Condiciones ambientales y tratamientos

El estudio se desarrolló en campo en las tres épocas del año que prevalecen en Tabasco: época de nortes (lluvias prolongadas de baja intensidad y temperaturas más bajas del año) de septiembre 2014 a febrero 2015, época seca de marzo a mayo de marzo a mayo (<90 mm/mes de lluvia) y época de Lluvias de junio a julio 2015 (>200 mm/mes de lluvia), en el Rancho KARIGA SPR de RL, con coordenadas 93º28’19.34’’ longitud oeste y 17º41’31.59’’ latitud norte. El suelo es ácido (pH= 4.7), alto en materia orgánica (5%), bajo en nitrógeno (0.17%), fósforo (5.38 mg kg^-1) y potasio (0.11 cmol kg^-1) y de textura franco arcillo arenoso. Este suelo se considera de transición a Sabana y se clasifica como acrisol úmbrico cutánico endoarcíllico hiperdistrico férrico (^{Salgado-García et al., 2010}). Los datos de precipitación y temperatura del periodo de evaluación, fueron proporcionados por la CONAGUA Tabasco.

La pradera de Brachiaria humidicola fue establecida en 2005 para su pastoreo con ganado bovino. Dentro de ésta pradera se seleccionó el sitio experimental en un área homogénea, donde se formaron parcelas de 4 m de largo x 1.5 m de ancho. Los tratamientos consistieron en parcelas de humidicola en monocultivo (H), humidicola en monocultivo+fertilización (HF), humidicola+stylo (HS) y humidicola+stylo+fertilización (HSF). Cada tratamiento tuvo cuatro repeticiones. Previo al inicio del experimento, las parcelas fueron cortadas a 5 cm de altura. Posteriormente, en los tratamientos conformados por la asociación B. humidicola - Stylosanthes guianensis (stylo), la leguminosa fue sembrada, en las parcelas de humidicola, por semilla y a “chorrillo” en dosis de 6 kg ha^-1 y a distancias de 30 cm entre hileras. Para la fertilización fosfatada se utilizó superfosfato triple con 46% de P₂O₅ en dosis de 100 kg ha^-1 (^{Pastrana 1994}). Dada la baja solubilidad del fósforo, la fertilización se fraccionó en dos partes iguales, aplicándose 50 kg ha^-1 el 20 de agosto 2014 y 50 kg restantes el 8 de febrero 2015; la fertilización fue manual.

Fechas de corte y variables de respuesta

El corte de uniformidad en las 16 parcelas se realizó el 01 de septiembre 2014 y a partir de esta fecha los cortes, toma de muestras y obtención de datos se realizó cada 35 días. Por ello, la primera toma de muestras fue el 6 de octubre 2014 y la última el 13 de julio 2015. La parcela útil se ubicó en el centro de cada parcela y representó un área de 2 m². Las variables de respuesta fueron: Rendimiento de materia seca (RMS; t ha^-1) y concentración de fósforo (g kg^-1MS). En los tratamientos formados por las asociaciones (HS y HSF), el RMS y la concentración de fósforo se determinaron también en la biomasa del humidicola y del stylo de manera individual. El RMS se determinó con el método del cuadrante con área de 1m². Para ello el cuadrante se colocó en el centro de cada parcela experimental y la biomasa total dentro del cuadrante se cosechó a una altura de 5 cm para los tratamientos H y HF. Para los tratamientos HS y HSF, el humidicola se cortó a una altura de 5 cm y el stylo por ser planta semi-arbustiva a una altura de 20 cm. De cada parcela se obtuvo el peso fresco de la biomasa total, y de esta biomasa se tomó una submuestra de 200 g para determinar el peso seco y realizar el análisis de P.

Las submuestras por tratamiento se depositaron en bolsas de papel y se secaron en una estufa de aire forzado durante 72 h a 60 ºC. Para calcular el RMS se utilizaron los datos del peso fresco del cuadrante y del peso seco de los 200 g en la fórmula: RMS= (PF*PS/pf)/100, donde RMS: Rendimiento de materia seca (t ha^-1), PF: peso fresco de la muestra del m² (g de materia verde, MV), pf: peso fresco de la submuestra (g MV) y PS: peso seco de la submuestra (g de MS). En forma paralela, se tomó una segunda submuestra de 200 g en los tratamientos de las asociaciones para separar a la gramínea de la leguminosa, y análisis de P de manera individual. Los diferentes componentes se pesaron y secaron en estufa de aire forzado por 72 h a 60 ºC. La determinación de fósforo (g kg^-1 MS) en humidicola y monocultivo de las asociaciones y de cada especie dentro de las asociaciones, fue por el método de Olsen, utilizando digestión húmeda con mezcla ácido nítrico-perclórico, y el extracto analizado por espectrometría (NOM-021-RECNAT (2000).

Peso de raíces y número de nódulos de Stylosanthes guianensis

A final de cada época del año, se colectaron raíces de S. guianensis, en los tratamientos en asociación (HS y HSF). Las raíces fueron extraídas a lo largo de 0.3 m lineales y a una profundidad de 25 cm, con ayuda de una pala recta, cuidando no dañar los nódulos. Del total de plantas extraídas se seleccionaban al azar 10 plantas de stylo, para obtener el peso seco total de raíces y número de nódulos. El peso seco total de las raíces por tratamiento y repetición se obtuvo después de secarlas en una estufa de aire forzado, durante 72 h a 60 ºC. De los datos del peso fresco y el seco de la raíz, se calculó la concentración de materia seca de raíces en g kg^-1 MS.

Diseño experimental

El experimento se analizó como medidas repetidas mediante PROC MIXED del SAS (^{SAS, 2010}). Se compararon los cuatro tratamientos usando una estructura unifactorial de los tratamientos, siendo la fecha de corte el factor de medida repetida. En el análisis de varianza para cada variable de respuesta, se usó un modelo que incluyó los efectos de tratamiento, fecha de corte y sus interacciones. El esquema de aleatorización de los tratamientos sobre las unidades experimentales fue mediante un diseño completamente al azar con cuatro repeticiones.

Condiciones ambientales durante el periodo de estudio

En el mes de septiembre (etapa final de la época de lluvias) e inicios del otoño, se registró una temperatura promedio de 28.5 °C y 208 mm de precipitación pluvial. Posteriormente, de octubre a febrero (época de nortes) que incluye el otoño e invierno, se tuvo un descenso de la temperatura promedio, pasando de 28.5 a 22 °C, registrándose las más altas precipitaciones del período de estudio en los meses de octubre (476 mm) y enero (335 mm), siendo diciembre el menos lluvioso (26 mm). En ésta época de nortes (oct-feb), la precipitación pluvial acumulada fue de 1 300 mm. En primavera, durante marzo, abril y mayo (época seca) la temperatura promedio tuvo un ascenso, de 22 ºC (época de nortes) a 30 °C. La precipitación pluvial acumulada fue de 220 mm, siendo marzo donde se registró la mayor precipitación (148 mm) y abril menos lluvioso (15.9 mm). Estas variaciones climáticas afectarán el crecimiento de las especies forrajeras en estudio, dando la estacionalidad de la producción de materia seca señalada por ^{Jones y Hu (2006)} y observándose el efecto positivo de la complementaridad de la asociación gramínea-leguminosa mostrada en otros estudios (^{Zuppinger-Dingley et al., 2014}; ^{Prieto et al., 2015}).

Rendimiento de materia seca (RMS)

Diferencias en RMS ocurrieron entre fechas de corte y entre tratamientos y la interacción tratamiento x corte fue altamente significativa (Cuadro 1). El patrón cronológico del RMS fue similar entre tratamientos y disminuyó del 7 de octubre al 16 de diciembre en todos los tratamientos. Esta disminución fue mayor en humidicola en monocultivo (H y HF), 1.16 t ha^-1, mientras que en este mismo período las asociaciones (HS y HSF), disminuyeron solo en 0.63 y 0.5 t ha^-1, respectivamente. Lo anterior significó una tasa de reducción del RMS de 16.47 kg ha^-1 d^-1, promedio de los dos tratamientos de humidicola en monocultivo, y de 9 kg y 7 kg ha^-1d^-1 para HS y HSF, respectivamente. La disminución del RMS coincidió con el descenso promedio de temperatura en 5 °C sucedido durante este período de nortes.

Cuadro 1. Rendimiento de materia seca y concentración de fósforo de humidicola en monocultivo, humidicola en monocultivo + fertilización, humidicola+stylo y humidicola+stylo+fertilización, durante períodos de crecimiento de 35 días. 

^*** p< 0.0001, promedios con letras minúsculas distintas difieren significativamente (p< 0.05) entre fechas de cosechas dentro de un tratamiento. Promedios con letras mayúsculas distintas difieren significativamente (p< 0.05) entre tratamientos dentro de una misma fecha de cosecha; dosis de fósforo= 100 kg ha^-1.

El RMS tampoco fue diferente entre tratamientos dentro de cada fecha de corte (Cuadro 1). El RMS promedio de los cuatro tratamientos en este período fue de 0.805 t ha^-1. Del 24 de febrero al 31 de marzo, todos los tratamientos incrementaron su RMS (lo que coincidió con un aumento de 3 °C en la temperatura ambiental), excepto humidicola en monocultivo sin fertilizar (H) el cual se mantuvo estable. Estos incrementos fueron del orden de 0.6, 0.462 y 0.625 t ha^-1, con respecto a HF, HS y HSF (Cuadro 1). Posteriormente, durante la época seca del año (abril y mayo), todos los tratamientos disminuyen nuevamente sus RMS al pasar de 1.3 t ha^-1 del mes de marzo (promedio de los cuatro tratamientos) a 0.77, 1.05, 0.66 y 1.17 t ha^-1 (H, HF, HS y HSF, respectivamente) (Cuadro 1), siendo HSF el tratamiento con el mayor RMS en este periodo.

Las asociaciones (HS, HSF), fueron los que mostraron mayor estabilidad en el RMS, lo que coincide con ^{Prieto et al. (2015)}. Estos autores demostraron que la diversidad de especies en una pradera regula su productividad y estabilidad por la inducción de efectos complementarios. Posteriormente, del 16 de diciembre al 24 de febrero, los cuatro tratamientos registraron los RMS más bajos de ésta época de nortes, con valores promedio de 0.74, 0.78, 0.65 y 0.9 t ha^-1 (H, HF, HS y HSF, respectivamente).

El RMS tampoco fue diferente entre tratamientos dentro de cada fecha de corte (Cuadro 1). El RMS promedio de los cuatro tratamientos en este período fue de 0.805 t ha^-1. Del 24 de febrero al 31 de marzo, todos los tratamientos incrementaron su RMS (lo que coincidió con un aumento de 3 °C en la temperatura ambiental), excepto humidicola en monocultivo sin fertilizar (H) el cual se mantuvo estable. Estos incrementos fueron del orden de 0.6, 0.462 y 0.625 t ha^-1, con respecto a HF, HS y HSF (Cuadro 1). Posteriormente, durante la época seca del año (abril y mayo), todos los tratamientos disminuyen nuevamente sus RMS al pasar de 1.3 t ha^-1 del mes de marzo (promedio de los cuatro tratamientos) a 0.77, 1.05, 0.66 y 1.17 t ha^-1 (H, HF, HS y HSF, respectivamente) (Cuadro 1), siendo HSF el tratamiento con el mayor RMS en este periodo.

De esta manera, en el mes más seco (abril), HSF registró 0.52 t ha^-1 más de RMS con respecto al promedio de los tres tratamientos restantes. El mayor RMS de la asociación HSF en períodos de estrés ambiental, coincidió con el mayor RMS de la leguminosa en este periodo (Cuadro 2).

Cuadro 2 Rendimiento de materia seca (t ha^-1) de Brachiaria humidicola y de Stylosanthes guianensis creciendo en asociación con y sin fertilización fosfatada (100 kg de P₂O₅ ha^-1) de octubre 2014 a julio 2015. 

Promedios con letras distintas sobre la misma hilera indican diferencias significativas (p< 0.05). 1= 7 de octubre, 2= 11 de noviembre, 3= 16 de diciembre, 4= 20 de enero, 5= 24 de febrero, 6= 31 de marzo, 7= 5 de mayo, 8= 9 de junio, 9= 14 de julio. H-HS= humidicola en la asociación HS; S-HS= stylo en la asociación HS; H-HSF= humidicola en la asociación HSF; S-HSF= stylo en la asociación HSF.

Estos resultados indican que la fertilización fosfatada tuvo mayor efecto en la leguminosa que en la gramínea, incluso stylo ha sido reportada con alta adaptación a suelos ácidos y habilidad para aprovechar el fósforo en estos suelos (^{Yang y Yan, 1998}; ^{Du et al., 2009}). En general, en la época seca del año (31 de marzo al 9 de junio), los tratamientos fertilizados HF y HSF, tuvieron mayor RMS promedio con 1.05 y 1.18 t ha^-1, respectivamente, mientras que en los tratamientos sin fertilizar (H y HS), fue de 0.77 y 0.66 t ha^-1, en su orden. En la época de lluvias, por mejorarse las condiciones de humedad ambiental, todos los tratamientos incrementaron su RMS. Los tratamientos de humidicola en monocultivo (H, HF) registraron mayor RMS, promediando 2.01 t ha^-1, mientras que en las asociaciones los registros fueron de 0.87 y 1.44 t ha^-1 con respecto a HS y HSF (Cuadro 2). En otros estudios, se ha observado esta rápida recuperación del humidicola en monocultivo (H, HF) al situarlo en condiciones ambientales favorables para su crecimiento (^{Saito, 2004}). El RMS total de los 280 días de estudio fue semejante entre los tratamientos H, HF y HSF con un valor promedio de 10.5, lo que contrasta con las 7.07 t ha^-1 del tratamiento HS.

El menor rendimiento promedio de HS (0.78 t ha^-1) respecto al monocultivo (1.1 t ha^-1), difiere de otros estudios (^{Sleugh et al., 2000}; ^{Gierus et al. 2012}; ^{Rassmussen et al., 2012}; ^{Albayrak y Turk, 2013}) en los que se ha observado que las asociaciones gramínea-leguminosa presentan un mayor RMS, con respecto a gramíneas en monocultivo. En nuestro estudio el bajo RMS de HS se debió a las diferencias en alturas de corte aplicadas a las especies dentro de las asociaciones, lo que representó una ventaja para la leguminosa en la captación de luz y de nutrientes, y un sombreo en el humidicola ocasionando un menor RMS del humidicola asociado (Cuadro 3) y en consecuencia un menor RMS de la parcela (Cuadro 1). Gierus et al. (2012) indican que la estabilidad de la composición de las especies en praderas asociadas gramínea-leguminosa y su resultado en términos de RMS, son producto de la competencia por los recursos entre la gramínea y la leguminosa; es decir, de su habilidad para coexistir.

Cuadro 3 Concentración de fósforo (g kg^-1 MS) de B. humidicola y de S. guianensis creciendo en asociación con y sin fertilización fosfatada (100 kg de P₂O₅ha^-1), en períodos de crecimiento de 35 días de octubre 2014 a julio 2015. 

Promedios con letras distintas sobre la misma hilera indican diferencias significativas (p< 0.05). 1= 7 de octubre, 2= 11 de noviembre, 3= 16 de diciembre, 4= 20 de enero, 5= 24 de febrero, 6= 31 de marzo, 7= 5 de mayo, 8= 9 de junio, 9= 14 de julio. H-HS= humidicola en la asociación HS; S-HS= stylo en la asociación HS; H-HSF= humidicola en la asociación HSF; S-HSF= stylo en la asociación HSF.

Los tratamientos HS y HSF, la leguminosa mantiene una mayor proporción a lo largo de los cortes, excepto en las dos últimos del 9 de junio y 14 de julio (Cuadro 2). En HS, la proporción de la leguminosa es superior a 50% del RMS en la mayoría de los cortes, y superior a 70% en HSF. En la asociación HS, la leguminosa mantiene su estabilidad de rendimiento a lo largo de todo el período de evaluación, excepto el 9 de junio donde registra menor RMS. Por el contrario, humidicola, dentro de la asociación humidicola- stylo, presenta mayor variación al disminuir su RMS del 16 de diciembre al 24 de febrero (época de nortes), para después volver a incrementarlo.

En HSF, la leguminosa tiene menor RMS del 20 de enero y 24 de febrero y el 9 de junio; sin embargo, en siete de los nueve cortes (excepto el 9 de junio y 14 de julio), registra más de 70% de RMS con respecto al humidicola. Por ello, el stylo registró 3.23 y 1.32 t ha^-1 más de RMS acumulado, al término del período de evaluación, que humidicola dentro de las asociaciones HSF y HS, respectivamente. La mayor estabilidad de producción de la leguminosa entre las tres épocas del año (Cuadro 2) conlleva a un efecto complementario del RMS de la gramínea dentro de una asociación, principalmente en épocas de difícil crecimiento de la planta, como ha sido observado en otros estudios (^{Sleugh et al., 2000}; ^{Tilman et al., 2006}; ^{Prieto et al., 2015}).

El RMS de stylo dentro de la asociación HSF fue 2.47 t ha^-1 superior a su RMS registrado en HS (Cuadro 2). Sin embargo, el número de nódulos por planta varió por efecto de la fertilización, con 18.8 en el tratamiento HSF y 13.9 en HS, en promedio de las tres épocas del año. Por lo anterior, la mayor vigorosidad del stylo fertilizado, expresada a través de su alto RMS, pudiera deberse al mayor número de nódulos registrados, con respecto al stylo sin fertilizar, lo que coincide con resultados de ^{Lopes et al. (2011)}. Por épocas, el mayor número de nódulos se registró en nortes (28.1 nódulos pl^-1), disminuyendo en la época seca (13.6 nódulos pl^-1) y de lluvias (7.8 nódulos pl^-1).

Concentración de fósforo (P)

Hubo diferencias en concentración de P entre tratamientos y entre cortes, y la interacción tratamiento x corte fue significativa (Cuadro 1). El patrón cronológico de la concentración de fósforo durante el período de evaluación fue similar entre tratamientos. Como promedio de los nueve cortes, los niveles de concentración de fósforo se separaron en dos grupos: los tratamientos fertilizados con mayor concentración de P y los tratamientos sin fertilizar con menor concentración. Dentro de cada grupo los tratamientos no difirieron. HF y HSF tuvieron mayor concentración de fósforo promediando 1.62 g kg^-1MS, seguidos por H y HS con 0.96 g kg^-1 MS en promedio. El incremento de P en los tratamientos fertilizados, deriva de un aumento en la disponibilidad de P en el suelo consecuencia de la aplicación de este elemento, dado que la absorción de un nutriente por la planta es proporcional con la disponibilidad de este nutriente en el suelo (^{Kulik, 2009}). La mayor concentración de P en leguminosas que en gramíneas, ha sido reportada en otros estudios (^{Ramírez- Orduna et al., 2005}; ^{Dasci et al., 2010}).

Fluctuaciones en la concentración de P en la planta fueron evidentes a través de los cortes, manteniendo mayores concentraciones HF y HSF en todos y cada uno de los cortes (Cuadro 1), con un incremento en los cuatro tratamientos a partir del 16 de diciembre al 31 de marzo, para posteriormente disminuir y mantener una concentración semejante a los meses de octubre y noviembre. En nortes, la concentración promedio de P en los tratamientos HF y HSF fue de 1.9 vs 1.38 g kg^-1MS de épocas seca y de lluvias, respectivamente. Los tratamientos sin fertilizar (H, HS), registraron una concentración de 1.2 g kg^-1MS en nortes vs 0.8 g en seca y lluvias, en promedio.

En el presente estudio, se registra mayor concentración de P en stylo que en humidicola (Cuadro 3). Esta diferencia aumenta al haber fertilización fosfatada, mostrando stylo 0.43 g kg^-1MS más de fósforo que el humidicola fertilizado (Cuadro 3), mientras que la diferencia entre stylo y humidicola sin fertilizar es de 0.12 g kg^-1MS. Lo anterior indica que stylo es más eficiente en la toma del fósforo que el humidicola al haber fertilización fosfatada. Resultados semejantes presentaron ^{Tomei et al. (2005)}, quienes observaron que el Stylosanthes guianensis incrementó su concentración de P con fertilización fosfatada, con mayor a mayor dosis de fertilización. Sin embargo, aun cuando se incrementa la concentración de P en tratamientos fertilizados, la más alta concentración de P fue de 1.62 g kg^-1 MS, en promedio, la cual no suple los niveles críticos de mantenimiento de P para rumiantes que son de 2.1 g kg^-1 MS, según ^{NRC (2000)}. Por ello, suplementar al ganado con sales minerales ricas en P en esta zona, seguirá siendo necesario aún con el uso de praderas asociadas fertilizadas con este elemento.

En general, la mayor estabilidad de producción de MS de la pradera asociada podría llevar a una estabilidad de la condición corporal del animal a través el año, lo que significaría mejorar la producción de carne, leche o becerro, además de poder reducir la cantidad de suplemento alimenticio con altos contenidos de fósforo para el ganado, por ser las leguminosas ricas en este elemento. Diferentes estudios incluyendo al animal deberán realizarse para mejor comprender el impacto de la asociación gramíneas-leguminosas en la sustentabilidad de la pradera y del sistema de producción animal, en suelos ácidos en la región tropical húmeda de nuestro país.