debido al rápido crecimiento de follaje (maduración) y
acumulación de material fibroso.
Al evaluar el efecto de niveles crecientes de fertilización nitrogenada en Brachiaria decumbens y Brachiaria ruziziensisFaria et al. (2018)
notificaron incrementos de PB y disminución de la pared celular,
concluyendo que este comportamiento se debe a que el N estimula el
crecimiento de la planta y el uso de los carbohidratos disponibles para
la formación celular y protoplasma, en lugar de ser utilizados para el
engrosamiento de la pared celular a través de la acumulación de estos.
Otra hipótesis señala la ocurrencia de la dilución de esta fracción,
aunque el nitrógeno promueva la acumulación de materia seca.
En cuanto al contenido de minerales y materia orgánica (tabla 5) hubo interacción entre variedad-edad con incrementos para la ceniza, Ca, P y MO con la edad. Ramírez et al. (2014)
al evaluar la relación entre minerales con la edad y los factores
climáticos en Brachiaria hibrido vc. Mulato I encontraron incrementos de
Ca y disminución de P con la madurez de forraje y atribuyeron el
decrecimiento de este último elemento a su dilución con la edad y el
aumento del rendimiento en MS. Además, el fósforo desempeña múltiples
funciones en el metabolismo vegetal. Se considera un componente
fundamental ya que forma parte de amplia gama de moléculas, activa
diferentes enzimas y controla procesos metabólicos. No obstante, su
absorción por parte de la planta depende de la cantidad y de la forma en
que se encuentra disponible en el suelo.
Los
porcentajes de cenizas se encuentran dentro del rango para especies de
genero Brachiaria (5.7-14 %) en condiciones normales de precipitaciones,
9 % para la época seca reportados por Combatt et al. (2015)
indicando la capacidad que tiene esta especie para responder a las
diferentes condiciones edafoclimáticas. Resultados similares fueron
obtenidos por Reyes-Pérez et al. (2018) para Ca, P, ceniza y MO
Para los indicadores de la calidad (tabla 6)
existió interacción entre variedad-edad, con decrecimiento de la
relación hoja/tallo, digestibilidad de MS y MO, así como EM y ENL,
mientras que la relación FND/N y FAD/N, aumentaron con la madurez. Este
comportamiento puede estar asociado a que la disminución de la lluvias
en el período seco provocan que como mecanismos de respuesta los
forrajes disminuyan el área foliar, expansión y número de hojas, así
como menor número de tallos, cierre estomático, osmorregulación
provocados por la acumulación de solutos como carbohidratos, ácidos
orgánicos, aminoácidos, iones inorgánicos, deposición de cera en la
epidermis de las hojas, adaptación del crecimiento, anatomía y
disposición; cambios en la estructura de la membrana celular (Taiz y Zeiger 2010). Poniéndose de manifiesto este comportamiento en estudios de Santos et al. (2013) donde se produjo una reducción del peso hojas y tallos cuando se sometieron a estrés hídrico dos variedades de Brachiaria brizantha.
En estudios del efecto de la fase fenológica López et al. (2018)
encontraron en la fase vegetativa 75.9 % de digestibilidad mientras
avanzó la madurez del forraje con reducciones de hasta 30 % de este
indicador para la fase de floración. Por otra parte, Posada (2011) y Faria et al. (2018) en B. decumbens y B. ruziziensis
reportaron comportamiento similar, concluyendo que está dado por el
engrosamiento de la pared celular, reducción de compuestos nitrogenado,
aumento de la fracción fibrosa y otros componentes estructurales como el
sílice.
López et al. (2018) y Rincón et al. (2018) notificaron en B. mutica y B. humidicula
9.26 MJ/kg, y señalaron que la disminución del aporte energético está
dado por las transformaciones químicas y bioquímicas que ocurren en las
plantas, como la disminución de los niveles de carbohidratos solubles y
compuestos nitrogenados. Comportamientos similares fueron reportados por
Faria et al. (2018) y Reyes-Pérez et al. (2018)
los que plantean que la energía aportada por un forraje estará
determinada por la digestibilidad de la materia orgánica, la cual está
muy vinculada a las características de cada especie.
En
el presente estudio quedó demostrado la variabilidad de la calidad
nutritiva por interacción entre la variedad y la madurez del forraje,
determinado, entre otros aspectos por, el decrecimiento de las
digestibilidades y el aporte energético, así como incrementos de las
relaciones FDN/N, FDA/N, vale destacar que la producción de biomasa,
rendimientos total, de hojas y tallos, además los indicadores
morfológicos altura, número de hojas, longitud y ancho arrojaron los
mejores resultados el Mulato I a los 63 días