Introducción
Los pastos son una fuente de componentes esenciales, accesibles y económicos en la producción ganadera, que generalmente se utiliza en el sector ganadero para la alimentación de los animales. Sin embargo, para obtener el mejor beneficio de éstos, es necesario que sean de buena calidad nutritiva. Según Lok et al. (2017), las especies forrajeras han tenido un gran impacto en climas cálidos, por ser un alimento de costo muy bajo, así como también por su aporte en cuanto a los requerimientos proteínicos en la dieta animal. Las especies Brachiaria son pastos forrajeros importantes en países tropicales y subtropicales (Bogdan, 1977). Éstas son gramíneas perennes provenientes de África tropical, de reciente introducción a la Amazonía ecuatoriana.
Estas especies de forraje tienen crecimientos erectos y semi-erectos, con raíces profundas de color blanco amarillento y de consistencia blanda. La inflorescencia es una panícula de 40 a 50 cm de longitud, generalmente con cuatro racimos de 8 a 12 cm y una sola hilera de espiguillas sobre ellos; crecen en suelos de mediana a alta fertilidad y requieren precipitaciones de 1 000 a 3 500 mm anuales. De acuerdo con Reyes et al. (2009), la producción de forraje de los cultivares de Brachiaria varía mucho entre cultivares. Se ha reportado un rendimiento promedio de materia seca (MS) total de 6.34 t ha-1 a las10 semanas de rebrote en Brachiaria spp. (Garay et al., 2017), también se encontró que la digestibilidad de MS en B. brizantha cv Toledo varió de 67%, 64% y 60% a los 25, 35 y 45 días, respectivamente (Lascano et al., 2002).
A esas edades, la producción anual varió entre 8 y 20 t de MS ha-1. Por otro lado, el cultivar humidicola presentó una digestibilidad de MS de 55% (Da Silva-Souzaet al., 1992; Moura et al., 2002). El cv Toledo alcanzó concentraciones de proteína cruda (PC) en las hojas de 13%, 10% y 8% a edades de rebrote a los 25, 35 y 45 días respectivamente. El valor nutritivo de los pastos depende de la edad de las especies y la fertilización, especialmente el aporte de nitrógeno (N). El N aplicado en condiciones favorables para el crecimiento vegetal, proporciona una mayor producción de MS y la producción de proteínas a partir de carbohidratos (Havlin et al., 2005).
La fertilización de los pastos Brachiaria, es una de las prácticas de mayor impacto sobre los incrementos en la producción de biomasa y sobre los niveles de proteína, lo cual también ha mejorado la calidad del forraje. Por lo anterior, se han utilizado varios tipos de fertilizantes tales como: estiércol de bovino, fertilizante mineral (Jiménez et al., 2010) y también hongos micorrízicos arbusculares (HMA) (González et al., 2011), para aumentar el rendimiento de los pastizales. El uso de estos fertilizantes (orgánico e inorgánico) aumenta la fertilidad de los suelos ácidos (Jiménez et al., 2010). Para mejorar la calidad de los pastos, es necesario aplicar una fertilización adecuada. El objetivo de este estudio fue evaluar los componentes el rendimiento y la composición bromatológica de dos cultivares de B. brizantha (Sinaí y Xaraés), mediante la aplicación de tres tipos de fertilizantes (hongo micorrízico arbuscular, estiércol de bovino y fertilizante mineral).
Materiales y métodos
Ubicación y descripción del área experimental
El estudio se llevó a cabo durante cinco meses (marzo a julio de 2016) en el vivero experimental de la Facultad de Ciencias Agronómicas y Veterinarias (AGROVET) de la Universidad Autónoma de Santo Domingo (UASD), ubicada en la latitud 18o 27’ 27” y longitud 70o 0’ 25” y en un área aproximada de 1 088 m2. En esta zona se presenta una época seca de seis meses, predominando un clima seco variable y una época lluviosa de 6 meses en la que predomina un clima lluvioso variable, con una precipitación promedio mensual de 1 444.1 mm, una temperatura promedio mensual de 26.2 °C, una humedad relativa promedio mensual de 78.4% y una evapotranspiración mensual de 99.9 mm (Gómez-Mena et al., 2008).
Características del suelo
Previo al establecimiento cultivo, se tomaron muestras aleatorias de suelo y se enviaron al Laboratorio Agroempresarial Dominicana (LAD/JAD) de Higuey para fines de análisis. Las características físico-químicas del suelo fueron las siguientes: pH de 4.91, conductividad eléctrica (CE) de 0.68 mmho cm-1, calcio (Ca) de 13.73 meq 100 g-1, Magnesio (Mg) de 4.58 meq 100 g-1, potasio (K) de 0.06 meq 100 g-1, fosforo (P) de 13%, y materia orgánica (MO) de 1.15%.
Establecimiento del cultivo y diseño experimental
Se utilizaron dos cultivares de semillas de Brachiaria brizantha (Sinaí y Xaraés) a las cuales, previo al experimento se les determinó el porcentaje (%) de germinación a los 8 y 15 días, donde ambos cultivares presentaron un porcentaje de germinación de 91% ’Sinaí’ y 90% ’Xaraés’, respectivamente. Por otro lado, se procedió a la esterilización del suelo colocándolo a calor directo en un horno (FAITHFUL 101-1AB, China) a una temperatura de 80 °C durante 30 min, para eliminar microorganismos no deseables en el estudio. Posteriormente, para el establecimiento del experimento se llenaron 24 macetas (capacidad de 3.18 kg) con suelo esterilizado y otras 24 con suelo sin esterilizar.
Para todos los tratamientos, se realizó la siembra de manera directa y bien distribuida, colocando 10 semillas por maceta. Para el tratamiento con el hongo micorrízico arbuscular (HMA) Glomus fasciculatum, éste fue sometido previamente a un proceso de conteo directo realizado en el laboratorio de microbiología de la Facultad de Ciencias Agronómicas y Veterinarias de la Universidad Autónoma de Santo Domingo (UASD). El inoculante contenía 11 esporas por cada 100 g de sustrato, tal como lo reportaron otros estudios (Flores-Juárez et al., 2020). Antes de la siembra, las semillas fueron inoculadas aplicando una dosis de 36 g del hongo durante un día, para una dosis total de 15 kg ha-1.
La inoculación fue realizada por recubrimiento de las semillas. Se utilizó un fertilizante mineral (FERQUIDO 20-5-10, República Dominicana) y se aplicó una dosis de 80 g maceta-1 (150 kg ha-1) equivalentes a 50-100-25 de N, P2O5 y K2O respectivamente. El estiércol fue obtenido de los efluentes del establo bovino y se utilizó una dosis de 100 g maceta-1 (5 000 kg ha-1) equivalentes a 33-7-70 de N, P2O5 y K2O. Fue necesaria una reinoculación de las micorrizas con una dosis de 15 kg ha-1 mezclado con 150 litros de agua (1:10) aplicado vía aspersión al área total, después de cada corte y en época de lluvia.
El experimento se estableció mediante un diseño completamente al azar (DCA) con arreglo factorial 2x2x3, con cuatro repeticiones: primer factor cultivares [Sinaí y Xaraés], segundo factor suelo [con esterilización (C) y sin esterilización (S)] y tercer factor tipos de fertilización [micorriza (M), estiércol de bovino (E) y fertilizante químico (Q)]. La descripción del experimento es la: área de planta= 500 cm2, unidad experimental= 0.05 m2= 0.25 m x 0.2 m, marco de plantación= 20 plantas m-2 y área total del experimento= 2.4 m2= 0.05 m2 x 48.
Análisis de datos físico morfológicos y bromatológicos
Para este experimento se realizó un corte de uniformidad a los 45 días del establecimiento de los cultivares. Luego, se realizaron tres cortes: a) el primero fue el 25 de mayo, a los 21 días después de la aplicación de los tratamientos; b) el segundo se realizó a los 42 días (15 de junio de 2016); y c) el tercero a los 63 días (06 de julio de 2016). La cosecha se realizó con tijeras de corte a una altura promedio de 5 centímetros desde el suelo, pesando cada muestra y guardándola en bolsas de plástico para después analizarlas en el laboratorio. Se tomaron datos de altura de plantas con el apoyo de un flexómetro (Stanley® FatMax® H-1842, USA) (cada 21 días después del corte), tasa absoluta de emergencia de hojas, número de hojas, peso fresco y peso seco. Posteriormente, se analizó la calidad nutritiva de los dos cultivares mediante los procedimientos que se explican a continuación.
Para el contenido de proteína cruda (PC), se utilizó el método Kjeldahl (Horwitz, 2000) calculándose el contenido de nitrógeno por la siguiente fórmula:
El % de Ca se determinó a partir de las cenizas, donde se precipita en forma de oxalato de calcio por neutralización con amoníaco. La fórmula utilizada es la siguiente (Cuello et al., 2017):
Análisis estadístico
Los datos fueron analizados mediante el paquete estadístico Minitab (versión 17). Se realizó un análisis de varianza (Anova) para la composición del rendimiento y la composición bromatológica. Posteriormente, se aplicó la prueba de Tukey (p≤ 0.05) para comparación de medias. Se utilizó el modelo estadístico descrito a continuación: Yijk= µ+ Ai +Bj+ Ck + (AB)іј + (AC)ik + (BC )jk + (ABC)ijk + Ɛijk Donde: i= 1, 2 (factor A=cultivares); j= 1, 2 (factor B= suelos); k= 1, 2, 3 (factor C= fertilización).
Resultados y discusión
Altura de planta
El factor fertilización generó resultados estadísticamente significativos sobre la altura de planta en el primer corte, en donde, las plantas que recibieron estiércol de bovino consiguieron la mayor altura (valor promedio de 96.06 cm) respecto a las que tuvieron micorrizas (valor promedio de 84 cm) fertilización mineral (valor promedio de 82.43 cm) (Figura 1a). Sin embargo, no hubo diferencias significativas para los factores suelo, cultivar, cultivar*suelo; cultivar*fertilización; suelo*fertilización, cultivar*suelo*fertilización.
Los resultados del segundo corte mostraron que hubo diferencias significativas para el tipo de fertilización, siendo el fertilizante mineral con el que se obtuvo la altura promedio más alta de planta (64.93 cm) y la menor altura de planta la presentó el inoculante HMA (38.75 cm) (Figura 1b). El factor suelo también generó resultados estadísticamente significativos sobre la altura de planta (Figura 1c). Por otra parte, no hubo diferencias estadísticas significativas para la interacción triple (cultivar*suelo*fertilización), para las interacciones dobles (cultivar*suelo; cultivar*fertilización; suelo*fertilización) y el factor y cultivar.
Para el tercer corte, con la aplicación del fertilizante mineral se obtuvo la mayor altura de las plantas (un promedio de 68.18 cm), en comparación al inoculante HMA y al estiércol de bovino (Figura 1d). Por otro lado, no hubo diferencias estadísticas significativas para la interacción triple (cultivar*suelo*fertilizante), ni para las interacciones dobles (cultivar*suelo; suelo*fertilizante; cultivar*fertilizante), tampoco para el factor cultivar, en esta fase del experimento. Los resultados encontrados en este estudio, para la variable altura de planta, fueron mayores a los reportados por González Muñoz et al. (2020), quienes aplicaron un fertilizante mineral en los pastos Insurgente e híbridos de Urochloa, encontraron la altura promedio más alta en plantas del cultivar Cobra (30.9 cm), seguido por el cultivar Mulato II (28 cm).
La altura menor de plantas, la presentó el cultivar Insurgente (24 cm). Por otra parte, Flores-Juárez et al. (2020), al inocular el cultivo de avena forrajero con el HMA, encontraron una altura de planta de 25.9 cm. Los HMA tomaron un tiempo para infectar a las raíces de las plantas (Uc-Ku et al., 2019). La aplicación del estiércol de bovino incrementó de manera significativa el pH, y el contenido de materia orgánica (MO); así como, también el fósforo (P) asimilable y potasio (K) intercambiable del suelo (González et at., 2011). Así que, el rendimiento de la variable altura de planta fue influenciado por el estiércol en este estudio.
Estos resultados confirman el potencial que tiene el estiércol como mejorador de las propiedades químicas y también como fuente de nutrientes para las plantas (Obour et al., 2009; De Souza et al., 2010). En estudios anteriores, se observó que B. brizantha alcanzó mayor altura comparándola con otras especies del mismo género (Pérez et al., 1997). Esas diferencias observadas entre los dos cultivares (Sinaí y Xaraés) en estudio, se deben al hábito de crecimiento de cada uno.
Número de hojas
Los resultados del primer corte mostraron que no hubo diferencias estadísticas significativas para ninguno de los factores, ni para las interacciones triple y doble con respecto al número de hojas. Esto significa que ni el factor suelo, ni el factor fertilizante influyó en el rendimiento de hojas de los dos cultivares durante este corte. En el segundo corte, el factor fertilización generó resultados estadísticamente significativos sobre el número de hojas, siendo el fertilizante mineral el que generó el más alto número de hojas (promedio fue de 26.69), aplicando (Figura 2a), en comparación a las hojas generadas estiércol y el HMA, los cuales fueron de 20.06 y 18.93, respectivamente.
Para el segundo corte, tampoco hubo diferencias significativas entre las interacciones; ni los efectos principales (suelo y cultivar) mostraron diferencias significativas. Los resultados del tercer corte mostraron que el fertilizante mineral tuvo efecto significativo sobre el número de hojas (Figura 2b), alcanzando un valor promedio de 24.13 en el tercer corte. Esto significó que el fertilizante mineral fue la mejor opción para alcanzar la mayor tasa de emergencia de hojas en los dos cultivares de Brachiaria brizantha. Mientras que, para los factores cultivar, suelo; interacción cultivar*suelo, cultivar*fertilización, suelo*fertilizante, cultivar*suelo*fertilización no hubo diferencias estadísticamente significativas.
Luna et al. (2015), quienes evaluaron la respuesta agronómica de tres variedades de Brachiaria brizantha, encontraron que el cultivar B. mulato logró la mayor producción de follaje respecto a las demás variedades. Este cultivar alcanzó un valor de 774.85 para el número de hojas a los 68 días. Este alto rendimiento se debe al establecimiento del experimento en campo abierto (en 52 parcelas), en comparación a este estudio que se llevó a cabo en macetas. Para Ramírez et al. (2009), la edad de rebrote influye mucho tanto en el crecimiento como también en la calidad de los pastos.
Rendimiento MV
Los resultados del primer corte mostraron que no hubo diferencias estadísticas significativas para las interacciones triple y doble sobre el rendimiento de MV. El factor fertilización generó resultados estadísticamente significativos sobre los factores suelo y cultivares. Los resultados también indicaron que el mejor rendimiento de MV se obtuvo con el fertilizante mineral durante los tres cortes; alcanzando valores de 75.62 g m-2 (756.2 kg ha-1) para el primer corte (Figura 3a), 50.1 g m-2 (501 kg ha-1) para el segundo corte (Figura 3b) y 25.44 g m-2 (254.4 kg ha-1) para el tercer corte (Figura 3c), respectivamente en comparación a los tratamientos con estiércol de bovino y el inoculante HMA (Glomus fasciculatum) que resultaron ser iguales en este estudio.
Fagundes et al. (2006), quienes evaluaron las características estructurales del pasto Brachiaria en pastizales fertilizado con nitrógeno en las cuatro estaciones, reportaron un rendimiento de MV más alto con respecto a lo encontrado en este estudio. Según estos autores, la aplicación de nutrientes en proporciones adecuadas, puede ser una práctica crucial cuando se pretende incrementar la producción de forraje. La producción de MV disminuyó considerablemente en el tercer corte, esto se debe a la edad del rebrote (Vega et al., 2006; Ramírez et al., 2009).
Rendimiento MS
En el primer corte, el factor triple cultivar*suelo*fertilizante generó resultados estadísticamente significativos sobre la MS. La mejor combinación (Figura 4a) para obtener el más alto rendimiento de MS (13.5 g m-2 (132.5 kg ha-1)) lo presentó ‘Sinaí’ con el fertilizante mineral y el suelo sin esterilizar (Sinaí-Q-S). Mientras el rendimiento más bajo (4.95 g m-2 (49.5 kg ha-1)), se obtuvo con la combinación del cultivar ‘Sinaí’ con el inoculante HMA y el suelo sin esterilizar (Sinaí-M-S). La fertilización con el estiércol + el suelo esterilizado, mostró un efecto significativo sobre el rendimiento de MS (11.2 g m-2 (112 kg ha-1)) del cultivar Sinaí.
Debido a la combinación del fertilizante mineral + el suelo esterilizado, ‘Xaraés’ alcanzó un rendimiento de 10.67 g m-2 (106.7 kg ha-1) de MS. Para el factor doble suelo*fertilizante hubo diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos. Los dos tratamientos que tuvieron mejores rendimientos (Figura 4b) fueron C-Q (promedio de 7.5 g m-2) y S-Q (promedio de 6.28 g m-2). Se puede apreciar que el fertilizante mineral tuvo efecto muy significativo sobre el rendimiento de MS para los cultivares, en comparación a las demás fuentes de fertilización. En el segundo corte el factor fertilizante produjo resultados estadísticamente significativos sobre el contenido de MS. En la Figura 4c se observa que la aplicación del fertilizante mineral logró el mejor rendimiento de MS con un valor de 6.88 g m-2 (68.8 kg ha-1), seguido por el estiércol (1.43 g m-2; 14.3 kg ha-1) y el inoculante HMA (0.89 g m-2; 8.9 kg ha1), respectivamente. Por el contrario, las interacciones triple y doble, el factor principal cultivar y suelo generaron resultados estadísticamente no significativos sobre el contenido de MS.
En el tercer corte el factor fertilizante produjo resultados estadísticamente significativos sobre el contenido de MS. La aplicación del fertilizante mineral mostró el mejor rendimiento de MS, logrando una producción de 3.73 g m-2 (37.3 kg ha-1) (Figura 4d). Esta disminución del rendimiento de MS registrada en este estudio (durante los cortes 1 y 2), se debió a la falta de lluvia durante el rebrote y también a la edad de los pastos.
Los resultados obtenidos en los dos cultivares de pastos analizados con relación al rendimiento de MS, fueron más bajos con respecto a los reportados por Luna et al. (2015), quienes encontraron valores de 480 kg ha-1 (0.48 t ha-1) a los 21 días (primer corte), 690 kg ha-1 (0.69 t ha-1) a los 42 días (segundo corte) y 1 240 kg ha-1 (1.24 t ha-1) a los 63 días (tercer corte), respectivamente. Estos autores ante mencionados reportaron valores similares a los encontrados por Fernández et al. (2004); Reyes et al. (2009), quienes evaluaron diferentes cultivares de Brachiaria y Panicum en diferentes condiciones ambientales. Por otro lado, Garay et al. (2017) reportaron rendimiento más alto (5.06 t ha-1) en el cv Xaraés; en comparación a lo reportado en este estudio.
Composición bromatológica
Contenido de PC
En el Cuadro 1 se observan los contenidos promedio de PC, Ca, P, FC de dos cultivares de Brachiaria brizantha, donde el mayor contenido de PC se encontró en las plantas de ambas variedades que recibieron fertilización química sin importar si tuvieron un suelo esterilizado o no y las menores concentraciones existieron en ambos cultivares que recibieron micorrizas sin importar si el suelo presentó esterilización o no desde un inicio. Los resultados de los factores cultivar, suelo y fertilización, así como también las interacciones dobles cultivar*suelo, cultivar*fertilizante, suelo*fertilizante fueron estadísticamente no significativos.
Tratamientos | PC | Ca | P | FC |
---|---|---|---|---|
Sinaí-E-C | 10.67 b | 1.62 c | 0.26 c | 27.27 a |
Sinaí-Q-C | 20.81 a | 1.69 bc | 0.27 b | 20.59 c |
Sinaí-M-C | 8.63 c | 1.89 a | 0.34 a | 25.15 bc |
Sinaí-E-S | 9.87 b | 1.9 a | 0.35 b | 21 c |
Sinaí-Q-S | 18.19 a | 1.67 b | 0.3 c | 21.8 b |
Sinaí-M-S | 10.75 b | 1.63 b | 0.37 a | 24.61 a |
Xaraés-E-C | 11.29 bc | 1.72 a | 0.3 b | 23.64 bc |
Xaraés-Q-C | 19.85 a | 1.37 b | 0.34 b | 22.39 c |
Xaraés-M-C | 10.31 b | 1.62 a | 0.37 a | 27.1 a |
Xaraés-E-S | 10.08 b | 1.72 b | 0.28 c | 23.74 bc |
Xaraés-Q-S | 18.81 a | 1.47 b | 0.35 b | 21.69 c |
Xaraés-M-S | 9.79 c | 2.08 a | 0.42 a | 25.33 a |
Rango adecuado | 4-18 | 0.3 | 0.3 | <50 |
Medias con la misma letra en la misma columna son estadísticamente iguales (Tukey, p≤ 0.05). PC= proteína cruda; Ca= calcio; P= fósforo; FC= fibra cruda; E= estiércol de bovino; M= micorriza; Q= fertilizante mineral; S= suelo sin esterilizar; C= suelo esterilizado.
El contenido de PC obtenido en ambos cultivares fue superior a lo reportado encontrado en otros estudios, utilizando Brachiaria brizantha cv Mulato II. Se encontraron valores de PC de 14.5% (Garay et al., 2017; Gonzales Muñoz et al., 2020) y 15% (Castillo et al., 2006), respectivamente. En este estudio, los valores más altos de PC fueron ligeramente superiores a los rangos adecuados (Vargas González, 1989). Sin embargo, los valores menores encontrados fueron dentro o iguales a los rangos adecuados (Cuadro 1). Jiménez et al. (2010), quienes reportaron que cualquier tipo de fertilización influye sobre la PC. Lo que se confirmó en este estudio. Bernal (1994) reportaron que al aumentar la madurez de los forrajes el valor proteico disminuye. Luego, Garay et al. (2017) reportaron que el factor tiempo influye en la disminución del contenido de PC.
Contenido de Ca y P
El mayor contenido de Ca (Cuadro 1) se encontró en las plantas de Sinaí y Xaraés que recibieron fertilización orgánica sin esterilizar y las menores concentraciones existieron en plantas Xaraés que recibieron fertilizante inorgánico sin importar si el suelo presentó esterilización o no desde un inicio. El mayor contenido de P se encontró en la planta Xaraés que recibió micorriza en suelo sin esterilizar, y la menor concentración existió en la planta Sinaí que recibió estiércol con suelo esterilizado desde un inicio.
En general, los forrajes son una buena fuente de Ca. Según Minson (1990), el contenido de Ca que presentan los forrajes se ven influenciados por la especie, porción consumida de planta; así como también, madurez, cantidad de calcio intercámbiale en el suelo y el clima. El contenido de Ca reportado en ambos cultivares fue superior a los rangos adecuados (Vargas-González, 1989).
Contenido de FC
El mayor contenido de FC (Cuadro 1) se encontró en la planta Sinaí que recibió estiércol de bovino en suelo esterilizado, así como también en la planta Xaraés que recibió micorriza en suelo esterilizado y la menor concentración existió en la planta Sinaí que recibió fertilizante químico con suelo esterilizado desde un inicio. Los resultados obtenidos en este estudio sugieren que independientemente de las diferencias estadísticas en la composición bromatológica, los cultivares mostraron características nutricionales adecuadas y constituyen una alternativa para los sistemas silvopastoriles (Bugarín et al., 2009).
Conclusiones
El contenido de materia seca fue influenciado por los tres factores estudiados, donde éstos resultaron ser diferentes. De esa manera, la producción promedio de materia seca más alta (132.5 kg ha-1) fue lograda en el cv Sinaí a los 21 días. La mejor combinación para la obtención este rendimiento fue el fertilizante mineral con el suelo sin esterilizar. Por otro lado, el tipo de fertilización influyó sobre la calidad nutricional y el rendimiento de follaje de los dos cultivares. El tiempo de corte fue uno de los factores más importantes, se observó que, a menor tiempo de corte, la cantidad de nutrientes en los pastos aumenta de manera frecuente, ya que a los 21 días después del rebrote se encontraron mayor concentración de elementos nutritivos.
Por otro lado, el mayor contenido promedio de PC se encontró en las plantas de ambas variedades que recibieron fertilización química. El mayor contenido promedio de Ca se encontró en Sinaí y Xaraés que recibieron fertilización orgánica. Mientras que el mayor contenido promedio de P fue encontrado en Xaraés con la aplicación de HMA. Finalmente, la planta Sinaí que recibió estiércol de bovino en suelo esterilizado presentó mayor contenido promedio de FC. Este estudio afirma que la fertilización cualquiera que sea tiene un efecto significativo en la producción de forraje verde y también materia seca.