Producción de semillas de guinea (Panicum maximum Jacq.) asociada con dolichos (Lablab purpureus Benth.)

E. Vieito, P.J. González, J. Ramírez, A. Pérez1, Thelma Cárdenas y J. Arzola
Instituto de Investigaciones de Pastos y Forrajes. MINAG Apdo. 28, Marianao 14, Ciudad de La Habana, CP 11400, Cuba
E-mail:iipf@ceniai.inf.cu
1 Estación Experimental de Pastos y Forrajes "Indio Hatuey"Matanzas, Cuba

RESUMEN

Se realizó un experimento sobre un suelo Ferralítico Rojo típico, en un diseño de bloques al azar con cuatro réplicas. Se estudiaron tres tratamientos para evaluar la posibilidad de producir semillas de guinea en asociación con dolichos: guinea monocultivo, guinea más dolichos y dolichos monocultivo. En guinea, durante el primer año, sólo la cantidad de tallos totales y fértiles fueron significativamente menores en el monocultivo (P<0,05). En el segundo año el rendimiento de semilla pura y el de SPG del policultivo superaron al monocultivo. Los componentes del rendimiento tallos totales, tallos fértiles y número de racimos fueron superiores en el policultivo; mientras que el número de racimos por panícula fue superior en el monocultivo (P<0,05). Los rendimientos en el dolichos y el peso de 1 000 semillas fueron similares en los tratamientos durante el primer año, no así la población, que fue inferior en el policultivo (P<0,05). En el segundo año el rendimiento de semilla, el peso de 1 000 semillas en enerofebrero y la población de plantas al final de la cosecha, fueron superiores en el monocultivo (P<0,05). El rendimiento de materia seca de la guinea en monocultivo fue superior en el primer y segundo año respecto al policultivo, y en el dolichos no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos. La guinea y el dolichos son compatibles en un sistema de policultivo, con rendimientos de semilla de guinea entre 139 y 170 kg/ha/año y de dolichos entre 271 y 384 kg/ha/año, en una misma unidad de tierra, y se redujo la plicación de fertilizante nitrogenado en 150 kg/ha. Se logró incrementar la eficiencia del uso de la tierra para la producción de semillas en 98 y 197% en el primer y segundo año, respectivamente.

Palabras clave: Lablab purpureus, Panicum maximum, producción de semillas.

ABSTRACT

An experiment was carried out on a typical Ferralitic Red soil in a randomized block design with four replications. Three treatments were studied in order to evaluate the possibility of producing seeds of Panicum maximum in association with Lablab purpureus: P. maximum as monocrop, P. maximum + L. purpureus and L. purpureus as monocrop. In P. maximum, during the first year, only the number of total and fertile stems was significantly lower in the monocrop (P<0,05). In the second year the yield of pure seed and SPG of the mixed farming exceeded that of the monocrop. The following yield components: total stems, fertile stems and number of racemes, were higher in the mixed farming; while the number of racemes per panicle was higher in the monocrop (P<0,05). The yields in L. purpureus and the weight of 1 000 seeds were similar in the treatments during the first year, but the population was lower in the mixed farming (P<0,05). In the second year, seed yield, the weight of 1 000 seeds in January-February and plant population at the end of the harvest were higher in the monocrop (P<0,05). Dry matter yield of P. maximum as monocrop was higher in the first and second year as compared to the mixed farming, and in L. purpureus no significant differences were found among the treatments. P. maximum and L. purpureus are compatible in a mixed farming system, with P. maximum seed yields between 139-170 kg/ha/year and L. purpureus seed yields of 271-384 kg/ha/ year, in the same land unit, and nitrogen fertilizer application was reduced by 150 kg/ha. The efficiency of land use for seed production could be increased by 98 and 197 % in the first and second year, respectively.

Key words: Lablab purpureus, Panicum maximum, seed production.

INTRODUCCIÓN

En Cuba existen 2 400 000 hectáreas de tierra dedicadas a la producción de pastos, algunas en proceso de deterioro, cuya recuperación depende, entre otras cuestiones, de la disponibilidad de semilla.

A pesar de que la semilla de pastos puede ser una opción financiera importante para las fincas (Vieito, Clavel, González, Yáñez, Funes y Arzola, 2000), su disponibilidad es baja y hay poca prioridad en cuanto a las investigaciones, excepto en países como Brasil, Perú y Cuba (Loch, 1991), por lo que se requieren tecnologías apropiadas; en este sentido, se ha señalado la conveniencia de integrar la cosecha de semillas con la producción animal (Humphreys, 1987) y en los sistemas de cultivo (Ferguson, 1992).

La guinea likoni (Panicum maximum) se ha estudiado con éxito en intercalamiento con otras gramíneas y leguminosas para la producción de forraje (Lazo, Ruiz, Febles y Díaz, 1996); en tanto, Alvarez, García, Treto y Fernández (1996) encontraron que dolichos (Lablab purpureus) ejerció una fuerte competencia sobre el cultivo de malanga (Colocasia esculenta), debido a que alcanza rápidamente una estructura vegetativa bien desarrollada.

Teniendo en cuenta la necesidad de buscar sistemas de producción de semillas que promuevan la rentabilidad económica y la diversificación de los cultivos, así como el incremento de la productividad de la tierra, se estudió el comportamiento de un sistema de guinea-dolichos.

MATERIALES Y MÉTODOS

Clima y suelo. El experimento se realizó en el municipio Bauta, provincia de La Habana, sobre un suelo Ferralítico Rojo típico, de pH neutro, con buen contenido de materia orgánica y nutrientes (tabla 1), situado a 20-40 msnm.

La precipitación anual es de 1 000-1 200 mm,de los cuales 200-400 caen en la época de seca (1964-1983), con una temperatura promedio de 24 a 26ºC (Academia de Ciencias de Cuba, 1989). Durante la etapa experimental la temperatura media estuvo dentro del rango histórico (24,4°C), con una alta humedad relativa (81,1%) y las precipitaciones superaron la media histórica en el mes de septiembre de los dos años (fig. 1).

En un diseño de bloques al azar con cuatro réplicas, parcelas de 36 m2 y área cosechable de 20 m2, se estudiaron tres tratamientos: guinea monocultivo, guinea más dolichos y dolichos monocultivo.
Se aplicó la ecuación para la determinación del uso equivalente de la tierra:
UET = P1/M1+P2/M2 (Vandermeer , 1983), donde:
P1: rendimiento del cultivo 1 en policultivo
M1: rendimiento del cultivo 1 en monocultivo.
P2: rendimiento del cultivo 2 en policultivo
M2: rendimiento del cultivo 2 en monocultivo.

Procedimiento experimental

Siembra. La tierra se preparó mediante pases de arado, grada media, cruce y grada fina; los surcos se hicieron a 60 cm para el policultivo y el monocultivo de dolichos, y a 120 cm para el monocultivo de guinea, sembrada con macollas a 50 cm entre ellas. La dosis de siembra de dolichos fue similar en monocultivo y policultivo (a razón de 9 kg de SPG/ha) cada año; el policultivo se ordenó en surcos alternos (1/1). La guinea se sembró en julio de 1997 y el dolichos después de un corte en octubre del siguiente año; en el segundo año la siembra se hizo en octubre a los seis días del corte de la guinea.

Atenciones culturales. Se realizaron labores de limpieza con azadón para mantener el área libre de malas hierbas. Al concluir cada año la cosecha de las semillas de la leguminosa, todo el material cortado en la asociación se depositó en la parcela como mulch. La fertilización se realizó en primavera, con una dosis de 60 kg de N/ha en tres cortes (180 kg/ha/año) y 50-75 kg de P2O5 y K2O/ha/año para el monocultivo de guinea, y de 30-50-75 kg de N, P2O5 y K2O/ha/año para el dolichos.
Para la prueba de germinación las semillas se conservaron en bolsas de nailon tejido, al ambiente, en un lugar seco y fresco durante cuatro meses.

Mediciones. El muestreo de suelo coincidió con el período de comienzo y fin de la siembra de las leguminosas en el intercalamiento; a una profundidad de 0-20 cm se tomaron dos muestras por parcela, las cuales se aleatorizaron con el fin de obtener una muestra por parcela. El análisis del suelo incluyó: pH (potenciometría, relación suelo-agua 1:25); materia orgánica (Walkley y Black); P2O5 (Oniani); K2O, Ca y Mg (Maslova); densidad (NRAG 371, NRAG 373, 1980); y Porosidad (P total = 1- (da/dr)*100).

Otras mediciones

Rendimiento de materia seca. Con posterioridad a cada cosecha se cortó la masa verde residual y se pesó para calcular el rendimiento; en una muestra de 200 g se determinó el porcentaje de materia seca.

Rendimiento de semilla pura (kg/ha). A partir del material cosechado, secado y pasado por el soplador se determinó el porcentaje de semilla pura, y de la relación de este con la semilla total se dedujo el rendimiento de semilla pura.

Porcentaje de pureza. Por el método internacional, semilla es cualquier estructura que contiene cariópside. Se utilizaron muestras de 50 g.
Peso de 1 000 semillas. De las cuatro réplicas se separaron 1 000 semillas puras para su pesaje en una balanza analítica.

Tallos totales y fértiles. Se contó el número de tallos totales y fértiles en cinco muestras de 1 m lineal, colocado al azar en cada parcela.
Longitud de la panícula (cm). Se recolectaron 15 panículas en cada réplica, a las cuales se les midió el largo.

Germinación. Se realizó a los 4 meses de la cosecha, en condiciones ambientales, utilizando como sustrato arena esterilizada, con cuatro réplicas de 25 semillas en la leguminosa y 50 en la gramínea.

Conteo de plantas. Se hizo el muestreo en tres marcos de 1 metro lineal en cada parcela. En el dolichos se realizaron muestreos para determinar la población por metro cuadrado, en el primer año a los 60 días de la siembra y en el segundo a los 60 días posteriores a la siembra y al finalizar la cosecha.

Análisis estadístico. Para las pruebas de comparación múltiple se utilizó la prueba de Tukey HSD y para las comparaciones de dos muestras la prueba T de Student; en ambos casos se aplicó un nivel de significación del 5%. Se determinaron las correlaciones entre los componentes del rendimiento y el rendimiento de semilla pura.

RESULTADOS

En la guinea, durante el primer año, el rendimiento de semilla pura, el de semilla pura germinable (SPG), el porcentaje de germinación, el peso de 1 000 semillas y el número de racimos por panícula no presentaron diferencias significativas; en cambio, la cantidad de tallos totales y fértiles fue significativamente menor en el monocultivo (P<0,05). En el segundo año los rendimientos de semilla pura y SPG del policultivo superaron a los del monocultivo. Los componentes del rendimiento tallos totales y tallos fértiles fueron superiores en el policultivo, y no se encontraron diferencias en el porcentaje de germinación ni en la longitud de la panícula; el número de racimos por panícula fue superior en el monocultivo (tabla 2).

En el dolichos el rendimiento y el peso de 1 000 semillas fueron similares en el primer año, no así la población, que fue inferior en el policultivo (P<0,05). En el segundo año el rendimiento de semilla, el peso de 1 000 semillas en enero-febrero y la población de plantas al final de la cosecha, fueron superiores en el monocultivo (P<0,05); mientras que el peso de 1 000 semillas en marzo-abril, la población de plantas a los 60 días de la siembra y el número de legumbres en los dos bimestres fueron similares (tabla 3).

El rendimiento de materia seca de la guinea en monocultivo fue superior en el primer y segundo año respecto al policultivo; sin embargo, en el dolichos no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos (tabla 4). Una parte de este material se depositó en el suelo en el corte de finales de seca; el contenido de NPK (% base seca) fue de 2,32-0,20-1,03 de NPK para la guinea y de 1,47-0,13-1,19 para el dolichos, lo que significó 78,4-6,76-34,14 y 49,7-4,4-40,22 kg de NPK/ha durante el primer año en la guinea y el dolichos, respectivamente.
Se considera que con valores superiores a 1, el policultivo es más eficiente que el monocultivo. En el presente trabajo, el policultivo fue más eficiente durante el primer año en la producción de semillas, no así en la producción de materia seca; mientras que en el segundo año este se manifestó en los dos indicadores, con un mayor incremento en la producción de semillas (tabla 5).

Los rendimientos de semilla de guinea parecen ser aceptables de acuerdo con el sistema de cultivo empleado; catalogarlos de altos o bajos, según la literatura, es bastante relativo. Los resultados de otros autores son muy variables. Para Humphreys y Riveros (1986), el rendimiento máximo de semilla de gramíneas tropicales cubre un rango de 52-452 kg de semilla pura/ha/ cosecha; Pérez y Rolo (1998) obtuvieron en el primer año entre 426 y 826 kg/ha y en el segundo año entre 296 y 463 kg/ha.

El incremento en el rendimiento de semilla en el policultivo en el segundo año alcanzó un 147,7% por encima del control, lo que pudo deberse al efecto del tratamiento; la leguminosa posiblemente incorporó nutrientes al suelo con la senescencia de las hojas, además del posible aporte por el mulch.

El sistema de policultivo fue capaz de producir la cantidad equivalente al monocultivo, que recibió 180 kg de N/ha/año, con el ahorro de 150 kg/ha/año de este nutriente. En este sentido Vachhani y Murty (1964) encontraron un incremento de hasta 16,3 % en el rendimiento de arroz y Hate (1987) informó un 27 % debido a un incremento en el N del suelo.

La germinación es un indicador poco susceptible a los tratamientos agronómicos, aunque pudo estar influenciada por las condiciones de almacenamiento y se considera que en el segundo año fue baja. De acuerdo con otros autores, la germinación en Panicum está entre 13 y 8,2 %(Bilbao, Pérez y Matías, 1980) según la variedad. Sidak y Seguí (1978) obtuvieron 3,8 % de germinación en las semillas no limpias y 16,2; 65,0 % en las puras.

El peso de la semilla depende, entre otras cuestiones, de la calidad de la cosecha, y puede incrementarse en momentos determinados dentro de una misma cosecha, de acuerdo con el grado de madurez de la semilla. Este indicador en las gramíneas parece ser más difícil de variar que otros componentes del rendimiento.

El tamaño de la semilla puede ser un importante atributo asociado con el vigor de la germinación, que contribuye a un mayor éxito en el establecimiento del pasto, especialmente en una situación de competencia o en un ambiente con limitaciones (Humphreys, 1987). El peso de la semilla en este experimento estuvo por encima de lo encontrado por Sidak y Seguí (1978), quienes hallaron en 1 000 semillas un peso de 0,86 g ±0,10, excepto en el monocultivo en el primer año. Humphreys y Riveros (1986) señalaron que las cosechas de baja densidad de inflorescencias pueden originar un peso mayor de la semilla, lo que pudo ocurrir en el presente experimento.

La cantidad de tallos totales y tallos fértiles fue uno de los indicadores más susceptibles a la influencia de los tratamientos, ya que se modificó en ambos años por ese efecto; sin embargo, no lograron modificar el rendimiento de SP y SPG en el primer año, debido posiblemente a que su influencia en el resultado final de la producción no está determinada sólo por estos indicadores. La baja densidad obtenida pudo deberse a la amplia distancia entre los surcos y a los niveles de fertilización, que fueron más bajos que los usados en otros trabajos.

El tallo es la unidad básica del desarrollo de la cosecha de semilla (Humphreys y Riveros, 1986). Hopkinson y English (1982) hallaron en el cv. Gatton que la máxima densidad de inflorescencias por metro cuadrado estuvo entre 83-417 y Sidak y Seguí (1978) reportaron valores de 0-54,6 panojas por macolla en Likoni. Con un manejo intensivo la cantidad de tallos fértiles puede alcanzar 3 000/m², aunque esto depende además del genotipo y las condiciones de crecimiento (Crowder y Chheda, 1982).

El número de racimos no mostró diferencias significativas en el primer año, pero sí en el segundo año. Febles, Pérez y Padilla (1982) encontraron entre 44,5 y 50,1 racimos, lo que coincide con los resultados del primer año y fue superior a los del segundo en la presente investigación. Estos autores observaron que la disminución de la población favoreció el número de raquicillos al disminuir el número de inflorescencias, lo que indica que los tratamientos agronómicos pueden influir en este indicador.

Es desconcertante que se encontraran afectaciones en algunos componentes del rendimiento dentro del año de evaluación, sin que otros presentaran diferencias significativas o fueran influenciados en sentido inverso. Esto podría estar condicionado por el desarrollo de cada uno en un momento particular o por la duración de dicho proceso. Febles, Ruiz, Guisado y Aguiar (1986) no encontraron efecto del N en la longitud de las inflorescencias y sí en el número de panículas en Brachiaria decumbens. Mecelis y Oliveira (1986), en Brachiaria humidicola, hallaron que la fertilización N y la época de cosecha afectaron de forma similar algunos componentes del rendimiento. Por su parte, Vieito, Cordoví, González, Funes, Fernández y Fonseca (2001) encontraron que niveles de nitrógeno similares influyeron en el incremento de los tallos fértiles, pero el resto de los componentes del rendimiento tuvieron respuestas diferentes en el primer y segundo año de evaluación.

Producción de semillas de dolichos

La producción de semillas de dolichos en el primer año fue similar en ambos sistemas, debido al crecimiento bastante uniforme y a un mecanismo compensatorio, como resultado de un menor número de plantas en un ambiente que tenía buena disponibilidad de recursos para el desarrollo de estas, en su etapa vegetativa. También en el primer año el tamaño de la guinea era menor y se incrementó con la edad del campo.

Aunque los rendimientos de semilla de dolichos pueden ser variables, los resultados pudieron estar afectados por la competencia, como lo prueba la disminución del rendimiento en el policultivo en el segundo año. González y Mendoza (1996) obtuvieron 781,8-879,0 kg de semilla/ha y consideraron que estos rendimientos se debieron a las altas precipitaciones durante la floración y a las precipitaciones inferiores a la media durante la fructificación. La disminución del rendimiento de semilla de dolichos en el policultivo con respecto al monocultivo en el segundo año, pudo deberse a una mejora en la capacidad competitiva de la guinea.

Los rendimientos de cada sistema varían según las condiciones. Así, Vela, Vásquez, Águila y Clavo (1996) obtuvieron un 48 % de producción más bajo en el monocultivo que en el policultivo, atribuido a la competencia. CIAT (1989) informó que el menor rendimiento del policultivo puede relacionarse con la magnitud de la competencia entre sus componentes, que varía con las condiciones del clima, el nivel de fertilización del suelo, las especies utilizadas y los arreglos cronológicos y espaciales. Coincidentemente, Cordoví, Vieito y Estrada (1999) encontraron una disminución de 42,3% en el policultivo con respecto al monocultivo.

Las precipitaciones en el primer año pudieron favorecer la producción de semillas de dolichos, por tener un comportamiento muy cercano a la media; en el segundo año estuvieron por encima de la media durante el período de desarrollo vegetativo del dolichos e influyeron en la planta, pero fueron muy bajas en diciembre, lo que pudo afectar la floración; enero, febrero, marzo y abril fueron meses muy secos. González y Páez (1995) señalaron que el período reproductivo de la planta puede contribuir al incremento del déficit hídrico. Cordoví et al. (1999) atribuyeron la disminución del rendimiento a esta causa al evaluar el policultivo arroz-teramnus.

En el primer año puede considerarse que el peso promedio de 1 000 semillas fue bajo, y el hecho de que no existiera diferencia podría ser consecuencia de que se determinó el peso de toda la semilla cosechada en la época de seca, afectada más por el clima que por los tratamientos. En el segundo año, al evaluarse la semilla de las primeras cosechas (enero-febrero), que se desarrollaron en mejores condiciones de humedad, pudo notarse que este indicador fue mayor en el monocultivo y no se encontró diferencia significativa entre los tratamientos en las cosechas de marzo-abril. En el dolichos el peso de la semilla varía de 250 g/1 000 semillas a 300 g/1 000 semillas (Barreto, 1990; González y Mendoza, 1996; FAO, 1998). El intercalamiento no redujo el número de pedúnculos, legumbres y semillas, ni el peso seco de las semillas por planta en una mezcla de caupí y millo (Bottenberg, Tamo y Singh, 1998).

En el segundo año la población inicial fue alta y disminuyó drásticamente en el policultivo al final, lo cual provocó la disminución del rendimiento. Esto pudo ser la consecuencia de una mayor mortalidad de plantas en ese tratamiento, por la competencia de la guinea, que durante ese año recibió más precipitaciones que en el primero. Sin embargo, esta menor población, que no fue suficiente para proporcionar rendimientos de semilla similares a los del monocultivo, parece ser normal para los sistemas intercalados. En este sentido Padilla, Ruiz y Díaz (1998), al intercalar dolichos en king grass, obtuvieron una población de 3 plantas/m2, con dosis de siembra entre 10 y 30 kg de semilla/ha.

Rendimiento de materia seca

La producción de materia seca por hectárea en la guinea fue menor en el policultivo en los dos años de evaluación, probablemente debido a que se hizo un corte menos y a la competencia entre los cultivos; evidencia de ello es que durante el primer año la diferencia entre el monocultivo y el policultivo fue mayor. Duarte, Pezo y Arze (1994) encontraron que en intercalamiento con otros cultivos, tres gramíneas forrajeras mostraron el mayor rendimiento al establecerse en monocultivo, donde no existía competencia interespecífica. No obstante, en ambos tratamientos fue baja si se compara con los resultados de Matías y Sánchez-Quirós (1984), quienes obtuvieron 31 y 26 t de MS/ha. Debe señalarse que en la mayoría de los experimentos referidos en la literatura se han empleado niveles de fertilización más altos que los de este estudio.

Diversos autores han encontrado incrementos en el rendimiento de biomasa de las asociaciones. Según Reyes, Iglesias, Ojeda, Fernández y Rodríguez (1994) esto está relacionado con el efecto beneficioso de las dos especies en su conjunto. Además, el efecto de la densidad puede ser tal, que a densidades más altas el peso de una planta individual es casi compensado exactamente por el incremento del número de plantas por unidad de área (Ranganathan, 1993). Lo anterior pudiera haber permitido una UET mayor en el segundo año, además de que el cambio en la disposición de los metabolitos en sus órganos facilitó el incremento del rendimiento de semilla en ambos años. También pudiera deberse a la deposición de hojas muertas, que mejoró la fertilidad del suelo (Nguyen Thi Mui, Preston y Ohlsson, 1997).

CONCLUSIONES

La guinea y el dolichos son compatibles en un sistema de policultivo, con rendimientos de semilla de guinea entre 139 y 170 kg/ha/año y de dolichos entre 271 y 384 kg/ha/año en una misma unidad de tierra, y se redujo la aplicación de fertilizante nitrogenado en 150 kg/ha. Se logró incrementar la eficiencia del uso de la tierra para la producción de semillas en 98 y 197 % en el primer y segundo año, respectivamente.

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Recibido el 12 de noviembre del 2002
Aceptado el 17 de noviembre del 2003