Livestock Research for Rural Development 32 (3) 2020 LRRD Search LRRD Misssion Guide for preparation of papers LRRD Newsletter

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Evaluación de diferentes prácticas de protección de la semilla gámica en el establecimiento de Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray vc material 16

C Padilla, Idalmis Rodríguez, T E Ruiz, Medelaine Ojeda, Lucia Sarduy y Laysuris Díaz

Instituto de Ciencia Animal, Mayabeque. Cuba
cpadilla@ica.co.cu

Resumen

Se estudiaron diferentes prácticas de protección de la semilla gámica de Tithonia en un suelo Ferralítico Rojo Eutrico. Se usó modelo de clasificación simple completamente aleatorizado con 5 réplicas. Los tratamientos consistieron: 1. Control sin cubrir la semilla, 2. Cubrir las semillas con 360 g estiércol vacuno golpes-1, 3. Cubrir las semillas 250 g de residuo vegetal seco m-2. Se evaluó el efecto de estas prácticas en la germinación y sobrevivencia de las plantas, las variables analizadas fueron: número de plantas m-2, grosor del tallo, altura, número de hojas tallos-2, rendimiento t ha -2 de MV y MS. La menor población (p<0,05) se produjo en el control, sin cubrir las semillas, no hubo diferencias entre el empleo de estiércol o residuos vegetales. A los 60 días de la siembra cubrir la semilla con estiércol favoreció (p<0,05) la altura, diámetro del tallo y número de hojas tallo-2 con relación al resto de los tratamientos. Arropar la semilla con estiércol o residuos vegetales produjo el mayor (p<0,05) rendimiento de MS ha-2 y grosor del tallo con relación al control en los dos cortes realizados. La altura de la planta fue mayor (p<0,05) cuando se cubrió la semilla con estiércol, que difirió del resto de los tratamientos. Se concluye que es necesario cubrir la semilla de Tithonia diversifolia con arropes de estiércol vacuno o residuos vegetales para asegurar la germinación, supervivencia y desarrollo de las plantas e incrementar la producción de biomasa.

Palabras clave: arbustos, arboles, estiércol, residuos vegetales, siembra


Evaluation of seed protection practices for establishing Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray vc material 16

Abstract

Different methods to protect the germination of  Tithonia seed were studied in a Eutric red ferralitic soil. A completely randomized simple classification model with 5 replications was used. The treatments consisted of: Control without covering the seed; covering the seeds with cattle manure; covering the seeds with dry vegetable residue. The effect of these practices on the germination and survival of the plants was evaluated. The lowest population of germinated plants was in the control, without covering the seeds. There were no differences on germination rate between manure and vegetable residues. Sixty days after sowing, the  manure treatment was the best in terms of plant height, stem diameter and number of leaves.  Covering the seed with manure or vegetable residues supported the highest DM yield  and stem thickness. Height of the plants was greatest for the manure treatment It is concluded that it is advisable to cover the Tithonia diversifolia seed with cattle manure or vegetable residues to ensure maximum germination, survival and development of the plants thus maximizing the biomass production.

Key words: sowing, cattle manure, vegetable residues


Introducción

No se dispone de información fundamentada que indique la posibilidad de hacer siembra de Tithonia diversifolia (Lam.) directamente de semilla botánica en campo, solo se reportan casos, trasplantando las posturas de viveros, después de haberlas logrado cumpliendo las más extritas medidas de protección de las plántulas germinadas hasta su trasplante (Summ 2015, Solarte et al 2013). La práctica propagación generalizada de la especie se realiza a partir de material vegetativo. El desconocimiento de técnicas sencillas para la propagación sexual del botón de oro y la baja oferta de material asexual (estacas), además de su elevado costo, para iniciar la plantación de esta especie, han sido los principales cuellos de botella para la expansión de los sistemas silvopastoriles intensivos con botón de oro como arbusto para ramoneo (Rio Kato 1999, Romero et al 2014).

En el Instituto de Ciencia Animal, Cuba a partir de 2016 se comienza un programa de investigación sobre la producción de semilla gámica y establecimiento de Botón de Oro de los materiales 3, 10, 16 y 23 recomendados como destacados (Ruiz et al 2016) para su empleo en pastoreo o forraje.

Trabajos recientes de Padilla et al (2018) y Mattar et al (2019) han logrado avances en la posibilidad real de producir semilla gámica. Lograr el establecimiento por esta vía constituye aun un reto para la comunidad científica dada la no existencia de una tecnología científicamente documentada para la producción de semilla gámica de esta especie. Resolver estos enigmas garantizará eliminar el cuello de botella que limita el uso intensivo de este arbusto en los sistemas ganaderos del trópico.

Teniendo en cuenta lo anterior, el objetivo de este trabajo fue la evaluación de diferentes prácticas de protección de la semilla gámica en el establecimiento T. diversifolia vc material 16 por siembra directa de en condiciones de campo.


Materiales y métodos

La investigación se realizó en el Centro Experimental de Pastos y Forrajes “Miguel Sistachs Naya” del Instituto de Ciencia Animal, ubicada en el municipio de San José de las Lajas, actual provincia de Mayabeque, Cuba, situada a lo 23o55 LN y a los 82o0  LW a 92 msnm. El tipo de suelo es el Ferrálico Rojo Éutrico, de rápida desecación, arcilloso y profundo sobre calizas (Hernández et al 2015). Los datos climáticos de la región aparecen en figura 1.

Figura 1. Datos climáticos de la región experimental para el periodo cuando se ejecutó el estudio
Tratamientos, diseño experimental

Se usó modelo de clasificación simple completamente aleatorizado con 5 réplicas. La unidad experimental fue el área de 5 x 0.8 m. Los tratamientos consistieron: 1. Control sin cubrir la semilla, 2. Cubrir las semillas con 360 g estiércol vacuno golpes-1. 3. Cubrir las semillas 250 g de residuo vegetal seco m-2.

El lote de semilla utilizado se recolecto en la misma Estación Experimental, según el mejor momento de cosecha determinado por Padilla et al (2018), para esta especie. Posterior a la cosecha las semillas llenas fueron separadas por un equipo de aire forzado (Modelo CB2001 Marca OEM,Inc) y la germinación del lote en condiciones de laboratorio fue 56%.

Procedimiento experimental

La labranza consistió en preparación convencional del suelo, consistente en aradura y cruce con pase de grada media alterna. La siembra se realizó por semilla gámica en julio de 2018, en surcos de 15 cm de profundidad separados a 80 cm. entre hileras. Las semillas se depositaron en el fondo del surco, separados a 1.0 m entre golpes y se apisonaron con el pie para garantizar su contacto con el suelo. Se sembraron entre 15 y 18 semillas golpes-1. Después de la siembra las semillas depositadas se cubrieron con 360 g m-2 de estiércol vacuno por golpe (4.6 t ha -2)) bien descompuesto o con 250 g m-2 residuos secos de forraje de pasto estrella (Cynodon nlemfluensis), que no produce semilla fértil. No se aplicó riego y se fertilizó a razón de 250 y 350 kg ha-2 de fórmula 13-9-17, en el momento de la siembra y en el segundo corte respectivamente. La germinación de las semillas se midió a los 30 y 60 días después de realizada la siembra. El primer corte de establecimiento se realizó a los 120 días después de la siembra y el segundo 120 días posterior al primero el cuál se corresponde con el período poco lluvioso.

Se realizaron muestreos a los 30 y 60 días posteriores a la siembra, las variables evaluadas fueron el número de plantas m-2, grosor detallo, altura y número de hojas tallos-2. El rendimiento t ha -2 de MV y MS se determinó en los dos cortes evaluados.

Se verificaron los supuestos teóricos del análisis de varianza para las variables número de plantas m-2 y hojas tallo-2 a partir de las dócimas de Shapiro Wilk (1965), para la normalidad de los errores y la de Levene (1960), para la homogeneidad de varianza, las variables analizadas no cumplieron con los supuestos teóricos del ANAVA, por lo que se empleó la transformación √x, sin embargo ésta no mejoró el cumplimiento de dichos supuestos por lo que se realizó análisis de Varianza no paramétrico de Kruskal Wallis. Se aplicó la dócima de Conover (1999) para la comparación de los rangos medio. Se empleó el paquete estadístico INFOSTAT versión 2012, elaborado por Di Rienzo et al. (2012). En los demás indicadores se realizó análisis de varianza según modelo de clasificación simple. Se aplicó la dócima de Duncan (1955) para p<0,05 en los casos necesarios.


Resultados y discusión

En Colombia (Mahecha et al 2015, Gallego, 2016 y Mahecha y Angulo 2017) se describe por primera vez las técnicas que demuestran las posibilidades de las siembras por semilla gámica de botón de oro, las cuales se fundamentan a partir del uso de semillas esparcidas con ramas con flores o pedúnculos que han perdido sus pétalos que luego se esparcen cuidadosamente sobre un sustrato orgánico bajo una polisombra como protección contra la radiación solar y las gotas de lluvia. Las plántulas logradas se entresacan con mucha delicadeza, bien sea para trasplantarlas en bolsas de vivero o para sembrarlas directamente en suelos bien preparados.

Establecer una técnica de siembra directa de semilla gámica en el campo constituye tarea de primer orden, lo cual permitiría el establecimiento exitoso de esta especie. Esta investigación propicia eliminar la fase de vivero y trasplante que no deja de ser un proceso engorroso sobre todo cuando el resultado tecnológico estará dirigido a la mediana y gran escala para la siembra y establecimiento de botón de oro. A ello se agrega la posibilidad que el empleó de arropes orgánicos y de residuos vegetales son recursos disponibles en las fincas ganaderas.

En el comportamiento de la población, en los muestreos realizados a los 30 y 60 días después de la siembra (tabla 1), se pudo apreciar que la menor población (p<0,05) se produjo en el control (3 plantas m-2), sin arropar y no se determinó diferencias entre el empleo de estiércol o residuos vegetales con una población de 8 y 13 plantas m -2 respectivamente.

Tabla 1. Comportamiento de la población en diferentes momentos de muestreo según tipos de arropes

Número de
plantas m-2

Tratamientos

p

Control, sin
cubrir la semilla

MO (Estiércol
vacuno)

Residuo
vegetal

30 días después
de la siembra

3,00a
(6,78)
DE=0,32

8,00ab
(7,69)
DE=0,35

13,00b
(10,33)
DE=0,29

0,0019

60 días después
de la siembra

3,00a
(4,73)
DE=0,20

8,40ab
(7,38)
DE=0,73

12,60b
(8,30)
DE=0,19

0,0031

( ): Medias originales,  DE: Desviación estándar ab: rangos medios con letras distintas difieren a p<0,05

El estado de desarrollo de las plántulas a los días 60 días después de la siembra, se favoreció (p<0,05) al cubrir las semillas con MO (tabla 2) donde la altura, diámetro del tallo y número de hojas tallo-2 tuvieron un mejor comportamiento para esta etapa temprana del establecimiento de la Tithonia por semilla gámica. Cubrir la semilla con pequeñas cantidades de estiércol vacuno, en cada nicho, propiciaron condiciones de estabilidad para la germinación y sobre vivencias de las jóvenes plantas provocando un mejor desarrollo de estas.

Tabla 2. Estado de desarrollo de las plántulas a los 60 días después de la siembra

Indicadores

Tratamientos

EE

p

Control, sin
cubrir la semilla

MO (Estiércol
vacuno)

Residuo
vegetal

Altura, m

0,20a

0,41c

0,35b

0,01

<0,0001

Diámetro, cm

0,31a

0,54c

0,44b

0,02

<0,0001

Número de hojas#

0,31a

15,24c

12,72b

0,51

<0,0001

abc: medias con letras distintas difieren a p<0,05
#Cumplió con los supuestos del ANAVA, por lo que no fue necesario transformar

Estudios realizados por Santos-Gally et al (2019), en botón de oro en la zona de Tuxtlas, Veracruz, México, reportan que cuando realizaron siembra directa de semilla en campo obtuvo entre el 50 y 70 % de germinación después de una semana de ser sembradas. Aunque no se comenta lo que sucedió en el tiempo con la supervivencia de las plántulas y otros indicadores del establecimiento para confirmar éxito del método de siembra empleado.

El éxito de cubrir las semillas después de esparcidas al suelo se puede asociar a que con el arrope, se crea un nicho ecológico que favorece la germinación y sobrevivencia de las plantas que se reproducen por semillas pequeñas de escasa reservas. Los resultados del estudio confirmaron la necesidad en esta planta de proteger las semillas de los efectos climatológicos como las intensas lluvias, el estrés que sufren las semillas pequeñas por la falta de humedad en las capas superficiales del suelo cuando se producen períodos largos sin precipitaciones. Cuando esto último sucede, aunque las semillas logran germinar, las jóvenes plántulas mueren posteriormente por deshidratación. Esta problemática constituye una de las causas de las pérdidas de la siembra nueva y mal establecimiento de los pastos de gramíneas que tienen semillas muy pequeñas con pobres reservas Padilla (2010).

Resultados similares en cuanto a la mejora de la germinación de Tithonia obtuvo Ríos (1999), aunque en este caso la investigación se realizó con semilla vegetativa y el propósito del uso de arrope con bagazo de caña, hojarasca y pasto seco fue con el fin de conservar la humedad del suelo y evitar la competencia con otras especies de plantas.

La mayor altura de la planta a los 60 días fue de 41 cm en el tratamiento que se aplicó arrope de estiércol vacuno, superior al resto de los tratamientos (tabla 2). No disponemos de evidencias del desarrollo de las plantas en fase de establecimiento de siembras directas en el campo por semilla gámica. En condiciones de vivero (Rodríguez et al 2019) en Cuba reporta una altura de las plántulas de 28.9 cm a los 45 días y Sanabria y Ávila (2015) de 69.7cm de altura a los 60 días.

Los indicadores aceptables del desarrollo de las plantas alcanzados pueden estar asociado a su vez con la selección correcta de la época de siembra. Esta se realizó en el mes de julio, después que las lluvias se habían estabilizado en la región experimental.

Como aspecto significativo, se puede señalar que durante el periodo de establecimiento hubo una ocurrencia de abundantes precipitaciones, y un mayor número de días con lluvias (figura 1), según Herrera et al (2016) y Herrera et al (2018) en este periodo climático, en esta misma región, se producen las mayores intensidades de luz y temperaturas lo cual pudo favorecer la germinación, sobrevivencia y el crecimiento de las plantas.

Santos-Gally (2019) discute las ventajas de la siembra de botón de oro por semilla gámica, la cual permitirá obtener más plantas en menos tiempo, a mayor escala y con una reducción de los costos de implementación. Además, las plantas obtenidas mediante semillas desarrollan mejores raíces y presentan mayor variabilidad genética lo que podría ayudar a enfrentar los efectos del cambio climático. Planteamientos similares en cuanto a las posibles ventajas económicas y de un mejor desarrollo radicular de la planta han sido señalados por otros investigadores (Mahecha et al 2015, Gallego (2016) y Padilla et al 2018). Sin embargo no es menos cierto que estos criterios deben ser avalados con una mayor información científica y económica por estudios agronómicos en la mediana y gran escala comercial; cuando se trata de poner en manos del productor primario una tecnología para la siembra y establecimiento de esta planta.

En el primer corte, los indicadores plantas m-2 y número de hojas-2 se le realizaron análisis de varianza no paramétrico. La mejor (p<0,05) población se produce cuando las semillas se cubrieron con residuos vegetales sin diferencias con el que se aplicó estiércol, que este último a la vez no difiere del control. El número de hojas tallo -2 tuvo el mejor comportamiento en el control. Ello pude deberse en alguna medida porque cuando se aplicó arrope orgánico descompuesto, las plantas lograron madurar más rápido, por haber germinado y desarrollado más tempranamente y sus hojas se secaron y se desprendieron del tallo, lo que favorece una mayor proporción de tallos en la biomasa total. Lo contrario ocurrió en el control, que las plantas germinaron más tardíamente y el crecimiento fue más lento, ello propició alargar el ciclo biológico.

En etapas tempranas del desarrollo de las plántulas 60 días y 120 días al primer corte de establecimiento, la altura, diámetro del tallo y número de hojas tallo-2 se favoreció (p<0,05) cuando se utilizó estiércol como arrope (tabla 4). El empleo de arropes de estiércol vacuno en la primera fase de establecimiento en siembras con semilla gámica de Tithonia, propiciaron condiciones de estabilidad para la germinación, sobrevivencia de las jóvenes plantas y se favorece un mejor desarrollo de estas. Los resultado de este estudio en siembra directa en condiciones de campo, están sometidas a un mayor estrés edafoclimático tanto la germinación como la sobrevivencia de las plantas por lo que la aplicación de pequeñas cantidades de estiércol vacuno bien descompuesto de forma localizada propiciaron un nicho ecológico favorable para la germinación y sobrevivencia de las plántulas en sus etapas tempranas de desarrollo. El empleo de abonos orgánico en condiciones de vivero para la obtención de posturas para el trasplante es valorado como una vía para la propagación de esta especie por semilla agámica (Mahecha et al (2015), Gallego (2016) y Mahecha y Angulo (2017)).

En el segundo corte de establecimiento, los indicadores altura, grosor del tallo, porcentaje de hojas no se afectaron por los tratamientos aplicados. En este corte también los rendimientos se estabilizaron en el orden de las 3.74-3.90 t MS ha-2, cuando se aplicó arrope y el control, aunque inferior, también fue bueno (3,10 t MS ha-2), es de destacar que estos resultados corresponden al periodo poco lluvioso donde no se aplicó riego y los factores climáticos inciden negativamente en la producción de biomasa. Ello indica que con el tiempo, el vigor de los tallos y el desarrollo radicular, los principales componentes de rendimiento se estabilizan y ello confirma la agresividad de esta planta en el agroecosistema.

También reafirma este criterio que la población en este corte fue similar entre tratamientos que oscilo entre 19 y 21 tallos m-2, de igual manera ocurrió con el porcentaje de hojas. Lo anterior corrobora la posibilidad de la siembra directa por semilla gámica de Tithonia, inclusive sin el empleo de arropes cuando se elige un momento adecuado para la siembra, aunque el establecimiento es más lento y riesgoso.

Tabla 3. Comportamiento de la altura, grosor del tallo y porcentaje de hojas en el primero y segundo corte de establecimiento

Variable

Control , sin
cubrir la semilla

MO (estiércol
vacuno)

Residuo
vegetal

EE±

p

Primer corte

Altura, m

0,95a

1,76c

1,51b

0,08

0,0001

Grosor, cm

0,87a

1,18b

1,10b

0,06

0,0115

% hojas (MS)

38,36b

22,88a

19,44a

2,57

0,0005

Segundo corte

Altura, m

1,39

1,46

1,63

0,07

0,1228

Grosor, cm

1,44

1,26

1,46

0,09

0,2663

% hojas (MS)

42,95

37,29

37,77

4,10

0,5785

abc: medias con letras distintas difieren a p<0,05

El rendimiento de forraje (figura 2) indica que la producción de biomasa fue menor (p<0,05) en el control, superadas por los tratamientos que a la vez no difieren entre sí. Cuando se analizan los componentes del rendimiento y la producción de biomasa integralmente se demostró la necesidad de arropar las semillas con pequeñas dosis de estiércol o residuos vegetales de forma localizada.

Figura 2. Rendimiento t MS ha-2 corte-1 en siembras por semilla gámica en la fase de establecimiento

Rendimientos alcanzados del orden de 4.00 t MS ha-2 corte -1 en siembras directas en campo por semilla gámica en la fase de establecimiento de Tithonia resultan aceptables y novedosos, pues no conocemos de reportes anteriores de producción de biomasa, cuando se utiliza esta vía de propagación en botón de oro. Ruiz et al (2012) en condiciones de clima y suelo similares y con semilla vegetativa, lograron rendimientos entre 1.70- 0.85 t MS ha-2 corte-1 en el periodo lluvioso y poco lluvioso respectivamente, cuando se cortó a 15 cm de altura a los 80 días siendo este un período inferior a nuestra evaluación. En otros trabajos de González et al (2013) lograron rendimiento del orden de 10.00-13.00 t MS ha-2 año-1 cuando plantó la sección basal y media de tallos de botón de oro.

En Colombia Gallego (2016) bajo condiciones de trópico alto (2250 msnm) evalúo el crecimiento y desarrollo de Tithonia bajo diferentes métodos de siembra (estacas, semilla sexual manejada in vitro, llevadas a bolsas de almácigo y semilla sexual manejada en semilleros y trasplantadas a campo). Según este autor el método de siembra no afecta la composición nutricional ni la producción de biomasa. Estos resultados al igual, que los de la presente investigación y los obtenidos en otras investigaciones (Gallego et al 2017) demuestran que la semilla sexual es un método efectivo para establecer botón de oro.

Foto 1. A) Campo de forraje establecido por semilla gámica a los 120 días después de la siembra.
B) Campos florecido después de dos cortes

Foto 2. Campos sembrados por semilla gámica después de dos cortes

Si bien es cierto, que aplicar arropes con estiércol vacuno en los estadios tempranos del desarrollo de la planta, resultó ventajoso para algunos componentes del rendimiento a partir del primer y segundo corte, se pudo comprobar que al final del estudio los resultados son similares para todos los tratamientos evaluados. Es por eso que ambos tratamientos deben ser recomendados como arropes (Mulch) para mejorar la germinación, sobrevivencia de las jóvenes plántulas y la producción de biomasa de diferentes materiales de T. diversifolia cuando se efectúan siembras en condiciones de campo con semilla botánica. Por otra parte, poner en manos del productor primario las dos opciones, resulta práctico, pues da la posibilidad de escoger la que le resulte más factible de acuerdo a la disponibilidad y costo a nivel de la región.

Desde el punto de vista técnico se da una solución a la siembra por semilla gámica de Tithonia en condiciones de campo (figuras 1 y 2) y se pone en manos de productores, técnicos y directivo otra opción para el establecimiento de esta especie. Se concluye que es necesario cubrir la semilla de Tithonia diversifolia con arropes de estiércol vacuno o residuos vegetales para asegurar la germinación, supervivencia y desarrollo de las plantas e incrementar la producción de biomasa. Se recomienda extender los resultados y hacer una evaluación económica a mayor escala.


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Received 24 November 2019; Accepted 4 February 2020; Published 2 March 2020

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