Notas de investigación

 

Rendimiento y valor nutritivo de forraje de alfalfa (Medicago sativa L.) con diferentes dosis de estiércol bovino

 

Alfalfa (Medicago sativa L.) forage nutritional value and yield at different cattle manure doses

 

Cirilo Vázquez–Vázquez^a, José Luis García–Hernández^a, Enrique Salazar–Sosa^a, Bernardo Murillo–Amador^b, Ignacio Orona–Castillo^a, Rafael Zúñiga–Tarango^a, Edgar Omar Rueda–Puente^c, Pablo Preciado–Rangel^d

 

^a Facultad de Agricultura y Zootecnia, Universidad Juárez del Estado de Durango. luis_garher@hotmail.com. Correspondencia al segundo autor.

^b Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste.

^c Universidad de Sonora–Campus Santa Ana.

^d Instituto Tecnológico de Torreón.

 

Recibido el 27 de octubre de 2008
Aceptado para su publicación el 15 de junio de 2010

 

RESUMEN

El presente trabajo se realizó en la Comarca Lagunera, estado de Coahuila, México. El objetivo fue evaluar la producción y el valor nutritivo del forraje de tres variedades de alfalfa tratamientos de fertilizado con estiércol de bovino y con riego por goteo subsuperficial. Se determinó la composición del N, P, K, Ca y Mg en el tejido vegetal como un indicador de los volúmenes de extracción para cada nutrimento. Las variedades fueron: CUF 101, Sandor y Altaverde. Se aplicaron cinco tratamientos de estiércol (0, 40, 80, 120, 160 t ha^–1) y uno de fertilizante químico (30–100 kg ha^–1 de N y P) como testigo. Respecto al forraje seco se presentaron diferencias significativas entre los tratamientos de estiércol pero no para variedades. Los valores de producción más altos se observaron en los cortes marzo, abril y junio en los tratamientos de estiércol de 80, 120 y 160 t ha^–1 con valores superiores de 4 t ha^–1 de forraje seco. En las variables de valor nutritivo del forraje (proteína cruda, fibra acido detergente, fibra neutro detergente y energía), tampoco se detectaron diferencias significativas entre variedades ni entre tratamientos de fertilización. Con respecto a la extracción de N, P, K, Ca y Mg por las plantas, en los cortes 5º al 8º es donde se presentó la mayor extracción de dichos elementos con aproximadamente 160 kg ha^–1 de nitrógeno, 12–14 kg ha^–1 de fósforo y 125 kg ha^–1 de potasio.

Palabras clave: Alfalfa, Estiércol, Fertilización, Rendimiento, Nutrimento.

 

ABSTRACT

The present study was carried out at the Comarca Lagunera Region, Coahuila, Mexico, with the objective of assessing both nutritional value and yield of three varieties of alfalfa at three different doses of fertilization with cattle manure, with subsurface drip irrigation. N, P, K, Ca and Mg content in plant tissue was used as indicator of nutrient withdrawal. The following varieties were evaluated: CUF 101, Sandor and Altaverde. Five different cattle manure treatments were applied: 0, 40, 80, 120 and 160 t ha^–1. Control was fertilized with a chemical fertilizer at 30 to 100 kg ha^–1 for N and P, respectively. Significant differences were found in dry matter between treatments but not between varieties. The greater yields were found in the March, April and June cuts in the 80, 120 and 160 t manure treatments, yielding more than 4 t ha^–1. No significant differences were found in forage nutritional value variables (crude protein, acid detergent fiber, neutral detergent fiber and energy) between either varieties or treatments. With reference to mineral nutrient withdrawal, the greater values were found from the 5^th to the 8^th cut, approximately 160 kg ha^–1 N, 12 – 14 kg ha^–1 P and 125 kg ha^–1 K.

Key words: Alfalfa, Manure, Fertilization, Yield, Nutrition.

 

Por sus características bromatológicas y nutritivas, la alfalfa (Medicago sativa) es el principal forraje de sustento para la producción de leche en el mundo⁽¹⁾. La alfalfa ocupa el 57 % (36,000 ha) de la superficie sembrada en la región Comarca Lagunera, la cual es la cuenca lechera más importante de México⁽²⁾. Esta región, delimitada por varios municipios de los estados de Coahuila y Durango, cuenta con una población aproximada de 400,000 bovinos⁽³⁾. La industria lechera de esta región genera 10,000 empleos directos y mil seiscientos millones de litros leche por año⁽⁴⁾. Esta población de ganado demanda para su alimentación alrededor de 3,000,000 t de forraje verde anualmente, siendo la alfalfa la principal fuente de este insumo. Sin embargo, la producción de alfalfa en esta región enfrenta serios problemas de manejo de recursos de agua y suelo. El principal problema es la escasez de agua derivada de la sobreexplotación de agua subterránea para el riego de este cultivo y otros forrajes⁽⁵⁾, así como de la demanda de la lámina de riego anual de este cultivo, la cual varía entre 2.4 a 2.7 m.

A pesar de que la producción de leche se ha convertido en un foco importante de desarrollo económico, en el aspecto tecnológico de la producción de alfalfa se presentan graves atrasos, por ejemplo, a nivel nacional el 10 % de la superficie total irrigada es la que se encuentra equipada con riego presurizado, mientras que en esta región sólo el 1.0 % se riega con estos sistemas. En este sentido, existen iniciativas para el uso de sistemas de riego que se han aplicado con éxito en especies hortícolas, como lo es el riego por goteo subsuperficial⁽⁶⁾, cuyo uso ha reducido el consumo de agua hasta un 50 % con respecto al riego por gravedad⁽⁷⁾, y puede además incrementar el valor nutritivo de los cultivos⁽⁸⁾. Con este sistema de riego se puede conservar la mayor humedad en la zona radicular de la alfalfa y la menor humedad en otras partes del suelo, disminuyendo la germinación de maleza. Además, se evitan en gran medida la evaporación directa y la percolación profunda del agua; fenómenos que en los sistemas de riego por gravedad representan las pérdidas de agua más importantes del riego superficial⁽⁹⁾.

Otro problema grave de manejo de alfalfa se refiere a los requerimientos nutrimentales de esta especie.

Una gran cantidad de productores no fertilizan este cultivo y en otros casos se fertiliza en demasía, aunque no se han publicado datos al respecto. Estas inconsistencias se presentan debido al desconocimiento de los requerimientos del cultivo para esta región y por los altos costos de los fertilizantes sintéticos. Además, una limitación que afecta la capacidad productiva del cultivo es la disponibilidad de los nutrientes en el suelo, principalmente de nitrógeno, fósforo y potasio, debido a que las características de los suelos dominantes en la región de estudio son de origen calcáreo⁽¹⁰⁾. En este contexto, se ha reportado que los costos por fertilización pueden ser reducidos con la utilización de estiércol como fuente de nutrimentos⁽¹¹⁾. Con el uso de estiércol se tiene además la ventaja de que los elementos nutritivos no quedan disponibles en el suelo en un solo momento para la planta; sino que, se van incorporando a lo largo de todo el ciclo vegetativo⁽¹²⁾. La aplicación de materia orgánica en forma de estiércol mejora las características físicas y químicas de suelos deteriorados⁽¹³⁾.

Con base a lo anterior se desarrolló el siguiente estudio, cuyos objetivos fueron: 1) evaluar la producción y valor nutritivo (bromatológica) de tres variedades de alfalfa fertilizando con estiércol e implementando el sistema de riego por goteo sub–superficial, y 2) determinar las extracciones de N, P, K, Ca y Mg del suelo por la alfalfa en las primeras etapas de producción.

El estudio se realizó en la población "Fresno del Norte", en Francisco I. Madero, Coahuila, México. Esta localidad se ubica a 25°46' N y 103°16' O, a 1,100 msnm. Este municipio se caracteriza por un clima muy seco, semicálido durante la mayor parte del año, y su temporada de lluvias comprende las estaciones de primavera, verano y otoño, con un promedio de 250 mm por año de precipitación pluvial⁽³⁾.

La siembra se realizó en junio de 2004 con la finalidad de obtener un crecimiento más rápido en la etapa inicial de desarrollo. Para evitar daños por competencia de maleza, ésta se eliminó en forma manual. Se estableció la siembra con una densidad de 40 kg de semilla ha^–1. El diseño experimental que se utilizó fue de bloques al azar con arreglo en parcelas divididas, con tres repeticiones. El Factor A lo constituyeron tres variedades de alfalfa: CUF 101, Sundor y Altaverde; y el Factor B se conformó por seis tratamientos de fertilización: 0, 40, 80, 120 y 160 t ha^–1 de estiércol de bovino, respectivamente, además de un testigo con fertilización química (30 y 100 kg ha^–1 de N y P). El tamaño de la parcela por unidad experimental fue de 24 m².

El sistema de riego utilizado fue goteo sub–superficial, consistente de cintilla de plástico para riego instalada antes de la siembra a 40 cm de profundidad. La separación entre cintillas fue de 80 cm. La evapotranspiración (ET) diaria se calculó con la metodología del tanque evaporímetro tipo "A" mediante la siguiente ecuación:

ETc = (E₀) (K)

Donde ET = evaporación de referencia (mm/día); E₀=evaporación registrada en el tanque evaporímetro clase tipo "A" (mm/día); K=coeficiente del tanque, el cual considera el medio ambiente que rodea el tanque evaporímetro⁽¹⁴⁾. La evaporación total del cultivo (ETc) a reponer se obtuvo a multiplicar la ET por el porcentaje de reposición al 0.8.

Se realizaron seis cortes (cosechas) de diciembre de 2004 a junio de 2005. Del forraje cosechado en cada corte se utilizaron muestras de 1 kg para la evaluación de variables bromatológicas, de rendimiento y químicas para la determinación de la extracción de macro–nutrimentos. La variable de rendimiento evaluada en cada corte fue materia seca, considerando el total de forraje de la parcela útil, la cual se cosechó manualmente a una altura aproximada de 5 cm sobre la superficie del suelo. Las variables bromatológicas, cuyos valores se presentan en promedio para los diversos cortes fueron: porcentaje de proteína cruda (PC) por el método de microkjeldahl⁽¹⁵⁾, porcentaje de fibra acido–detergente (FAD) y fibra neutro–detergente (FND) por el método de Van Soest⁽¹⁶⁾ y energía (E) por calorímetro. Para la determinación de extracción de nutrimentos se realizaron análisis foliares de los siguientes componentes: N total, a con el método de Kjeldahl^(17,18), K, Ca, y Mg fueron determinados por el método de espectrofotometría de absorción atómica (Shimadzu AA–660, Shimadzu, Kyoto, Japan) después de digestión con H₂SO₄, HNO₃, y HClO₄. El P fue determinado colorimétricamente con el método del complejo azul fosfomolibdato con muestra obtenida del mismo extracto. Los resultados obtenidos para cada una de las variables en estudio, se analizaron mediante ANOVA y la prueba de diferencia mínima significativa (DMS) para comparación de medias, utilizando el programa estadístico SAS⁽¹⁹⁾.

Con respecto a la comparación entre variedades, en las seis evaluaciones de cosecha (cortes) realizadas se observaron valores de rendimiento similares (P>0.05), considerando los valores promedio de los diversos cortes. Esta respuesta se explica por ser las tres variedades mejoradas, adaptadas al clima de la región en estudio. Además, de acuerdo con Godoy et al⁽²⁾, en las primeras etapas de la alfalfa, las diferentes variedades presentan pocas diferencias en el crecimiento debido al mayor vigor que se presenta en el primer año de producción de alfalfa, mientras que las diferencias genéticas se manifiestan con mayor claridad en los años posteriores^(20,21). En relación a este resultado, en otros estudios se han observado comportamientos similares, por ejemplo, al comparar 11 variedades de alfalfa en Venezuela⁽²²⁾, de las cuales nueve fueron estadísticamente similares, más aún, para el segundo y tercer año, las 11 variedades fueron estadísticamente similares. Asimismo, en otro estudio⁽²³⁾ compararon 14 variedades en la Mixteca de Oaxaca con tratamientos de fertirriego, y de la misma forma las 14 variedades presentaron rendimientos similares en el primer año. En lo que respecta a la interacción variedades x fertilización no se observaron diferencias significativas (P>0.05).

Con respecto a la fertilización, se observaron diferencias significativas entre estos tratamientos en cada uno de los cortes. En tres de los seis cortes los rendimientos para las dosis de 80, 120 y 160 t ha^–1 de estiércol alcanzó valores superiores a las de 4 t ha^–1 de forraje seco (Figura 1). Estos resultados muestran valores de rendimiento superiores a los reportados por Godoy et al⁽²⁾; quienes obtuvieron en promedio 3.7 t ha^–1 en la misma región de estudio. De igual forma, otros autores⁽²⁴⁾ realizaron una evaluación de cinco variedades de alfalfa en Montecillos, Estado de México, encontrando rendimientos promedio entre 2.12 y 3.75 t ha^–1 de materia seca. El incremento en los valores de materia seca del presente estudio se explica por un mejor aprovechamiento de los nutrimentos por parte del cultivo, debido a la forma en que se liberan los elementos en este tipo de abono, el cual se mineraliza gradualmente proporcionando una constante disponibilidad para las plantas⁽¹²⁾.

Cuando se aplican abonos de origen animal en alfalfa, una de las preocupaciones es el posible efecto nocivo en el ambiente por el exceso de N⁽²⁵⁾, derivado de que los requerimientos de dicho elemento por este cultivo son principalmente adquiridos a través de la fijación de N atmosférico por asociación con microorganismos⁽²⁶⁾. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que este tipo de abonos se pueden utilizar en forma segura en alfalfa en zonas áridas y semi–aridas^(27,28). En este tipo de ambientes de baja precipitación pluvial y temperatura cálida, la alfalfa fija menos N atmosférico en los tratamientos con abono orgánico de origen animal, lo que coadyuva a un mejor aprovechamiento de los demás nutrimentos del abono sin riesgo de contaminación por exceso o lixiviación del N⁽²⁸⁾ aunado a incrementos en el rendimiento del cultivo⁽²⁷⁾, especialmente utilizando dosis moderadas de este tipo de abonos⁽²⁹⁾.

Respecto a las fechas de cosecha, en la Figura 1 se observa que los mayores rendimientos de materia seca (t ha^–1) se obtuvieron en los cortes realizados en los meses de marzo, abril y junio. Esto se explica por la respuesta convencional de este cultivo a la mayor temperatura de estos meses a comparación con la época invernal de los meses de diciembre a febrero. Al respecto, se ha mencionado⁽³⁰⁾ que la alfalfa alcanza la mayor acumulación de materia seca durante el verano a la cuarta semana, coincidiendo con el mayor índice de área foliar y la mayor masa de hojas verdes⁽³¹⁾.

Con respecto a las dosis de estiércol, los valores más altos de producción de materia seca se obtuvieron cuando se aplicaron dosis de 80, 120 y 160 t ha^–1. En este sentido, en la cosecha de febrero se observa que la mayor producción se obtuvo con la dosis de 120 t de estiércol (4.28 t ha^–1 de materia seca). En la cosecha de marzo, los valores más altos (de mayor a menor) se observaron con las dosis de 160, 80 y 120 t ha^–1 de estiércol con resultados estadísticamente similares (Figura 1). Este mismo orden de valores altos de materia seca se repitió en las cosechas de abril y junio. Este resultado indica que aún con 160 t ha^–1 de estiércol no se evidenciaron síntomas de exceso de fertilización; sin embargo, dado el mayor costo de adquirir, movilizar y aplicar 40 y 80 t más de estiércol, se puede recomendar en forma práctica la aplicación de 80 t para obtener valores altos de producción de materia seca en esta región. Esta dosis puede además evitar su acumulación a través del tiempo, y está acorde a la recomendación de utilizar dosis moderadas de abonos de origen animal en alfalfa⁽²⁹⁾.

En general, las diferentes dosis de fertilización no tuvieron un efecto sobre el valor nutritivo de la alfalfa (Cuadro 1). Esto se ha evidenciado en otros trabajos⁽³²⁾. Por ejemplo, Urbano y Davila⁽²²⁾ reportaron nulas diferencias de producción de materia seca en un estudio comparativo de 11 variedades de alfalfa, pero además pocas diferencias en la producción de proteína. Al igual que en el presente trabajo, las diferencias no mostraron tendencias claras, por ejemplo con respecto a las variedades de mayor producción de materia seca. En el mismo estudio⁽²²⁾, los autores no encontraron diferencias significativas en el contenido de potasio, pero sí en el contenido de fósforo entre las 11 variedades evaluadas.

En general para todos los nutrimentos, en los primeros dos cortes no se observaron diferencias claras entre los tratamientos de fertilización (Figura 2); sin embargo, después del tercer corte las diferencias entre tratamientos se hicieron más evidentes. Para todos los elementos, el cultivo de alfalfa que recibió 160 t ha^–1 de estiércol fue el que extrajo la mayor cantidad de nutrimentos en los tres últimos cortes (04–mar, 20–abr, 10–jun). Solamente en el tercer corte (06–feb) del tratamiento de 120 t ha^–1 de estiércol fue en el que se extrajo la mayor cantidad de cada uno de los elementos. Esta respuesta coincide con los resultados de rendimiento de materia seca (Figura 1). Esto debido a que, generalmente, estas variables están directamente relacionadas⁽²⁷⁾. Interacciones positivas similares entre los nutrimentos N–P–K han sido reportadas con anterioridad en otros estudios^(33–34).

Para todos los casos, los tratamientos testigo y fertilizante químico mostraron los rendimientos más bajos después del segundo corte, y las menores cantidades de elementos extraídos después del segundo corte. Una explicación de este resultado es la falta de aplicación de todos los nutrimentos en el testigo y de K, Ca y Mg en el de fertilización química. Es probable que la aportación de N no sea la principal razón de esas diferencias, ya que se considera que las aplicaciones de este elemento no son necesarias en el cultivo de alfalfa^(27,35). Por otro lado, existen reportes señalando la importancia de suministrar K a este cultivo, y se ha sugerido aportar dicho suministro por medio de diversos tipos de estiércol^(36,37).

En conclusión, los valores de rendimiento de las tres variedades comparadas no mostraron diferencias significativas. A partir del tercer corte, los tratamientos de estiércol presentaron valores de rendimiento superiores al testigo (sin aportación de nutrientes) y al tratamiento de fertilización química. Los resultados de rendimiento coincidieron directamente con los niveles de extracción de los macro–elementos que fueron evaluados (N, P, K, Ca y Mg). Los resultados del rendimiento mayores a 4 t ha^–1 se consideran altos respecto a estudios para diferentes regiones productoras de alfalfa en México.

 

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