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Agrociencia
versão On-line ISSN 2521-9766versão impressa ISSN 1405-3195
Agrociencia vol.50 no.6 Texcoco Ago./Set. 2016
Ciencia Animal
Estabilidad de la producción de forraje de genotipos de pasto elefante (Pennisetum purpureum) en campos dos Goytacazes, RJ, Brasil
1Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, RJ, Brazil.
2Embrapa Gado de Leite, Juiz de Fora, MG, Brazil.
3Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, Brazil. (brunarafamenezes@hotmail.com).
El pasto elefante (Pennisetum purpureum) es una planta forrajera perenne tropical con producción alta de biomasa que se adapta a diferentes condiciones edafoclimáticas en Brasil. La estabilidad se define como la consistencia en el rendimiento de los genotipos en ambientes diferentes. El objetivo del presente estudio fue estimar parámetros de estabilidad por el método de Eberhart y Russell, y seleccionar genotipos de pasto elefante con la estabilidad de la producción de forraje y de rendimiento alto en Campos dos Goytacazes, RJ, Brasil. Cinco cosechas se realizaron en dos años de evaluación. El diseño experimental fue de bloques al azar, con 80 tratamientos y dos repeticiones. Después del análisis individual de la varianza del rendimiento de materia seca, se aplicó análisis de parcelas divididas. Los valores medios de cada cosecha y las medias de rendimento de los genotipos en cinco cosechas se agruparon con la prueba de Scott-Knott (p≤0.05). Para obtener las estimaciones de la estabilidad en el tiempo se usó el método de Eberhart y Russell y los genotipos y cosechas sucesivas se consideraron como ambientes. Los genotipos Pasto Panamá, IJ 7136 cv. EMPASC 307, CAC-262, 02 AD IRI, 08 AD IRI y Gigante de Pinda mostraron producción alta de forraje y estabilidad fenotípica en las cinco cosechas.
Palabras clave: Interacción genotipo × ambiente; Pennisetum purpureum; producción de materia seca; genotipos de producción alta
The elephant grass (Pennisetum purpureum) is a tropical perennial forage plant with high biomass production that adapts to various soil and climatic conditions in Brazil. Stability is defined as the consistency in performance of genotypes in different environments. The aim of the present study was to estimate stability parameters by the Eberhart and Russel method, and to select elephant grass genotypes with forage production stability and high-yield in Campos dos Goytacazes, RJ, Brazil. Five harvests were made for evaluation in two years. The experimental design was arranged as randomized blocks design, with 80 treatments and two replicates. After the individual analysis of variance for dry matter yield, a combined split-plot analysis was performed. Mean values from each harvest as well as overall means of the genotypes in the five harvests were grouped using the Scott-Knott test (p≤0.05). To obtain the estimates of stability over time, the method of Eberhart and Russell was used, considering the genotypes and successive harvests as environments. Genotypes Pasto Panamá, IJ 7136 cv. EMPASC 307, CAC-262, 02 AD IRI, 08 AD IRI, and Gigante de Pinda showed high forage production and phenotypic stability over the five harvests.
Key words: Genotype × environment interaction; Pennisetum purpureum; dry matter yield; high-yield genotypes
Introducción
Especies como el pasto elefante (Pennisetum purpureum) tienen gran importancia para la producción de ganado debido a la producción alta de forraje (Pegoraroet al., 2009). El pasto elefante es una planta perenne tropical, variable y capaz de adaptar a las condiciones climáticas cambiantes que prevalecen en Brasil (Valle et al., 2009). El potencial productivo fomenta programas de mejoramiento para esta especie (Souza Sobrinho et al., 2005).
La diversidad genética del pasto elefante es alta en caracteres biométricos y moleculares y se puede en usar programas de mejoramiento (Cavalcante y Lira, 2010). La evaluación y selección de materiales superiores para áreas específicas depende mayormente de la interacción del genotipo x ambiente (Silva et al., 2010). La productividad, como la mayoría de características cuantitativas, tiene naturaleza poligénica e influencia alta del ambiente. Por tanto, la interacción genotipo x ambiente ejerce gran influencia en la expresión de estas características(Schmildt et al., 2011).
En experimentos con cosechas sucesivas y evaluaciones periódicas en el tiempo se pueden estimar parámetros importantes como la estabilidad. La estabilidad o comportamiento del rendimiento de genotipos en varios ambientes, que también se pueden expresar como variación promedio baja, que depende de la predictibilidad de la respuesta del genotipo (Cruz et al., 2012). El método de Eberhart y Russell (1966) se puede usar para estimar la estabilidad de cada genotipo en cada ambiente, con análisis de regresión linear. Esto se calcula como regresión linear simple de la variable respuesta para cada genotipo en cada ambiente, ponderado por el promedio de cada ambiente y el promedio general.(Ramos et al., 2011).
El objetivo de este estudio fue estimar los parámetros de estabilidad con el método de Eberhart y Russel(1966) y seleccionar los genotipos de pasto elefante con estabilidad de producción de forraje y rendimiento alto en Campos dos Goytacazes, Rio de Janiero, Brasil.
Materiales y métodos
El experimento se realizó en el Centro Estatal de Investigación en Agroenergía y Aprovechamiento de Residuos-Rio de Janeiro (Pesagro, por sus siglas en portugués), ubicado en Campos dos Goytacazes-RJ (21° 19’ 23 “Sand 41° 19’ 40” O; 13 m altitud). Según la clasificación de Köppen (1948), el clima es tipo Aw, caluroso y húmedo tropical, con precipitación anual cerca de 1152 mm. El suelo se clasificó como Argisol Distrófico (Embrapa, 2006), con: P2O5 18 mg dm-3, K2O 83 mg dm-3, Ca 4.6 cmolc dm-3, Mg 3.0 cmolc dm-3, Al 0.1 cmolc dm-3, H + Al 4.5 cmolc dm-3; y C 1.6 %.
El diseño experimental fue de bloques al azar, con 80 tratamientos y dos repeticiones. La parcela fue una fila de 5.5 m con 2 m entre cada fila, y 11 m2 totales. El rendimiento de la materia seca (DMY) del porcentaje de MS y peso del macollo en 1.5 m de cada parcela. Los resultados se convirtieron a Mg ha-1.
El pasto elefante se sembró en febrero de 2011 y se realizaron dos cosechas completas, para estandarizar el crecimiento de la planta, en diciembre 2011 y en marzo de 2012. Después del periodo de estandarización se realizaron otras cinco cosechas: dos en la época seca (junio y agosto de 2012) and tres en la época de lluvias (octubre de 2012 y febrero y mayo de 2013). En este periodo se evaluaron los siguientes 80 genotipos: (1) Elefante de Colombia, (2) Mercker, (3) Três Rios, (4) Napier Volta Grande, (5) Mercker Santa Rita, (6) Pusa Napier N 2, (7) Gigante de Pinda, (8) Napier N 2, (9) Mercker S. E. A, (10) Taiwan A-148, (11) Puerto Rico 534-B, (12) Taiwan A-25, (13) Albano, (14) Hib. Gigante Colômbia, (15) Pusa Gigante Napier, (16) Elefante Híbrido 534-A, (17) Costa Rica, (18) Cubano Pinda, (19) Mercker Pinda, (20) Mercker Pinda México, (21) Mercker 86 México, (22) Taiwan A-144, (23) Napier S.E.A., (24) Pusa Napier N 1, (25) Elefante de Pinda, (26) Mole de Volta Grande, (27) Napier, (28) Mercker Comum, (29) Teresópolis, (30) Taiwan A-46, (31) Duro de Volta Grande, (32) Turrialba, (33) Taiwan A-146, (34) Cameroon - Piracicaba, (35) Taiwan A-121, (36) Vruckwona, (37) P241 Piracicaba, (38) IAC-Campinas, (39) Elefante C. Itap., (40) Capim Cana D’África, (41) Gramafante, (42) Roxo, (43) Guaçu/I.Z.2, (44) Cuba-115, (45) Cuba-116, (46) Cuba169, (47) King Grass, (48) Roxo Botucatu, (49) Mineirão IPEACO, (50) Vruckwona Africano, (51) Cameroon, (52) CPAC, (53) Guaçu, (54) Napierzinho, (55) EMPASC 308, (56) EMPASC 310, (57) EMPASC 309, (58) IJ 7136 cv.EMPASC 307, (59) IJ 7139, (60) EMPASC 306, (61) Goiano, (62) CAC-262, (63) Ibitinema, (64) Australiano, (65) 13 AD, (66) 10 AD IRI, (67) 07 AD IRI, (68) Pasto Panamá, (69) BAG - 92, (70) 09 AD IRI, (71) 11 AD IRI, (72) 06 AD IRI, (73) 01 AD IRI, (74) 04 AD IRI, (75) 13 AD IRI, (76) 03 AD IRI, (77) 02 AD IRI, (78) 08 AD IRI, (79) BAG UENF 79, and (80) BAG UENF 80.
Un ANDEVA se realizó para cada variable en cada cosecha (ambiente). Después de comprobar la homogeneidad de varianzas residuales, se realizó un análisis combinado de parcela dividida, considerando como factor A los genotipos y como factor B las cosechas. El modelo usado fue:
dondeY ijk = valor observado en subparcela i, j, k; m =constante inherente a cada observación; a i = i-th nivel de factora (i = 1, 2, ..., I); b k = effect of block k (k = 1, 2, ..., K); ab ik = error experimental al nivel de parcela; b j =efecto del nivel j-th del factor B (j = 1, 2, ..., J); ab ij =efecto de la interacción entre factores A y B; e ijk =error experimental al nivel subparcela. El valor promedio en cada cosecha y los promedios generales de los genotipos en las cinco cosechas se agruparon con la prueba Scott-Knott (p≤0.05).
El método de Eberhart y Russell (1966) se usó para obtener estimados estables, considerando los genotipos y cosechas sucesivas como ambientes de evaluación. El método usado por Eberhart and Russell (1966) se describe aquí:
dondeY ij = rendimiento de genotipo i en ambiente j; m i =promedio en general; b i =coeficiente de regresión, el cual describe la respuesta de la variación de genotipo i a cosecha j; I j =índice ambiente codificado; d ij =deviación de la regresión del genotipo i en ambiente j; e ij = promedio de error experimental. La prueba Student se usó para probar el hipótesis H 0: b i = 1 y H 0: b i = 0. La hipótesis H0: s2 di = 0 se evaluó con la prueba F. Los análisis se hicieron con el software Genes (Cruz, 2013).
Resultados y discusión
La fuente de la variación de genotipo fue significativa (F; p≤0.01), y las fuentes de variación cosecha y genotipo x cosecha fueron, (Cuadro 1). Así, la significancia de la interacción apoya el estudio de adaptabilidad y estabilidad para identificar genotipos con rendimiento predecible y producción alta.
Cuadro 1 Resumen del análisis de varianza del rendimiento de materia seca (DMY), en Mg ha-1, de 80 genotipos de pasto elefante en cinco cosechas (las diferentes cosechas se consideraron ambientes ) (Campos dos Goytacazes, RJ, 2012/2013 )
| Source of variation | D.F | S.Q. | Mean Squared | F |
|---|---|---|---|---|
| Blocks | 1 | 0.836 | 0.836 | |
| Genotype | 79 | 727.033 | 9.203 | 1.176† |
| Error a | 79 | 422.039 | 5.342 | |
| Cut | 4 | 3409.256 | 852.315 | 17.065† |
| Error b | 4 | 178.825 | 44.705 | |
| G x C | 316 | 1720.258 | 5.444 | 1.561† |
| Error c | 316 | 1101.929 | 3.487 | |
| Residue | 320 | 1280.755 | 4.002 | |
| Total | 799 | 7560.179 |
† Significativo a p≤0.01 y p≤0.05 %, nivel de probabilidad, respectivamente según la prueba F.
La interacción significativa entre el genotipo y la cosecha mostraron que la respuesta del genotipo no se mantiene en las cosechas sucesivas; es decir, hay diferencias entre la evaluación de sus promedios en rendimiento en las cinco cosechas. Como es un cultivo perenne, el pasto elefante debe ser productivo durante su cultivo. Aunque hubo una interacción significativa de genotipo × cosecha, lo que importa al productor es que el genotipo tenga rendimiento alto en las cosechas (Souza Sobrinhoet al., 2005).
Los resultados muestran genotipos con el rendimiento de MS más alto (más de 5.5 Mg ha-1) en el promedio total de los 80 genotipos de las cinco cosechas. Estos genotipos fueron: Elefante da Colombia (1), Gigante de Pinda (7), Hib. Gigante Colombia (14), Elefante de Pinda (25), P241 Piracicaba (37), Gramafante (41), Guaçu/I.Z.2 (43), Vruckwona Africano (50), CPAC (52), EMPASC 309 (57), IJ 7136 cv. EMPASC 307 (58), CAC-262 (62), Australiano (64), Pasto Panamá (68), 02 AD IRI (77), and 08 AD IRI78). El genotipo con el promedio total más alto fue 68 (Pasto Panamá), con 8.4 Mg ha-1 (Cuadro 2; Figura 1).
Cuadro 2 Arreglo de los genotipos de pasto elefante más productivos ordenados por medias de rendimiento de materia seca total (Yi), en Mg ha-1, y la estimación de los parámetros de estabilidad (Yi and s2di) propuestos por Eberhart y Russell (1966), en cinco cosechas (ambientes) de evaluación (Campos dos Goytacazes, RJ, 2012/2013).
| Genotype | Y i | b i | s 2 di | Genotype | Y i | b i | s 2 di |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 68 | 8.4 | 1.6349¶ | 0.0360 § | 41 | 5.8 | 1.8456† | 3.8708¶ |
| 58 | 7.1 | 1.5571¶ | -1.3059 § | 77 | 5.8 | 1.6890¶ | 1.4152 § |
| 43 | 6.7 | 1.9669 † | 8.0959 † | 14 | 5.7 | 1.1512 § | -0.0160 § |
| 1 | 6.3 | 1.1783 § | 4.4353¶ | 50 | 5.5 | 1.0062 § | 4.9344¶ |
| 57 | 6.3 | 1.2486 § | -1.1091 § | 52 | 5.5 | 1.0287 § | 1.0779 § |
| 25 | 6.2 | 1.6415¶ | 2.9670¶ | 62 | 5.5 | 1.3661 § | -1.4491 § |
| 37 | 6.1 | 1.1540 § | -1.3753 § | 78 | 5.5 | 2.0484† | 2.1703 § |
| 64 | 5.9 | 1.3643 § | -1.1791 § | 7 | 5.5 | 1.6625¶ | 2.5256 § |
† Significativo a p≤0.05 %.
¶ Significativo a p≤0.01 %
§ No significativo (prueba t), respectivamente.
Figura 1 Rendimiento de materia seca de los genotipos más productivos (Campos dos Goytacazes, RJ, 2012/2013).
El método de Eberhart y Russell (1966) evaluó el rendimiento individual de los genotipos del pasto elefante en respuesta a variaciones temporales con el análisis de cosechas. Esta información es importante en programas de mejoramiento porque permite la selección de genotipos con respuestas predecibles (Souza Júnior et al., 2002). Según Cunha et al (2013), diferentes métodos para estimar la estabilidad de la producción en forraje en Pennisetum spp. permite caracteriza mejor el rendimiento productivo y, por tanto, más seguridad durante la selección.
Genotipo 68 (Pasto Panamá), 58 (IJ 7136 cv. EMPASC 307), 62 (CAC-262), 77 (02 AD IRI), 78 (08 AD IRI), y 7 (Gigante de Pinda) formaron el grupo con el promedio general mayor para el rendimiento de MS, coeficientes de regresión deseables, y s2 di no significativo con la prueba F (Cuadro 2). Estos resultados muestran que los seis genotipos pueden responder a ambiente favorable y tienen capacidad de rendimiento alto en condiciones ambientales adversas (Peluzio et al. 2010). Los genotipos 43 (Guaçu/ I.Z.2), 25 (Elefante de Pinda), and 41 (Gramafante) mostraron rendimiento de MS alto, coeficientes de regresión deseables, pero significantes en bi y s2 di (p≤0.05 y p≤0.01).
El genotipo Gramafante (41) mostró un rendimiento de MS (DMY) de14 Mg ha-1, uno de los más altos (Cuadro 3; Figura 1). Genotipos 43 (Guaçu/I.Z.2) y 78 (08 AD IRI) tuvieron un DMY de 1.4 Mg ha-1 en la segunda cosecha (Cuadro 3; Figura 1). Leão et al. (2012) evaluaron la producción de forraje de los híbridos de pasto elefante y mijo y observaron el DMY más alto de 9.8 Mgha-1, en el genotipo de pasto elefante Pioneiro, el cual es menor que el valor más alto encontrado en nuestro estudio (14.0 Mg ha-1). Meinerz et al. (2011) observaron resultado similar de DMY mayor ( 10.1 Mg ha-1) al evaluar el sistema convencional de labranza el genotipo de pasto elefante Mercker Pinda para la producción de forraje en condiciones agroecológicas y convencionales.
Cuadro 3 Rendimiento de materia seca, en Mg ha-1, de los genotipos de pasto elefante más productivos en cinco cosechas (ambientes) (Campos dos Goytacazes, RJ, 2012/2013).
| Genotype | Cut (environments) | Genotype | Cut (environments) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | 8.6a | 3.2a | 3.3a | 11.1a | 5.2b | 52 | 8.8a | 3.7a | 3.2a | 8.2a | 3.5b |
| 7 | 11.8a | 3.1a | 1.8a | 7.8a | 2.8b | 57 | 10.8a | 4.2a | 3.4a | 7.5a | 5.6b |
| 14 | 7.9b | 3.2a | 1.9a | 8.1a | 7.1a | 58 | 12.2a | 4.4a | 2.8a | 7.7a | 8.2a |
| 25 | 11.9a | 3.1a | 1.8a | 5.0a | 9.2a | 62 | 10.2a | 3.6a | 1.7a | 6.3a | 5.5b |
| 37 | 9.4a | 3.4a | 3.2a | 7.7a | 7.0a | 64 | 10.7a | 4.2a | 2.1a | 7.0a | 5.4b |
| 41 | 14.0a | 2.9a | 2.2a | 4.9a | 5.1b | 68 | 12.9a | 7.1a | 2.4a | 10.4a | 9.3a |
| 43 | 13.2a | 1.4a | 2.3a | 5.5a | 11.2a | 77 | 12.8a | 2.8a | 2.5a | 6.1a | 4.7b |
| 50 | 6.9b | 2.9a | 1.7a | 6.3a | 9.8a | 78 | 13.6a | 1.4a | 1.6a | 6.8a | 3.9b |
Medias con letra diferente en una columna son estadísticamente diferentes (prueba Scott-Knott; p≤0.05).
Conclusiones
Hay diferencias entre los valores promedios de los genotipos o en la clasificación de su rendimiento durante cinco cosechas. Los genotipos Pasto Panamá, IJ 7136 cv. EMPASC 307, CAC-262, 02 AD IRI, 08 AD IRI, y Gigante de Pinda mostraron producción alta de forraje y estabilidad fenotípica en cinco cosechas.
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Recibido: 01 de Marzo de 2015; Aprobado: 01 de Enero de 2016
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