Introducción

La comarca lagunera es la principal región de explotación ganadera de bovino de leche en todo el país (^{Ramírez et al., 2016}), por lo cual, es la zona que más forraje demanda. En la región existen más de 400 mil vacas lecheras, las cuales producen aproximadamente 925 000 toneladas de estiércol base seca por año, con un promedio de 1.6% de nitrógeno (N) (^{Magri y Teira-Esmatges, 2015}; ^{Ramírez et al., 2016}), lo que proporciona 14 800 toneladas de nitrógeno (N) por año. El aprovechamiento de estos residuos orgánicos cobra cada día mayor importancia como reciclaje racional de nutrientes, ayuda al crecimiento vegetal y devuelven al suelo los elementos extraídos durante el proceso productivo (^{Zhao et al., 2014}).

Dentro de los forrajes que más se consumen y se producen en la región está el maíz, es el segundo cultivo de importancia en la Comarca Lagunera después de la alfalfa, con 32 491 ha (^{SIAP, 2012}) y ocupa aproximadamente 36% de la superficie sembrada a nivel nacional (^{SIAP, 2014}). Por otro lado, el constante crecimiento del número de cabezas de ganado en la región, demanda el aumento en la producción de maíz forrajero y plantea la necesidad de identificar materiales con buenas características forrajeras, por lo que, entre los criterios de selección para identificar híbridos adecuados, está el que presenten alto rendimiento de grano, productividad y alta calidad de forraje (^{Sánchez et al., 2011}).

Asimismo, la actividad pecuaria hace que se generen grandes cantidades de estiércol con potencial nutricional, que se pueden utilizar para hacer un sistema productivo sustentable, sin embargo, es importante realizar estudios locales sobre mineralización de N del estiércol, para estimar las dosis de estiércol de manera precisa (^{Flores et al., 2009}; ^{Azeez y Van Averbeke, 2010}). Por ello, el presente trabajo tuvo como objetivo evaluar la producción de forraje en base seca y el contenido de proteína de tres híbridos de maíz forrajero, utilizando diferentes cantidades de vermicomposta y estiércol de bovino para su fertilización, así como evaluar el efecto de estos tratamientos en las propiedades físico-químicas del suelo.

Materiales y métodos

Resultados y discusión

El análisis de varianza mostró diferencias significativas (Cuadro 1; p≤ 0.05) en los tratamientos (Trat), para las variables: forraje verde (FV), forraje seco (FS), altura de planta (AP), ancho de mazorca (AM), longitud de mazorca (LM) y número de hileras por mazorca (NHM), lo cual suguiere efectos diferentes de los tratamientos. También se observaron diferencias altamente significativas (p≤ 0.01) para el diámetro de tallo (DT). En el factor de variación híbridos (Hib) se observaron diferencias altamente significativas (p≤ 0.01) para las variables altura de planta (AP), diámetro de tallo (DT), número de entrenudos (NE), longitud de mazorca (LM) y número de hileras por mazorca (NHM); y diferencias significativas (p≤ 0.05) en las variables de forraje verde (FV), ancho de mazorca (AM) y proteína cruda (PC). Las diferencias significativas observadas en las variables de la planta relacionadas con la producción de forraje (Cuadro 1) muestran el efecto de los tratamientos, así como de las diferencias genéticas entre los híbridos evaluados, señalando que la fertilización orgánica es una alternativa de producción agrícola al mismo tiempo que se hace un uso sustentable del estiércol (^{Annicchiarico et al., 2011}).

Respecto a las variables del suelo del muestreo inicial (Cuadro 2), la materia orgánica (MO1) y conductividad eléctrica (CE1, CE2) mostraron diferencias altamente significativas (p≤ 0.01) en el factor de variación tratamientos (Trat), mientras que la materia orgánica (MO2) y el pH (pH1 y pH2) mostraron diferencias significativas (p≤ 0.05). No se observaron diferencias significativas para los nitratos.

En el análisis de varianza de las variables físico-químico final de suelo (Cuadro 3) se observaron diferencias significativas (p≤ 0.05) para los tratamientos en las variables MO3, pH3, pH4 y diferencias altamente significativas (p≤ 0.01) para CE3, CE4, NO₃3, NO₃4.

En la comparación de medias de tratamientos para las variables del forraje (Cuadro 4) sobresalieron en forraje verde, los tratamientos T3 y T6, con 70 t ha^-1 y 68 t ha^-1, respectivamente. En diámetro de tallo (DT) los mejores tratamientos fueron T2, T3, T5 y T6, con un valor entre 2.6-2.7 cm. El tratamiento T3 superó a los demás en altura de planta (AP), con un valor de 2.9 m; en ancho de mazorca (AM), sobresalieron los tratamientos T2, T6 y T3, con valores 5.2, 5.1 y 5.1 cm, respectivamente; en la longitud de mazorca (LM), los mejores tratamientos fueron T2, T3, T1 y T6, con 19.6, 19.5, 19.3 y 19.1 cm, respectivamente; el mayor número de hileras por mazorca (NHM), se obervó en el tratamiento T6 con un valor de 15.6 cm.

Los valores observados para forraje verde fueron superiores a la media regional de 47.8 t ha^-1 (^{SIAP, 2014}), y aunque en forraje seco no hubo diferencias significativas, todos los tratamientos superaron lo reportado por ^{Salazar et al. (2007)} quienes obtuvieron 23.6 t ha^-1 con 160 t ha^-1 de estiércol bovino. En la variable proteína cruda (PC) no hubo diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos, y los valores obtenidos fueron similares a los valores más altos reportados por ^{Tadeo-Robledo et al. (2012)} pero inferiores a la media nacional reportada por ^{Núñez (2006)} de 10.3%. La disminución en contenido de proteína cruda pudo ser resultado de la pérdida de biomasa de hoja aunado a una mayor proporción de tallo en la biomasa total, los cuales, son deficientes en contenido de proteína cruda (^{Tariq et al., 2011}).

Respecto a la comparación de medias de las variables físico-químicas al inicio del experimento (Cuadro 5), en la materia orgánica en las dos profundidades los mejores contenidos se observaron en el tratamiento T6 y T3, y los valores más bajos en el testigo T4 lo cual es correspondiente con las cantidades de estiércol aplicado. En relación con el pH no se observaron diferencias importantes y el valor promedio fue de 7.7. Respecto a la CE los valores más altos se observaron en los tratamientos T3 y T6, y los más bajos en el tratamiento T4, los cuales son acordes con las dosis aplicadas de estiércol y vermicomposta en cada tratamiento y son reflejo de la adición de nutrientes y sales en la materia organica aplicada (^{Carmo et al., 2016}). Respecto a los nitratos, éstos se consideraron estadísticamente iguales en todos los tratamientos en el muestreo inicial.

En relación a la comparación de medias de las variables físico-químicas al final del experimento (Cuadro 6), solamente en la materia orgánica y en la profundidad de 0-15, los valores medios presentaron diferencias significativas siendo los tratamientos T3 y T6 donde se observaron los valores más altos. En relación al pH hubo un ligero incremento en las dos profundidades respecto a los valores iniciales, siendo el valor más alto de 7.9. En relación con la CE se observó una disminución de las sales con respecto al contenido inicial, y el valor más alto fue de 4.2 dS m^-1 en la profundidad de 15 -30, observándose los valores más altos en los tratamientos con mayor dosis de estiércol (T3 y T6), así como un ligero aumento en la CE en los tratamientos que llevaban vermicomposta, pero dentro del rango tolerado por el cultivo de maíz (^{Khorasani et al., 2012}). De igual manera se observó una tendencia de incremento en la cantidad de nitratos, conforme aumentó la dosis de estiércol en los tratamientos, siendo los mejores tratamientos el T3 yT6.

Todos los tratamientos que llevaron estiércol y vermicomposta (excepto el T4) generaron cambios en las propiedades físico-químicas del suelo. El tratamiento T6 proporcionó al inicio un valor de 4.2%, mientras que el tratamiento T3 fue mejor en la profundidad de 15-30 (MO2) con un valor de 3.2%, siendo estos dos estratos (0-15, 15-30 cm) los más importantes para la exploración radicular y donde ocurre la mayor parte de la absorción de nutrientes (^{Andrades y Martínez, 2014}). Para la variable conductividad eléctrica (CE1, CE2, CE3, CE4) todos los tratamientos generaron cambios en la cantidad de sales solubles en el suelo, y los valores más altos se observaron en el muestreo inicial, los cuales pudieron haber perjudicado la absorción de nutrientes en solución (^{Carmo et al., 2016}).

En la variable nitratos los valores fueron más altos en el muestreo inicial en la profundidad 15-30 cm (NO₃2), destacando el tratamiento T6 con 32.1 ppm, valor inferior al reportado por ^{Salazar et al. (2007)}, quienes reportan para el mismo tratamiento y a la misma profundidad un valor de 70 ppm; en la profundidad de 0-15 cm (NO₃1) sobresalió el tratamiento T3 con un valor de 25.4 ppm, igualmente inferior al reportado por ^{Salazar et al. (2007)}, para el mismo tratamiento y profundidad. Esto pudo deberse a factores tales como contenido de humedad, actividad microbiana, temperatura y el estado del estiércol, que aceleran o retrasan la disponibilidad de nutrientes (^{Trejo et al., 2013}).

En relación con el comportamiento agronómico de los híbridos (Cuadro 7), en forraje verde fue mejor el híbrido HT-6806Y con 69.9 t ha^-1, en altura de planta, el híbrido DAS-2306, con 3.14 m, y en diámetro de tallo (DT), sobresalio el híbrido RX-717 con un valor de 2.75 cm, siendo esta una variable directamente relacionada con la producción de forraje verde, tal como lo mencionan ^{Wong-Romero et al. (2006)}, quienes indican que el peso del elote con totomoxtle y el peso de los tallos con espigas, son los de mayor importancia para rendimiento de forraje verde.

En la variable proteína cruda, sobresalieron los híbridos RX-717 y HT-6806Y, con 9.1 y 8.9% respectivamente, los cuales se encuentran dentro del rango (7.5-10.3%) reportado por ^{Jurado et al. (2014)} para híbridos comerciales, y quienes mencionan que dado que la producción de materia seca y calidad de forraje del maíz tienen un efecto directo en el potencial de producción de leche ha^-1, estos factores deben tomarse en cuenta en la selección de híbridos de maíz para producción de forraje. El porciento de proteína cruda es una variable importante para determinar la calidad del forraje (^{Lauer et al., 2001}; ^{Saha et al., 2017}) y este contenido depende del potencial genético del híbrido o variedad, y del manejo agronómico (^{Silva et al., 2005}).

Las variables ancho de mazorca (AM), longitud de mazorca (LM), y número de hileras por mazorca (NHM) son características de los híbridos de maíz con alto rendimiento y calidad de forraje y son componentes de la característica llamada porcentaje de mazorca, considerada como uno de los atributos de calidad del maíz forrajero pues contribuye a la energía neta de lactancia (^{Núñez et al., 2010}). En la variable ancho de mazorca (AM), sobresalió el híbrido RX-717, al igual que en la variable longitud de mazorca (LM) y numero de hileras por mazorca (NHM), lo que hace de este híbrido un buen candidato para seguirse explotando comercialmente, ya que, aunque no hubo diferencias estadísticas en forraje seco, fue el que tuvo mayor producción; además los valores observados en forraje seco en este trabajo superaron los valores mencionados por ^{Jurado et al. (2014)} para el estado de Chihuahua.

Por otra parte, la identificación de genotipos sobresalientes con alto valor nutritivo de forraje es un aspecto importante en términos de requerimientos de alimentación del ganado (^{Lauer et al., 2001}), en este caso el mejor híbrido fue RX-717 ya que sobresalió en forraje seco, proteína cruda, altura de planta, diámetro de tallo, ancho y largo de mazorca, y número de hileras por mazorca.

Las correlaciones entre variables de la planta (Cuadro 8) muestran correlación positiva y altamente significativa, entre proteína cruda con longitud de mazorca; esta correlación es importante ya que la mazorca almacena gran cantidad de proteína y energía que contribuye a mejorar la calidad del forraje (^{Sánchez et al., 2013}) y fue en el híbrido RX-717 donde se observaron los mayores valores de longitud de mazorca y proteína cruda; similarmente, la variable de proteína cruda correlacionó positivamente con el número de entrenudos, lo cual significa más hojas y por lo tanto más proteína, ya que las hojas aportan valores importantes de proteína al forraje (^{Hassan, 2011}). La variable de forraje verde correlacionó fuertemente con la variable longitud de mazorca, también hubo correlación positiva y altamente significativa entre ancho de mazorca con diámetro de tallo.

A pesar de que ninguno de los híbridos utilizados mostró superioridad notoria en la producción de materia verde y materia seca, éstos superaron el rendimiento medio nacional (47.61 t ha^-1) en forraje verde bajo riego (^{SIAP, 2014}) y considerando que sobresalieron significativamente en algunas variables que están relacionadas directamente con la producción y calidad, se pueden recomendar para próximos experimentos. Además, el híbrido RX717 demostró ser mejor en la producción de mazorcas, tanto en longitud como en diámetro, las cuales determinan el rendimiento y calidad de forraje.

Conclusiones

El estiércol es una buena fuente de nutrientes y se puede combinar con otras fuentes de nitrógeno, para mejorar la nutrición vegetal y por tanto, mejorar algunas de las variables que influyen directamente en el rendimiento y calidad de los forrajes. El tratamiento T3 con 160 t ha^-1 de estiércol solarizado + 3 t ha^-1 de vermicomposta fue donde se obtuvo la mayor producción de forraje verde, forraje seco y contenido de proteína, superando al tratamiento T6 de solamente 160 t ha^-1 de estiércol solarizado, por lo que se deduce el efecto positivo de la adición de vermicomposta. Aunque es conocido que la fertilidad del suelo es determinante de la productividad de los cultivos, el genotipo del cultivar empleado también es determinante para alcanzar altos rendimientos de forraje y de buena calidad, pues un cultivar eficiente en el uso de nitrógeno puede tener rendimientos aceptables aún con dosis bajas de nitrógeno.

En este trabajo no se observaron diferencias en la producción de forraje seco, pero sí en contenido de proteína cruda, y en forraje verde los rendimientos fueron muy similares entre los híbridos evaluados, lo que denota el potencial genético de los tres híbridos, en particular el hibrido RX-717 que sobresalió en características de calidad forrajera. Las correlaciones encontradas, señalan que cultivares con alta producción de forraje verde tenderán a tener rendimientos altos de forraje seco, y que valores altos de contenido de proteína cruda se asociarán con valores altos de longitud de mazorca.