UNIVERSIDAD DE COLIMA POSGRADO INTERINSTITUCIONAL EN CIENCIAS PECUARIAS "POTENCIAL PRODUCTIVO DE GRAMÍNEAS DE CLIMA TEMPLADO EN DIFERENTES AMBIENTES DE MÉXICO" TESIS PRESENTADA COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENER EL GRADO ACADÉMICO DE: MAESTRO EN CIENCIAS PECUARIAS PRESENTA SALVADOR DOMENICO APPENDINI CARRERA DIRECTOR DE LA TESIS Ph.D. GREGORIO NÚÑEZ HERNÁNDEZ COLIMA, COL. ENERO DE 2003 II AGRADECIMIENTOS Deseo expresar mi más grande agradecimiento a la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad de Colima a través del Posgrado Interinstitucional en Ciencias Pecuarias que me dieron la oportunidad para poder continuar mi desarrollo académico, profesional y humano, además del apoyo recibido durante la realización de los estudios de Maestría. Al Ph.D. Gregorio Núñez Hernández, por su inapreciable ayuda y acertada orientación en la dirección y asesoría durante todo el trabajo de tesis y durante toda la Maestría. A los miembros del Comité de evaluación de la tesis, a la Dr. Patricia Zavala, al Dr. José Manuel Palma y al Dr. Enrique Silva, por su decidido apoyo durante toda la Maestría, además de su valiosa colaboración en la revisión y acertadas sugerencias que han enriquecido el documento final. A todos mis maestros que tuvieron a bien dedicarme un poco de su valioso tiempo durante este tiempo de estudios. A mi amigo M.C. Efraín Islas, ya que sin su desinteresado apoyo y ayuda, no hubiera llegado a feliz termino este trabajo. III DEDICATORIAS Quiero dedicar este trabajo, primeramente a Dios por darme todo lo que tengo y todo lo que soy. A mi esposa Verónica Por amarme, comprenderme, apoyarme y respetarme en todos los momentos de mi vida. A mis padres, Salvador y Margarita Por amarme y preocuparse por mi desarrollo y bienestar durante toda mi vida. A mis hermanos, Ida, Manuel y Enrique Por apoyarme y ayudarme en todos los momentos de mi vida. A mis amigos y compañeros A mis maestros y compañeros de estudios, ya que sin su decidido y dedicado apoyo no se hubiera realizado este trabajo. IV ÍNDICE GENERAL AGRADECIMIENTOS………………………………………………….. DEDICATORIAS………………………………………………………… ÍNDICE GENERAL……………………………………………………… ÍNDICE DE CUADROS………………………………………………… ÍNDICE DE FIGURAS………………………………………………….. I. INTRODUCCIÓN……………………………………………………... II. OBJETIVO GENERAL………………………………………………. III. OBJETIVOS ESPECÍFICOS………………………………………. IV. HIPÓTESIS………………………………………………………….. V. REVISIÓN DE LITERATURA Las praderas……………………………………………………… Clasificación de las plantas por su tipo de fotosíntesis……… Especies de gramíneas de clima templado para pastoreo……………………………………………… Pasto ballico perenne (Lolium perenne L.)…………….. festuca alta (Festuca arundinacea Schreb.)…………… orchard (Dactylis glomerata L.)………………………….. bromo (Bromus spp.)……………………………………... Crecimiento y manejo de las gramíneas………………………. Calidad nutricional de las gramíneas de clima templado……. VI. MATERIALES Y MÉTODOS………………………………………. Análisis estadístico del experimento…………………………… Determinación de las áreas de adaptación…………………… Base de datos del clima…………………………………………. Clasificación de los ambientes de México…………………….. Base de datos del suelo………………………………………… Delimitación de zonas de alto potencial productivo………….. VII. RESULTADOS……………………………………………………... La Laguna………………………………………………………… Aguascalientes…………………………………………………… Áreas de adaptación para las principales gramíneas de clima templado en México……………………………….. VIII. DISCUSIÓN……………………………………………………….. IX. CONCLUSIONES…………………………………………………… X. LITERATURA CITADA……………………………………………… II III IV V VI 1 3 3 4 5 7 9 9 13 16 20 21 23 24 26 26 26 27 28 28 29 29 32 34 37 41 47 V ÍNDICE DE CUADROS CUADRO 1 REQUERIMIENTOS AGRO-ECOLÓGICOS DE LAS PRINCIPALES GRAMÍNEAS Y LEGUMINOSAS DE CLIMA TEMPLADO……. 2 PÁGINA 7 CARACTERÍSTICAS ECOLÓGICAS DE LAS LOCALIDADES EXPERIMENTALES………… 24 PASTOS DE CLIMA TEMPLADO EVALUADAS EN DOS REGIONES DE MÉXICO…………………………………………. 25 DENSIDAD DE SIEMBRA EMPLEADA PARA CADA ESPECIE DE GRAMÍNEA…….. 25 5 TEMPERATURA DEL MES MÁS FRÍO……… 27 6 DISPONIBILIDAD DE LA HUMEDAD………... 27 7 TEMPERATURA MEDIA ANUAL…………….. 27 8 ANÁLISIS DE VARIANZA DE ACUERDO AL MODELO ESTADÍSTICO UTILIZADO……….. 29 PRODUCCIÓN ANUAL DE MATERIA SECA (TON/HA) DE GRAMÍNEAS DE CLIMA TEMPLADO EN LA REGIÓN LAGUNERA….. 31 PRODUCCIÓN ANUAL DE MATERIA SECA (TON/HA) DE GRAMÍNEAS DE CLIMA TEMPLADO EN LA REGIÓN DE AGUASCALIENTES……………………………. 34 CRITERIOS PARA DETERMINAR LAS ZONAS DE ADAPTACIÓN DE GRAMÍNEAS DE CLIMA TEMPLADO EN MÉXICO………… 36 3 4 9 10 11 VI ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 1 2 3 4 5 6 7 8 PÁGINA CURVA DE CRECIMIENTO DE LAS GRAMÍNEAS……………………………………. 22 VALOR NUTRICIONAL DE LAS GRAMÍNEAS DE CLIMA TEMPLADO……….. 23 ZONAS AMBIENTALES ECOLÓGICAS DE MÉXICO…………………………………………. 42 ÁREAS DE ADAPTACIÓN DEL PASTO BALLICO PERENNE (Lolium perenne L.) CON IRRIGACIÓN Y SIN IRRIGACIÓN……... 43 ÁREAS DE ADAPTACIÓN DEL PASTO FESTUCA ALTA (Festuca arundinacea Schreb.) CON IRRIGACIÓN Y SIN IRRIGACIÓN……………………………………. 44 ÁREAS DE ADAPTACIÓN DEL PASTO ORCHARD (Dactylis glomerata L.) CON IRRIGACIÓN Y SIN IRRIGACIÓN……………. 45 TEMPERATURA MEDIA MENSUAL DE LOS TRES AÑOS EXPERIMENTALES EN LA LAGUNA…………………………………………. 46 TEMPERATURA MEDIA MENSUAL DE LOS TRES AÑOS EXPERIMENTALES EN AGUASCALIENTES……………………………. 46 1 POTENCIAL PRODUCTIVO DE GRAMÍNEAS DE CLIMA TEMPLADO EN DIFERENTES AMBIENTES DE MÉXICO I. INTRODUCCIÓN Las gramíneas de clima templado son importantes en sistemas agropecuarios sostenibles con base a praderas, ya que son la base de la alimentación de los rumiantes en pastoreo. En México, la utilización de praderas de gramíneas de clima templado ha permitido la producción económica de leche y carne, en comparación a sistemas intensivos de estabulación (Reyes, 1991). Las ventajas que reúnen estas plantas por su morfología y fisiología permiten una producción forrajera intensiva y de fácil aprovechamiento (Sánchez et al, 1981). El manejo agronómico y del pastoreo son aspectos fundamentales para explotar el potencial genético de las diferentes especies de gramíneas de clima templado; sin embargo, en muchas ocasiones su desconocimiento produce el fracaso de los sistemas de producción animal en pastoreo. En los últimos 18 años, la investigación en praderas ha generado conocimiento y experiencia en el manejo de sistemas de producción con base a la utilización del ballico perenne (Loliuim perenne L.), destacando por su importancia el manejo agronómico, uso del agua, y el manejo del pastoreo con bovinos, caprinos y ovinos (García et al, 1991) Un primer aspecto en los sistemas de producción animal en praderas es la selección de la especie forrajera. En México existen diversos ambientes ecológicos, los cuales, están determinados por la interacción de factores climáticos y edáficos. Los factores edáficos varían en las diferentes regiones del país, mientras que los factores climáticos además también presentan variaciones año con año »pan y Bean, 1980). Estas características ambientales determinan la adaptación y productividad de cada especie. La mayoría de las especies de gramíneas de clima templado se adaptan a regiones templadas; sin embargo, existe nuevo germoplasma de éstas especies e inclusive híbridos de festuca alta x ballico perenne y ballico perenne 2 x ballico anual. Las diferentes especies de gramíneas de clima templado al interaccionar con las condiciones ecológicas de las regiones se pueden comportar de manera diferente de tal forma que es importante conocer las áreas de adaptación para las especies más importantes en el país. 3 II. OBJETIVO GENERAL Determinar las mejores especies de gramíneas de clima templado para regiones semicálidas y templadas de México y localizar sus áreas de adaptación. III. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Evaluar la producción de forraje de gramíneas de clima templado en diferentes regiones ecológicas del país. Determinar las áreas de adaptación de las especies más sobresalientes y evaluar clasificaciones ambientales del país como herramienta para este propósito. Comparar el híbrido Festuca arundinacea X Lolium perenne con festuca alta y ballico perenne en ambientes semicálidos y templados de México. Comparar el híbrido Loliurn hybridum con el ballico perenne en ambientes semicálidos y templados en México. 4 IV. HIPÓTESIS Existe una respuesta diferente de las especies de gramíneas de clima templado a los diferentes ambientes ecológicos de las regiones semicálidas y templadas de México. El híbrido Fesfuca arundinacea X Lolium perenne tiene un comportamiento productivo diferente a festuca alta y ballico perenne en los ambientes semicálidos y templados de México. El híbrido Lolium hybridum tiene un comportamiento productivo diferente al ballico perenne en ambientes semicálidos y templados en México. La clasificación de ambientes desarrollada por el INIFAP puede emplearse como guía para conocer las áreas de adaptación de las principales especies de gramíneas. 5 V. REVISIÓN DE LITERATURA Las praderas Los forrajes son los alimentos naturales de los animales rumiantes. Sin embargo, en muchos sistemas actuales de producción, el hombre ha cambiado drásticamente el tipo de alimentación de estos animales. Esta situación es particularmente cierta en el ganado bovino lechero en las regiones semicálidas y templadas de México. Aún en estas condiciones, los forrajes siguen siendo muy importantes, ya que en la mayoría de los casos son la fuente de nutrimentos más baratos, además son necesarios para mantener un funcionamiento apropiado del rumen de estos animales y para obtener un contenido de grasa adecuado de la leche (Núñez et al., 1991). Existen algunos aspectos agronómicos que son claves para obtener alto rendimiento y valor nutritivo en los forrajes, entre ellos, la selección de la especie a partir de las características de clima y suelo de las regiones, y los requerimientos agro-climáticos de las diferentes especies forrajeras (CUADRO 1). A medida que los cultivos se establecen fuera de sus condiciones óptimas, el rendimiento disminuirá hasta un punto inadecuada para su producción (Moser y Hoveland, 1996). Las gramíneas ocupan un papel muy importante en la producción de las praderas, ya que a esta familia pertenecen la mayor parte de las plantas que producen forraje para los animales. Las ventajas reunidas por estas plantas en cuanto a su morfología y fisiología, son adecuadas para una producción forrajera intensiva de fácil aprovechamiento. A pesar de la existencia de un gran número de especies, se prevé que las investigaciones futuras de praderas, continúen el mejoramiento genético de especies y la valoración de otras nuevas con mejores características agronómicas, rendimientos y valor alimenticio (Nelson, 1996). Existen dentro de las especies que se comercializan para praderas, 6 gran número de variedades con características fisiológicas muy diferentes como; fechas de floración, resistencia a sequías, enfermedades, producción estacional, las cuales cubren muchas situaciones y ofrecen grandes posibilidades al agricultor a la hora de elegir una especie y variedad para praderas (Sleper y West, 1996). La evaluación de una planta o variedad es muy compleja, ya que hay que considerar las características de la planta y su posible interacción con el medio ambiente y/o sistema de explotación. Existen varios factores importantes en la evaluación como son: producción, digestibilidad, gustocidad, duración del periodo de crecimiento, resistencia al pastoreo, capacidad de asociación con otras especies de plantas, etc. (Núñez et al., 1991). Un aspecto importante a contemplar es el enfoque metodológico en la evaluación de especies y cultivares de forrajes. Por ejemplo, en el programa de la red internacional de evaluación de pastos tropicales se evaluó la adaptación de especies y ecotipos mediante ensayos multilocacionales distribuidos en diversos ecosistemas importantes. El programa incluyó la caracterización y agrupamiento de ambientes basándose en variables de suelo e índices climáticos, el análisis de las relaciones entre descriptores ambientales y el comportamiento agronómico de las especies en grupos de ambientes homogéneos (Núñez, 1998). Sin embargo, este tipo de metodología requiere de muchos recursos y un alto grado de cooperación institucional. Otro aspecto a considerar es, con respecto a la variación climática a través de los años y la interacción del germoplasma, la persistencia de especies solas y en asociación, con y sin pastoreo, potencial para la producción de leche o carne (Núñez, 1998). La validación tecnológica es finalmente la prueba contundente para confirmar los resultados de investigación en las condiciones de los usuarios (Martín del Campo, 1991) 7 CUADRO 1. Requerimientos Agro-ecológicos de las principales gramíneas y leguminosas de clima templado Nombre común Alfalfa Ballico perenne Bromo Festuca alta Orchard Kikuyo Nombre científico Medicago sativa L. Lolium perenne L. Bromos inermes Leyss Festuca arundinacea L. Dactylis glomerata L. Pennisetum clandestinum Holhst ex Chivo Trifolium repens L Trébol blanco Trébol Trifolium subterranum L. subterráneo Trébol rojo Trifolium oratense L. Temperatu Precipitación ra óptima, óptima, °C. mm/aho 25 1200 15 1250 7.0 6.4 Tolerancia a la salinidad Baja Moderada pH 12 20 16 25 1000 500 550 1250 7.0 7.0 6.5 5.5 Baja Moderada Moderada Moderada 14 1200 6.0 15 900 6.1 Bajamoderada Baja 12 1200 6.3 Baja (Núñez, 1998). Clasificación de las plantas por su tipo de fotosíntesis De acuerdo a su tipo de fotosíntesis, las plantas se clasifican en especie C3 ó de clima templado, C4 ó de climas cálidos y CAM ó plantas cactáceas. Debido a sus diferencias en el tipo de fotosíntesis se adaptan a diferentes ambientes, además de tener diferencias anatómicas y fisiológicas. Las plantas C3 ó de clima templado tienen menos eficiencia en el uso del agua y son menos productivas que las especies C4 (Gardner et al., 1985). La adaptación de las gramíneas de clima templado están determinadas en gran medida por la temperatura y disponibilidad de agua. Estas especies se adaptan mejor a clima frescos con condiciones buenas de precipitación pluvial o agua de riego. Se distribuyen principalmente entre los 30° y 60° de latitud (Olson y Lacey, 1996). Dependiendo de la especies, se adaptan a un amplio tipo de suelos. Aunque estas especies se pueden desarrollar en suelos ácidos y poco fértiles, tienen una buena respuesta a la 8 fertilización. Algunas especies como festuca alta tienen buena tolerancia a suelos alcalinos (Moser y Hoveland, 1996). Las gramíneas de clima templado (C3) se adaptan a regiones con temperaturas entre 15 y 25 °C en comparación a especies de clima cálido (C4) que se adaptan a lugares con temperaturas entre 30 y 40 °C. En áreas donde se presentan temperaturas menores de 15 °C, el crecimiento y fotosíntesis de las especies de clima templado son superiores a las especies de clima cálido. La relación entre las especies de clima templado o cálido y el tipo de fotosíntesis no es totalmente cierto. De tal forma que ciertas especies C3 pueden utilizarse en ambientes cálidos (Moser y Hoveland, 1996). Muchas especies de gramíneas de clima templado poseen el metabolismo de la fructosa, el cual aparentemente disminuye la cantidad de almidón almacenado en los cloroplastos y que inhibe la fotosíntesis a bajas temperaturas. Este mecanismo les permite a las gramíneas de clima templado la conversión de energía solar a carbohidratos aún en períodos de bajas temperaturas (Nelson, 1996). Por otra parte, algunos autores indican que la adaptación y producción de las especies de gramíneas está mas relacionada con la partición de carbón que con la tasa de fotosíntesis por unidad de área (Nelson, 1996). La disponibilidad de agua es el factor más importante que determina la productividad y persistencia de las especies de gramíneas. Las especies de gramíneas de climas templados tienen diferentes mecanismos para disminuir el estrés por agua en el suelo entre los cuales destacan características foliares, control estomatal, ajuste osmótico, etc. (Frank et al. 1996). El crecimiento de las gramíneas depende de la disponibilidad de nutrientes en el suelo. En general, la fertilización de nitrógeno estimula el crecimiento y la competitividad de las gramíneas. Las raíces de las gramíneas les proporcionan la ventaja de extraer fósforo y potasio del suelo. En asociaciones con leguminosas, los requerimientos de nitrógeno disminuyen pero aumentan para fósforo y potasio (Mayland 9 y Wilkinson, 1996). Especies de gramíneas de clima templado para pastoreo • Pasto ballico perenne (Lolium perenne L.) ¾ Descripción El ballico perenne (Loliurn perenne L.), también llamado ballico Inglés, es una gramínea amacollada, perenne de clima templado, nativo de Europa, Asia templada y el Norte de África. Esta ampliamente distribuido a través del mundo, incluyendo Norte y Sur de América, Europa, Nueva Zelanda y Australia. Las características de esta especie de acuerdo a Hannaway et al, (1999a) son: • Alto potencial de producción. • Rápido establecimiento. • Adaptabilidad a la labranza mínima. • Adaptabilidad a suelos pesados con poco drenaje. El ballico perenne puede comportarse como anual de vida corta o perenne, dependiendo de las condiciones ambientales. Se asemeja al ballico anual (Loliurn mulliflorum Lam.), aunque el ballico perenne tiene más hojas en la parte baja de la planta, su collar y hojas son mas angostas, y sus lemas no tienen aristas (Moser y Hoveland, 1996). ¾ Identificación El ballico perenne, como otras gramíneas, puede ser identificado mediante las partes florales (inflorescencia, espiguillas, y semilla) o partes vegetativas (hojas, tallos, collar y raíz) (Bartels, 1996). ¾ Inflorescencia (agrupación de semillas) La inflorescencia es una espiga de 5 a 30 cm de largo, la cual tiene de 5 a 40 espiguillas acomodadas y unidas de forma alterna directamente a lo largo del borde del raquis central. Las lemas no tienen aristas en 10 contraste con el ballico anual (Hannaway et al., 1999 a). ¾ Espiguilla Las espiguillas contienen de 3 a 10 flósculos. La espiguilla terminal tiene dos glumas, pero la gluma mas interna esta ausente en las otras espiguillas (Moser y Hoveland, 1996). ¾ Semilla Las lemas no tienen aristas. Por el contrario, el ballico anual tiene aristas. El promedio de semillas por kilogramo es de 521,000 con un rango de 440,000 a 583,000. Las semillas del ballico perenne son de 5 a 8 mm de largo y 1 a 1.5 mm de ancho en el punto medio (Hannaway et al., 1999 a). ¾ Tallo Los tallos florales están compuestos de nudos y entrenudos, cada nudo sostiene una hoja. Los tallos son de 30 a 100 cm de altura dependiendo de la variedad, humedad y condiciones del lugar. El segmento superior del tallo es llamado pedúnculo, estructura que sostiene las partes florales. La base del tallo es comúnmente rojiza (Heath et al, 1985). ¾ Hojas Las hojas del ballico perenne están dobladas en el nudo (en contraste a las hojas del ballico anual, las cuales están enrolladas). Las hojas son de 2 a 6 mm de ancho y de 5 a 15 cm de largo, son puntiagudas y volteadas (Bartels, 1996). Las láminas de las hojas son de color verde brillante. Son prominentemente rígidas en la parte superior. Las superficies de abajo son lisas, brillantes y sin vellos. Los márgenes de las hojas son ligeramente ásperos al tacto (Hannaway et al, 1999 a). Las láminas de las hojas se incrementan en tamaño desde la primera 11 a la séptima hoja en un tallo, aunque los tallos rara vez tienen más de tres hojas. Las vainas de las hojas no están volteadas, son comprimidas y algunas veces casi cilíndricas. Las vainas no tienen vellos, son de color verde pálido y rojizas en la base y pueden estar encerradas o divididas (Hannaway et al, 1999 a). ¾ Collar El collar es una banda estrecha de tejido meristemático situado en la unión de la lámina de la hoja y el tallo, sirve para incrementar el tamaño de la lámina de la hoja. Una vez que la lámina de la hoja ha alcanzado su tamaño máximo, las células en el collar dejan de dividirse. La región del collar del ryegrass perenne es estrecha, sin pelos y de color amarillento a verde blanquizo. Las aurículas son pequeñas, suaves y parecidas a un diente. La lígula es una membrana delgada de .25 a 2.5 mm redondeada en la punta (Bartels, 1996). ¾ Raíz El sistema superficial de la raíz es altamente ramificado y produce raíces adventicias de los nudos basales del tallo. El ballico perenne no tiene rizomas, aunque se ha reportado que puede desarrollar estolones (Hannaway et al, 1999 a). ¾ Áreas de adaptación El ballico perenne se adapta muy bien a regiones con climas fríos y húmedos pero con invierno no muy severo. El ballico perenne se desarrolla de manera excelente en suelos fértiles con buen drenaje; sin embargo, tiene un amplio rango de adaptabilidad al suelo. Se adapta desde suelos bien drenados hasta suelos con pobre drenaje (Barker et al, 1993). El ballico perenne tolera periodos largos de inundación (15 a 25 días) a temperaturas menores de 27 °C. Esta especie tolera suelos ácidos y alcalinos con pH de 5.1 a 8.4, pero su mejor desarrollo ocurre cuando el pH del suelo es de 5.5 a 7.5 (Hannaway et al, 1999 a). 12 El crecimiento máximo de esta especie ocurre a temperaturas de 20 a 25 °C. El ballico perenne está adaptado a periodos calientes que se presentan en climas fríos y húmedos. En las áreas templadas de México, el mejor crecimiento del ballico perenne es en primavera y verano. Sin embargo, el ballico perenne es sensitivo a temperaturas extremas y sequías (Núñez et al, 1991). Aun con irrigación y lluvia abundante, la producción es afectada cuando las temperaturas del día sobrepasan los 31° C y en la noche exceden los 25 °C (Hannaway et al., 1999a). El ballico perenne es menos resistente al invierno que el pasto orchard o la festuca alta pero tolera menos la sequía que el pasto bromo. En México, existen experiencias que indican que el ballico perenne se adapta a regiones con temperatura media anual de 10 a 18 °C pero donde la temperatura promedio del mes más caluroso no supera 30 °C (Cuadro 11). En el caso de praderas de ballico perenne en temporal se requiere una precipitación mayor de 700 mm al año. (Hannaway et al., 1999 a). ¾ Uso Existen diferentes cultivares tetraploides y diploides de ballico anual, así como híbridos entre ballico anual y ballico perenne. Los cultivares tetraploides tienen tallos más grandes y espigas y hojas más anchas. Generalmente son más resistentes a enfermedades y pueden tener producciones mayores que los cultivares diploides. Entre las gramíneas de clima templado, el ballico perenne es de las especies con mayor calidad nutritiva (Heath et al, 1985). ¾ Valor nutritivo del ballico perenne El ballico perenne se caracteriza por acumular altos niveles de carbohidratos no estructurales, principalmente, en la primavera y verano. El ballico perenne puede tener un contenido de proteína cruda similar a otras especies de gramíneas de clima templado (14-18 %), 13 pero su digestibilidad (70%) es superior a las otras especies (Minson, 1990). El ballico perenne se utiliza en praderas para la producción de leche principalmente, aunque también se puede utilizar para la producción de carne y forraje ensilado (Heath et al., 1985). El Lolium hybridum Haussaka es resultado de una cruza de ballico anual y perenne. En Estados Unidos de América, este híbrido es menos resistente al invierno pero más productivo que el ballico perenne (Hannaway et al., 1999 a). • Pasto Festuca alta (Festuca arundinacea L.) ¾ Descripción Este es una gramínea perenne amacollada de clima templado, nativo de Europa y norte de África, fue introducido de Europa a Norte y Sudamérica (Hannaway et al, 1999 b). La festuca alta es una gramínea importante en sistemas de producción de ganado de carne. En el mundo, es un pasto valorado por su tolerancia a una amplia variedad de factores de suelo y clima, y por su alto potencial de producción de forraje (Hannaway et al, 1999 b) la festuca alta es muy parecido a la Festuca pratensis Huds., ambos están estrechamente relacionados a los pastos ballico perenne y anual (Moser y Hoveland, 1996). ¾ Identificación La festuca alta, como otras gramíneas, puede ser identificado por sus partes florales (inflorescencia, espiguillas y semilla) o por sus partes vegetativas (hoja, tallo, collar y raíz) (Hannaway et al, 1999 b). ¾ Inflorescencia (agrupación de semillas) La inflorescencia es una panícula hasta de 50 cm aunque normalmente es de 10 a 35 cm. Las panículas varían desde abiertas, ramificadas a sin orden y muy angostas. Las ramificaciones cortas tienen varias espiguillas (Moser y Hoveland, 1996). 14 ¾ Espiguillas Las espiguillas pueden ser desde elípticas a oblongas de 10 a 19 mm. Cada espiquilla tiene de 3 a 10 flósculos. Sin embargo, aproximadamente solo la mitad produce semilla. Los flósculos dentro de las espiguillas están interconectados por un axis central llamado raquilla. Segmentos de la raquilla se encuentran en cada flósculo maduro (semilla) (Hannaway et al., 1999 b). ¾ Semilla Las lemas tienen aristas con una longitud de 1 a 4 mm. En promedio se tienen 484,000 por Kg, con un rango de 387,000 a 574,000 por kg. Las semillas de la festuca alta son de 6 a 10 mm de longitud y de 1 a 1.5 mm en la parte media (Hannaway et al, 1999 b). ¾ Tallo Los tallos florales producen tallos huecos compuestos de nudos y entrenudos llamados colectivamente culmo. Los culmos usualmente son erectos, fuertes, suaves y hasta de 2.0 m. El segmento superior del tallo que mantiene la inflorescencia tipo-panícula, es el pedúnculo. La base del tallo normalmente es rojiza (Moser y Hoveland, 1996). ¾ Hoja. Las hojas de la festuca alta están enrolladas en el nudo. Las láminas de las hojas son de 3.0 a 12.0 mm de ancho y de 10 a 60 cm de longitud. Son prominentemente rugosas en la superficie superior y brillante en la superficie de abajo. Las hojas son mas angostas en la punta con márgenes irregulares y cortantes al tacto. Las vainas de la hoja son suaves, divididas (traslapadas arriba) y rojizas en la base (Hannaway et al., 1999 b). ¾ Collar El collar es una banda de tejido meristemático que permite el 15 incremento de la longitud de la hoja. Una vez que la lámina tiene su máxima longitud, las células en el collar cesan de dividirse. La región del collar de la festuca alta es distintiva. Las aurículas son redondas con vellos finos. La lígula es corta y membranosa, y mide hasta 2 mm (Hannaway et al, 1999 b). ¾ Raíz La festuca alta produce un gran número de raíces rugosas y fuertes. La festuca alta no tiene estolones. Generalmente tiene rizomas cortos, aunque existe una amplia variación en las características de los rizomas que le permiten cubrir el suelo de pasto (Moser y Hoveland, 1996). ¾ Valor nutritivo de la festuca alta Los cultivares más comunes son Alta y Fawn. Los cultivares comunes de la festuca alta pueden tener una digestibilidad promedio de 55 a 65%, pero puede alcanzar valores hasta de 73 %, dependiendo del cultivar, estado de madurez y estación del año (Gardner et al, 1985). El festulolium (Festulolium braunii, K.A.) es un híbrido derivado del ballico anual y festuca. En Estados Unidos de América, se describe como una planta persistente, resistente el invierno y enfermedades, con alta calidad nutricional; sin embargo, esta especie tiene menor producción que la festuca alta en las regiones templadas de México (Gardner et al, 1985) ¾ Áreas de adaptación La festuca alta se adapta mejor en suelos profundos, húmedos, de textura pesada a media y altos en contenido de materia orgánica. Esta especie se desarrolla mejor en suelos que varían de altamente ácidos (pH de 4.7) a alcalinos (pH de 9.5). El mejor crecimiento se tiene cuando el pH del suelo es de 5.5 a 8.5 (Hannaway et al, 1999 b). La festuca alta es adecuado para utilizarse en suelos con diferentes clases de drenaje, desde suelos con excesivo a pobre drenaje (Moser 16 y Hoveland, 1996). Esta especie tolera periodos largos de inundación (24 a 35 días). Sus mejores producciones de forraje se obtienen en la primavera y verano pero disminuye en el otoño-invierno (Hannaway et al, 1999 b). En México, existen experiencias que indican que la festuca alta se adapta principalmente a regiones templadas y en menor grado a regiones cálidas con temperaturas medias anuales entre 10 y 21 °C, pero donde la temperatura del mes más caliente sea menor de 32 °C (Cuadro 11). En el caso de praderas de esta especie en condiciones de temporal, se requieren localidades con una precipitación pluvial mayor de 600 mm al año (Hannaway et al, 1999 b). ¾ Uso La festuca alta ha tenido una utilización limitada como forraje para la producción de leche, debido a las toxinas producidas por la infección de hongos endófitos (Moser y Hoveland, 1996). Por lo tanto, el principal uso en los Estados Unidos de América es para la producción de carne. Además, tiene un uso limitado para la producción de heno y ensilados. Esta especie también se emplea para la estabilización del suelo y para mejorar la infiltración de agua (Heath et al, 1985). • Pasto orchard (Dactylis glomerata L.) ¾ Descripción El pasto orchard (Dactylis glomerata L.) es nativo del centro y oeste de Europa. Esta gramínea ha sido reconocida como un excelente cultivo para heno, praderas y ensilaje. El orchard es un pasto erecto amacollado, perenne de clima templado que se reproduce sexualmente por semilla y asexualmente a través de material vegetativo (Henning y Risner, 1993). El pasto orchard es conocido como "pata de gallo" en Europa, Nueva Zelanda y Australia. Este nombre fue derivado de la forma de su inflorescencia. El nombre del genero Dactylis también fue derivado de la forma de la inflorescencia; 17 de la palabra griega dacfulos, que significa dedo, en referencia a las ramificaciones de la inflorescencia (Hannaway et al, 1999 c). Existen diferentes tipos de cultivares de pasto orchard. En cuanto a su habito de crecimiento, se tienen cultivares altos de maduración precoz, altos de maduración tardía, de porte medio con maduración intermedia, y de porte bajo con maduración intermedia. Los cultivares de porte bajo e intermedio son los típicos para praderas, mientras que los cultivares de porte alto, se emplean para la producción de heno. Los cultivares de maduración tardía generalmente son más productivos y resistentes a enfermedades que los cultivares precoces (Moser y Hoveland, 1996). ¾ Identificación El pasto orchard, como otras gramíneas, puede ser identificado por sus partes florales (inflorescencia, espiguilla y semilla) o partes vegetativas (hoja, tallo, collar y raíces) (Hannaway et al, 1999 c). ¾ Inflorescencia (agrupación de las semillas) La inflorescencia ramificada del pasto orchard es una panícula compacta o diseminada parcialmente con una longitud de 5 a 20 cm (Hannaway et al., 1999c). ¾ Espiguilla Las inflorescencias están compuestas de espiguillas que tienen de 2 a 8 flósculos. Las espiguillas están unidas a las ramificaciones de la panícula por pedicelos. Las flores nacen en racimos de un solo lado de ramificaciones rígidas (Moser y Hoveland, 1996). ¾ Semilla Los flósculos individuales son mas pequeños y ligeramente curvos que en el festuca alta o ballico (Henning y Risner, 1993). Las lemas son 18 abruptamente puntiagudas o con aristas cortas. El promedio de semillas es 1,012,000 por Kg, con una variación de 726,000 a 1,236,000 semillas/kg. (Hannaway et al., 1999 c). ¾ Tallo Los tallos son erectos, con una altura de 30 a 120 cm. Los tallos vegetativos son comprimidos, dando una apariencia plana distintiva para la identificación vegetativa (Moser y Hoveland, 1996). ¾ Hoja Las hojas del pasto orchard son de 2 a 12 mm de ancho y pueden alcanzar hasta 1 metro de longitud. Las hojas están dobladas cuando emergen de la espiral de hojas anteriores, resultando en una apariencia distintiva plana y una forma de V en la sección cruzada. Las hojas varían en color de verde a verde-azulado, dependiendo de la variedad y concentración de nutrientes. La superficie de abajo no es brillante y tiene un pliegue distintivo en el centro. Los márgenes y vainas de las hojas usualmente son algo ásperas al tacto cuando maduran, aunque se han desarrollado algunas variedades con hojas suaves (Henning y Risner, 1993). ¾ Collar El collar es una banda estrecha de tejido meristemático que permite el aumento del tamaño de la lámina de la hoja. Una vez que la lámina de la hoja ha alcanzado su máximo crecimiento, las células dejan de dividirse. La región del collar del pasto orchard es amplia y sin aurículas. La lígula es una membrana, aproximadamente de 3 a 10 mm de largo, redonda, frecuentemente dividida y desigual en la parte de arriba. La vaina de la hoja esta unida abajo de la región del collar, formando un tubo cerrado en su mayor parte (Hannaway et al., 1999 c). 19 ¾ Raíz El pasto orchard produce un sistema de raíz fibroso y extenso. No tiene estolones y rara vez presenta rizomas cortos (Moser y Hoveland, 1996). ¾ Áreas de adaptación El pasto orchard es una gramínea que necesita suelos con un drenaje de moderado a bueno. El pasto orchard tolera suelos con pH de 5.6 a 8.4, pero su mejor crecimiento ocurre a un pH entre 6.0 a 7.5. No tolera suelos húmedos o sobrevive inundaciones prolongadas (Henning y Risner, 1993). El pasto orchard es tolerante a la sombra con habilidad para crecer abajo de los árboles. Esta especie es más tolerante al calor y sequía que el ballico perenne, pero menos que el festuca alta. Sus mejores producciones de forraje se obtienen en la primavera (Hannaway et al, 1999 c). La falta de crecimiento invernal en el pasto orchard, aumenta su resistencia al frío comparado con el ballico perenne. Sin embargo, una sobre-fertilización con nitrógeno (N), ocasiona un crecimiento continuo y tardío en otoño que disminuye su resistencia al invierno (Henning y Risner, 1993). En áreas con inviernos severos, es conveniente utilizar variedades de pasto orchard con mayor resistencia al frío (Hannaway et al, 1999 c). En México el pasto orchard se adapta a regiones templadas con temperatura media anual entre 10 a 19 °C y donde la temperatura del mes más caliente sea menos de 31 °C (Cuadro 11). ¾ Uso En cuanto a su digestibilidad, el pasto orchard es inferior al ballico perenne y pierde rápidamente su valor nutritivo al avanzar la madurez (Heath et al, 1985). Esta especie es menos importante que el ballico perenne y se emplea principalmente para la producción de carne en los Estados Unidos de América, y en menor grado para la producción de heno (Henning y Risner, 1993). En Estados Unidos de América, se utiliza en mezclas con otras gramíneas de climas templados y 20 leguminosos, y en Nueva Zelanda, se asocia con los zacates timothy y ballico perenne, así como con trébol blanco (Heath et al, 1985). • Pasto bromo (Bromus sp) ¾ Descripción Existen diferentes especies de pasto bromo distribuido ampliamente en Europa y otras partes del mundo, se clasifican en anuales y perennes. ¾ Áreas de adaptación El pasto bromo requiere suelos con buena fertilidad y condiciones ambientales favorables (Langer, 1990). No soporta el encharcamiento y se adapta a diferentes tipos de suelos como arenosos ó migajones arcillosos con pH de 6.0 a 7.5. Esta gramínea es más tolerante a la sequía que el pasto orchard. La temperatura óptima para su desarrollo es entre 18 y 25 °C y reduce su crecimiento cuando la temperatura es superior de 35 °C. En algunos lugares de los Estados Unidos, algunas especies de este pasto entran en dormancia en el verano. En general, este pasto presenta resistencia al frío en invierno, ya que la muerte de las plantas ocurre cuando la temperatura desciende a -22 °C. (Moser y Hoveland, 1996). ¾ Uso En los Estados Unidos de América, este pasto tiene su mayor producción en la primavera y disminuye aproximadamente en más de 50% en el verano y otoño (Muslera et al, 1991). Este pasto se puede mezclar con leguminosas como trébol blanco y alfalfa. En algunos casos puede desaparecer de las praderas debido a que eleva el punto de crecimiento. En general, puede ser menos persistente que el pasto orchard en mezclas con leguminosas. (Nelson, 1996). La calidad nutritiva de las especies de pasto bromo es aceptable, aunque intermedia entre los pastos orchard y festuca (Heath et al, 21 1985). Su contenido de proteína cruda es alto en las etapas iniciales de desarrollo, pero al igual que su digestibilidad, disminuye rápidamente al avanzar la madurez. Estas especies se utilizan principalmente asociadas con leguminosas como alfalfa, trébol rojo, etc., y se emplean para pastoreo, producción de forrajes verde, heno y ensilados; además, se emplea en la protección de caminos y prevención de la erosión (Heath et al, 1985). Crecimiento y Manejo de las gramíneas Las plantas capturan energía solar mediante sus hojas verdes a través de la fotosíntesis. La energía es convertida a carbohidratos para su crecimiento o almacenada para usarse después. En la FIGURA 1, se observa las fases de la curva de crecimiento de las gramíneas. En la Fase 1, las plantas tienen pocas hojas y realizan menos fotosíntesis, su crecimiento es lento y tienen que utilizar parte de los carbohidratos almacenados. En la Fase 2, las plantas tienen más hojas, su crecimiento es rápido, su fotosíntesis es mayor, lo cual les permite almacenar carbohidratos. En la última fase, la fotosíntesis disminuye debido al sombreo de las hojas superiores; además que la energía capturada se utiliza para la floración y formación de semillas. La calidad nutricional del forraje disminuye a medida que las plantas se desarrollan, tienen más tallos, concentración de fracciones fibrosas y menos concentración de proteína cruda (Blanchet et al., 2000). 22 Un buen manejo de las praderas requiere un equilibrio entre la producción y calidad nutricional de las plantas a través de la aplicación de los principios del crecimiento de las plantas. El mejor momento para iniciar el pastoreo es inmediatamente después del crecimiento rápido y antes de la floración y asemillado. Con esto se obtiene alta producción y calidad nutricional del forraje. En vacas lecheras y animales con desarrollo rápido, el pastoreo se puede iniciar antes del momento mencionado, con lo cual, los animales obtendrán forraje de mejor calidad nutricional. Animales con requerimientos nutricionales menores (vacas secas, etc.) pueden iniciar el pastoreo en la parte alta de la curva (Blanchet et al. 2000). El momento para terminar el pastoreo en un potrero es cuando las plantas se encuentran entre las Fases 1 y 2. En general, las guías para iniciar el pastoreo en un potrero son cuando el pasto tenga una altura de 15 a 25 cm y se deben mover los animales a otro potrero cuando la altura del pasto llegue a 7-8 cm. Con esto, las plantas tendrán periodos de descanso para recuperar su reserva de carbohidratos para el siguiente crecimiento. Calidad nutricional de las gramíneas de clima templado La digestibilidad in vitro de las gramíneas de clima templado varía de 60 a 75%, y el contenido de proteína cruda de 16 a 20% (Núñez et al., 1991). La digestibilidad in vitro y el contenido de fibra disminuyen con el desarrollo de las plantas principalmente durante el verano (Núñez et al., 1991). Respecto a la proteína, la mayor parte es proteína degradable en el rumen; razón por la cual, la mayoría de la proteína absorbida en el intestino de animales en pastoreo, es proteína microbiana sintetizada en el rumen (Núñez et al., 1991). La síntesis de proteína bacteriana es alta en rumiantes que consumen forrajes inmaduros, verdes y con alta digestibilidad, en comparación con animales alimentados con forrajes secos y maduros (Gardner et al., 1985). Debido a lo anterior, las necesidades nutricionales de los animales de alta producción en pastoreo, se tratan de satisfacer mediante el pastoreo de forraje en estado vegetativo (Núñez et al, 23 1991). Los requerimientos nutricionales varían según el tipo de ganado. Como se observa en la FIGURA 2, las gramíneas de clima templado (C3) tiene un valor nutricional mayor comparado con las gramíneas tropicales (C4), pero son superadas por las leguminosas de clima templado. En el caso de vacas lecheras es necesario la suplementación debido a que los requerimientos nutricionales, son superiores a los aportados por praderas de gramíneas de clima templado (Núñez et al,. 1991) 24 VI. MATERIALES Y MÉTODOS Los experimentos se realizaron en los campos experimentales del INIFAP en Pabellón, Aguascalientes y en Matamoros, Coahuila. De acuerdo con los cuadros 5,6 y 7, los sitios experimentales se localizan en los ambientes subtropicales áridos semicálidos (La Laguna), y subtropical semiárido templado (Aguascalientes). Las características ecológicas que describen estos dos lugares se presentan en el CUADRO 2. CUADRO 2. Características ecológicas de las localidades experimentales. Localización, LN Clasificación climática Altitud, msnm Precipitación anual, mm Temperatura anual °C Textura del suelo pH Pabellón, Aguascalientes 21°88' Subtrópico semiárido templado 1912 544 18.5 Migajón arenoso 7.9 Matamoros, Coahuila 25°53' Subtrópico árido semicálido 1100 243 21.1 Arcillo arenosa 8.2 En las dos localidades se sembraron diecisiete variedades de pastos perennes el 6 de noviembre de 1996. En cada especie se incluyeron cultivares con diferente precocidad a madurez con excepción del Bromos inermis y Bromos willdenowii. (CUADRO 3). Todas las variedades se sembraron de acuerdo a la densidad recomendada para cada especie (CUADRO 4). Las variedades se establecieron en parcelas de 4 x 2 m, la fertilización fue 100-60-00 N-P-K (Kg ha-1) en la siembra en los dos experimentos. El diseño experimental fue bloques al azar en ambos experimentos. El corte inicial se efectuó cuando las plantas tuvieron una altura de 30 cm, que fue aproximadamente a los 70 días de establecidos los pastos y después cada 28 días en primavera, verano y otoño, y de 35 a 40 días en invierno. 25 CUADRO 3. Pastos de clima templado evaluadas en dos regiones de México. Clave BRI-H-96 BRW-E-96 OGP-E-96 OGH-H-96 OGL-L-96 OGPA-E-96 OGC-M-96 FLK-L96 TFD-E-96 TFF-E-96 TFB-VL-96 TFFS-EM-96 LHB-E-96 PRL-E-96 PRN-E-96 PRT-E-96 PRC-L-96 Especie Bromas inermis Bromos willdenoii Dactylis glomerata Dactylis glomerata Dactylis glomerata Dactylis glomerata Dactylis glomerata Festuca arundinacea x Lollum perenne Festuca arundinacea Festuca arundinacea Festuca arundinocea Festuca arundinacea Lolium hybridum Lolium perenne Lolium perenne Lolium perenne Lolium perenne Madurez Intermedia Precoz Precoz Intermedia Tardía Precoz Intermedia Tardía Precoz Precoz Muy tardía Precoz/intermedia Precoz Precoz Precoz Precoz Tardía El nitrógeno se aplicó después de cada corte empleando una dosis de 50 kg/ha y se le dio uno o dos riegos dependiendo de las condiciones climáticas existentes con una lámina de aproximadamente 10 cm cada riego. CUADRO 4. Densidad de siembra empleada para cada especie de gramínea Especies Bromos inermis Bromos willdenowii Dactylis glomerata Festuca arundinacea Festuca arundinacea x Lolium perenne Lolium hybridum Lolium perenne Kg/ha 22 39 22 28 28 30 30 En cada corte se cosechó una parcela útil de 3 x 1 m para determinar la producción de forraje verde. De cada parcela se tomó una muestra 26 de 1 Kg y se secó en una estufa de aire forzado a 60 °C para determinar el porcentaje de materia seca. Con el producto de ambas variables se estimó el rendimiento de materia seca por hectárea. Análisis estadístico del experimento Los experimentos se establecieron en diseños de bloques completos al azar con cuatro repeticiones en cada localidad. Para el análisis de conjunto de ambas localidades se utilizó el modelo descrito por McIntosh (1983). Fuente de variación AÑO LOCALIDAD REP(LOC x AÑO) VARIEDAD AÑO x VARIEDAD LOC x VARIEDAD LOC x AÑO x VAR ERROR RESIDUAL Grados de Cuadrado medio libertad 2 CM 1 1 CM2 20 CM 3 16 CM 4 32 CM 5 16 CM 6 32 CM 7 288 CM 8 Prueba de "f' CM1/CM4 CM2/CM4 CM4/CM8 CM5/CM8 CM6/CM8 CM7/CM8 CM - Cuadrado medio. Determinación de áreas de adaptación A partir de la información de clima, suelo, y los requerimientos agros climáticos se determinaron las áreas de adaptación de las mejores especies de las gramíneas evaluadas. Lo anterior se efectuó mediante el sistema de información geográfica IDRISI y las bases de datos de clima y suelo generadas por el INIFAP. Base de datos de clima Se obtuvieron los datos de las normales climatológicas del SMN para cada Estado y las estaciones de los Estados circunvecinos situadas a menos de medio grado de latitud o longitud del límite estatal, estas se revisaron para seleccionar las estaciones más confiables utilizando los paquetes Supercalc 4.0 y Wordstar 4.0. Por medio de modelos de interpolación en Qbasic, se generaron a partir de los archivos de clima 27 de cada Estado datos promedio ponderados de: Temperatura mínima, temperatura máxima, precipitación y evaporación para una cuadrícula de 900m por 900m. Con la base de datos de clima dentro del GIS (IDRISI) se generan otras variables como temperatura media, índice P/E, horas frío y unidades calor entre otras; es posible hacerlo para cada mes o para cualquier periodo del año. Clasificación de los ambientes de México Medina y colaboradores (1998), señalan una clasificación de los ambientes en México, que fue la que se utilizó en la estratificación de ambientes considerados en este trabajo. Esta clasificación fue de acuerdo a la clasificación del mes más frío (CUADRO 5), disponibilidad de la humedad (CUADRO 6) y temperatura media anual (CUADRO 7). CUADRO 5. Temperatura del mes más frío TEMPERATURA MEDIA MENSUAL °C Todos los meses con temperatura mayor a 18°C Por lo menos un mes con temperatura menor de 18°C y mayor de 5°C Por lo menos un mes con temperatura menor de 5°C AMBIENTE Trópico Subtrópico Templado Medina et al., 1998 CUADRO 6. Disponibilidad de la humedad PRECIPITACIÓN >=EVAPOTRANSPIRACIÓN Ningún mes 1 a 3 meses 4 a 6 meses Más de 6 meses CUADRO 7. Temperatura media anual TEMPERATURA MEDIA ANUAL °C <5 5-18 18-22 22-26 >26 AMBIENTE Árido Semiárido Subhúmedo Húmedo Medina et al., 1998 AMBIENTE Frío Templado Semicálido Cálido Muy cálido Medina et al., 1998 28 Base de datos del suelo Se digitalizaron las cartas edafológicas del INEGI escala 1:250,000, 1:500,000, o 1:1'000,000, utilizando el GIS ARC/INFO para obtener principales de: unidades de suelo dominantes, fases físicas, fases químicas, texturas, litosoles, cuerpos de agua y principales zonas urbanas. Delimitaciones de zonas de alto potencial productivo Con los tres componentes de la base de datos en IDRISI, se generan imágenes de factores de elevación, pendiente, clima y las de suelo mencionadas en el párrafo anterior. Dichas imágenes se reclasifican (con 0 y 1) de acuerdo a los requerimientos para lograr un alto potencial productivo de las especies, después se sobreponen (multiplican) por pares todos los factores que intervienen, se restan las superficies ocupadas por litosoles, cuerpos de agua y principales zonas urbanas, hasta llegar a la imagen final. 29 VII. RESULTADOS El CUADRO 8 muestra que la interacción variedad x localidad x año fue estadísticamente significativa (P<0.05). Por esta razón, los resultados presentan el comportamiento de las variedades de las especies por localidad y año. Además, se muestran también los resultados de la producción de forraje total en los tres años de estudio. CUADRO 8. Análisis de varianza de acuerdo al modelo estadístico utilizado Fuente de variación AÑO LOCALIDAD VARIEDAD REP(LOC x AÑO) AÑO x VARIEDAD LOC x VARIEDAD LOC x AÑO x VAR ERROR RESIDUAL TOTAL * SIGNIFICATIVO libertad Grados de 2 1 16 20 32 16 32 288 407 ** ALTAMENTE SIGNIFICATIVO Cuadrado medio 2381.01 1130.06 223.76 134.08 44.32 84.48 14.57 5.33 16925.01 Prueba de "f' **17.76 *8.42 **41.98 **8.32 **15.84 **2.73 LA LAGUNA En el CUADRO 9 se observa que en el primer año las variedades de festuca alta tuvieron mayores producción de materia seca por hectárea comparada con las variedades de pasto orchard y Bromos inermis (P<0.05), destacando la variedad TFF-E-96. Las demás variedades fueron similares a las variedades de ballico perenne (P>0.05). El híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L. tuvo un comportamiento similar a las variedades menos productivas de ballico perenne PRL-E-96, PRT-E-96, PRC-L-96 y pasto orchard OGP-E-96 y OGH-M-96 (P>0.05). El Bromas inermis tuvo un comportamiento similar a las variedades mas productivas de orchard OGP-E-96, OGHM-96, OGL-L-96 y OGPA-E-96 (P>0.05). El Bromos willdenowii tuvo un comportamiento productivo similar a las variedades de festuca alta y ballico perenne (P>0.05). En el segundo año, las variedades de festuca TFD-E-96, TFF-E-96 y TFB-VL-96, fueron superiores a las variedades de las demás especies. En éste año, las variedades de 30 ballico y de orchard fueron similares exceptuando a la variedad OGCM-96 que tuvo un bajo rendimiento. El híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L. tuvo un comportamiento productivo inferior a todas las variedades de festuca alta y al Bromos willdenowii (P<0.05) pero similar a las variedades de ballico perenne y pasto orchard (P>0.05) y superior al Bromos inermis (P<0.05). En el tercer año, las variedades de festuca alta fueron superiores a las variedades de todas las demás especies (P<0.05). Las variedades de ballico perenne con excepción de la variedad PRT-E-96, tuvieron una producción de forraje similar a las variedades de orchard (P>0.05). El híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L. tuvo un comportamiento similar a las variedades más productivas de ballico perenne y a las menos productivas de orchard (P>0.05). El Lolium hybridum fue similar a todas las variedades de ballico y orchard (P>0.05). El Bromos willdenoii tuvo un comportamiento productivo similar a todas las variedades de orchard y a las variedades mas productivas de ballico perenne (P>0.05). El Bromos inermis tuvo un comportamiento similar a todas las variedades de ballico perenne y a las menos productivas de orchard (P>0.05). En la Laguna todas las variedades de festuca alta tuvieron altas producciones de materia seca por hectárea en los tres años de estudio (P<0.05) comparada con las variedades de las demás especies. En los tres años de estudio, las variedades de ballico perenne, tuvieron una producción similar (P>0.05) a excepción de la variedad PRT-E-96 que tuvo una producción menor (P<0.05). Solo las variedades de orchard OGL-L-96 y OGC-M-96 tuvieron una producción menor que todas las variedades de ballico perenne (P<0.05) a excepción del ballico perenne PRT-E-96 que fue igual al OGC-M-96 (P>0.05). El híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L. tuvo una producción similar a las variedades de ballico perenne (P>0.05) y solo superior a la variedad OGC-M-96 de orchard (P<0.05). El Lolium hibridum tuvo menor producción que todas las variedades de festuca alta (P<0.05), además fue similar en producción a las 31 variedades PRL-E-96, PRN-E-96, y PRC-L-96 de ballico perenne y al Bromos willdenowii (P>0.05) y tuvo una producción superior a todas las variedades de las otras especies (P<0.05). El Bromos willdenowii tuvo una menor producción que las variedades de festuca alta (P<0.05) pero fue similar a las variedades de ballico perenne (P>0.05) a excepción de la variedad PRT-E-96 (P<0.05) y superior a todas las variedades de las otras especies (P<0.05). El Bromos inermis tuvo una producción menor que las variedades de todas las especies (P<0.05) a excepción de la variedad OGC-M-96 de orchard a la cual fue similar (P>0.05). CUADRO 9. Producción anual de materia seca (ton/ha) de gramíneas de clima templado en la Región Lagunera. Especie Bromos inermes-M Bromos willdenowii-E Dacfylis glomerata-E Dactylis glomerata-M Dacfylis glomerata-L Dactylis glomerata-E Dactylis glomerata-M Festuca arundinacea x Lolium perenne Festuca arundinacea-E Festuca arundinacea-E Festuca arundinacen-VL Festuca arundinacea-EM Loliumhibridum-E Loliumperenne-E Loliumperenne-E Loliumperenne-E Loliumperenne-L Clave BRI-M-96 BRW-E-96 OGP-E-96 OGH-M-96 OGL-L-96 OGPA-E-96 OGC-M-96 FLK-L-96 1997 16.82 d 29.40 ab 21.49 cd 21.62 cd 18.02 d 19.95 d 15.16 e 23.39 c 1998 7.98 f 17.57 c 13.69 d 13.24 de 12.54 de 13.28 de 9.98 e 13.17 de 1999 8.22 cd 11.51 bc 13.06 bc 13.39 bc 14.26 b 12.66 bc 9.81 c 10.94 c Total 33.021 58.48 c 48.25 defg 48.26 defg 44.82 fg 45.9 efg 35.02 hi 47.50 defg TFD-E-96 TFF-E-96 TFB-VL-96 TFFS-EM-96 LHB-E-96 PRL-E-96 PRN-E-96 PRT-E-96 PRC-L-96 29.27 ab 31.59a 28.41 ab 29.75 ab 27.58 b 26.32 bc 27.37 b 24.87 bc 26.06 bc 24.30 ab 25.68a 23.50 ab 21.22 b 15.97 cd 13.76 d 13.93 d 11.18 de 14.35 d 19.42a 19.9a 19.43a 17.87a 12.84 bc 12.14 bc 13.79 bc 5.72 d 12.95 bc 72.98 ab 77.17a 71.35 ab 68.85 b 56.40 c 52.23 cde 55.09 cd 41.77 gh 53.37 cde E = precoz; M = intermedio; L = tardío VL= muy tardío a,b,c,d,e,f,g,h,i- Medias con diferente literal dentro de año no son estadísticamente iguales (P<.05) 32 AGUASCALIENTES En el CUADRO 10 se observa que en el primer año, todas las variedad de ballico perenne tuvieron una mayor producción de materia seca por hectárea comparada con las variedades de las demás especies (P<0.05) a excepción de la variedad PRL-E-96 que fue similar a la variedad de festuca alta TFD-E-96 (P>0.05). Se observaron diferencias significativas entre variedades de festuca alta, destacando las variedades TFD-E-96, TFF-E-96 y TFFS-EM-96, aunque todas fueron superiores a las demás variedades de orchard, Bromos inermis y el híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L. En las variedades de orchard también se encontraron diferencias significativas destacando la variedad OGPA-E-96 siendo superiores a Bromos inernis (P<0.05). La producción de forraje del híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L. fue inferior a la producción de las variedades de ballico perenne y festuca alta exceptuando la variedad (TFB-VL-96), pero fue superior a las variedades de las otras especies (P<0.05). El Lolium hybridum tuvo una producción inferior a las variedades de ballico perenne (P<0.05) pero similar a las variedades de festuca alta TFF-E-96 y TFFS-EM-96 (P>0.05). El Bromos willdenowii fue inferior en producción a las variedades de ballico perenne (P<0.05), pero superior a todas las variedades de las demás especies (P<0.05). El Bromos inermis presentó la producción de forraje mas baja de las variedades y especies evaluadas (P<0.05). En el segundo año, las variedades de festuca alta tuvieron las mejores producciones de forraje (P<0.05) a excepción de la variedad TFD-E-96 que tuvo un producción similar a la variedad de ballico perenne PRTE-96, al híbrido LHB-96-E, a las variedades de orchard OGH-M-96 y OGP-E-96 y del híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L. (P>0.05). Se encontraron diferencias significativas entre las variedades de orchard destacando la variedad OGC-M-96 siendo su producción superior a todas las variedades de ballico perenne y bromos (P<0.05). En el ballico perenne, con excepción de la variedad PRT-E-96 las demás variedades tuvieron producciones de forraje similares (P>0.05) 33 El híbrido Fesfuca arundinacea x Lolium perenne L. tuvo una producción similar a las variedades menos productivas de las especies de festuca alta, ballico perenne, orchard y al Lolium hybridum (P>0.05), pero su producción fue superior a las variedades de Bromos (P<0.05). Las variedades de los pastos bromo tuvieron menor producción que la mayoría de las variedades de las otras especies (P<0.05) a excepción de las variedades de ballico perenne PRT-E-96 y del híbrido Fesfuca arundinacea x Lolium perenne L., a las cuales fueron similares (P>0.05). En el tercer año, la variedad de Lolium hybridum tuvo la mayor producción de forraje (P<0.05) y solo fue comparable con las variedades de ballico perenne PRN-E-96 y PRC-L-96 y de festuca alta TFFS-EM-96 (P>0.05). Las demás variedades de ballico perenne y festuca alta fueron similares a las variedades de orchard OGPA-E-96 y OGC-M-96 (P>0.05) y superiores a todas las demás variedades (P<0.05). El híbrido Fesfuca arundinacea x Lolium perenne L. tuvo una producción menor que las variedades de ballico perenne (P<0.05) pero similar a las variedades menos productivas de festuca alta y orchard (P>0.05). El Bromus inermis tuvo una producción similar al híbrido Fesfuca arundinacea x Lolium perenne L y a las variedades menos productivas de festuca alta y orchard (P>0.05). El Bromus willdenowii tuvo la menor producción de todas las variedades (P<0.05) de las especies evaluadas. En la producción total de forraje en los tres años de estudio se observó un rendimiento de forraje similar entre las variedades de ballico perenne, festuca alta y Lolium hybridum (P>0.05) a excepción de la variedad de festuca alta TFD-E-96 que tuvo una producción menor (P<0.05). Todas las variedades de orchard, Fesfuca arundinacea X Lolium perenne L. y la variedad de festuca alta TFD-E-96 tuvieron una producción similar entre ellas y fueron superiores a las variedades de bromo (P<0.05). Las dos especies de bromo tuvieron la menor producción de forraje (P<0.05) de todas las variedades de las especies evaluadas. 34 CUADRO 10. Producción anual de materia seca templado en la región de Aguascalientes. Especie Clave 1997 Bromus inermis-M BRI-M-96 15.47 k Bromus willdenowii-E BRW-E-96 24.29 d Dacfylis glomerata-E OGP-E-96 19.78 i Dacfylis glomerata-M OGH-M-96 20.46 i Dacfylis glomerata-L OGL-L-96 20.07 i Dactylis glomerata-E OGPA-E-96 21.27 g Dacfylis glomerata-M OGC-M-96 19.52 j Festuca arundinacea x FLK-L-96 21.81 f Lolium perenne Festuca arundinacea-E TFD-E-96 24.40 c Festuca arundinacea-E TFF-E-96 23.91 e Festuca arundinaceaVL TFB-VL-96 21.16 h Festuca arundinacea-EM TFFS-EM-96 24.07 e Lolium hybridum-E LHB-E-96 23.31 e Lolium perenne-E PRL-E-96 24.41 c Lolium perenne-E PRN-E-96 24.89 b Lolium perenne-E PRT-E-96 27.83 b Lolium perenne-L PRC-L-96 28.67a (ton/ha) de gramíneas de clima 1998 18.34 g 16.38 g 23.21 fe 23.01 f 24.27 e 25.66 d 26.38 c 20.97 fg 1999 14.49 c 5.83 d 15.14 c 13.85 c 14.45 c 17.33 bc 18.06 b 13.78 c Total 48.31 f 46.51 f 58.14 de 57.32 de 58.8 cde 64.27 bcde 63.96 bcde 56.59 e 22.12 f 30.65a 31.13a 27.86 b 21.61 f 23.61 e 24.72 e 20.68 fg 24.00 e 17.23 bc 17.86 bc 19.29 b 19.62 ab 22.55a 18.01 b 22.12 ab 18.83 b 21.81 ab 63.76 bcde 72.42 ab 71.59 ab 71.57 ab 67.48 abc 66.03 abcd 71.73 ab 67.34 abc 74.92ª E = precoz; M = intermedio; L = tardío VL= muy tardío A,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k- Medias con diferente literal dentro de año no son estadísticamente iguales (P<0.05) Áreas de adaptación para las principales gramíneas de clima templado en México. Los criterios utilizados para localizar las áreas de adaptación de los pastos analizados de acuerdo a las características ambientales existentes en el país se muestran en el CUADRO 11. Las FIGURAS 4, 5 y 6 muestran las áreas de adaptación para el ballico perenne, la festuca y el orchard, con y sin riego por ser las especies con mayor potencial productivo de acuerdo a los estudios de producción de forraje llevados a cabo en Aguascalientes y La Laguna. En la FIGURA 4 se observa que las áreas de adaptación del ballico perenne es amplia en zonas con riego, pero su rango en zonas donde 35 no hay riego disminuye considerablemente. Las zona de adaptación del ballico perenne es menor en relación con el orchard y el festuca ya que solo incluyen zonas en los Estados de Baja California Norte, Norte de Sonora, Chihuahua, Durango, una pequeña parte al sureste de Coahuila, sur de Nuevo León, Zacatecas, Aguascalientes y San Luis Potosí, una pequeña parte del norte de Jalisco y Michoacán, Querétaro, Guanajuato, Hidalgo, Puebla, Tlaxcala y Estado de México y algunas zonas de Oaxaca y Chiapas. La FIGURA 5, muestra que la festuca tiene una zona de adaptación más amplia que el ballico perenne, estas zonas incluyen áreas en la región centro, norte y sur de México en áreas de riego como son, Parte de Chihuahua, Sonora, Baja California Sur y Norte, Coahuila, Nuevo León y algunas áreas de Tamaulipas, Durango, Zacatecas, San Luis Potosí y Aguascalientes, además de Jalisco, algunas zonas de Nayarit, Guanajuato y Querétaro, algunas zonas del norte de Michoacán, Estado de México, Hidalgo, Tlaxcala y Puebla, algunas zonas del sur como son Guerrero, Oaxaca, Chiapas y Veracruz. Para las zonas donde no hay riego, el área de adaptación se reduce considerablemente, solo a algunas áreas de Chihuahua, Durango, Nayarit, Jalisco Michoacán, Guanajuato, Querétaro, Edo. De México, Tlaxcala, Puebla, y pequeñas áreas en San Luis Potosí, Nuevo León, Tamaulipas, Guerrero, Oaxaca y Chiapas. Para el pasto orchard es relativamente mayor el área de adaptación, en comparación con el ballico perenne, pero menor a la festuca alta. En la FIGURA 6, se puede observar que las zonas de adaptación del orchard, se localizan en los Estados de Baja California Norte, una pequeña área de Sonora, Chihuahua, algunas áreas de Coahuila, Nuevo León, San Luis Potosí, Durango, Zacatecas, Aguascalientes, Norte de Jalisco y Michoacán, Guanajuato, Querétaro, Tlaxcala, Puebla, Hidalgo, Estado de México y en algunas zonas de Oaxaca y Chiapas. 36 CUADRO 11. Criterios para determinar las zonas de adaptación de gramíneas de clima templado en México Criterios ballico perenne (Lolium perenne L) orchard (Dactylis glomerata L) festuca alta (Festuca arundinacea L) 10-18 10-19 10-21 Temp. Mas. Mensual1 <30 <31 <32 Precipitación, mm. >700 >600 >600 <5 <5 <5 Profundidad suelo, m <0.5 <0.5 <0.5 Salinidad del suelo mmhos <4.0 <4.0 <4.0 Suelo, pH del suelo 5.5-8.5 6-7.5 5.5-5.8 Temp. Med. Anual °C Pendiente, % 1 En el mes más calientes del año. 37 VIII. DISCUSIÓN La festuca alta tuvo buenas producciones de forraje en La Laguna y en Aguascalientes. Estos resultados indican que esta especie tiene un amplio rango de adaptación tanto para ambientes templados como para ambientes semicálidos en nuestro país. Sleper y West (1996) mencionaron que ésta especie se adapta a zonas de transición entre climas tropicales y templados; también Hannaway y colaboradores (1999 b) señalaron que el festuca alta se adapta a zonas de transición; además, esta especie se reporta como tolerante a estrés por sequía, lo cual es frecuente durante el verano en las regiones semicálidas aún cuando se proporcione irrigación. De la misma manera, Moser y colaboradores (1996) señalaron a la festuca alta como la principal gramínea perenne de clima templado que se adapta a las zonas de transición entre las zonas templadas y tropicales. Los resultados de este estudio también abren la posibilidad de utilizarse en zonas semicálidas similares a La Laguna, donde otras especies de clima templado no se adaptan. Este estudio también muestra que el ballico perenne y el orchard tienen un menor rango de adaptación, ya que solo tuvieron buenas producciones de forraje en Aguascalientes. En La Laguna, se considera que estas especies de gramíneas de clima templado no tuvieron un buen comportamiento productivo debido principalmente a que las altas temperaturas en el verano, superan los limites tolerables de estas especies (Reyes, 1991). En el ballico perenne se ha indicado dormancia en los meses de verano, aún con irrigación ó lluvia abundante y efectos negativos en la producción cuando las temperaturas sobrepasan los 31 °C en el día y exceden los 25 °C en la noche (Hannaway et al, 1999 a). En la FIGURA 7 se puede observar que las temperaturas durante el verano variaron de 27 a 29 °C en verano en La Laguna, mientras que en Aguascalientes las temperaturas variaron sólo de 18 a 23 °C en el verano (FIGURA 8). El Bromos inermis tuvo una mejor adaptación a las condiciones de Aguascalientes. Estos resultados se atribuyen a que esta especie tiene su mejor producción entre 18 a 25 °C (Moser y Hoveland, 1996); 38 lo cuál coinciden más a las condiciones de Aguascalientes, ya que en La Laguna, las temperaturas son mayores a este rango. En contraste, el Bromos willdenowii parece comportarse mejor en las condiciones de La Laguna. Desafortunadamente no existe mucha información sobre las condiciones ecológicas de adaptación de esta especie. Sin embargo, la producción de forraje de ambas especies tienden a disminuir a través de los años de manera mas drástica que las otras especies de gramíneas evaluadas. El híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L., llamado también festololium en Estados Unidos de América, tuvo una producción de forraje mejor en Aguascalientes. Aunque tampoco existe información sobre sus áreas de adaptación, tuvo un comportamiento productivo similar al ballico perenne. Este pasto se reporta con una duración inferior al festuca alta (Muslera y Ratera, 1991). En este estudio, en ambos ambientes, su producción de forraje disminuyó notablemente en el tercer año. En contraste, el Lolium hybridum tuvo un comportamiento parecido al ballico perenne inclusive con una mejor producción en el último año de estudio. Heath y colaboradores (1985) señalaron que el Lolium hybridum se adapta a las mismas condiciones climáticas que el ballico perenne, lo cual se corroboró en este estudio. Sin embargo, el aprovechamiento del Lolium hybridum debe realizarse con más cuidado que el Lolium perenne, ya que la escasa fertilidad del suelo, veranos muy secos, pastoreo continuos y cortes muy bajos, pueden afectar su persistencia (Akpan y Bean, 1980) Con base a los resultados de producción de materia seca por hectárea a través de los tres años de estudio, se seleccionaron el ballico perenne, el pasto orchard y festuca alta como las especies con mayor potencial de producción para sitios similares a los incluidos en el presente estudio. En este caso, el comportamiento de las especies en las dos localidades, se puede utilizar como indicador de la adaptación de las especies (Finlay y Wilkinson, 1963); la cual se complementó con los mapas obtenidos mediante el programa IDRISI utilizando los 39 criterios indicados en el CUADRO 11. Comparando los mapas de las áreas de adaptación obtenidos y la clasificación de ambientes del CONACYT se puede observar que para el ballico perenne, pasto orchard y festuca alta, las áreas de adaptación se encuentran en las regiones árida, templada y sierras. Sin embargo, el sistema de clasificación de regiones del CONACYT es de poca utilidad, ya que se pueden observar áreas grandes principalmente en la zona árida, donde no se adapta el ballico perenne según el mapa de áreas de adaptación obtenido en el presente estudio. El sistema del INIFAP se considera más útil ya que las áreas de adaptación del ballico perenne y pasto orchard se ubican principalmente en el ambiente subtrópico semiárido templado y templado semiárido frío para condiciones de riego y subtrópico subhúmedo templado para condiciones de temporal. En el caso del pasto festuca alta, las áreas de adaptación se ubican principalmente en los ambientes subtrópico semiárido templado y subtrópico árido templado para condiciones de riego, y en el subtrópico subhúmedo templado y subtrópico subhúmedo semicálido para condiciones de temporal. Los resultados anteriores se explican en gran parte debido a qué las temperaturas óptimas para el desarrollo de las gramíneas de clima templado concuerdan en parte con las utilizadas para la estratificación de ambientes empleando la temperatura media anual. Sin embargo, es importante señalar la importancia que tuvo incluir la temperatura del mes más caliente para excluir algunas áreas de adaptación en los ambientes semicálidos como en el caso de la festuca alta (Hannaway et al., 1999 a;b;c). La clasificación del INIFAP es principalmente climática debido a la disponibilidad limitada de bases de datos de factores edáficos. Respecto a suelos excluye suelos salinos (>4 mmhos/cm) y con poca 40 profundidad (<0.5 m). De acuerdo con Mass y Hoffman (1977), la consideración sobre salinidad es apropiada para el ballico, perenne y la Festuca alta pero no para el pasto orchard que tiene un umbral de tolerancia de solo 1.5 mmhos/cm. Por esta razón, localidades indicadas en el mapa generado para esta especie, no se deben considerar cuando la salinidad sea superior a este umbral. Otro aspecto a considerar es el pH del suelo. En general, las tres gramíneas mencionadas toleran suelos ácidos pero son menos tolerantes a suelos alcalinos. En suelos alcalinos con altos contenidos de carbonatos se pueden tener problemas de absorción de fósforo y microelementos como fierro, cobre y zinc (Romero, 1996). De las especies mencionadas, la festuca alta es la más tolerante a suelos alcalinos (Hannaway et al, 1999). 41 IX. CONCLUSIONES • Existió una respuesta diferencial de las especies de gramíneas de clima templado evaluadas en los dos ambientes considerados en este estudio. • La festuca alta tuvo mayor producción de forraje en la Laguna y una producción muy similar al ballico perenne en Aguascalientes. • El festuca alta tiene un área de adaptación más grande que las otras especies ya que se adaptó a la región semicálida y templada de México. • El ballico perenne tuvo una producción muy similar a la festuca alta solo en Aguascalientes (región templada) y no así en La Laguna, ya que en el segundo y tercer año baja su producción drásticamente en ésta zona • El pasto orchard tuvo un comportamiento similar a la festuca alta y al ballico perenne en Aguascalientes, no así en La Laguna. Las áreas de adaptación para el orchard se limitan a áreas en las regiones templadas del país, ya que en las regiones semicálidas, presentó producciones bajas de forraje. • El híbrido Fesfuca arurndinacea X Lolium perenne L. tuvo menor producción de forraje que la festuca alta y el ballico perenne en las regiones templadas y semicálidas de México. • El Bromus willdolenowii tuvo una producción similar al Bromus inermis en Aguascalientes y mejor en la Laguna. Se comportó mejor en zonas de clima semicálido que en zonas de clima templado. 42 43 44 45 46 47 X. LITERATURA CITADA Aamodt, O. S. 1941. Climate and forage crops. Climate and Man. Yearbook of Agriculture.439-457. Aderibigbe, A. O.; Church, D.C.; Frakes, R.G. and Petersen, O.H.1982. Factors determining pañatability of ryegrass to cattle. Journal of Animal Science 54(1):164172. Akpan, E.E.J. and Bean, E.W. 1980. 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