INTRODUCCIÓN

El área ocupada por forrajes en Colombia se ha incrementado desde 1960 por influencia de los pastos introducidos como pasto amargo (Brachiaria decumbens), pará (Brachiaria mutica) y guinea (Megathyrsus maximus) y, en los últimos 50 años, el área destinada a su establecimiento se ha duplicado [¹] como consecuencia del mejoramiento genético y liberación de semillas evaluadas en campo por diferentes instituciones de carácter público y privado. En Boyacá, ocupan cerca del 60% del territorio en donde se desarrolla actividad ganadera de lechería, doble propósito y ceba, pero en el ámbito nacional, el departamento es reconocido por su producción lechera debido a su topografía y a su entorno agroecológico [²]. Esta actividad se concentra en municipios ubicados sobre los 2.000 msnm [³] como en la provincia de Sugamuxi (Aquitania, Cuitiva, Firavotba, Iza, Mongui, Tota, Pesca entre otros), provincia Norte (Boavita, Covarachía, San Mateo, Susacon, Tipacoque entre otros), provincia Gutierrez (Chiscas, el Cocuy, Guican, Panqueba entre otros) y provincia de Tundama (Paipa, Floresta, Belen, Busbanzá, Cerinza, Corrales, Santa Rosa de Viterbo entre otros), en donde el forraje con mayor cobertura es kikuyo (Penisetum clandestinum) por su rápida propagación, adapatación a la zona y por sus cualidades nutricionales (21,13% MS, 14,47% PC)[⁴]. Además, otros forrajes de clima frío que suelen encontrarse en los sistemas ganaderos son falsa poa (Holcus lanatus), ryegrass (Lolium spp), trébol rojo (Trifolium pratense), trébol blanco (Trifolium repens), avena forrajera (Avena sativa L.), azul orchoro (Dactylis glomerata), vicia (Vicia sativa), alfalfa (Medicago sativa) y sauco (Sambucus nigra L.) [⁵]. Estas especies son limitadas por diferentes caracteristicas como humedad, nutrientes, lumiosidad y características del suelo, de modo que estos factores corresponden a condiciones de estrés capaces de ejercer influencia en la respuesta de crecimiento y producción de biomasa en los forrajes, como consecuencia de un efecto directo sobre su metabolismo y fotosíntesis [⁶] y en la fijación de carbono en materia seca acumulada en las hojas que son el área de captación de la luz [⁷].

El pastoreo y/o frecuencias de corte tardías o tempranas también repercuten en la calidad nutritiva y producción de forraje, con largos periodos de recuperación se obtiene mayor materia seca de un pasto lignificado que es menos digestible a costa de una reducción considerable en su calidad nutricional y, en el caso contrario, forraje tierno que tiene alto contenido de proteína pero menor producción de biomasa.

El estudio del crecimiento de estas especies en diferentes áreas resulta de importancia económica ya que esto permite adecuar actividades de manejo para lograr una ganadería eco-eficiente [⁸]. El éxito y la prosperidad de esta actividad está determina por la disponibilidad adecuada y oportuna de alimentos y los forrajes son la fuente más económica para satisfacer las necesidades dietéticas del ganado [⁹]. Igualmente, el conocimiento del tiempo óptimo para el corte, y las especies con mejor respuesta por zona agroecológica, resultan útiles en condiciones de campo para elegir los mejores cultivares en un sistema productivo en función del lugar y características del suelo. Por ello, el objetivo de este trabajo fue establecer el tiempo óptimo de corte a través de la producción de forraje y valor nutricional de las especies vicia (Vicia sativa L.), avena forrajera (Avena sativa L.), trébol blanco (Trifolium repens L.), trébol rojo (Trifolium pratense L.), alfalfa (Medicago sativa L.) y azul orchoro (Dactylis glomerata L.) y la disponibilidad de nutrientes en el suelo como contribución al conocimiento de la respuesta de crecimiento de forrajes de clima frío.

MÉTODO

El estudio se realizó en la granja experimental La María de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia ubicada a 2700 m.s.n.m. en el departamento de Boyacá en las coordenadas 5°33’7’ N y 73°21’23’’ W con una temperatura promedio de 13°C. Las especies forrajeras fueron establecidas en parcelas de 2 x 3 m² con espacio entre filas de 50 cm, una vez encalado y fertilizado el suelo de acuerdo a los requerimientos de los forrajes y disponibilidad de nutrientes. Este se clasificó como franco arcilloso, y presentó las siguientes características: pH 5,74, 2,55 MO%, 16,2 CIC y 1,2 CE dS m^-1 (5,67 Ca, 2,64 Mg, 1,12 K, 0,18 Na en Meq 100 g^-1 de suelo) de acuerdo al análisis reportado por el laboratorio de suelos de la misma universidad, a partir de una muestra representativa (1 Kg) derivada de la mezcla de 24 sub muestras ha^-1 de suelo tomadas al azar en zigzag.

Las parcelas fueron regadas dos veces por semana durante tres horas y luego de 3 meses de establecimiento se realizó un corte de homogeneidad para iniciar el rebrote (día 0). Los tratamientos evaluados fueron cuatro periodos de recuperación: 25, 30, 35 y 40 días, en las especies vicia (Vicia sativa L.), avena forrajera (Avena sativa L.), trébol blanco (Trifolium repens L.), trébol rojo (Trifolium pratense L.), alfalfa (Medicago sativa L.) y azul orchoro (Dactylis glomerata L.) y se analizó su efecto sobre las variables de respuesta producción de forraje verde, materia seca total, altura, valor nutritivo y disponibilidad de nutrientes en el suelo. Para determinar la producción de forraje en materia seca, que es considerado un parámetro que muestra la adaptabilidad de las especies al medio en el que se están evaluando [¹⁰], se realizó un corte de 1 m² de pasto en cada parcela con un marco para aforo y luego se hizo un corte de uniformidad según la metodología propuesta por el CIAT [¹⁰] de la red internacional de pastos tropicales (RIEPT). El peso de la materia seca (MS) se calculó con la siguiente expresión [¹⁰]:

PF: peso fresco de la muestra

pf: peso fresco de la submuestra

ps= peso seco de la submuestra.

Las muestras se secaron (60°C) en una estufa marca Memmert® (Karl Kolb, Schwabach, Alemania) y la humedad (H) se calculó por diferencia [¹¹].

La altura se evaluó de 3 plantas seleccionadas al azar en cada parcela y se midió en centímetros desde el suelo hasta el punto más alto de la planta sin estirarla [¹⁰].

Para el análisis nutricional se envió una muestra de 500 g de forraje en sobres de papel puestos dentro de bolsas plásticas individuales al laboratorio AGRILAB compañía limitada, allí se halló en base seca, el contenido de cenizas por incineración a 700°C, extracto etéreo con éter, fibra cruda, proteína total por Kjeldahl, fósforo según la norma NTC 234 y calcio con ácido nítrico de acuerdo a los procedimientos reportados por el laboratorio. Para establecer el tiempo óptimo de corte se hizo la relación entre la producción de biomasa en materia seca y el contenido proteico.

Cada tratamiento tuvo 3 réplicas y cada parcela correspondió a una unidad experimental para un total de 72 parcelas distribuidas en un diseño completamente al azar con un arreglo factorial 4 x 6, donde 4 correspondió a los periodos de recuperación (25, 30, 35 y 40 días) y 6 al número de especies (Vicia, avena forrajera, trébol rojo, trébol blanco, alfalfa y azul orchoro). Los datos obtenidos en los diferentes periodos de recuperación fueron analizados con un Anova y donde hubo diferencias significativas se aplicó la prueba de Tukey (p<0,05) en el paquete estadístico SPSS statistics versión 19.

RESULTADOS

Durante el tiempo del ensayo (enero - abril 2019) se observó variación en la temperatura (8,1-22,1°C) y en la pluviosidad (0,2-4,6 mm/d) (Figura 1) en el área de estudio (3.000 msnm). En marzo y abril se presentaron las lluvias más intensas en promedio 3,3 y 4,6 mm/d respectivamente de acuerdo con el reporte de la estación climática de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia.

Figura 1 Temperatura máxima, temperatura mínima y pluviosidad durante el periodo comprendido entre enero y abril. 

Forraje verde y biomasa en materia seca

No se presentaron diferencias estadísticas (p=0,05) en la producción de forraje durante la época de lluvia y seca, lo que se atribuye al uso de riego. Sin embargo, existieron diferencias entre los periodos de recuperación y la producción de forraje verde por especie.

En vicia la mayor producción de forraje verde se observó a los 35 (16,2 ± 4,6 ton ha^-1) y 40 días (16,7 ± 1,4 ton ha^-1) al igual que en alfalfa (14 ± 1,2 ton ha^-1; 14,2 ± 1,2 ton ha^-1). En avena forrajera, trébol rojo y azul orchoro, la mayor producción se obtuvo a los 40 días (25,7 ± 3,3 ton ha^-1, 14,3 ± 6,3 ton ha^-1, 3,62 ± 0,9 ton ha^-1 respectivamente), mientras que en trébol blanco no se presentaron diferencias a los 40, 35 y 30 días (Figura 2). La producción de materia seca presentó diferencias estadísticas entre los periodos de recuperación (p= 0,05). No obstante, a los 35 y 40 días el forraje (MS) fue mayor en vicia y trébol blanco, mientras que en avena y trébol rojo a los 40 días; y en alfalfa y azul orchoro a los 30, 35 y 40 días sin existir diferencias estadísticas entre estos periodos de recuperación (p= 0,05) (Cuadro 1)

Figura 2 Producción de forraje verde durante los diferentes periodos de recuperación en las especies vicia (Vi), avena forrajera (AV), trébol rojo (TG), trébol blanco (TRG), alfalfa (AL) y azul orchoro (AZ). Letras distintas indican diferencias significativas por la prueba de Tukey (p= 0,05). Las barras representan el error estándar. 

Cuadro 1 Producción de forraje ton ha^-1 materia seca (MS). 

Letras distintas por especie indican diferencias significativas con la prueba de Tukey (P = 0,05)

En alfalfa, la producción de materia seca es aproximadamente de 12,2 ton ha^-1 durante el año [¹²], en avena de 11,50 a 20,78 ton ha^-1 en un periodo de corte de 60 a 70 días [⁹], en azul orchoro de 4,44 a 108 g/planta con variabilidad por genotipo [¹³] y entre 0,13 ton ha^-1 y 8,04 ± 0,19 ton ha^-1 cuando está en mezcla con trébol rojo [¹⁴], de modo que los resultados obtenidos alcanzan los rangos reportados, alfalfa con proyección anual de 20,25 ton ha^-1, avena 20,1 ton ha^-1, azul orchoro 7,92 ton ha^-1 y vicia 29,2 ton ha^-1.

En trébol rojo, los rendimientos de producción de materia seca en el año van desde 3,4 ton ha^-1 a 13,9 ton ha^-1 lo que se relaciona con la persistencia de la planta a las condiciones ambientales, manejo, pastoreo y al hábito de crecimiento que, a diferencia del trébol blanco que es estolonífero, crece a partir de meristemas apicales de modo que no hay regeneración de las plantas muertas [^15,16], por ello esos resultados son menores a los observados en este trabajo con corte cada 40 días que alcanzan los 2,3 ton ha^-1 (MS) de modo que se proyectan rendimientos de 20,7 ton ha^-1(MS) al año.

Mientras que en trébol blanco con 9 rotaciones al año es decir pastoreos cada 40 días se ha logrado producciones de 13,03 a 14,1 ton ha^-1 [¹⁷] valores superiores a lo obtenido que en el año se aproxima a 6,48 ton ha^-1 de modo que esta especie no tuvo buen rendimiento bajo las condiciones evaluadas, además, el contenido de materia seca fue menor al reportado de 266 g MS kg¹ de forraje verde [¹⁷].

Altura

El periodo de recuperación influyó significativamente en la altura alcanzada entre los 25 y 40 días en vicia, avena, alfalfa y pasto azul (p= 0,05) pero no en trébol rojo y blanco. En vicia la altura estuvo entre 81 ± 6,24 y 116 ± 7,5 cm, en avena forrajera de 84,66 ± 9,5 a 129 ± 1,5 cm, en trébol rojo de 72,3 ± 7,5 a 80,6 ± 6,02 cm, en trébol blanco de 26,7 ± 1,5 a 28,3 ± 1,5 cm, en alfalfa de 70,6 ± 3,05 a 85,3 ± 0,5 cm y en azul orchoro de 25,13 ± 1,6 a 29,6 ± 1,5 cm (Figura 3).

Figura 3 Altura durante diferentes periodos de recuperación en las especies vicia (VI), avena forrajera (AV), trébol rojo (TG), trébol blanco (TRG), alfalfa (AL) y azul orchoro (AZ). Letras distintas indican diferencias significativas por la prueba de Tukey (P= 0,05). Las barras representan el error estándar. 

Estos resultados coinciden con las alturas reportadas en literatura entre 59,83 y 83,33 cm en alfalfa, 99,9 y 123,8 cm en avena, 56,9 cm en azul orchoro, en trébol rojo hasta 97 cm, en trébol blanco entre 10 y 30 cm y en vicia hasta 120 cm [^9,13,18].

Características nutricionales del forraje y químicas del suelo

Se presentaron diferencias estadísticas (p=0,05) en el porcentaje de materia seca entre los periodos de recuperación en todas las especies evaluadas excepto en los tréboles. Para el contenido de proteína solo avena presentó diferencia significativa entre los cortes. El resto de las características nutricionales evaluadas (contenido de cenizas, extracto etéreo, fibra bruta, calcio y fósforo) no cambiaron estadísticamente (Cuadro 2). A los 25 días se presentaron las proteínas más altas excepto para el trébol blanco que fue a los 30 y 35 días, pero al relacionar el forraje producido con las características nutricionales se observó que en vicia a los 35 días se obtuvo 0,93 ton ha^-1 de proteína, es decir 0,12 ton ha^-1 adicionales que a los 40 días, sin embargo, esta especie por lo general se siembra con avena forrajera que a su vez expresa su mayor potencial a los 40 días de rebrote con 1,23 ton ha^-1 de proteína, por ello, se debe considerar la siembra por separado de estas especies, y en caso de asociación el corte optimo es cada 40días.

Cuadro 2 Características nutricionales durante diferentes periodos de recuperación en las especies vicia (VI), avena forrajera (AV), trébol rojo (TG), trébol blanco (TRG), alfalfa (AL) y azul orchoro (AZ). 

H: humedad, MS: materia seca, CE: cenizas, EE: extracto etéreo, FB: fibra bruta, PB: proteína bruta, P: fósforo, Ca: calcio. Letras diferentes indican diferencias significativas con la prueba de Tukey (P= 0,05).

Esta misma frecuencia se recomienda para trébol rojo que alcanza 0,59 ton ha^-1 de proteína, lo que a su vez representa 0,21 ton ha^-1 adicional respecto a los 35 días, y también para alfalfa con 0,58 ton ha^-1, aunque es posible realizar cortes a los 30 y 35 días ya que la diferencia no es significativa (0,016 ton ha^-1).

En trébol blanco y azul ochoro la mayor producción de proteína en relación con el forraje se obtuvo a los 30 y 35 días respectivamente con un valor aproximado de 1,18 ton ha^-1 para ambas especies. El rendimiento de este parámetro nutricional por unidad de área se relaciona con la obtención de materia seca, de modo que en trébol rojo se ha encontrado proteínas que oscilan entre 1,6 a 2,9 ton ha^-1 el primer año y desde 1,1 a 1,9 ton ha^-1 al cuarto año [¹⁵], valores superiores a lo observado en este estudio a diferencia de trébol blanco cuyo contenido proteico fue mayor a 232,4 g kg^-1 (Ms) con 40 días de corte [¹⁷]. Mientras que en alfalfa se estiman de 0,25 a 0,35 ton ha^-1 de nitrógeno [¹²] que se encuentra concentrado en un 70% en las hojas [¹⁹] en general puede variar entre 22,13 y 27,7% de PC [^12,20]. Por otro lado, en avena forrajera es común encontrar de 7,08 a 10,66 % PB [⁹], en vicia sativa 347 a 374 g kg^-1 de MS [²¹] y cuando se realizan mezclas de pasto azul orchoro y trébol blanco entre 17,5 y 22,2% PB [¹⁴] calidad nutricional aceptable.

Por otro lado, el pasto contiene minerales esenciales para el ganado, pero sus concentraciones están influenciadas por factores climáticos, del suelo y agronómicos que conducen a situaciones difíciles para la suplementación de minerales de los animales [²²], en avena forrajera es común encontrar entre 9,08 y 14,34% de contenido mineral [⁹] y en alfalfa valores de 0,35 a 0,41 de fosforo (% P) y de 2,43 a 1,96 en calcio (%Ca) [¹⁹].

No hubo diferencias significativas entre el contenido de calcio y fosforo en los forrajes, pero, las diferencias numéricas muestran un comportamiento general de disminución respecto al tiempo (Cuadro 3), esto mismo se reporta en trébol rojo en donde el contenido de calcio en el suelo pasó de 1.880 (10 cm) a 1.210 mg kg^-1 de MS (40 cm) y en fósforo de 37 (10 cm) a 10 mg kg^-1 de MS (40 cm) [²³].

Cuadro 3 Características químicas del suelo al comienzo y final del periodo de recuperación. 

MO: materia orgánica, N: nitrógeno, Ca: calcio, P: fósforo. Vicia (VI), avena forrajera (AV), trébol rojo (TG), trébol blanco (TRG), alfalfa (AL) y azul orchoro (AZ).

Lo que se debe a la absorción de estos nutrientes por la planta, el calcio para la formación de paredes celulares, como cofactor de algunas enzimas que están involucradas en la hidrólisis de ATP y como segundo mensajero en la regulación metabólica que media los procesos de estrés y desarrollo [^6,24,25,26]. Mientras que el fósforo es utilizado por la planta como cofactor durante la fijación de nitrógeno por ello el requerimiento de fósforo en las leguminosas es más alto, además, influye en el desarrollo de los nódulos, forma la estructura de los ácidos nucleicos, nucleótidos, fosfolípidos y ATP [¹⁸]. Aunque no hubo variaciones relevantes en el pH del suelo, las especies evaluadas se adaptaron bien lo que se debe a la resistencia de estos forrajes a condiciones de acidez ligera, excepto la alfalfa, por ello es común que azul orchoro se desarrolle en suelos con pH de 6,8 y contenido de materia orgánica de 1,2% [^13,22] al igual que trébol blanco y trébol rojo aunque también pueden desarrollarse a pH de 6,4 y 6,1 respectivamente o en rangos inferiores a pH 5 en suelos compactos pobremente drenados [^15,17,27], por ello son especies potenciales en los sistemas ganaderos ya que se adaptan a diferentes condiciones y toleran la presencia de metales pesados como el Pb, además contribuyen a la fertilidad del suelo por la fijación de N₂ en simbiosis con diazótrofos [²⁸].

Como se mencionaba, alfalfa es el único forraje evaluado con condicionamiento de pH en el suelo ya que su desarrollo óptimo se encuentra entre 6,4 y 6,85 [¹⁸] y por debajo de 4,8 su crecimiento es difícil y se reduce significativamente [¹⁹] aunque puede tolerar rangos de 7,5 a 7,74 [¹⁸] de modo que el pH de 6,14 del suelo donde se realizó el trabajo fue aceptable. Este parámetro es importante ya que la neutralidad facilita la disponibilidad de elementos como el P y el K [²⁹] de modo que con rangos de pH similares se ha detectado niveles de P de 61 mg kg^-1 [¹⁹].

CONCLUSIONES

El periodo de recuperación en Vicia sativa L., Avena sativa L., Trifolium repens L., Trifolium pratense L., Medicago sativa L., y Dactylis glomerata L. influye en la producción de biomasa (verde y seca) y en su calidad nutricional con diferencias significativas en el contenido de proteína, que es alto a los 25 días de rebrote y disminuye gradualmente.

En trébol rojo, avena forrajera y vicia se logró una producción óptima de materia seca de 2,3 ton ha^-1, 3,25 ton ha^-1 y 6,7 ton ha^-1 a los 40 días respectivamente con un contenido proteico de 24,2%, 11,8% y 22,5% por especie.

En alfalfa la mayor producción de forraje se produjo a los 30, 35 y 40 días sin diferencia significativa entre ellos, no obstante se puede sugerir que el momento óptimo de corte es a los 35 días ya que se relaciona con el mayor porcentaje de PB (25,7%).

Trébol blanco presentó la mayor producción de forraje a los 35 días (0,77 ton ha^-1) con buen valor de PB (30,6%) por lo que se recomienda esta fecha de corte para pastoreo.

Azul orchoro presentó la mayor producción de forraje a los 30, 35 y 40 días sin existir diferencias estadísticas (0,7 ton ha^-1) pero se recomienda realizar pastoreo a los 30 días ya que en este corte se observó la mayor PB (22,3%).

El contenido de calcio y fósforo en las especies no tuvo variación significativa entre periodos de recuperación, sin embargo, en el suelo su contenido se redujo gradualmente por efecto de su absorción e incorporación en la estructura de la planta, esto mismo se observó con el nitrógeno disponible en el suelo.