Tasa de crecimiento de forraje

Para calcular la tasa de crecimiento, en cada parcela de alfalfa, al inicio del estudio, se colocaron al azar dos cuadros fijos de 0.25 m² por repetición. El forraje presente dentro de cada cuadro se cosechó un día antes del corte, dejando una altura remanente de 5 cm, se depositó en bolsas de papel etiquetadas, se lavó y se expuso a un proceso de secado en una estufa de aire forzado, a una temperatura de 55 ºC durante 72 h. Una vez seca la muestra de forraje se registró en peso seco, para determinar el rendimiento por unidad de superficie (kg MS ha^-1). Posteriormente, la tasa de crecimiento se calculó con los datos de rendimiento obtenidos en cada corte, en cada una de las repeticiones, con la siguiente fórmula:

Donde: TC= tasa de crecimiento promedio estacional (kg MS ha^-1 d^-1); R= rendimiento estacional (kg MS ha^-1); y T= días transcurridos en cada corte.

Radiación interceptada

Un día previo a cada corte, se tomaron al azar cinco lecturas de radiación por repetición con el método del metro de madera descrito por ^{Adams and Arkin (1977)} en cada unidad experimental. Las lecturas se realizaron aproximadamente a las 13:00 h (es el mejor tiempo para medir la cobertura en el dosel, porque a esta hora, el ángulo solar es alto y la intercepción de la luz cambia al mínimo). El procedimiento consistió en colocar la regla en la superficie del suelo (debajo del dosel), con orientación sur-norte, e inmediatamente después, se contaron los centímetros sombreados, los cuales representaron el porcentaje de radiación interceptada por el dosel vegetal

Índice de área foliar

Para determinar el índice de área foliar, un día de cada corte, se separaron las hojas de 5 tallos por repetición de cada variedad y se colocaron en un integrador de área foliar marca CID, Inc, modelo CI-202 de escáner, de donde se obtuvieron las lecturas en cm² por tallo. Estas lecturas en conjunto con el número de tallos por metro cuadrado permitieron estimar el índice de área foliar por medio de la siguiente fórmula:

Donde: IAF= índice de área foliar; AF= área foliar por tallo; y DT= densidad de tallos (m^-2).

Altura de la planta

Para estimar la altura promedio por planta de cada variedad, un día antes del corte, se tomaron al azar 25 lecturas por repetición. Para ello se utilizó una regla graduada de 100 cm, la cual se colocó al azar en las parcelas, de forma que la parte inferior de la regla graduada quedara a nivel de suelo. Posteriormente, un dispositivo con el que cuenta la regla, se colocaba de manera vertical arriba del dosel vegetal y se deslizó hacia abajo, hasta que éste toco algún componente morfológico y se registró la altura.

Datos climáticos

Los datos de temperatura máxima, mínima, así como, la distribución de la precipitación durante el periodo de evaluación se obtuvieron de la estación agrometeorológica del Colegio de Postgraduados, ubicado a 100 m del área experimental (Figura 1). La temperatura máxima se observó en julio de 2010 y de marzo a junio de 2011 con un promedio de 28 °C que corresponden a la estación de primavera y verano, principalmente. La temperatura mínima se registró en el mes de diciembre de 2010, enero y febrero de 2011con un promedio de -1 ^oC, correspondiente a la estación de invierno. Las temperaturas más apropiadas para el crecimiento de la alfalfa se presentaron durante la estación de primavera y verano. La mayor precipitación (mm) se concentró en los meses de julio, agosto, septiembre y noviembre de 2010 y junio de 2011 con una precipitación acumulada de 404 mm siendo en las estaciones de verano y otoño principalmente. Los meses con menor precipitación fueron diciembre de 2010 y enero de 2011 con 13 mm correspondiente a la estación de invierno, principalmente.

Figura 1 Temperatura media mensual máxima, mínima y precipitación acumulada mensual durante el periodo de estudio (junio 2010 a junio 2011). 

Análisis estadístico

Para comparar el efecto de las variedades de alfalfa estudiadas, se realizó un análisis de varianza con el procedimiento de Modelos Mixtos (^{SAS, 2009}), con un diseño de bloques al azar con cuatro repeticiones. La comparación de medias se realizó mediante la prueba de Tukey ajustada (α= 0.05) según ^{Steel y Torrie (1988)}.

Tasa de crecimiento

En el Cuadro 1 se presenta la tasa de crecimiento estacional y promedio anual de cinco variedades comerciales de alfalfa. Se registraron diferencias estadísticas entre ellas siendo Júpiter, Atlixco, Vía Láctea y San Miguelito las que mostraron las mayores tasas de crecimiento con un promedio de 50.7 kg MS ha^-1 d^-1, mientras que Cuf 101 presentó la menor tasa de crecimiento promedio con 37 kg MS ha^-1d^-1 (p< 0.05). En general, se observó una marcada estacionalidad en la tasa de crecimiento, con el siguiente orden descendente: verano > primavera > otoño > invierno con 70, 50, 46 y 25 kg MS ha^-1 d^-1, respectivamente (p< 0.05). Estos resultados se puede atribuir a que las tasas de crecimiento aumentan conforme se presentan las temperaturas óptimas para el crecimiento de la alfalfa (^{Rojas et al., 2012}). Durante las estaciones de primavera y verano se presentaron temperaturas óptimas (Figura 1), lo que benefició el crecimiento y productividad de todas las variedades evaluadas.

^{Zaragoza et al. (2009)} al estudiar alfalfa asociada con pasto ovillo reportan la mayor tasa de crecimiento promedio en primavera (95 kg MS ha^-1 d^-1) y fue 22 % superior a la observada en verano y otoño y 83% a invierno; esto lo atribuyen a que, en esta estación, se presentaron los valores mensuales promedio más altos de temperatura, radiación solar y horas luz y coincidieron con la mayor acumulación de forraje. ^{Villegas et al. (2004)} reportan la mayor tasa de crecimiento en la variedad Valenciana y Oaxaca en la estación de primavera con 155 y 93 kg MS ha^-1 d^-1, respectivamente, mientras que en invierno y otoño reportan las menores tasas de crecimiento con 63 y 62 kg MS ha^-1 d^-1, para la variedad Valenciana y Oaxaca, respectivamente, resultados diferentes a los de esta investigación.

Por otra parte, varios investigadores (^{Rivas et al., 2005}) reportaron en cinco variedades de alfalfa, una tasa de crecimiento promedio anual con el siguiente orden descendente: Oaxaca (98 kg MS ha^-1 d^-1), San Miguel (97 kg MS ha^-1 d^-1), Moapa (92 kg MS ha^-1 d^-1), Cuf 101 (74 kg MS ha^-1 d^-1) y Valenciana (73 kg MS ha^-1 d^-1). La mayor tasa de crecimiento promedio de las cinco variedades se presentó en el mes de julio con 132 kg MS ha^-1 d^-1 y la menor tasa de crecimiento en el mes de enero con 59 kg MS ha^-1 d^-1, correspondiendo a la estaciones de verano e invierno, respectivamente; resultados que son mayores a los del presente estudio, sin embargo, similar en el comportamiento estacional. Mientras tanto ^{Hernández-Garay et al. (1992)} obtuvieron la mayor tasa de crecimiento cosechando alfalfa cada seis semanas, y la menor cosechándola a cuatro semanas.

Radiación interceptada

La radiación interceptada fue afectada significativamente (p< 0.05) por la variedad y estación del año (Cuadro 2). Las variedades con mayor radiación interceptada fue Júpiter, Vía Lactea, Atlixco y San Miguelito con un promedio de 83.7%, mientras que el menor valor promedio anual observado lo presento la variedad Cuf 101 con 71%. En general, se observó para todas las variedades una tendencia estacional (p< 0.05), con los siguientes valores promedio: 88, 87, 79 y 69% para verano, primavera, otoño e invierno, respectivamente.

Solo se alcanzó 95% de radiación interceptada en la variedad Júpiter en la estación de verano, ya que varios autores (^{Da Silva e Nascimento, 2007}; ^{Da Silva y Hernández-Garay, 2010}) consignan que se debe cosechar el forraje a 95% de radiación interceptada; sin embargo, siempre y cuando la densidad de plantas sea competitiva (^{Mattera et al., 2013}), y en este estudio la densidad de plantas disminuyo probablemente por el tiempo de la pradera, ya que llevaba dos años de establecida, y el promedio de vida útil de las praderas de alfalfa en el Valle de México es de 3 años, cuando se realizan anualmente entre 9 y 11 cortes (^{Améndola et al., 2005}). Resultados similares reportaron varios investigadores (^{Mendoza et al., 2010}; ^{Rojas et al., 2012}) en alfalfa, donde la mayor radiación interceptada promedio fue en la estación de verano y la menor en invierno.

Por otra parte, ^{Mattera et al. (2013)} al estudiar la importancia de la distancia entre plantas de alfalfa encontraron en la estación de primavera la mayor radiación interceptada en todas las distancias entre plantas evaluadas (10, 15, 20, 25 y 30 cm) con 95%. Mientras que en verano e invierno solo se alcanzó el 95% de radiación interceptada a 10 y 15 cm de distancia entre plantas. Varios autores (^{Mattera et al., 2013}; ^{Baldissera et al., 2014}) consignan que entre menor sea la separación entre plantas mayor es el rendimiento, radiación interceptada y el índice de área foliar.

Índice de área foliar

En el Cuadro 3 se presentan los cambios estacionales en el índice de área foliar de cinco variedades de alfalfa. Se observaron diferencias estadísticas entre variedades (p< 0.05), siendo la variedad Milenia con 5.2 la que registró el mayor promedio; en contraste la variedad que obtuvo el menor promedio fue Cuf 101 con 2.8. También se observaron diferencias estadísticas entre estaciones del año (p< 0.05), con el siguiente orden descendente para el promedio de las cinco variedades: verano 5.4 > primavera 4.4 > otoño 3.6 > invierno 2.1. Estudios realizados en alfalfa (^{HernándezGaray et al., 1992}) muestran que la mayor área foliar se registra cuando se cosecha a 6 y 8 semanas, en comparación con la cosecha a 4 semanas.

^{Abusuwar and Daur (2014)} en una investigación comparando dos variedades de alfalfa con diferente dosis de fertilizante orgánico y urea mencionan que la variedad Cuf-101 tuvo mayor índice de área foliar en todos los cortes con un promedio de 4.4 en comparación con la variedad Hegazi con 4.1 cuando se fertilizo con cuatro toneladas de gallinaza y 120 kg ha^-1 de urea. ^{Mattera et al. (2013)} investigaron la distancia entre plantas de alfalfa, encontrando a una distancia de 10 y 30 cm el mayor (4.1) y menor (2.87) índice de área foliar. Estos mismos autores también reportaron que durante la primavera y verano el mayor índice de área foliar se presentó cuando la separación entre plantas fue de 15 cm (3.03) y el menor con una separación de plantas de 30 cm (1.86).

^{Mendoza et al. (2010)} al evaluar diferentes frecuencia de corte en alfalfa variedad San Miguelito, encontró que la mayor área foliar por tallo ocurrió en verano en el corte a 5 semanas, con un valor promedio de 108 cm² tallo^-1, valor que fue similar al obtenido a 6 semanas (105 cm² tallo^-1). Mientras que la menor área foliar (17 cm² tallo^-1) se presentó en invierno, en el intervalo de corte a 4 semanas, observaron, que el área foliar por tallo se incrementó conforme se redujo la frecuencia de corte. Por su parte, ^{Pérez et al. (2002)} mencionan que el área foliar es una de las principales variables que afectan el crecimiento de las especies forrajeras por favorecer cambios en la actividad fotosintética. Así mismo, señalan que el área foliar varía con la intensidad lumínica y la época del año, las especies más demandantes de luz presentan una mayor área foliar, además de elevadas concentraciones de N en las hojas.

^{Villegas et al. (2004)} en dos variedades de alfalfa reportan el incremento de índice de área foliar conforme aumenta la tasa de crecimiento y la edad de rebrote, hasta alcanzar un máximo, para luego disminuir progresivamente a consecuencia de la caída de las hojas de los estratos inferiores. En la variedad Valenciana el mejor índice de área foliar fue de 2.6, 2.3, 1.4 y 1.4 para invierno, primavera, verano y otoño, respectivamente. Una tendencia similar presento la variedad Oaxaca donde los máximos índice de área foliar tuvieron el siguiente orden descendente: invierno (2.2) > primavera (2.1) > verano (1.3) > otoño (1.1).

Altura de la planta

En el Cuadro 4 se presenta la altura promedio estacional y anual de 5 variedades de alfalfa. Independientemente de la estación del año la variedad Júpiter fue la que registró la mayor altura promedio con 52 cm, en contraste Cuf 101 con 41 cm presentó menor altura (p< 0.05). Se observaron diferencias estadísticas entre estaciones del año (p< 0.05); la mayor altura se registró en verano, seguido de primavera, otoño e invierno con 61, 57, 49 y 27 cm, respectivamente. Al respecto, ^{Ramos y Hernández (1970)} recomiendan que para el Valle de México, el mayor rendimiento de alfalfa, se lograra con cortes a una altura de la planta de 65 cm en verano y de 32 cm en invierno y un intervalo entre cortes de 40 días. ^{Morales et al. (2006)} encontraron en 14 variedades un promedio en atura de 58 cm, teniendo la variedad Puebla 76 la mayor altura con 68.9 cm y el mayor rendimiento.

Asimismo, ^{Hernández-Garay et al. (1992)} reportaron una altura de 58 cm con cortes espaciados cada ocho semanas y de 40 cm en cortes efectuados cada cuatro o seis semanas. De acuerdo con ^{Muslera y Ratera (1991)} el rendimiento de forraje y el aumento en altura, se incrementan cuando se alarga el intervalo entre cortes, a más de cinco semanas. ^{Avci et al. (2013)} reportaron en 7 variedades de alfalfa, en dos años de producción y en dos localidades, en promedio alturas de 66 cm y una producción de 21710 kg MS ha^-1, siendo la variedad Verko la que obtuvo la mayor altura con 77.2 cm, mayor rendimiento y tasa de crecimiento, en el segundo año de producción.

Relación de radiación interceptada entre tasa de crecimiento, índice de área foliar y altura de planta

En el Cuadro 5 se observan los coeficientes de regresión (R²) entre la radiación interceptada y tasa de crecimiento, índice de área foliar y altura de la planta de cinco variedades comerciales de alfalfa. Todas las variedades presentaron una estrecha relación entre radiación interceptada y tasa de crecimiento, índice de área foliar y altura de planta, mientras mayor es la radiación interceptada mayor fue la tasa de crecimiento, índice de área foliar y altura de planta. La tasa de crecimiento varió en las estaciones del año (Cuadro 1) y los factores principales fueron la temperatura y horas luz ya que durante primavera y verano se registraron las mayores temperaturas y se presentaron la mayor radiación interceptada, tasa de crecimiento, índice de área foliar y altura de planta, caso contrario al invierno, en donde se observaron las menor radiación interceptada, tasa de crecimiento, índice de área foliar y altura de planta. Al respecto, se ha indicado que conforme se aumenta el índice de área foliar se incrementa la cantidad de luz interceptada, y con ello, la tasa de crecimiento (^{Horrocks and Vallentines, 1999}; ^{Sage and Kubein, 2007}).

Varios autores mencionan (^{Pearson and Ison, 1987}; ^{Horrocks y Vallentine, 1999}) que la capacidad que posee una pradera para producir materia seca, depende de las condiciones ambientales (nutrientes, clima) y, principalmente, del grado de intercepción de la radiación solar por las hojas. Con el aumento en la cantidad de hojas, se tiene una mayor intercepción de luz, pero las hojas en los estratos inferiores reciben menor intensidad y calidad de luz, por lo que provocan la reducción del crecimiento o de la tasa de asimilación neta; por ello, el mayor rendimiento de los forrajes, coincide con el mayor índice de área foliar y la mayor masa foliar verde (^{Donald and Black, 1958}; ^{Velasco et al., 2001}; ^{Morales et al., 2006}). Después de que se alcanza el índice de área foliar óptimo, las hojas basales no reciben suficiente luz, convirtiéndose en hojas amarillentas y senescentes, las cuales llegan a morir, y en tal caso, se puede tener un crecimiento neto negativo (^{Hodgson, 1990}).