Introducción

El ballico perenne (Lolium perenne L.) junto con la alfalfa (Medicago sativa L.) son las especies forrajeras más cultivadas en las regiones templadas de México, para usarse en pastoreo con ovinos o bovinos, por su alto rendimiento por hectárea, calidad nutritiva y facilidad para crecer en diferentes tipos de suelos (^{Bolaños et al., 1995}); sin embargo, un manejo eficiente de las praderas es primordial para mantener una alta productividad y calidad del forraje, sin propiciar el deterioro de las mismas, el cual es logrado con diferentes estrategias de defoliación ya sea al reducir o incrementar los intervalos e intensidad de cosecha, para favorecer la tasa de rebrote en las plantas y disminuir las pérdidas por muerte y descomposición del forraje (^{Hernández-Garay et al., 1997}; ^{Chapman and Lemaire et al., 1993}).

Las asociaciones de gramíneas y leguminosas es una excelente opción en producción de forrajes ya que actualmente existe la necesidad de aumentar no solo la productividad, sino también la eficiencia de recursos sustentables (^{Lüscher et al., 2014}). El uso de asociaciones de gramíneas y leguminosas permite tener mayor valor nutritivo y rendimiento de materia seca, actividad que ayuda a disminuir costos de producción en comparación con la utilización de dietas balanceadas y así, asegurar una alta producción; y desde el punto vista ecológico, las leguminosas mejoran la fertilidad del suelo al fijar nitrógeno atmosférico, reduciendo con ello el uso de fertilizantes químicos, así como una mejor intercepción de luz y distribución estacional de la producción de biomasa (^{Camacho y García, 2003}; ^{Gonzáles et al., 2004}).

Al respecto, ^{Cook et al. (1990)} y ^{Rojas et al. (2005)}, consignaron que en la región templada de México, el trébol blanco puede contener en promedio de 168 a 270 g de proteína cruda kg^-1 MS y fijar de 57 a 232 kg de nitrógeno ha^-1 (^{Zanetti et al., 1999}), y es preferida su asociación con gramíneas como ballico perenne y ovillo. ^{Villareal et al. (2014)} en pasto ovillo encontraron la mayor tasa de crecimiento en verano con 107 kg MS ha^-1 d^-1 con una frecuencia de pastoreo de 4 semanas y una intensidad de 3-5 cm, mientras que en otoño fue de 77 kg MS ha^-1 d^-1 con frecuencia de 6 semanas y una intensidad de 3-5 cm. La asociación trébol blanco, pasto ovillo y ballico perenne ha llegado a producir hasta 52% más forraje cuando el porcentaje de trébol blanco en la pradera es de 40% y, puede alcanzar hasta 65% más cuando se pastorea en primavera- verano a intervalo de 28 días (^{Castro et al., 2012}).

Los patrones estacionales de distribución de forraje están influenciados por variaciones en el clima, por lo que es importante saber la velocidad de crecimiento estacional de las especies forrajeras de interés. Por lo tanto, en asociaciones de gramíneas con leguminosas es importante determinar la mejor asociación desde el punto de vista de distribución estacional, tasa de crecimiento y persistencia de la pradera. La presente investigación tuvo como objetivo evaluar monocultivo de pasto ovillo y siete asociaciones, de ovillo, ballico perenne y trébol blanco en diferentes proporciones, para diferentes atributos: tasa de crecimiento, densidad de plantas y radiación interceptada (%).

Materiales y métodos

El experimento se realizó de septiembre de 2012 a septiembre de 2014, en el Campo Experimental del Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo, Texcoco, Estado de México, ubicado a 19° 29’ de latitud norte y 98o 53’ de longitud oeste, a una altitud de 2 240 msnm. El clima del lugar es templado subhúmedo, con precipitación media anual de 636.5 mm y régimen de lluvias en primavera-verano y temperatura media anual de 15.2 °C (^{García, 2004}). El suelo del área es franco arenoso, ligeramente alcalino con pH 7 - 8 (^{Ortiz, 1997}). Las praderas fueron establecidas en febrero de 2010. La siembra de las gramíneas se realizó en hileras a 30 cm (gramíneas), mientras que la leguminosa fue sembrada en forma perpendicular con una distancia entre surcos de aproximadamente 30 cm; tomando como base las densidades de 20, 30 y 5 kg ha^-1 para pasto ovillo, ballico perenne y trébol blanco, respectivamente.

Las praderas no fueron fertilizadas y en la época de seca, se proporcionaron riegos a capacidad de campo cada dos semanas. Antes de iniciar la investigación, se realizó un pastoreo de uniformidad con ovinos que fueron utilizados como defoliadores cosechando aproximadamente a 5 cm sobre el nivel del suelo y delimitando las parcelas con cerco eléctrico. Los pastoreos se realizaron cada 4 semanas en primavera-verano y cada 5 y 6 semanas durante otoño e invierno, respectivamente.

La restricción a la leguminosa fue en 10 y 50% como mínimo y máximo, respectivamente. Los tratamientos consistieron de las siguientes asociaciones: 20-40-40, 00-50-50, 40-20- 40, 50-00-50, 20-70-10, 70-20-10,100-00-00, 40-40-20 % de ovillo (Ov), ballico perenne (Ba) y trébol blanco (Tr), respectivamente. Los tratamientos se distribuyeron aleatoriamente en 24 parcelas experimentales de 9 por 8 m.

Tasa de crecimiento. La tasa de crecimiento promedio estacional de las asociaciones y pasto solo, se calculó con los datos de rendimiento obtenidos en cada pastoreo y en cada una de las repeticiones, con la siguiente fórmula:

TC=R/T

Donde: TC= tasa de crecimiento promedio estacional (kg MS ha^-1 d^-1); R= rendimiento estacional (kg MS ha^-1) y T= días transcurridos en cada estación.

Densidad de plantas. Al inicio del experimento se colocó un cuadro fijó de 1 m² de forma aleatoria en cada unidad experimental. Un día después de cada pastoreo se contabilizó el número de plantas presentes en las gramíneas (ovillo, ballico perenne), mientras que en la leguminosa (trébol blanco) fue por medio de cobertura (%) y con ello, se obtuvo el promedio de plantas por especie de forma estacional.

Radiación interceptada. Un día previo a cada pastoreo, se tomaron al azar cinco lecturas de radiación interceptada por repetición con el método del metro de madera en cada unidad experimental. Las lecturas se realizaron aproximadamente a las 13:00 h. El procedimiento consistió en colocar la regla en la superficie del suelo (debajo del dosel), con orientación sur- norte e inmediatamente después, se contaron los centímetros sombreados, los cuales representaron el porcentaje de radiación interceptada por el dosel vegetal.

Datos climáticos. En la Figura 1 se observa el promedio de la temperatura máxima y mínima estacional registradas durante el periodo experimental. La temperatura máxima osciló entre 21 y 26 °C, mientras que la temperatura mínima fue entre 3 y 10 °C. La mayor temperatura se presentó en primavera de ambos años, con un promedio de 26 °C. La temperatura más baja se presentó en las estaciones de otoño e invierno con 5.7 y 3.6 °C, respectivamente. Se obtuvo una precipitación acumulada en el primer año de 424.81 mm, en primavera-verano de 2013 se obtuvo la mayor precipitación con 378.28 mm (89%). La precipitación acumulada del segundo año fue de 332.8 mm, obteniendo la mayor precipitación en primavera y verano de 2014 con 289.78 mm (87%). En las estaciones con poca precipitación: otoño e invierno de ambos años, se proporcionó riegos a capacidad de campo cada dos semanas.

Figura 1 Temperatura promedio máxima, mínima, precipitación acumulada y riegos a capacidad de campo durante el periodo de estudio (09/2012 a 09/2014) (http://www.cm.colpos.mx/meteoro/). 

Análisis estadístico. Para comparar el efecto de las asociaciones estudiadas, se realizó un análisis de varianza con el procedimiento de Modelos Mixtos (^{SAS, 2009}), con un diseño de bloques al azar con tres repeticiones. La comparación de medias se realizó mediante la prueba de Tukey ajustada (α= 0.05).

Resultados y discusión

Tasa de crecimiento. En el Cuadro 1 se presenta la tasa de crecimiento estacional promedio durante el periodo experimental. En el primer año, la TC promedio de todas las asociaciones fue de 51 kg MS ha^-1 d^-1 y disminuyó 3 kg MS ha^-1 d^-1 en el segundo año (48 kg MS ha^-1 d^-1). En ambos años, las asociaciones 20-70-10, 40-20-40 y 20-40-40 de Ov-Ba-Tr obtuvieron la mayor TC y fueron estadísticamente diferentes a las demás (P<0.05), mientras el pasto ovillo solo obtuvo la menor TC (34 y 30 kg MS ha^-1 d^-1) para ambos años (P<0.05).

abc= Medias con la misma literal minúscula en una misma hilera, no son diferentes (p> 0.05); ABC= Medias con la misma literal mayúscula en una misma columna, no son diferentes (p> 0.05); EEM= error estándar de la media; Sig.= Significancia; **=p> 0.05; NS= no significativo; Ov= pasto ovillo, Ba= ballico perenne y Tr= trébol blanco.

Cuadro 1 Cambios estacionales en la tasa de crecimiento (TC; kg MS ha^-1 d^-1) de pasto ovillo (Dactylis glomerata L.) solo y asociado con ballico perenne (Lolium perenne L.) y trébol blanco (Trifolium repens L.) durante dos años de estudio. 

Por otro lado, independientemente de las asociaciones, durante primavera y en ambos años se registró la mayor TC con un promedio de 68.5 kg MS ha^-1 d^-1, seguido de verano con un promedio de 57.5 kg MS ha^-1 d^-1, después invierno con un promedio de 42 kg MS ha^-1 d^-1, y por último la estación de invierno con un promedio de 31 kg MS ha^-1 d^-1 (p< 0.05). Estos resultados coinciden con los reportados por ^{Velasco et al. (2001)} y ^{Moreno et al. (2015)}, donde encontraron la mayor tasa de crecimiento en primavera y verano. Mientras tanto ^{Villareal et al. (2014)} en pasto ovillo reportaron la mayor tasa de crecimiento en primavera y verano con un promedio de 98.5 kg MS ha^-1 d^-1 independientemente de la intensidad y frecuencia de pastoreo.

Estas tasas de crecimiento son mayores que las reportadas en la presente investigación, sin embargo; cuando se inició este trabajo ya llevaba tres años desde la siembra por lo que probablemente su persistencia disminuido y por consiguiente el rendimiento de materia seca y tasa de crecimiento. Tal comportamiento, generalmente se atribuye a la habilidad de pasto ovillo, ballico perenne y trébol blanco para competir por luz, agua y nutrientes cuyos efectos se evidencian en la tasa de aparición y elongación del área foliar (^{Durand et al., 1999}). En otoño, la menor tasa de crecimiento se puede atribuir a las bajas temperaturas registradas en el periodo, ya que ^{Hernández-Garay et al. (1997a)} señalan que las bajas temperaturas ocasionan reducción en el crecimiento y tasa de acumulación de forraje, por influencia directa de una menor tasa de aparición y expansión foliar.

Mientras tanto, ^{Brock y Tilbrook (2000)} mencionan que los cambios en la tasa de crecimiento, en las diferentes estaciones del año, están directamente relacionadas con la temperatura, y para tener la mejor expresión en el crecimiento se requieren temperaturas de 18 y 21°C para ballico perenne y ovillo, respectivamente, mientras que para trébol blanco de 24 °C. Por su parte, ^{Sanderson (2010)} en una investigación de dos años en asociaciones de ovillo y trébol blanco, encontró en promedio la mayor tasa de crecimiento en primavera con 62 kg MS ha^-1 d^-1, seguida de verano con 47 kg MS ha^-1 d^-1. Estas tasas de crecimiento coinciden con las de esta investigación en primavera y verano de ambos años.

Densidad de plantas. En el Cuadro 2 se observan los cambios estacionales en la densidad de plantas, en donde el promedio del primer año de pasto ovillo fue de 24 plantas m^-2 y disminuyo a 23 plantas m^-2 para el segundo año. En ambos años, el pasto ovillo solo (100-00-00) fue el que obtuvo la mayor densidad, con promedio de 31.5 plantas m^-2, mientras que la asociación 20-40-40 de Ov-Ba-Tr mostró la menor densidad con promedio de 15 plantas m^-2 (p< 0.05). El ballico perenne fue la especie con la menor densidad de plantas durante toda la investigación con un promedio de 3 y 2.5 plantas m^-2 para el primero y segundo año, respectivamente sin diferencias. La asociación 00-50-50 de Ov-Ba-Tr fue la que registró la mayor densidad de plantas m^-2 de ballico perenne con un promedio de los dos años de 4.8 plantas m^-2, y las asociaciones 40-40-20, 20-70-10, 20-40-40 y 70-20-10 de Ov-Ba-Tr fueron las que obtuvieron la menor densidad con un promedio de 2 plantas m^-2 para ambos años (p< 0.05).

abc= Medias con la misma literal minúscula en una misma hilera, no son diferentes (p> 0.05); ABC= Medias con la misma literal mayúscula en una misma columna, no son diferentes (p> 0.05); Sig.= Significancia; **=p> 0.05. EEM= error estándar de la media.

Cuadro 2 Cambios en densidad de plantas (m^-2) de pasto ovillo (Dactylis glomerata L.) solo y asociado con ballico perenne (Lolium perenne L.) y trébol blanco (Trifolium repens L.) durante dos años de estudio. 

Trébol blanco fue la especie que presento la mayor densidad de plantas con 41 y 38 plantas m^-2, para el primero y segundo año, respectivamente (p< 0.05). La asociación 00-50-50 de Ov-Ba-Tr, en ambos años, presento la mayor densidad con un promedio de 66.5 plantas m^-2, mientras que la asociación 40-40-20 de Ov-Ba-Tr fue la que registró la menor densidad, en los dos años, con un promedio de 30 plantas m^-2 (p< 0.05). La mayor densidad de plantas de trébol blanco coincide con el mayor aporte de trébol blanco en la composición botánica y rendimiento de forraje en invierno para ambos años. Independientemente de las especies, la densidad de plantas se mantuvo y se puede atribuir a que la pradera llevaba tres años desde la siembra y por consiguiente, las plantas tienden a mantenerse ya que en el primer año es cuando se pierde la mayor cantidad de plantas. Por su parte ^{Sevilla et al. (2001)} mencionan que, la muerte de plantas es mayor en primavera y en las demás estaciones, la densidad de plantas tiende a mantenerse; además, señalan que la densidad mínima necesaria para que no afecte su crecimiento es de 30, por debajo de la cual, la pradera disminuye marcadamente la producción de forraje.

Estos cambios de densidad de plantas se ven reflejados en la tasa de crecimiento del cultivo y se le atribuyen a las condiciones ambientales, particularmente a la temperatura (Figura 1) por su influencia directa sobre la fotosíntesis (^{McKenzie et al., 1999}). Al respecto, ^{Hernández-Garay et al. (1999)} mencionan que la densidad de tallos puede ser manipulada por la defoliación, modificando la frecuencia e intensidad de cosecha, se puede incrementar la densidad de tallos en ballico perenne. ^{Moreno et al. (2015)} reportaron en asociaciones de gramíneas y leguminosa el aporte de trébol blanco fue superior en otoño e invierno y menor en primavera y verano.Al respecto, ^{Chapman y Lemaire (1993)} consignan que las praderas responden de manera diferente al manejo que se le practique afectando su persistencia y rendimiento por efecto de intensidad e intervalo de cosecha. En esta investigación en particular las especies beneficiadas por el manejo proporcionado y temperatura fueron pasto ovillo y trébol blanco.

Radiación interceptada. Independientemente de la asociación, durante la estación de primavera, de ambos años, se presentó la mayor radiación interceptada con un promedio de 92% (Cuadro 3), y la menor en otoño del segundo con un promedio de 78% de radiación interceptada (p< 0.05). Solo las asociaciones 20-40-40, 40-20-10 y 20-70-10 de Ov-Ba-Tr llegaron al 95% de radiación interceptada durante primavera del primer año, cabe resaltar, que estas mismas asociaciones tienen la mayor tasa de crecimiento (Cuadro 1) y por consiguiente el rendimiento de forraje. En promedio del primer año y segundo año las asociaciones que interceptaron mayor radiación solar fueron 20-70-10, 40-20-40, 40-40-20, 70-20-10 y 50-00-50 de Ov-Ba-Tr con promedio de 89.2 y 87%, para el primer y segundo año, respectivamente; mientras que el pasto ovillo solo (100-00-00) fue el que interceptó menor radiación con promedio de 74 y 71% para el primer y segundo año, respectivamente (p< 0.05).

abc= Medias con la misma literal minúscula en una misma hilera, no son diferentes (p> 0.05); ABC= Medias con la misma literal mayúscula en una misma columna, no son diferentes (p> 0.05); EEM= error estándar de la media; Sig.= significancia; **=p> 0.05; NS= no significativo.

Cuadro 3 Cambios estacionales en radiación interceptada (%) de pasto ovillo (Dactylis glomerata L.) solo y asociado con ballico perenne (Lolium perenne L.) y trébol blanco (Trifolium repens L.) durante dos años de estudio. 

Los datos anteriores revelan que la capacidad de las asociaciones para interpretar la radiación solar depende del porcentaje de cada especie asociada y las condiciones ambientales a las que fueron expuestas durante su crecimiento previo a cada cosecha (^{Federick et al., 1999}; ^{Horrocks y Vallentine, 1999}; ^{Da Silva y Hernández-Garay, 2010}). En este sentido, ^{Sevilla et al. (2001)} mencionan que, la densidad mínima necesaria para que no afecte su crecimiento es de 30 plantas m^-2, por debajo de la cual, la pradera disminuye marcadamente la producción de forraje, tasa de crecimiento y radiación interceptada. Resultados similares encontraron ^{Flores et al. (2015)} en nueve asociaciones de pasto ovillo, ballico perenne y trébol blanco, donde independientemente de la asociación, la radiación interceptada presentó el siguiente orden descendente: verano > primavera > otoño > invierno con 93, 92, 88 y 86%, respectivamente.

Relación entre tasa de crecimiento (TC) y radiación interceptada (RI). En el Cuadro 4 se observa el coeficiente de regresión (R²) entre la tasa de crecimiento y la radiación interceptada. A excepción de la asociación 40-20-40 de Ov-Ba- Tr donde no existió diferencia significativa (p> 0.05) entre TC y RI, todos los demás tratamientos presentaron estrecha relación entre estas variables, mientras mayor sea la tasa de crecimiento mayor será la radiación interceptada. La tasa de crecimiento varió en las estaciones del año (Cuadro 1) y los factores principales fueron temperatura y horas luz ya que durante primavera y verano se registraron las mayores temperaturas y se presentaron las mayores TC y RI, caso contrario a invierno, donde se observaron las menores TC y RI.

*p< 0.05; **p< 0.01; ***p< 0.001; ****p< 0.0001; NS= no significativo; Ov= pasto ovillo; Ba= ballico perenne; Tr= trébol blanco; TC= tasa de crecimiento; RI= radiación interceptada.

Cuadro 4 Coeficiente de regresión (R²), de tasa de crecimiento (TC) entre radiación interceptada (RI) de dos años en ovillo (Dactylis glomerata L.), solo y asociado con ballico perenne (Lolium perenne L.) y trébol blanco (Trifolium repens L.). 

Al respecto, ^{Hernández-Garay et al. (1997b)} señalan que la dinámica de población de tallos está en función de la tasa de aparición y muerte de tallos, tasas que difieren con el manejo y la estación y estas a su vez con el índice de área foliar y tasa de crecimiento (^{Lemaire y Chapman, 1996}).

En una investigación con alfalfa, al evaluar la frecuencia e intensidad de pastoreo encontraron que la máxima radiación interceptada a 95%, coincidía con el mayor índice de área foliar (3.6) y tasa de crecimiento (^{Teixeira et al., 2007}).

Conclusiones

Las asociaciones 20-70-10, 20-40-40 y 40-20-40 de Ov- Ba-Tr presentaron las mayores tasas de crecimiento, y la menor, la registró pasto ovillo solo. Independientemente de la asociación, la mayor y menor tasa de crecimiento se presentó en primavera y otoño, respectivamente. La densidad de plantas en las gramíneas no varió entre año, sin embargo, la leguminosa presento mayor y menor densidad de plantas en el primer y segundo año. Las asociaciones que interceptaron el 95 % de radiación solar fueron 20-40-40, 40-20-40, 20-70-10 de Ov-Ba-Tr solamente en primavera del primer año. Existe una estrecha relación entre la tasa de crecimiento y radiación interceptada.