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Revista mexicana de ciencias pecuarias
versión On-line ISSN 2448-6698versión impresa ISSN 2007-1124
Rev. mex. de cienc. pecuarias vol.5 no.2 Mérida abr./jun. 2014
Producción y calidad de forraje de variedades de avena en condiciones de temporal en Zacatecas, México
Yield and forage quality of oats varieties under rainfed conditions in Zacatecas, Mexico
Ricardo A. Sánchez Gutiérreza, Héctor Gutiérrez Bañuelosb, Alfonso Serna Péreza, Ramón Gutiérrez Lunaa, Alejandro Espinoza Canalesb
a Campo Experimental Zacatecas. INIFAP. Km. 24.5 Carretera Zacatecas-Fresnillo, 98500 Calera de V.R. Zacatecas, México. sanchez.ricardo@inifap.gob.mx. Correspondencia al primer autor.
b Facultad de Medicina Veterinaria, Universidad Autónoma de Zacatecas. México.
Recibido el 22 de agosto de 2013.
Aceptado el 18 de octubre de 2013.
Resumen
Se evaluó la producción, calidad y componentes de rendimiento de seis variedades de avena forrajera en Zacatecas. Los experimentos se establecieron en julio de 2011 y 2012 en el municipio de Monte Escobedo. El diseño experimental fue bloques completos al azar con tres repeticiones, la densidad de siembra fue 120 kg ha-1 y dosis de fertilización de 60-40-00 de N, P2O5, K. La cosecha fue en estado fisiológico lechoso-masoso. En 2011 y 2012, La variedad Saía sobresalió (P<0.05) entre cultivares en rendimiento de forraje seco con 3.7 y 5.6 ha-1, altura de planta con 119 y 120 cm, y en componentes de rendimiento acumuló la mayor (P<0.05) proporción de hoja y tallo. La variedad Karma sobresalió en proporción de espiga con 42 y 49 % (P<0.05) en 2011 y 2012, respectivamente. En proteína cruda los resultados fueron similares (P>0.05) entre variedades con un rango de 10.6 a 13.8 %. En los dos años de estudio Karma presentó las mejores características nutricionales: baja acumulación de fibra detergente neutro (51 %) y acida (33.4 y 35.3 %), valores altos en total de nutrientes digestibles (54 y 58 %), digestibilidad de la materia seca (60 y 62 %), valor relativo del forraje (110 y 113) y energía neta para lactación (1.4 y 1.34 Mcal/kg; P<0.05). Las variables asociadas de manera positiva con forraje seco fueron altura de planta (r=0.701), días a cosecha (r=0.685) y proporción de tallo (r=0.629), y negativamente con proporción de espiga (r=-0.629). En calidad nutricional Karma tuvo mejor valor forrajero. Saia es una buena alternativa para incrementar el rendimiento de forraje por hectárea.
Palabras clave: Avena sativa, Perfil bromatológico, Productividad, Componentes del rendimiento.
Abstract
Yield, quality and yield components of six varieties of oat for forage were evaluated in Zacatecas. Experiments were established on July 2011 and 2012 at Monte Escobedo. A complete randomized block experimental design replicated three times was used. Oat seeding density was 120 kg ha-1 and NPK fertilizer application rate of 60-40-00. Harvest was at milky-dough stage of maturity. In both years, 2011 and 2012, Saia stood out among cultivars (P<0.05) in forage yield with 3.7 and 5.6 t DM ha-1, plant height with 119 and 120 cm, and with respect to yield components accumulated the larger proportion of leaf and stem (P<0.05). Karma stood out in the proportion of spike with 42 and 49 % (P<0.05) in 2011 and 2012, respectively. Results of crude protein were similar (P>0.05) among varieties with a range of 10.6 to 13.8 %. On two years of study Karma showed the best nutritional characteristics: low accumulation of neutral detergent fiber (51 %) and acid detergent fiber (33.4 and 35.3 %), high values of digestible nutrients (54 and 58 %), dry matter digestibility (60 and 62 %), forage relative value (110 and 113) and lactation net energy (1.4 y 1.34 Mcal/kg; P<0.05). Dry forage yield was positively correlated to plant height (r=0.701), days from sowing to harvest (r=0.685) and stem proportion (r=0.629), and negatively correlated to spike proportion (r=-0.629). In relation to the nutritional quality, Karma had the best forage value. Saia is a good alternative to increase forage yield per hectare.
Keywords: Avena sativa, Dry mater yield, Nutritional quality, Yield components.
INTRODUCCIÓN
La avena (Avena sativa) en México es un cultivo que tiene una amplia adaptación climática, pues llega a prosperar en zonas frías, templadas, áridas y semicálidas. De esta especie, la avena forrajera es el tercer cultivo de importancia económica. Tan sólo en el año 2011 la superficie sembrada fue mayor a 830 mil ha y más del 98 % se sembró en condiciones de temporal(1). En Zacatecas en los últimos 10 años la superficie dedicada a la siembra de avena ha aumentado de 96 mil hasta 180 mil ha(1). Este cultivo es una alternativa para las siembras tardías cuando ya no se recomienda el establecimiento de maíz o frijol. Medina et al(2) reportan que en el estado hay 470 mil ha con potencial para cultivar avena bajo condiciones de temporal. En temporal, las condiciones de precipitación óptimas para este cultivo son de 400 a 500 mm(3,4) aunque se puede cultivar en regiones donde la precipitación acumulada llega a ser de 250 a 770 mm. En estos lugares, su forraje representa una opción para la ganadería, ya que sirve para la suplementación de becerros en invierno y mantenimiento del ganado durante la época de sequía(5,6).
Investigaciones han mostrado que en la avena existen contrastes de la máxima producción de forraje y la alta calidad nutritiva, esto se debe al estado de madurez en la que se encuentra la planta. Si la intención del productor es obtener un alto contenido de proteína y niveles bajos de fibra, el momento óptimo del corte es en estado vegetativo. Mientras que en las cosechas en estado de grano avanzado, se han obtenido los mayores rendimientos de forraje pero con cantidades bajas de proteína(7,8). Lo anterior está muy ligado a las fracciones morfológicas de la avena; en estado vegetativo la acumulación de hojas es alta, conforme empieza a crecer la planta el porcentaje de hojas disminuye, y el de tallo aumenta. Un estado óptimo para maximizar los rendimientos por hectárea, es en la etapa de lechoso-masoso a masoso-suave(9,10,11). Cuando el corte se realiza en esta etapa, las características nutricionales del forraje, como digestibilidad in vitro, energía neta de lactancia y digestibilidad de la fibra detergente neutro, se consideran de buena calidad(12).
Uno de los criterios importantes en la selección de alguna variedad de avena es la composición de la biomasa; se ha reportado que la cantidad de las partes que la conforman, tallo, inflorescencia y hoja, están muy ligadas a la calidad nutritiva del forraje y además tienen mayor preferencia de consumo por el animal(13).
Sin embargo, la producción de este cultivo está muy influenciada por la interacción genotipo-ambiente; en los Valles Altos se han encontrado diferencias en materia seca de hasta 10 ha-1 entre regiones y de 1.7 a 3.7 t ha-1 entre variedades(14). Actualmente se desconocen las variedades y las características forrajeras, que puedan ser una alternativa para incrementar la productividad pecuaria con los mismos recursos del sistema de producción en estas áreas. Por tanto, el objetivo del estudio fue determinar producción de materia seca, calidad nutricional del forraje, así como los componentes de rendimiento de seis variedades de avena en condiciones de temporal en Zacatecas.
MATERIALES Y MÉTODOS
Los experimentos se llevaron a cabo en condiciones de temporal durante los años 2011 y 2012, en un rancho del municipio de Monte Escobedo, Zacatecas, situado al suroeste del estado a 103° 31' O y 22° 14' N, a 2,190 msnm. El suelo es un Feozem con pH de 4.8; el clima es semiárido templado y la concentración de lluvias es en verano-otoño. El promedio (de 42 años de 1961 a 2003) de la precipitación anual durante el ciclo de cultivo es de 606 mm. En los años de evaluación la precipitación estuvo debajo de la media histórica, únicamente se acumuló el 33.9 % (206 mm) y el 71.1 % (437 mm) del promedio en el 201 1 y 2012, respectivamente. En la Figura 1 se presenta la distribución mensual de la precipitación acumulada, así como las temperaturas máximas y mínimas de los dos años de evaluación comparadas con las medias históricas.
En los dos años de estudio la siembra se realizó manualmente a tierra venida. Las variedades que se utilizaron fueron, Karma, Agata, Obsidiana, Turquesa y Saia, la variedad testigo fue Chihuahua, por ser la más conocida en la región. La densidad de siembra fue de 120 kg ha-1. Las fechas de siembra fueron el 29 de julio del 2011 y el 27 de julio del 2012. La fertilización química, la cual se aplicó al momento de la siembra, fue de 60 kg de N utilizando urea y 40 kg de P2O5 mediante el producto comercial 18-46-00.
El diseño experimental fue bloques completos al azar con tres repeticiones. La unidad experimental fue de siete surcos de 0.29 m de ancho por 6.0 m de largo, en la parcela útil se utilizaron los cinco surcos centrales con 5.0 m de largo; el área total fue de 7.25 m2. La cosecha de las plantas se realizó manualmente en el estado fenológico de lechoso-masoso.
En cada parcela se estimó la producción de forraje verde, posteriormente, se obtuvo una muestra de 0.5 kg y se llevó a una estufa a 60 °C hasta llegar a peso constante, con estos datos se determinó el porcentaje de materia seca. El rendimiento de materia seca por hectárea se calculó a partir de la producción de forraje verde de las parcelas y el porcentaje de materia seca de las muestras. De una muestra tomada al azar de cada parcela se separaron las partes vegetativas de la planta: tallo, hoja y espiga, enseguida se secaron por separado en la estufa (a 60 °C) hasta que llegaron a peso constante; para calcular el porcentaje de tallo, hoja y espiga, cada una se dividió con el peso total de la biomasa. Las variables medidas fueron: rendimiento de forraje seco, altura de planta, días de siembra a cosecha, porcentaje del peso de hoja, de tallo y espiga.
Las muestras de forraje con las que se determinaron los porcentajes de materia seca fueron procesadas en un molino Willy con criba de un milímetro. A todas las muestras se les determinó el porcentaje de proteína cruda (PC) mediante el método de Dumas por combustión AOAC(15) utilizando el equipo LECO. El contenido de fibra detergente neutro (FDN) y fibra detergente ácida (FDA) se determinaron con la técnica de detergentes(16) usando un analizador de fibra ANKOM. Para el porcentaje de materia orgánica (MO), se tomó 1.0 g de muestra y se colocó en crisoles, después se metió en una mufla a 550 0C durante seis horas, se pesaron las cenizas y por diferencia se obtuvo el porcentaje de MO. Las variables total de nutrientes digestibles (TDN), digestibilidad de la materia seca (DigMS), ingestión de la materia seca (IngMS), valor alimenticio relativo (VRA) y energía neta para lactación (ENL) se calcularon utilizando las ecuaciones adaptadas por Horroks y Vallentine(17). El análisis estadístico consistió en un análisis de varianza combinado entre años y se separaron las medias utilizando el paquete estadístico SAS(18). También se realizó un análisis de correlación entre las variables, eligiendo aquéllas que fueron significativas al 5%.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las medias de las variables agronómicas evaluadas se muestran en el Cuadro 1. En las variables altura de planta y producción de materia seca, el análisis de varianza combinado presentó diferencias en efecto de años y variedad (P<0.05), y no hubo interacción año*variedad. En la comparación de medias de las variedades se encontraron diferencias en altura de planta y producción de materia seca, Saia fue la que presentó los valores más altos (P<0.05) superando al testigo, cuyo resultado fue similar a las demás (P>0.05). En días de siembra a cosecha (dds), Saia se caracterizó por tener el ciclo más largo con 106 días. En el segundo año, los cultivares reflejaron mayor rendimiento debido a que fue mayor el volumen de la precipitación y su distribución fue más uniforme que en 2011.
Los rendimientos de forraje seco que se obtuvieron con la variedad testigo son similares a los documentados para el potencial productivo de avena de temporal en Zacatecas, de 1 a 3 t ha-1(2); sin embargo, son menores a los observados con Saia. En general estos rendimientos son inferiores a los encontrados en dos localidades de Jalisco donde se utilizaron las mismas variedades con manejo agronómico y ambientes climáticos similares a los de este estudio, donde González et al(19) reportaron rendimientos de 5.1 a 6.1 t ha-1 y Villarreal et al(20) de 4.1 a 8.5 t. Los bajos rendimientos de materia seca se pudieran atribuir al pH del suelo, reportado de 4.8 para este estudio, ya que el óptimo para avena está en el rango de 5.5 a 7.0(3). Se han reportado que existen variedades que logran tolerar pH menores a 4.5(21) pero su potencial de rendimiento disminuye. Las diferencias encontradas entre las variedades pueden atribuirse a sus características agronómicas; se ha demostrado que en especies forrajeras, la altura de planta y los días de siembra a cosecha están relacionados con el contenido de biomasa(7,22).
La variedad Saia es una buena alternativa para incrementar la materia seca por hectárea, incluso puede alimentar más unidades animal en comparación al testigo. Sería recomendable realizar prácticas para incrementar el pH de los suelos; logrando lo anterior y con precipitaciones acumuladas parecidas a la media histórica, las producciones de forraje pudieran ser similares a los lugares de ambientes intermedios para avena en México, con rendimientos reportados de 8.4 t ha-1(23).
Los componentes de rendimiento de las variedades se muestran en la Figura 2. El análisis de varianza combinado mostró diferencias en los factores de variación; para el factor año, solamente hoja presentó diferencias (P<0.001); en el factor variedad y la interacción año y variedad, los tres componentes presentaron diferencias (P<0.05). En la comparación de las medias, Saia sobresalió (P<0.05) de todas las variedades con porcentajes mayores de hoja (24.2 %) y tallo (56.4 %), mientras que Karma presentó los menores porcentajes de tallo con un 35.4 % y el mayor contenido de espiga, 46.1 % (P<0.05): estos resultados fueron estadísticamente diferentes al testigo.
El conocimiento de la composición de la biomasa de estas variedades es importante, ya que Assefa y Ledin(24) mencionan que se pudieran seleccionar algunas de ellas para diferentes usos, como la utilización en pastoreo, la conservación en heno o ensilaje y como doble propósito para grano-forraje. López y Kellaway(25) encontraron que la mayor digestibilidad de la materia seca de l os componen tes de esta especie se encuentra en las hojas y espigas, en tallo es menor debido a que la cantidad de lignina es más alta. También se menciona(26) que el consumo de la planta por animales está relacionado con especies de mayor acumulación de hoja, que con tallos, incluso si estas dos tienen digestibilidades similares. Por las proporciones de hoja y tallo que presentó la variedad Saia se recomienda su uso en henificado o ensilado, mientras que Karma y el testigo podrían ser para doble propósito (grano-forraje) debido al porcentaje de espiga que acumularon.
Las medias de las variables nutricionales se observan en el Cuadro 2. El análisis de varianza combinado no mostró diferencias (P>0.05) entre los factores de variación de PC. En MO solamente se observó diferencia en años (P<0.05). Para FDA, TDN, DigMS, VRF Y ENL se presenta únicamente en variedades (P<0.05).
En FDN y PC, se observó en año y variedad (P<0.05), pero no en la interacción ente ellos. En la comparación de medias de las variedades los valores de PC y MO fueron similares entre los cultivares con escalas de 113 a 132 g/kg y 887 a 914 g/kg, respectivamente. En las variables restantes se presentaron diferencias estadísticas. En FDN, Ágata acumuló el más alto porcentaje con 61 %, y Karma fue la de menor concentración con 51.3 %, siendo estas dos diferentes al testigo(P<0.05). En FDA Karma mostró resultados con 349 g/kg y fue inferior al testigo(P<0.05), en los demás cultivares la acumulación fue mayor a 395 g/kg. En PC Saia sobresale(P<0.05) con 544.2 kg ha-1. En TDN, DigMS, VRF y ENL, Karma superó a todas las variedades (P<0.05) con 56.4 %, 61.7 %, 111.8 y 1.38 Mcal kg-1, respectivamente. Estos resultados coinciden a los reportados en otros estudios donde determinaron la composición bromatológica del forraje de avenas en estado lechoso-masoso(27,28,29).
De acuerdo con las características proteicas y energéticas, los resultados del forraje de estas variedades se consideran con calidad nutritiva de baja a regular para PC y de regular a buena para Enl(12). Kraiem et al(27) evaluaron la composición química y la digestibilidad del forraje de avena en tres estados fenológicos: lechoso, masoso y grano duro, encontrando contenidos de 35.5, 37.7 y 40.1% de FDA y 62.7, 64.5 y 67.6% de FDN, respectivamente. El autor concluyó que la diferencia entre los estados fenológicos fue numérica, pero no estadísticamente significativa. Wallsten et al(30) mencionan que un incremento de FDN en el forraje afecta negativamente el consumo de la materia seca.
Algunos autores(31,32) utilizan las variables TDN y VRF como indicadores para evaluar la calidad de henos de leguminosas o gramíneas, o para la asignación de forraje a grupos de animales de acuerdo a los requerimientos nutricionales. Para los requerimientos del ganado productor de leche y los valores obtenidos de las variedades en este estudio, se cubrirían los requerimientos de becerras de 12 a 24 meses y también de vacas secas(33).
En el presente estudio se podría asumir que Karma tendría mejor productividad animal debido a los bajos contenidos de fibra y a los altos valores forrajeros que presentó. Por otro lado, los kilogramos de PC que obtuvo Saia se pueden atribuir a la alta cantidad de materia seca que produjo por hectárea.
El análisis de coeficientes de correlación entre características agronómicas, morfológicas y nutricionales se presenta en el Cuadro 3. En él se observa que las variables asociadas de manera positiva con el rendimiento de forraje seco son: altura de planta (r= 0.701), días de siembra a cosecha (r= 0.685) y acumulación de tallo (0.629); negativamente se relacionó con la cantidad de espiga (r= -0.525).
La relación entre características agronómicas y morfológicas para la acumulación de hoja, se asoció positivamente con días de siembra a cosecha (r= 0.448) y negativamente con el porcentaje de espiga (r= -0.727). También la hoja, el tallo y la espiga se asociaron de manera positiva (P<0.05) con FDA y FDN; sin embargo, su porcentaje de correlación fue bajo.
El tallo tuvo relaciones positivas (P<0.001) con altura de planta, forraje seco y días de siembra a cosecha. En espiga se obtuvieron resultados similares pero su relación fue negativa (P<0.05). En los kilogramos de proteína cruda la relación que se observó fue únicamente con las variables que se asocian con la producción de forraje seco.
Estos resultados muestran que las variedades más precoces tienden a ser de porte bajo, con menor producción de materia seca, poca hoja y tallo pero debido a que la acumulación de espiga es alta, tienen potencial para la producción de grano. Villareal et al(19) no encontraron diferencias en el rendimiento de forraje de estas variedades, aunque se observan materiales precoces y tardíos. En otras investigaciones indican que variedades de avena con menos días a cosecha tuvieron menor rendimiento comparado con materiales tardíos y de porte alto(34).
CONCLUSIONES E IMPLICACIONES
En la calidad nutritiva del forraje, los porcentajes de proteína cruda fueron similares entre las variedades. La variedad Karma fue inferior a las demás en la acumulación de fibras, por lo que presentó el mejor valor forrajero en los dos años. La variedad Saia fue la más tardía y debido al mayor contenido de hoja que mostró así como el rendimiento de forraje seco que produce, se propone como una buena alternativa para solucionar los problemas de bajos rendimientos de materia seca por hectárea.
LITERATURA CITADA
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