MEMORIA TECNICA PATROCIPES, NO. 10

JULIO DE 1996.

EVALUACION DEL RENDIMIENTO DE FORRAJE Y SEMILLA DE BUFFEL BAJO CONDICIONES DE RIEGO Y FERTILIZACION

Rubén Cabanillas C.

Gustavo D. Ibarra D.

Miguel A. Zapata M.

Martín F. Silva O.

Genaro Lizárraga del C.

En el noroeste de México, el zacate buffel se siembra en agostaderos y en áreas agrícolas donde la limitante es el agua, con la finalidad de aprovechar mejor dicho recurso; sin embargo, bajo condiciones de riego y de temporal, el nitrógeno es deficiente en el suelo por lo que hay que suministrarlo de manera adecuada. El objetivo de este estudio fue medir la respuesta en rendimiento y valor nutritivo del forraje; y la producción y germinación de la semilla; a la aplicación de riego (R) y nitrógeno (N). Se realizaron dos experimentos factoriales con distribución en bloques al azar y cuatro repeticiones; uno fue 2 X 3 con los factores riego (2 y 3 riegos) y nitrógeno (0, 30 y 60 kg/ha); y otro 4 X 3 con riego (1, 2, 3 y 4 riegos) y nitrógeno (15, 37.5 y 60 kg/ha). Aunque la respuesta a los tratamientos varió en algunos casos entre ciclos vegetativos del buffel, en general se concluye que con dos riegos y 30 kg N/ha, se obtienen altos rendimientos de forraje seco y semilla, pero porcentajes moderados de proteína cruda y digestibilidad in vitro de la materia seca.

El zacate buffel [Cenchrus ciliaris (L.) Link] es originario de la parte central y sur del continente Africano, así como de las regiones cálidas de India e Indonesia, y se ha dispersado en forma accidental e intencional a diferentes regiones del mundo, donde el clima es favorable para su desarrollo¹.

En el estado de Sonora, se calcula que dos millones de ha son susceptibles de sembrar y 580 mil ha de agostadero se encuentran establecidas con buffel². Además, para la parte central, se estima que la producción anual de forraje seco por esta gramínea varía de 3 a 6 t/ha en años con precipitación arriba de la normal, y de 1.5 a 3 t/ha en aquellos con escasa lluvia³.

El buffel no solo es una excelente fuente de alimento para el ganado, sino también de semilla con buena demanda comercial. En Texas algunos productores obtienen de 70 a 80 kg/ha de semilla por año en áreas secas, y de 220 a 250 kg/ha bajo irrigación⁴.

Existe una gran diversidad de factores que afectan el rendimiento de forraje y semilla de especies de gramíneas tropicales como el buffel. El riego y la fertilización nitrogenada, en regiones de climas desértico y semidesértico, son dos de los elementos del manejo previo a la cosecha del producto, de los que hay que definir los niveles óptimos para lograr rendimientos económicos para el productor.

La influencia positiva del nitrógeno en la producción de pastos de regiones tropicales y en el buffel en particular se há corroborado en varios estudios^5,6,7. Sin embargo los resultados en ocasiones son diferentes entre ellos, debido, posiblemente, a diversos factores como clima y suelo. Tal es el caso de los trabajos publicados por Reyes⁸ y Eguiarte y González⁹ quienes obtuvieron niveles óptimos de 80 y 50 kg N/ha, respectivamente, para producción de forraje de buffel. Asimismo, se han generado recomendaciones de 100 kg N/ha⁹ y de 50 kg N/ha¹⁰ para producción de semilla.

Por otra parte, la disponibilidad de agua juega un papel importante en los procesos de formación de los diferentes componentes de las plantas. Al respecto, en distintas especies de clima subtropical se observaron¹¹ respuestas no significativas al riego en rendimiento de materia seca, proteína cruda y digestibilidad. En cambio en otra investigación¹² se señala que la digestibilidad de zacates de verano, puede estar asociada con humedad deficiente. Estos resultados indican que las condiciones de humedad relativa y lluvia, definen en un momento dado, el efecto del riego.

A pesar de la abundante literatura que sobre buffel se ha producido, pocos estudios han investigado el comportamiento de este zacate con manejo más intensivo en áreas agrícolas. El propósito de este estudio es el de determinar la respuesta del buffel a un rango de niveles de nitrógeno y riego, sobre el rendimiento y valor nutritivo del forraje; y la producción y germinación de la semilla.

El presente estudio se llevó a cabo en el área irrigada del Centro de Investigaciones Pecuarias del Estado de Sonora (CIPES), el cual está localizado a 465 msnm y tiene temperatura media anual de 23 C y precipitación de 294 mm. El suelo es de textura migajón-arenoso, profundo y de baja fertilidad. Se realizaron dos experimentos factoriales con distribución en bloques al azar con cuatro repeticiones. En el primer experimento (E₁) los factores fueron: riego (2 y 3 riegos) y nitrógeno (0, 30 y 60 kg/ha); y en el segundo (E₂) fueron: riego (1, 2, 3 y 4 riegos) y nitrógeno (15, 37.5 y 60 kg/ha). Se utilizaron parcelas de 70 m² cada una, con cuatro años de establecidas con buffel variedad común americano. El intervalo de riego fue de 15 días y las aplicaciones de nitrógeno se hicieron junto con el 1^o y 2^o riego en el E₂ y E₁, respectivamente. Al inicio de cada experimento (Febrero) se cortó la planta hasta 10 cm de altura y se aplicó 100 kg P₂O₅/ha. Para estimar el rendimiento de forraje seco (RFS) y semilla (RS), se cosechó manualmente la semilla, en el total de la parcela y enseguida se tomaron tres muestras de forraje de un m² cada una, por unidad experimental. La semilla fue cosechada y secada al sol, posteriormente se empacó en bolsas las cuales fueron almacenadas en un lugar seco durante seis meses después de los cuales se realizó la prueba de germinación. El porcentaje de germinación (PG) se determinó con base en el promedio que resultó al germinar 100 semillas completas y 100 escarificadas con cuatro repeticiones cada una. Se secaron dos muestras de 100 g de forraje húmedo en estufa de aire forzado a 55 C durante 48 h para determinar forraje seco y determinar el porcentaje de digestibilidad in vitro de la materia seca¹³ y el contenido de proteína cruda¹⁴. En E₁ se hicieron tres cortes de forraje (F₁,F₂,F₃) y tres cosechas de semilla (S₁,S₂,S₃), y en E₂ tres de forraje (F_a, F_b y F_c) y dos de semilla (S_a y S_b).

En los tres cortes, el RFS fue igual (P>0.05) entre dos (R₂) y tres (R₃) riegos, con promedio de 1.9, 5.5 y 5.2 t/ha para F₁,F₂ y F₃ respectivamente (Cuadro 1). También, en este cuadro se muestra que RFS fue igual (P>0.05) entre niveles de nitrógeno en F1 (x = 1.93 t/ha), pero mejoró (P<0.05) en F₂ y F₃ con la aplicación de 30 (N₃₀) y 60 (N₆₀) kg N/ha.

El porcentaje de proteína cruda (% PC, Cuadro 2) fue superior (P<0.05) con 5.1% de P.C. en relación a R₃, el cual promedió 4.5% y, N₆₀ fué mayor con 6.0% de P.C. a No y N_3o los cuales promediaron 3.6 y 4.8% de P.C. respectivamente.

La digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS, Cuadro 3) fue similar (P>0.05) entre niveles de riego en los tres cortes, y entre niveles de nitrógeno en F₁ (x = 53.1%), pero disminuyó (P<0.05) de 51.2% a 43.6% en F₂, y de 50.6% a 43.8% en F₃, al incrementar la cantidad de nitrógeno.

El rendimiento de semilla (RS, Cuadro 4) fue mayor (P<0.05) con dos riegos en la primer cosecha, pero en S₂ y S₃ el factor riego no afectó significativamente RS. Por otro lado, con la aplicación de 30 y 60 kg de N/ha, se incrementó RS unicamente en la segunda y tercera cosecha con promedios de 89 y 113 kg de semilla/ha, respectivamente.

El porcentaje de germinación (Cuadro 5) no mejoró con la aplicación de riego y fue en promedio de las tres cosechas, de 35.6%. La aplicación de nitrógeno aumentó el porcentaje de germinación (P<.05) solo en la segunda cosecha de 28 a 38%.

La respuesta en rendimiento de forraje (Cuadro 6) varió en cada corte. En F_a, el más alto rendimiento se obtuvo con dos y tres riegos (x = 4.15 t/ha) y no se encontró diferencia significativa entre niveles de nitrógeno (x = 3.73 t/ha). En F_b, el riego no mejoró el RFS (x = 7.925 t/ha), pero el nivel de nitrógeno si lo incrementó de 7.15 a 9.5 t/ha. En F_c, se presentó una interacción significativa con cuatro riegos por 60 kg N/ha.

El contenido de proteína cruda (Cuadro 7) disminuyó con mayor número de riegos en F_a (5.2 a 3.7%) y en F_b (4.8 a 3.8%) mientras que en F_c fue igual entre niveles de riego. La aplicación de nitrógeno incrementó el % PC en el segundo y tercer corte de 3.7 a 4.7% y de 4.9 a 7.5%, respectivamente.

El porcentaje de digestibilidad in vitro de la materia seca del forraje (Cuadro 8) fue menor al incrementar el número de riegos en los tres cortes, y al aumentar la cantidad de nitrógeno en el segundo y tercer corte.

El rendimiento de semilla (Cuadro 9) fue mayor con dos riegos en la primer cosecha (35.7 kg/ha) y con uno y dos riegos en la segunda (x = 36.2 kg/ha), mientras que con la aplicación de nitrógeno mejoró de 13.4 a 22.9 kg/ha en S_a y de 28.4 a 33.9 kg/ha en S_b.

El porcentaje de germinación (Cuadro 10) fue menor con cuatro riegos en S_a, pero en S_b fue igual entre niveles de riego (x = 23%). La aplicación de nitrógeno no afectó el % de germinación de la semilla.

El forraje que se cosechó, prácticamente fue heno de buffel, ya que se cortó y muestreó después de la etapa de cosecha de semilla. La precipitación total en cada período comprendido desde el primer riego hasta el corte de forraje fue de 30, 147 y 110 mm para F₁, F₂ y F₃ en E₁; y de 0, 363 y 8 mm para F_a, F_b y F_c en E₂.

En E₁ el rendimiento de forraje seco no presentó efecto significativo con la aplicación de dos o tres riegos. En el primer corte (F₁) la falta de respuesta al riego pudo deberse a que la raíz no alcanzó su máxima capacidad de absorción, posterior al rompimiento de latencia, durante el tiempo en que se aplicaron los tratamientos de riego, en consecuencia, la planta no aprovechó de manera óptima el agua suministrada. En el segundo (F₂) y tercer (F₃) corte las precipitaciones fueron altas, si se considera que el buffel es bajo en requerimientos por agua, por lo que las respuestas no significativas entre dos y tres riegos indican, que la precipitación coadyuvó a que el agua en el suelo fuera la adecuada a través de la estación de crecimiento.

En E₂ la respuesta en rendimiento de forraje seco a la aplicación de riego en el primer corte (F_a), fue similar a la ocurrida en el primer año de estudio y confirma la idea de que al inicio del crecimiento (Marzo), después del período de temperaturas bajas el buffel no responde en forma significativa a más de dos riegos, debido a una menor eficiencia del sistema radical. Con un riego el RFS fue menor y con esto se aclara la duda suscitada en E₁, al confirmar que un riego no es suficiente para lograr el máximo potencial en RFS bajo condiciones de precipitación baja. En el segundo corte (F_b), nuevamente la cantidad de lluvia (363 mm) no permitió un déficit de agua en el suelo, ni aún en el tratamiento con un riego, no encontrando diferencias significativas entre los niveles de este factor. En el tercer corte (F_c) interaccionaron de manera significativa los factores riego y nitrógeno en los niveles de cuatro con 60 kg N/ha, respectivamente; debido, posiblemente, a que para el período correspondiente la raíz está en condiciones de aprovechar mejor los nutrientes del suelo y el agua, sobretodo en situaciones de humedad baja, como la que ocurrió en esta etapa donde solo llovieron ocho milímetros. Al respecto, en anteriores estudios se ha discutido la influencia tan directa que la precipitación tiene en experimentos con irrigación^15,16, y se ha observado la respuesta notable que especies resistentes a sequía expresan con bajo número de riegos¹⁷.

El contenido de proteína cruda disminuyó con más cantidad de riego, en cinco de los cortes de los seis efectuados en los dos años. Asimismo, aunque en E₁ el porcentaje de digestibilidad in vitro de la materia seca fue igual entre dos y tres riegos, en E₂ la tendencia fue de reducción de la DIVMS con mayor número de riegos. En este sentido, anteriores estudios han demostrado una relación inversa entre la humedad del suelo con proteína y digestibilidad^18,19, y un aumento de estos parámetros con la no aplicación de riego¹³.

El rendimiento de semilla respondió positivamente al suministro de agua en aquellos períodos con baja o nula precipitación pluvial, pero esta respuesta se manifestó con dos riegos, y en una única ocación, con uno y dos, para volverse negativa con tres o más riegos. En el período productivo correspondiente al verano del segundo año de estudio no se cosechó semilla, pero si forraje, por motivo de lluvia y viento que ocasionaron desprendimiento de semilla. Normalmente la humedad en el suelo favorece la formación de tallos vegetativos y fértiles^15,16, y el presente experimento indica que dos riegos es suficiente para obtener mayor rendimiento de semilla debido, posiblemente, a un mayor número de tallos reproductivos; y que el aumentar el número de riegos a tres o cuatro provoca, de manera preferente, el desarrollo de tallos vegetativos, los cuales no producen semilla sino forraje.

El porcentaje de germinación no fue afectado por la irrigación en cuatro de las cinco cosechas de semilla; sin embargo, los PG fueron bajos, sobre todo en E₂ donde promediaron 22.6%. Lo anterior deja en claro que el riego tuvo menor efecto sobre la germinación de la semilla del buffel que sobre el rendimiento de forraje seco, debido quizá a la metodología que se utilizó para aplicar los tratamientos en éste experimento. Es probable que si los niveles de riego se distribuyen tomando en cuenta las etapas de desarrollo del buffel como inicio de inflorescencia, llenado de semilla, etc. se lograría mayor respuesta a la irrigación y se aumentarían el rendimiento y germinación de la semilla.

El rendimiento de forraje seco mejoró con la aplicación de nitrógeno en el segundo y tercer corte de E₁ y de E₂, solo en el primer corte de cada experimento, el rendimiento fue igual entre niveles de nitrógeno. De la misma manera, el contenido de proteína cruda aumentó con la adición de nitrógeno. Similares respuestas se han obtenido con buffel²⁰ y es resultado de un mejor aprovechamiento de los carbohidratos solubles en agua al haber mayor disponibilidad de iones nitrogenados en la planta²¹. Por otra parte, el porcentaje de digestibilidad in vitro de la materia seca del forraje, presentó una tendencia a ser mayor con nula y baja aplicación de nitrógeno. La DIVMS ha tenido un comportamiento muy variable en gramíneas tratadas con niveles de fertilización con nitrógeno, pero en los casos en que la respuesta ha sido inversa, éste hecho se atribuye a mayor cantidad de fibra total¹³.

En E₁ la adición de nitrógeno permitió un aumento en el rendimiento de semilla del orden del 300%, promedio de las dos últimas cosechas; mientras que en E₂ la mejora en el rendimiento por efecto de la fertilización fue de 40%. En cambio, el porcentaje de germinación no se afectó al aumentar la disponibilidad de nitrógeno, con excepción de la segunda cosecha en E₁ donde PG se mejoró significativamente en un 33% al pasar del nivel de cero a 30 y 60 kg N/ha. En varios trabajos se ha demostrado el efecto benéfico que el nitrógeno tiene en la producción de semilla debido a un incremento en el número y peso de los componentes del rendimiento, fundamentalmente de tallos fértiles y sitios florales¹⁵.

Se concluye que las condiciones climáticas juegan un papel muy importante en la respuesta del buffel al riego y nitrógeno tanto en rendimiento de forraje como de semilla; sin embargo, se define que con dos riegos, con intervalo de 15 días e inmediatamente después del corte, y 30 kg de nitrógeno por hectárea, es posible mejorar los rendimientos de forraje y semilla de buffel, aunque estos niveles disminuyen ligeramente los porcentajes de proteína cruda y digestibilidad in vitro de la materia seca. Además, se sugiere realizar más investigación con buffel bajo condiciones de riego, donde se mejore la metodología aquí utilizada, controlando la disponibilidad de humedad en el suelo y efectuando medidas para conocer la transpiración del cultivo, asi como también, para determinar los componentes del rendimiento tanto en la fase de crecimiento como en la etapa reproductiva.

1. Alcalá GC. Origen Geográfico y Características Biológicas. En: Guía práctica para el establecimiento, manejo y utilización del zacate buffel. PATROCIPES, A.C. 1995.

2. Aguirre MR. Condición actual de las praderas de zacate buffel en el Estado de Sonora. El buffel actualidad y futuro camino hacia una mejor ganadería. Hermosillo, Son. Simposium Internacional. PATROCIPES, A.C. 1994.

4. Hanselka CW. Experiencias en el establecimiento, manejo y utilización del zacate buffel con Ganaderos de Norteamérica. El buffel actualidad y futuro camino hacia una mejor ganadería. Hermosillo, Son. Simposium Internacional. PATROCIPES, A.C. 1994.

5. Valles de la Mora B, Fernando RJ. Efecto de la aplicación de nitrógeno sobre la producción de forraje de 4 pastos de clima tropical. Vet. Mex. 1989;20:265.

6. Reyes JJE. Efecto de fertilización nitrogenada y fosfatada sobre el mantenimiento de pasto callie bajo temporal. Memorias de XIV Congreso Panamericano de Ciencias Veterinarias. Acapulco, México. 1994:256.

7. Taboada J, Jarillo J, Castillo E, Valles B. Efecto de la fertilización nitrogenada y la edad al corte sobre la calidad del ensilaje de pasto Taiwan (Pennisetum purpureum var. Taiwan) procesado en microsilos. Memorias del XIV Congreso Panamericano de Ciencias Veterinarias. Acapulco, México. 1994:246.

8. Reyes JJE. Efecto de la fertilización nitrogenada y fosfatada sobre el establecimiento de pasto buffel (Cenchrus ciliaris) cv. americano. Memorias de la Reunión de Investigación Pecuaria. Jalisco, México. 1993:22.

9. Eguiarte VJA, Gonzalez SA. Producción y calidad de semilla del buffel T-4464 con aplicación de nitrógeno y fósforo. Reunión de Investigación Pecuaria. Jalisco, México. 1993:49.

10. Pogue EG. Buffelgrass seed production and seed conditioning. In: Buffelgrass: Adaptation, management, and forage quality. Texas A & M University. Proceeding. 1985:35.

11. Mislevy P, Everett HP. Subtropical grass species response to different irrigation and Harvest regimes. Agron. J. 1981; 73(4):601.

12. Pitman WD, Vietor DM, Holt EC. Digestibility of kleingrass forage grown under moisture stress. Crop. Sci. 1981;21(6):951.

13. Tilley JMA, Terry RA. A two stage techniques of the in vitro digestion of forage crops. J. Br. Grassld. Soc. 1963; 18:104.

14. AOAC. Official Method of Analysis. 11th. Ed. Association of Official Agricultural Chemists. Washington, D.C. 1975.

15. Hebblethwaite DP. Irrigation and nitrogen studies in S-23 ryegrass grown for seed. I. Growth, development, seed yield components and seed yield. J. Agric. Sci. Camb. 1977;88:605.

16. Hebblethwaite DP, McGowan M. Irrigation and nitrogen studies in S-23 ryegrass grown for seed. 2. Crop transpiration and soil-water status. J. Agric. Sci. Camb. 1977; 88:615.

17. Jones MR, Read CJ. Effect of irrigation nitrogen, and plant population on corn and sorghum grown for silage. Texas Agric., Exp. Sta. CPR-4593. Forage Research in Texas. 1988:47.

18. Bennett OL, Doss EB, Ashley AD, Kilmer JV, Richardson CE. Effects of soil moisture regime on yield, nutrient content, and evapotranspiration for three annual forage species. Agron. J. 1964;56:195.

19. Vough LR, Marten CG. Influence of soil moisture and ambient temperature on yield and quality of alfalfa forage. Agron. J. 1971;63:40.

Wiedenfeld PR, Woodward WTW, Hoverson RR. Forage responses of buffelgrass and pretoria 90 bluestem to nitrogen and phosphorus fertilization in a subtropical climate. J. Range Manage. 1985;38(3):242.

Jones DIH, Griffith G, Walters KJR. The effect of nitrogen fertilizer on the water-soluble carbohydrate content of perennial ryegrasses and cocksfoot. J. Br. Grassld. Soc. 1961;16:272.

1,2,3 Primero, Segundo y Tercer corte.

significativa (P>0.05) entre niveles de nitrógeno.

les de riego.

1,2,3 Primero, Segundo y Tercer corte.

diferencia no significativa (P>0.05) entre niveles de

nitrógeno.

significativa (P<0.05) entre niveles de riego.

1,2,3 Primera, Segunda y Tercer cosecha.

CUADRO 5.

EFECTO DEL RIEGO Y NITRÓGENO EN LA GERMINACIÓN (%) DE

LA SEMILLA DE BUFFEL.

CUADRO 6.

EFECTO DEL RIEGO Y NITRÓGENO EN EL RENDIMIENTO (T/HA)

DE FORRAJE SECO DE BUFFEL.

1,2 Primera y segunda cosecha.