ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

Evaluación de especies del género Brachiaria en suelos ácidos e infértiles durante la época de mínimas precipitaciones

Yuseika Olivera y R. Machado
Estación Experimental de Pastos y Forrajes "Indio Hatuey"Central España Republicana, CP 44280, Matanzas, Cuba
E-mail: yuseika@indio.atenas.inf.cu

RESUMEN

Se estudió una colección de 30 accesiones de las especies B. decumbens (14), B. dictyoneura (8), B. ruziziensis (3), B. humidicola (3), B. purpurascens (1) y B. arrecta (1), con el objetivo de determinar el espectro de variación sobre la base de algunos indicadores cuantitativos en la fase inicial del proceso de selección durante la época de mínimas precipitaciones. Para ello se utilizaron parcelas sencillas de 3 x 1 m, sin réplicas. Los indicadores estudiados fueron: la altura de la planta, la hojosidad, el vigor, la cobertura, las afectaciones por plagas y enfermedades, la presencia de clorosis y el rendimiento de biomasa. Para la interpretación de los resultados se utilizó el análisis de componentes principales y análisis de clasificación automática. Mediante el primero se detectó una alta variabilidad para las tres primeras componentes (76,25%); mientras que el segundo permitió identificar ocho grupos diferentes. En los grupos I, V y III se agruparon las accesiones que manifestaron el mejor comportamiento. Se concluye que las accesiones, en general, mostraron una adecuada adaptación en las condiciones edafoclimáticas existentes y algunas sobresalieron por su aceptable rendimiento y desarrollo en este ambiente. Estas fueron: B. dictyoneura (CIAT-16867, CIAT-16886, CIAT-26130, CIAT-16178, CIAT-6133, CIAT-16182, Nº 3), B. decumbens (1536, CIAT-500, CIAT-16449, Basilisk, CIAT-16497, CIAT-16504, Sena, CIAT-16491, CIAT-16489, CIAT-16488, Nº 1) y B. ruziziensis (Nº 2, CIAT-26795). Se recomienda continuar los estudios de evaluación en la época de lluvia para completar la información existente acerca de la colección, con el fin de obtener, con posterioridad, variedades precomerciales para este ambiente.

Palabras clave: Evaluación, Brachiaria, suelos ácidos.

ABSTRACT

A collection of 30 accessions of the species B. decumbens (14), B. dictyoneura (8), B. ruziziensis (3), B. humidicola (3), B. purpurascens (1) and B. arrecta (1), was studied with the objective of determining the variation spectrum on the base of some quantitative indicators in the initial phase of the selection process during the minimum rainfall season. For that, simple 3 x 1 m plots were used, without replications. The indicators studied were: plant height, leafiness, vigor, cover, pest and disease effects, presence of chlorosis and biomass yield. For the interpretation of the results, the analysis of principal components and the analysis of automatic classification were used. Through the former a high variability was detected for the first three components (76,25%); while the second allowed to identify eight different groups. In groups I, V and III the accessions that showed the best performance were included. The accessions were conclude, in general, to show an adequate adaptation under the existing edaphoclimatic conditions and some stood out for their acceptable yield and development in this environment. They were: B. dictyoneura (CIAT-16867, CIAT-16886, CIAT-26130, CIAT-16178, CIAT-6133, CIAT-16182, Nº 3), B. decumbens(1536, CIAT-500, CIAT-16449, Basilisk, CIAT-16497, CIAT-16504, Sena, CIAT-16491, CIAT-16489, CIAT-16488, Nº 1) y B. ruziziensis (No.2, CIAT-26795). To continue the evaluation studies in the rainy season is recommended in order to complete the existing information about the collection., with the objective of obtaining, afterwards, precommercial varieties for this environment.

Key words: Evaluation, Brachiaria, acid soils.

INTRODUCCIÓN

Según lo planteado por Rao, Kerridge y Macedo (1998), en la actualidad existen varias especies del género Brachiaria que se han difundido en los agroecosistemas de tierras bajas y en el trópico húmedo y subhúmedo, especialmente en América del Sur, las cuales proporcionan una fuente importante de alimento para los rumiantes (Thomas y Grof, 1986). Dichos autores coinciden en que las especies perennes de este género, como B. decumbens, B. humidicola y B. dictyoneura, han logrado una importancia económica significativa en estos ecosistemas, que en muchos de los casos muestran suelos con acentuada acidez.

Por tal razón, la existencia de especies y accesiones que muestren una producción aceptable en condiciones de acidez y con bajos insumos, es decir, sin la utilización de riego ni fertilización o con dosis mínimas, pudiera ser una solución parcial a dicha problemática en Cuba, ya que estos representan aproximadamente el 30% del total de los dedicados a la ganadería en el país (Marrero, Mesa, Arcia y Paretas, 1990; Alonso y Carrobello, 2002).

A partir de la premisa de que las especies del género Brachiaria poseen accesiones con potencialidad adaptativa para suelos ácidos, los objetivos de este trabajo fueron: determinar el espectro de variación de las especies de este género sobre la base de algunos indicadores cuantitativos en la fase inicial del proceso de selección durante la época de mínimas precipitaciones; identificar la existencia de accesiones con potencialidad de adaptación en este tipo de suelo y seleccionar las de mejor comportamiento general durante la seca.

MATERIALES Y MÉTODOS

Suelo. El ensayo se realizó en áreas de la Estación de Pastos y Forrajes "Cascajal", municipio de Santo Domingo, provincia Villa Clara, en un suelo Alítico (Hernández y col., 1999). En la tabla 1 se muestra la composición química del suelo, el cual se caracteriza por presentar un pH ácido, así como bajos contenidos de materia orgánica, nitrógeno total y fósforo asimilable. Entre los cationes intercambiables existe un ligero predominio del calcio, aunque en general todos están presentes en un bajo contenido. En función de estas características, se considera este suelo como ácido y de baja fertilidad.

Clima. En la tabla 2 aparecen los valores de algunos indicadores climáticos durante el período experimental, recopilados de la estación meteorológica de Cascajal. Como se observa, en la época de seca el volumen de lluvia alcanzó valores relativamente similares a través de los años; sin embargo, en todos los casos estos fueron superiores a la media de los 23 años anteriores al período de investigación. Las temperaturas máximas y mínimas mostraron valores similares, en correspondencia con la época para los diferentes años, y fluctuaron en un rango estrecho alrededor de la media histórica.

Tratamientos. Los tratamientos consistieron en 30 accesiones de Brachiaria spp. (tabla 3); las especies y la cantidad de accesiones estudiadas fueron: B. decumbens (14), B. dictyoneura (8), B. ruziziensis (3), B. humidicola (3), B. purpurascens (1) y B. arrecta (1)

En este estudio no se utilizó testigo, pero como estrategia y con el fin de tener un elemento de comparación, se escogió al cv. Basilisk, debido al buen comportamiento de esta planta en términos de adaptación a diferentes ambientes, como son los de baja fertilidad y con cierto grado de acidez y producción de biomasa (Machado y Seguí, 1997).

Mediciones. Para la realización de las mediciones y estimaciones en la fase de establecimiento y de explotación, se tuvo en cuenta la Metodología aprobada por la Subcomisión Nacional de Variedades de Pastos, propuesta por la Estación Experimental de Pastos y Forrajes "Indio Hatuey"(Machado, Seguí y Alonso, 1997).

Procedimiento experimental. Para la preparación del suelo se utilizó el método convencional, consistente en arado, pase de grada, cruce y surcado. Se emplearon parcelas sencillas de 3,0 x 1,0 m, sin réplicas, con separación de las calles de 1,5 m. La plantación, en cada parcela, se realizó en dos hileras separadas a 0,70 m, con una distancia de 0,60 m entre plantas. Se utilizaron porciones de macollas formadas por 8-10 vástagos, los que poseían una longitud aproximada de 15 a 20 cm. Durante el período experimental no se empleó riego ni fertilización.

Se midió la altura de la planta en cuatro puntos por parcela, con una regla graduada en centímetros, cuya posición fue perpendicular y siempre en contacto con la superficie del suelo. Además, se estimaron a través de escalas, la hojosidad (1= Pésima, 2= Baja, 3= Regular, 4= Buena y 5= Excelente); el vigor (1= Pésimo, 2= Bajo, 3= Regular, 4= Bueno y 5= Excelente); la cobertura (1= 10-20% de área cubierta, 2= 21-40%, 3= 41-60%, 4= 61-80% y 5= >80%); las afectaciones por plagas (0= 0-1% de área afectada inmune-, 1= 2-10% de área afectada resistente-, 2= 11-20% de área afectada tolerante- y 3= >20% de área afectada susceptible-); las enfermedades; la clorosis (0= 0% de plantas, partes de estas o área afectada, 1= 1%, 2= 5%, 3= 10%, 4= 25%, 5= 50% y 6= 100%); así como el rendimiento de biomasa. Para este último se utilizó un marco de 0,25 m², el cual se lanzó al azar una vez por parcela, se cosechó esa porción y se determinó el rendimiento de MS. Se realizó un corte de homogeneización a los 50 días antes del corte de evaluación.

Análisis estadístico. Para obtener la variabilidad en la colección, la relación entre las variables y el peso que tuvieron estas últimas respecto a la varianza total, se llevó a cabo un análisis de componentes principales (ACP); mientras que para agrupar los tratamientos con características semejantes, en función de las variables medidas y estimadas, se utilizó un análisis de clasificación automática (cluster analysis). Para ello se tomó el valor medio de todas las observaciones, con lo que se conformó una matriz de comparación. Previamente al segundo análisis se estandarizaron dichos valores, de forma tal que todas tuvieran el mismo peso en la formación de las clases o grupos. Los análisis se realizaron a través del paquete estadístico SPSS versión 10.0.

Con el fin de obtener la contribución de las variables a la formación de los grupos, se siguió el procedimiento que se describe a continuación. Después de formados los grupos mediante el análisis de clasificación automática, se determinó la media de cada indicador, a partir de la matriz de datos obtenida en cada grupo. Para determinar la contribución (tanto positiva como negativa) de las variables a la formación de los grupos, se tomó como base, que el total de indicadores representaban el 100%. Así, todos aquellos indicadores que sobrepasaban la media poblacional se identificaron como positivos y todos aquellos que se encontraban por debajo, como negativos. Después de prefijar el número de indicadores (positivos y negativos) se determinó, por proporciones, el valor porcentual con relación al total alcanzado por cada grupo.

En el caso de los indicadores plagas, enfermedades, afectaciones por la sequía y clorosis se procedió de forma inversa, ya que las medias mayores a la media poblacional significaban que las accesiones pertenecientes a ese grupo mostraban una mayor afectación.

RESULTADOS

En la tabla 4 se observa que la varianza total acumulada fue alta (76,25%) y los indicadores que mejor se explicaron en este porcentaje de variación, en la componente 1, fueron: el vigor, la hojosidad, la velocidad de crecimiento y la cobertura, todos relacionados positivamente entre sí.

La segunda componente explicó un 21,86% de la varianza acumulada y las variables más relacionadas con este eje fueron las afectaciones por plagas y clorosis; la tercera componente presentó un 15,68% de la varianza acumulada y en su formación contribuyeron fundamentalmente los síntomas causados por enfermedades y el rendimiento.

Al realizar el análisis de clasificación automática, sobre la base de todas las variables, se obtuvieron ocho grupos. En la tabla 5 se muestran los grupos formados y las accesiones pertenecientes a cada uno de ellos.

Un comportamiento contrastante con el anterior se observó en las accesiones que formaron los grupos VI y VII, pertenecientes a las especies B. humidicola, B. ruziziensis y B. arrecta, las cuales mostraron valores muy inferiores a la media poblacional en velocidad de crecimiento, hojosidad, vigor y cobertura; el rendimiento para las del grupo VII resultó nulo.

En las accesiones de los grupos II, IV y VIII se detectó un comportamiento intermedio, con un 50% de contribución positiva de los indicadores en la formación de estos grupos. Es de destacar que estas accesiones presentaron, en general, un rendimiento similar o inferior al de la media poblacional.

DISCUSIÓN

En muchos de los trabajos realizados para seleccionar accesiones en fases avanzadas de este proceso, por lo regular se ha tomado en consideración el comportamiento de los individuos, en número relativamente pequeño, al menos durante uno o dos años consecutivos, de manera tal que el proceso se vea favorecido por la repetitividad en el tiempo como criterio de una mayor rigurosidad (Machado y Núñez, 1993; Machado, 1999).

Sin embargo, en las fases iniciales del proceso de selección, en el que los individuos se evalúan sin réplicas y en un alto número, se justifica y precisa llevar a cabo la selección sobre la base del comportamiento estacional durante un año, ya que ello permite ampliar el rango de individuos a seleccionar durante cada período como elemento previo e imprescindible para efectuar los ensayos antes referidos, sin perder el rigor necesario.

Si bien las dos estaciones del año que definen la condición climática de Cuba tienen igual importancia e incidencia particular en el comportamiento de los pastos, la de seca o época de menor precipitación posee una connotación especial desde el punto de vista de la selección, debido a las condiciones de estrés que implica la especificidad de sus indicadores climáticos en este sentido.

Este aspecto se refuerza aún más si el suelo y sus características físico-químicas inciden de forma negativa en el comportamiento individual o general de los tratamientos (accesiones), cuya respuesta, en términos de comportamiento, estará íntimamente relacionada con las posibilidades de adaptación, resistencia, tolerancia y susceptibilidad que caractericen al material objeto de estudio.

Por las razones anteriores, la variación y expresión de los caracteres cuantitativos para un número relativamente grande de individuos en una condición particular de suelo durante la época de seca, pudiera convertirse en una herramienta eficaz si el propósito es seleccionar, para este período del año, aquellos que posean un mejor comportamiento en esos caracteres, en la que el contraste o la similitud posibiliten, dentro de un rango aceptable, la discriminación de los menos capaces.

Así, los resultados del ACP, método extensivamente utilizado para interpretar los datos en investigaciones agrícolas (Machado, 2002; Sánchez, 2003), permitieron constatar la existencia de un alto valor en la varianza total acumulada, respuesta que obedeció a la existencia de una alta diferenciación entre los individuos que formaron la colección en este ambiente.

Este resultado constituye un elemento revelador de las posibilidades que tuvieron muchas de estas accesiones de alcanzar valores sobresalientes en un período en el que las condiciones existentes, en términos de temperatura y precipitación (tabla 2), limitan la expresión de la capacidad de crecimiento y desarrollo de los pastos (Baruch y Fisher, 1991), acompañado además de la condición de estrés por la alta acidez y la baja fertilidad de este suelo. Ello fue patente en los 20 individuos que formaron los grupos I, V y III, en contraposición a otros cuyo comportamiento contrastante determinó la existencia de valores muy por debajo de la media poblacional en la mayoría de los indicadores medidos y estimados, como ocurrió con los que formaron los grupos VI y VII, particularmente en términos de velocidad de crecimiento, hojosidad, vigor y cobertura, por solo referir aquellos en los que fueron coincidentes.

Independientemente de este resultado, fue interesante constatar la existencia de un alto grado de correlación entre los indicadores referidos con anterioridad, que además de extraer el máximo de varianza respecto a la varianza total, estuvieron positivamente relacionados entre sí, por cuanto este eje manifestó el alto grado de compromiso existente entre el comportamiento de las accesiones en este hábitat y su expresión cuantitativa, ya que en las dos restantes la varianza fue menor.

También fue notorio que aun cuando el rendimiento de biomasa fue explicado fundamentalmente por la CP3 (r = 0,77), una buena parte fue explicada también por la CP1 (r = 0,44), eje en el que manifestó sinergismo con las variables antes mencionadas, las cuales pudieron ser la causa principal de las fluctuaciones existentes en dicho caracter en esta misma colección (tabla 6). Ello se comprueba por el hecho de que, si bien el rendimiento estuvo relacionado en la CP3 con la presencia de enfermedades, incluso de manera positiva, estas muy poco tuvieron que ver con tales fluctuaciones, debido al bajo porcentaje de intensidad con que se manifestaron los daños producidos en la totalidad de las accesiones estudiadas.

De acuerdo con uno de los principios que caracterizan el ACP, ninguna de las componentes se relacionan entre sí (Philippeau, 1986), por cuanto es factible sostener que la presencia de plagas y clorosis (CP2), en grado mínimo en todos los casos (tabla 6), no influyó o influyó muy poco en la expresión de los restantes indicadores y, por otra parte, permitió identificar que la diferenciación entre individuos, en este sentido, no fue extrema, ya que el eje donde estas variables extrajeron el máximo de varianza remanente, solo alcanzó el 21,8% del total de varianza acumulada.

Este resultado es muy alentador, sobre todo si se toma en consideración que los valores detectados en el caso de la clorosis y las enfermedades también fueron mínimos, al igual que en las plagas (con muy baja variabilidad, 15,6%), y se relacionaron solo con la presencia de algunas lesiones escasas, de acuerdo con las escalas utilizadas, producidas fundamentalmente por Mocis latipes y Roya; este comportamiento difiere del patrón de daños provocados por dichos agentes en otros países de América Tropical (Valério, Lapointe, Kelemu, Fernández y Morales, 1998).

Los resultados de las tablas 5 y 6 permitieron confirmar la alta diferenciación existente, como se discutió con anterioridad, ya que el análisis de clasificación automática permitió dividir esta colección en ocho grupos contrastantes, en los que las accesiones contribuyentes en cada grupo mostraron similitudes, positivas o no, en función de dichos indicadores.

Sin embargo, independientemente de cómo quedaron distribuidos los individuos en estos grupos y de los valores alcanzados en cada uno de los indicadores contribuyentes en su formación, es preciso resaltar dos aspectos que se consideran de gran importancia y que consolidan este resultado.

En primer lugar, fue notorio que siete de las ocho accesiones de B. dictyoneura, 12 de las 14 de B. decumbens y dos de las tres de B. ruziziensis ocuparan los tres mejores grupos (I, V y III), lo que significa que un 87,5; 85,7 y 66,7% del total de las accesiones evaluadas correspondientes a esas especies logró un buen estatus de adaptación en estos suelos ácidos y de baja fertilidad (tabla 1), donde alcanzaron aceptables valores para indicadores tan importantes como la velocidad de crecimiento, la hojosidad, el vigor de las plantas, la presencia de plagas, enfermedades y clorosis, y el rendimiento.

El buen desempeño de B. decumbens y B. dictyoneura pudo estar asociado a varias características inherentes a estas especies, como su agresividad, rusticidad, tolerancia a la sequía y adaptación a suelos ácidos de baja fertilidad, en los que producen aceptables rendimientos de MS y compiten bien con las malezas (Gutiérrez, Paretas, Suarez, Cordoví, Pazos y Alfonso, 1990; Flores, Rodríguez y Torrealba, 1992); mientras que en B. ruziziensis tal respuesta fue inesperada, ya que esta especie prefiere los suelos fértiles, menos ácidos y bien drenados para alcanzar un buen desarrollo (Keller-Grein, Maass y Hanson, 1998), aspectos que solo se cumplen parcialmente y de modo particular para este último requerimiento en el suelo aquí utilizado, en el que el drenaje es aceptable solo a nivel superficial.

Por ello, no fue contradictorio encontrar un mal comportamiento en B. ruziziensis 6019-A compuesta, la cual se comportó en ensayos desarrollados en suelos rojos de fertilidad media y pH moderadamente ácido, con buen drenaje superficial e interno (Argel y Keller-Grein, 1998).
Solo una accesión de B. dictyoneura y tres de B. decumbens mostraron un mal comportamiento. Tal fue el caso de B. dictyoneura CIAT-16883 (grupo II) y de B. decumbens CIAT-16503, CIAT-16502 (grupo II) y CIAT-16496 (grupo VIII), las cuales solo alcanzaron un 50% de contribución positiva debido a problemas relacionados fundamentalmente con la velocidad de crecimiento y el rendimiento de biomasa como factores de peso en el proceso de selección varietal; ello alerta sobre la necesidad de incluir la mayor cantidad de individuos posibles en las colecciones que se evaluarán, incluso para especies que muestran en general un buen comportamiento en esta condición particular de estudio.
En segundo lugar, es importante señalar el mal comportamiento general que mostraron las accesiones de B. humidicola (CIAT-26145, IRI-409 y 1537), así como las únicas accesiones de B. arrecta CIAT-16815 y B. purpurascens (= B. mutica), que se distribuyeron entre los grupos II, IV, VI y VII, lo cual pudo estar originado por la necesidad que poseen estas especies de ambientes húmedos o sin limitaciones de nutrimentos para desarrollar a toda capacidad su potencial productivo (Ferrufino y Vallejo, 1986; Pastrana, Meléndez y Amaya, 1992), ya que son gramíneas valiosas para el mejoramiento de pasturas situadas en ambientes mal drenados (Pizarro, Valle, Keller-Grein y Shultze-Kraft, 1998).

De acuerdo con lo planteado por Rao et al. (1998), las principales limitaciones de los suelos ácidos son la toxicidad causada por el Al o el Mn, lo cual no es típico del suelo en que se evaluó este germoplasma, y las deficiencias de nutrimentos esenciales, como el N, el P, el Ca y el Mg, elementos aquí deficitarios (tabla 1).

Por estas razones, dichos autores argumentan que los investigadores deben identificar ecotipos en las especies de Brachiaria que se adapten a estos suelos infértiles y que hagan un uso más eficiente de los nutrimentos. Aunque muchos de estos ecotipos ya se han identificado empíricamente, resultados que se corroboran en este trabajo, poco se sabe de sus mecanismos de adaptación. También ellos afirman que los genotipos adaptados tienen atributos vinculados con estrategias de adquisición de nutrimentos esenciales en un medio de pH bajo, los cuales están relacionados con atributos del follaje y de la raíz, como la capacidad para modificar el fraccionamiento del carbono fijado, favoreciendo así el crecimiento de las raíces para adquirir: N mediante la fijación asociativa, P mediante extensos sistemas radicales y con asociación micorrízica y Ca a través de sistemas de raíces altamente ramificados.

Para el caso particular del P, Rao y col. (1998) plantean que se puede mejorar la absorción que logran las especies de Brachiaria mediante algunos de los siguientes atributos: 1) un sistema radical que proporcione un mayor contacto con el P del suelo; 2) una mayor absorción por unidad de longitud radical gracias a mecanismos de absorción mejorada; 3) la capacidad de usar formas orgánicas e inorgánicas insolubles de P, las cuales generalmente no están disponibles para las plantas o lo están en poca cantidad.

Después de haber realizado un minucioso análisis de los resultados de este trabajo, se concluye que las diferencias existentes en el material evaluado, en términos de hojosidad, vigor del follaje, cobertura, velocidad de crecimiento (ya que no se midió en el sistema radical) y rendimiento, avalan sin lugar a dudas el papel que tales atributos desempeñaron en la adaptación de las accesiones evaluadas dentro de cada una de las especies, ya que fueron evidentes los marcados contrastes intraespecíficos en este sentido.

Además, tal contraste justifica la propuesta de las accesiones de los grupos I, V y III como las de mejor adaptación y comportamiento durante la época de escasas precipitaciones, por lo que se recomienda su evaluación durante el período lluvioso para completar la información disponible.

AGRADECIMIENTOS

A la técnico Belkis León y al M.Sc. Juan Ramírez, a la especialista Bárbara Cepero, a la técnico Xiomara Salazar y a todos los trabajadores de la EEPF "Cascajal", por la valiosa colaboración en el desarrollo de este estudio.

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Recibido el 13 de abril del 2004
Aceptado el 20 de julio del 2004