Crecimiento y producción de nuevas leguminosas forrajeras anuales en la zona mediterránea de Chile. I (página 2)

MATERIALES Y MÉTODOS

El ensayo se realizó en el fundo San Pedro, ubicado en la precordillera andina, comuna de San Ignacio, Provincia de Ñuble, VIII Región (36º49' lat. Sur, 71º45' long. Oeste, 340 m.s.n.m.), durante las temporadas 2000 a 2002, en un suelo "trumao" serie Santa Bárbara (Hashy, mesic typic Haploxerands) (Stolpe y Kuzila, 2002).

Se evaluaron distintas especies de leguminosas forrajeras anuales, las que correspondieron a: seis cultivares de Ornithopus compressus, una accesión y un cultivar de Ornithopus sativus, un cultivar y dos accesiones de Biserrula pelecinus, y un cultivar de cada una de las siguientes especies: Trifolium michelianum, Trifolium resupinatum, Trifolium vesiculosum y Medicago polymorpha (Cuadro 1). Como testigo se utilizó trébol subterráneo (Trifolium subterraneum var. subterraneum) cv. Mount Barker. La semilla se obtuvo de los bancos de germoplasma del Centre for Legumes in Mediterranean Agriculture (CLIMA) del oeste de Australia y del Centro di Studio sui Pascoli Mediterranei (CNR), Sassari, Italia.

Cuadro 1. Identificación de los cultivares y accesiones evaluados en la Precordillera andina. Table 1. Identification of the cultivars and accessions evaluated on the Andean foothills.

—: sin información.

La siembra se realizó el 22 de abril de 2000; las semillas se inocularon previamente con el rizobio específico. Cada accesión y cultivar se sembró con una máquina sembradora de ensayos (Planet Junior, USA), en hileras a 20 cm, en parcelas de 12 m2 (2 x 6 m), con la siguiente dosis de semilla: 16 kg ha-1 para M. polymorpha y T. subterraneum, 9 kg ha-1 para B. pelecinus y T. michelianum, 12-14 kg ha-1 para Ornithopus spp., y 15 kg ha-1 para T. resupinatum y T. vesiculosum.

El análisis inicial del suelo, evaluado a 10 cm de profundidad, indicó un nivel medio de P Olsen (20 mg kg-1), 20 mg kg-1 de N (Bremner, 1965), K 60 mg kg-1, 16% de MO y pH 5,7. La fertilización básica al establecimiento fue de 93 kg ha-1 de S más 198 kg ha-1 de CaO como fertiyeso, 200 kg ha-1 P2O5 como superfosfato triple, 10 kg ha-1 de B a la forma de boronatrocalcita y 50 kg ha-1 de S como sulfato de potasio. Para corregir deficiencias se aplicaron 100 kg ha-1 de N como urea y 100 kg ha-1 de K2O a la forma de muriato de potasio.

Anualmente se aplicó una fertilización de mantención correspondiente a 100 kg ha-1 de P2O5 (superfosfato triple), 50 kg ha-1 de K2O (muriato de potasio), 20 kg ha-1 de B (boronatrocalcita), y 93 kg ha-1 de S más 198 kg ha-1 de CaO (fertiyeso). En cuanto a fertilización, el tipo y dosis que se utilizó es la recomendada por Acuña et al. (1990) en suelos con características similares.

El control químico de malezas gramíneas se realizó aplicando Fluazifop-p-butil (H-Uno Super, 1 L ha-1); además se realizaron dos limpiezas manuales para el control de malezas de hoja ancha.

Los datos climáticos de temperatura promedio mensual para las tres temporadas de evaluación y las precipitaciones totales mensuales durante la temporada 2002, se presentan en las Figuras 1 y 2, respectivamente.

Figura 1. Temperatura promedio mensual en el sitio experimental (San Pedro, VIII Región), durante tres temporadas de evaluación. Figure 1. Monthly average temperature at the experimental site (San Pedro, VIII Region, Chile) during three evaluation seasons.

Figura 2. Precipitaciones mensuales en el sitio experimental (San Pedro, VIII Región), durante la temporada 2002. Figure 2. Average monthly rainfall at the experimental site (San Pedro, VIII Region, Chile) during the 2002 season. s/i: sin información

Evaluaciones

La densidad de plantas se evaluó durante las temporadas 2000 y 2001 realizando un recuento a partir de muestras extraídas en cilindros de 78,5 cm2, a razón de 10 muestras por parcela, en los meses de julio y agosto, respectivamente. El porcentaje de plantas noduladas se determinó a los 150 días de realizada la siembra, en base a la observación y recuento de plantas con y sin nódulos.

El daño por heladas se evaluó mediante estimaciones visuales en cada parcela y en base a la asignación de notas en una escala de 1 a 6, que expresan el porcentaje del follaje afectado, según la siguiente escala determinada por los autores: 1 (0% daño), 2 (10% daño), 3 (25% daño), 4 (50% daño), 5 (75% daño) y 6 (100% daño). La evaluación se realizó en septiembre de 2000.

La producción de fitomasa, en base MS, se evaluó en dos cortes por año durante tres años. La evaluación se realizó mediante el corte de la fitomasa circunscrita en un cuadrante de 1 m2, a razón de un cuadrante por parcela. El material evaluado se secó en horno con circulación de aire forzado a 70°C por 72 h. La producción de frutos y semillas se evaluó mediante cuadrantes de 20 x 20 cm a razón de cinco muestras por parcela. Posteriormente se realizó separación manual y trilla del material correspondiente a cada cuadrante.

El porcentaje de semilla dura se evaluó en dos oportunidades. La primera, una vez terminado el ciclo de crecimiento anual de las plantas (diciembre); para ello se realizó un test de germinación a un grupo de 50 semillas por tratamiento. Otro grupo de semillas permaneció expuesto al ambiente durante toda la estación estival, lo que permitió conocer el porcentaje de semillas duras al otoño siguiente (mayo), época de germinación natural de las semillas en el siguiente ciclo anual de crecimiento. Para este efecto, las semillas se dispusieron al interior de marcos de madera de 20 x 20 cm, con una base de tela y una cubierta de malla, en las mismas parcelas, durante todo el período estival. En mayo, estas semillas se llevaron desde las parcelas a una cámara de germinación y se dispusieron en placas Petri. Se mantuvieron con humedad constante por 20 días, a 15°C, período en el cual se registró la germinación producida.

El diseño experimental utilizado fue bloques completos al azar, con cuatro repeticiones, y el tamaño de las parcelas fue de 12 m2. Los resultados obtenidos fueron sometidos a ANDEVA. Para la comparación de medias entre tratamientos se utilizó el método de comparaciones múltiples de Duncan, con un nivel de significación de 5%. En la evaluación de semilla dura, el diseño experimental utilizado fue bloques completos al azar, con cuatro repeticiones.

En la evaluación del porcentaje de plantas noduladas, daño por heladas y porcentaje de semillas duras, previo al análisis estadístico se realizó la transformación de los porcentajes a distribución normal mediante la fórmula arcoseno √ % .

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Densidad de plantas

En el cuadrante superior derecho de la Figura 3, se ubican las accesiones y cultivares cuya autosiembra fue superior a la media, dado que presentaron la más alta densidad de plantas en la segunda y tercera temporada de evaluación. Éstos correspondieron al testigo trébol subterráneo cv. Mount Barker, O. sativus cv. Cadiz, O. compressus cv. Pitman y a T. michelianum cv. Paradana. La accesión SP 1/13 0662 de O. sativus junto al cv. Ávila de O. compressus, también mostraron un comportamiento de autosiembra adecuado, ya que a pesar de haber presentado una relativa baja densidad de plantas en la segunda temporada (2001) la población fue alta en la tercera (2002) (Figura 3, cuadrante superior izquierdo).

Figura 3. Población de plantas (Nº plantas m-2) durante dos temporadas de evaluación. Figure 3. Plant population (Nº plants m-2) for two seasons of evaluation. O.: Ornithopus; B.: Biserrula; M.: Medicago; T.: Trifolium

El T. vesiculosum presentó una población de plantas más constante, en un rango de 2500 a 3500 plantas por metro cuadrado, equivalente al promedio del experimento en ambas temporadas. El trébol persa (T. resupinatum) y el cv. Tauro de O. compressus presentaron una alta población de plantas en la segunda temporada (2001), pero ésta descendió fuertemente en la temporada 2002. Todas las biserrulas, la hualputra, y los cvs. Santorini y Charano de O. compressus, presentaron una baja densidad de plantas en ambas temporadas, lo que se reflejó en su baja producción de fitomasa en las tres temporadas de evaluación (Cuadro 2). Los resultados obtenidos concuerdan con lo señalado por Devenish (2002), quien, evaluando un grupo de leguminosas en Australia durante tres temporadas, encontró que las especies que presentaron una mayor densidad de plántulas fueron las que presentaron la mayor producción de MS. La disminución casi generalizada en el número de plantas durante la tercera temporada pudo deberse a que en ésta se registraron temperaturas invernales menores en relación a las otras temporadas de evaluación (Figura 1), la mayor parte de las serradelas de mayor precocidad (cvs. Charano y Santorini) fueron afectadas por las heladas. Además, la población de plantas se vio afectada por un evento precoz de precipitaciones ocurrida la última semana de febrero de 2002, lo cual provocó un efecto de "partida falsa", fenómeno que consiste en la germinación de las semillas por una lluvia temprana de otoño o verano y la muerte posterior de las plántulas por falta de humedad en el suelo.

Cuadro 2. Producción de fitomasa (kg ha-1 año-1) durante tres temporadas de evaluación. Table 2. Phytomass production (kg ha-1 yr-1) for three seasons of evaluation.

—: sin información. Valores con igual letra en columnas no presentan diferencias significativas (P ≤ 0,05) según prueba de Duncan.

Porcentaje de plantas noduladas

Los resultados de nodulación de plantas en el primer año de establecimiento, indicaron que en general, las especies presentaron un comportamiento similar. Los tréboles (subterráneo, persa, balansa y vesiculoso), la hualputra, junto a las accesiones y el cultivar de biserrula y la accesión SP 1/13 0662 de O. sativus, presentaron un mayor porcentaje de plantas noduladas que superó el 71% (Cuadro 3). Se deduce, por lo tanto, un buen comportamiento y adaptación de las cepas de rizobios Rhizobium leguminosarum biovar. trifolii y Mesorhizobium spp. (Nandasena, 2001) en la zona de estudio. Las serradelas en cambio, presentaron menores porcentajes de plantas noduladas, a excepción de Madeira, Charano y SP 1/13 0662 que no presentaron diferencia significativa (P ³ 0,05) frente al trébol subterráneo utilizado como testigo (Cuadro 2). Los bajos porcentajes de plantas noduladas observados en algunos cultivares y accesiones de serradela pudieron deberse a que se trata de una especie completamente nueva para la zona, no existiendo posiblemente inoculaciones previas ni poblaciones naturales de Bradyrhizobium spp.

Cuadro 3. Porcentaje de plantas noduladas, daño causado por heladas y porcentaje de semillas duras en la primera temporada. Table 3. Percentage of nodulated plants, frost damage and percentage of hard seeds in the first season.

—: sin información. 1 Evaluación realizada en otoño. Valores con igual letra en columnas no presentan diferencias significativas (P ≤ ;0,05) según prueba de Duncan

Daño causado por heladas

El daño causado por heladas, producto de las bajas temperaturas invernales que caracterizan el clima de la precordillera andina, se evaluó en el primer año de establecimiento. El efecto fue mayor en las serradelas, presentando diferencias significativas respecto de lo observado en la mayoría de los tréboles y algunas biserrulas (P ≤ 0,05) (Cuadro 3). Los cultivares más precoces (días a floración) (Ovalle et al., 2003) de serradela amarilla fueron los más afectados, en particular Charano y Santorini, de la misma manera que el cv. Cádiz de serradela rosada.

El trébol vesiculoso, especie de fenología tardía (Ovalle et al., 2003) registró un bajo porcentaje de daño. Las accesiones y cultivares de biserrula presentaron un nivel de daño moderado, no diferenciándose significativamente del trébol subterráneo y de la hualputra utilizados como testigos (Cuadro 2). En general, los menores porcentajes de daño por frío se encuentran asociados a las especies y accesiones que presentan una mayor concentración de carbohidratos solubles en la planta (Sánchez et al., 2000), lo que las hace más resistentes.

Dureza seminal

Los porcentajes de dureza seminal, evaluados en otoño, indican que la mayoría de los cultivares y accesiones registraron altos porcentajes de semilla dura (Cuadro 2), con excepción de la serradela cv. Cádiz que presentó sólo un 4% de semilla dura y los cvs. Mount Barker de trébol subterráneo y Tauro de serradela amarilla, que presentaron una dureza de un 43 y 67%, respectivamente, diferenciándose significativamente (P £ 0,05) de las demás especies y cultivares. Las biserrulas presentaron un alto porcentaje de semillas duras, superior al 90%, lo cual concuerda con estudios realizados con esta especie en otras zonas (Ovalle et al., 2003). Todas las especies de O. compressus, a diferencia de O. sativus que tiene semillas blandas (Bolland, 1985), tienen altos porcentajes de semilla dura que varían entre 60 y 95% (Freebairn y Gardner, 2001), y germinan sólo una vez producido el proceso de ablandamiento provocado por las diferencias térmicas entre el día y la noche, por el entierro de las semillas en ausencia de luz (Taylor y Revell, 1999; Sulas et al., 2000) y/o por el pisoteo de los animales (Revell et al., 1999), en las temporadas subsiguientes a la siembra, en especial después de los dos primeros años (Revell et al., 1998). En general, los altos porcentajes de semilla dura confieren a las praderas una mayor persistencia en el tiempo y disminuyen el riesgo de desaparición de la especie por la ocurrencia de partidas falsas (Bolland, 1985).

Producción de semillas

La Figura 4 muestra la producción de semillas durante las temporadas 2000 y 2001. En el cuadrante superior derecho se encuentran las especies que presentaron una producción de semilla superior a la media en ambas temporadas; éstas fueron el trébol subterráneo cv. Mount Barker y trébol vesiculoso, especie que además presenta un tamaño de semilla pequeño (Ovalle et al., 2003). En el cuadrante superior izquierdo se encuentran las especies que presentaron una alta producción en la segunda temporada (2001), y correspondieron a O. compressus cvs. Tauro y Pitman, O. sativus cv. Cádiz y trébol balansa cv. Paradana. Los cvs. Pitman, Cádiz y Paradana también presentaron una alta densidad de plantas en las temporadas 2001 y 2002 (Figura 3).

Las biserrulas accesiones Mor96 y Mor99 presentaron una producción de semillas superior a la media del experimento en la primera temporada, pero no tuvieron producción en la segunda temporada. El cv. Santorini de O. compressus presentó una buena producción en la primera temporada, pero ésta descendió abruptamente durante la segunda temporada de evaluación. El resto de las especies presentaron una baja producción durante las dos temporadas de evaluación (cuadrante inferior izquierdo, Figura 4).

Figura 4. Producción de semilla (g m-2) durante dos temporadas de evaluación. Figure 4. Seed production (g m-2) during two seasons of evaluation. O.: Ornithopus; B.: Biserrula; M.: Medicago; T.: Trifolium

Producción de fitomasa

En la primera temporada de evaluación, el trébol vesiculoso presentó la mayor producción con aproximadamente 4 t MS ha-1 año-1 junto a O. compressus cv. Ávila (Cuadro 3). Un segundo grupo de alta producción, que no difirió estadísticamente del testigo trébol subterráneo cv. Mount Barker lo constituyeron el cv. Kymbro de Trifolium resupinatum y el cv. Cádiz y la accesión SP1/13 0662 de serradela rosada. Las biserrulas presentaron una baja producción, así como el trébol paradana, la hualputra y el resto de los cvs. de serradela amarilla, los que se diferenciaron significativamente (P ≤ 0,05) del testigo trébol subterráneo cv. Mount Barker.

En la segunda temporada, el cv. Tauro de serradela amarilla fue el más productivo, superando estadísticamente a todas las especies evaluadas. Un segundo grupo lo constituyeron las serradelas amarilla cvs. Pitman y Madeira y el cv. Cádiz y la accesión SP 1/13 0662 de serradela rosada, los que presentaron producciones estadísticamente similares al testigo Mount Barker junto con el trébol paradana. En esta temporada y al igual que en la anterior, las biserrulas, las serradelas cvs. Charano y Santorini, y la hualputra presentaron las menores producciones (Cuadro 3).

Solamente a partir de los antecedentes de la tercera temporada, es posible visualizar más claramente aquellas especies con mayor potencial de productividad y persistencia para el área de precordillera andina. De acuerdo a lo que se observa en el Cuadro 2, las especies no mostraron un patrón de comportamiento productivo similar entre años. Factores como la diferente población inicial de plantas a partir del segundo año, provocada por las diferencias en dureza seminal (Ovalle et al., 2003), y derivadas de las condiciones pluviométricas y térmicas cambiantes, hicieron la producción muy variable entre años.

Sin embargo, un patrón de comportamiento relativamente comparable fue observado en T. vesiculosum y O. compressus cv. Ávila. Ambas especies fueron las más productivas considerando las tres temporadas, presentaron un buen establecimiento en el primer año, una relativa baja producción en el segundo año, derivado de la alta dureza seminal de ambas, y al tercer año lograron una expresión máxima del rendimiento. Además, el T. vesiculosum posee como atributo principal un sistema radicular profundizador, que le permite aprovechar el agua disponible en profundidad y prolongar así significativamente su estación de crecimiento (Oram, 1990).

Algo similar se observó en los cvs. Pitman y Madeira de O. compressus, distinguiéndose por un alto rendimiento en la tercera temporada. Esta especie presenta además un arraigamiento profundo, por lo que aprovecha mejor que otras especies la humedad edáfica (Paynter, 1990; Revell et al., 1999). El patrón de comportamiento productivo del testigo trébol subterráneo Mount Barker fue diferente de las especies anteriores en el sentido que presentó una producción más estable entre años, debido probablemente a su menor dureza seminal, con lo cual superó en producción a varias especies de Ornithopus y tréboles, especialmente en el segundo año, y tuvo, además, un buen establecimiento el primer año, sumado a que nodula adecuadamente y tolera bien las bajas temperaturas invernales. Sin embargo, la producción acumulada en un período de tres años fue superada por las especies anteriormente mencionadas (Cuadro 2).

El T. michelianum cv. Paradana y T. resupinatum cv. Kymbro no presentaron en el conjunto de los años una alta persistencia de la producción en precordillera andina. Presumiblemente, ambas especies, de conocida adaptación a suelos de texturas pesadas sujetos a condiciones de hidromorfismo temporal (Bolland, 1993; Craig y Ballard, 2000), no encontraron en la precordillera las condiciones edáficas óptimas para la expresión de un adecuado crecimiento y producción. Este resultado preliminar debiera ser confirmado a futuro con estudios más detallados sobre la adaptación de estas especies a estos ambientes, incluyendo otros cultivares y una mayor diversidad de condiciones de suelo y clima.

Las accesiones y el cultivar de B. pelecinus presentaron consistentemente bajos niveles de producción en los tres años. Igual comportamiento experimentó M. polymorpha cv. Cauquenes INIA (Cuadro 2). Sin embargo, en el marco del presente estudio no fue posible establecer relaciones causales del comportamiento subóptimo de estas especies. Condiciones térmicas invernales demasiado severas en el caso de las biserrulas (Howieson et al., 1995), baja tolerancia de las cepas de Rhizobium meliloti a las condiciones de acidez del suelo, en el caso de las hualputras (Howieson, 1996), o bien cultivares de fenología muy precoz para el área de estudio, podrían explicar este comportamiento. Evaluaciones mucho más precisas con experimentos en condiciones controladas (Del Pozo y Aronson, 2000; Del Pozo et al., 2002) debieran realizarse a futuro para dilucidar el comportamiento de los tres géneros evaluados frente a la variable térmica, la cual es un factor de selección primordial en la precordillera andina.

Los cultivares de O. sativus (serradela rosada) no presentaron un comportamiento adecuado en el conjunto de años evaluados. La producción del tercer año fue baja, especialmente en el cv. Cádiz. La ausencia de dureza seminal en esta especie, hace que sea especialmente vulnerable a las falsas partidas (Bolland, 1985). Adicionalmente, el daño por heladas ocurrido (datos no presentados) en la tercera temporada afectó de manera drástica la producción.

CONCLUSIONES

Trifolium vesiculosum destacó en el período de tres años, por una alta producción de fitomasa y semillas, adecuada persistencia, buena nodulación, y tolerancia a las bajas temperaturas invernales.

Los cultivares de serradela amarilla (Ornithopus compressus) de fenología más tardía (cvs. Ávila, Pitman y Tauro) presentaron una alta producción, adaptándose a suelos trumaos de precordillera andina, debido fundamentalmente a sus requerimientos de suelo de textura liviana y pH ácido.

El cv. Casbah y las accesiones Mor 96 y Mor 99 de Biserrula pelecinus presentaron bajos niveles de producción en los tres años. Igual comportamiento experimentó Medicago polymorpha cv. Cauquenes INIA.

Trifolium michelianum cv. Paradana, Trifolium resupinatum cv. Kymbro, y los cultivares evaluados de Ornithopus sativus no presentaron en precordillera andina una persistencia de la producción superior al testigo en el conjunto de los años.

LITERATURA CITADA

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Carlos Ovalle M.1, Alejandro del Pozo L.2, Susana Arredondo S.1, y Jorge Chavarría M.1 1 Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación Quilamapu, Casilla 426, Chillán, Chile. 2 Universidad de Concepción, Facultad de Agronomía, Casilla 537, Chillán, Chile.