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Introducción
En la zona centro de México, el trébol blanco (Trifolium repens L), ballico perenne (Lolium perenne L), pasto ovillo (Dactylis glomerata L) y alfalfa (Medicago sativa L) sembradas en 171,520 hectáreas son las especies forrajeras que mejor desempeño han demostrado bajos condiciones de pastoreo en praderas puras o mixtas1,2,3. Sin embargo, por su composición química, persistencia debido a su hábito de crecimiento rastrero, adaptabilidad a las zonas templadas, el trébol blanco es la especie de mayor importancia agronómica entre las casi 300 especies del género Trifolium4. Aunado a esto, también puede mejorar la fertilidad del suelo por el aporte de nitrógeno de hasta 450 kg N ha-1 mediante fijación simbiótica5,6,7.
En México, los patrones de producción de forrajes son influenciados por las variaciones de clima, siendo la temperatura y la precipitación los principales factores8, por lo que es importante conocer los patrones estacionales de crecimiento de las especies forrajeras más utilizadas en cada una de las regiones ecológicas del país9. En trabajos previos, mencionan que las estrategias de manejo de una pradera, intensidad y frecuencia mediante corte o pastoreo pueden modificar la composición botánica, rendimiento, y calidad nutricional10,11. La severidad en el uso de la pradera puede modificar las reservas de carbohidratos en la planta, la cual afecta el patrón de crecimiento, disminuyendo el número de tallos, numero de rebrotes y numero de hojas en la planta12.
Evaluar el crecimiento estacional de una pradera pura o mixta, ayuda a entender el comportamiento de las plantas y asociación de diferentes especies, ya que el balance entre la tasa de crecimiento y perdida de tejido varia con la estación a lo largo del año9. El rendimiento de materia seca, tasa de crecimiento del cultivo, índice de área foliar, composición botánica y morfológica, radiación interceptada, altura de la planta, relación hoja: tallo, componente hoja: no hoja; son variables estructurales que ayudan a entender el comportamiento de una pradera, y deben ser consideradas para entender la respuesta bajo un sistema de corte o pastoreo13,14.
En un estudio realizado por Moreno et al15, reportaron que el trébol blanco asociado con gramíneas con riego produjo en promedio 1,581 kg MS ha-1 (P<0.05) en su primer año de evaluación. Mientras que Maldonado et al3 reportaron un incremento del 376 % (equivalente a 7,532 kg MS ha-1) en su cuarto año de evaluación bajo praderas mixtas con riego debido a su crecimiento estolonífero y a la persistencia en la pradera. En otra investigación9 el mayor índice de área foliar se presentó a la semana cinco en verano (P( 0.05) y la hoja fue el mayor componente en primavera. Existen pocas investigaciones de análisis de crecimiento del trébol blanco en México. El objetivo del presente estudio fue evaluar análisis de crecimiento del trébol blanco (Trifolium repens L.) para definir el momento fisiológico óptimo de pastoreo en cada estación del año.
Material y métodos
El estudio se realizó en una pradera de trébol blanco en el campo experimental del Colegio de Postgraduados, en Montecillo, Texcoco, Estado de México, a 19º 29’ LN y 98º 53’ LO a una altura de 2,240 msnm. La siembra al voleo se realizó en febrero de 2009 con una densidad de semilla pura viable de 6 kg ha-1. El clima del lugar es templado subhúmedo, con precipitación media anual de 636.5 mm, y un régimen de lluvias en verano (de junio a octubre) y temperatura promedio anual de 15.2 ºC16. El suelo del lugar es franco-arenoso, ligeramente alcalino (pH 7.8) con 2.4 % de materia orgánica17.
A mediados de cada estación del año 2012, se realizó un pastoreo de uniformidad y posteriormente se realizó un análisis de crecimiento y los tratamientos fueron: análisis de crecimiento de ocho semanas para primavera-verano y nueve semanas para otoño-invierno, ya que por las bajas temperaturas crece más lento el forraje. Como defoliadores se utilizaron ovinos hasta dejar forraje remanente de aproximadamente 5 cm sobre el nivel del suelo y para un mejor manejo se estableció cerco eléctrico en las parcelas experimentales.
Las parcelas fueron distribuidas en un diseño completamente al azar con tres repeticiones. Se trazaron 24 parcelas de 3.7 x 1.7 m, donde se distribuyeron los tratamientos aleatoriamente. Durante el periodo de estiaje, las praderas se regaron por gravedad a capacidad de campo; 16 riegos cada dos semanas con 32 mm aproximadamente por cada uno dando un total de 512 mm de agua y no fueron fertilizadas las praderas.
Datos climáticos
Los promedios mensuales de temperatura a la intemperie (máxima y mínima) y la precipitación mensual durante el periodo de estudio, se obtuvieron de la estación agrometeorológica del Colegio de Postgraduados, situada a 100 m del sitio experimental (Figura 1). La temperatura máxima mensual oscilo de 22.1 a 30.2 °C, mientras tanto, la temperatura mínima fue de -2.6 a 11 °C. La mayor temperatura se presentó en primavera, registrándose la máxima en el mes de abril que fue de 30.2 °C, la temperatura más baja se registró en invierno con -2.6 en el mes de diciembre. La precipitación acumulada de marzo del 2012 a abril del 2013 fue de 312.3 mm, de los cuales el 70 % se presentó en los meses de junio, julio, agosto y septiembre del 2012 acumulando una precipitación de 220 mm.
Acumulación de materia seca
Después del pastoreo de uniformización, se cortaron tres cuadros de 0.25 m2 a una altura de 5 cm a partir del suelo en cada parcela experimental durante ocho semanas. El forraje cosechado en cada cuadrante se lavó y se secó en bolsas de papel etiquetadas en una estufa de aire forzado a 55 °C durante 72 h para estimar la cantidad de materia seca por hectárea en las diferentes edades de rebrote.
Composición botánica y morfológica
Para conocer la composición botánica del forraje, se colectó una submuestra del forraje que se tomó para rendimiento de materia seca de aproximadamente un 20 %11 y se separó en los siguientes componentes: material muerto, malezas, pastos y trébol blanco. Los componentes morfológicos de trébol blanco se separaron (hoja, peciolo, estolón y flor). Cada componente separado se secó en una bolsa de papel etiquetada y permaneció en una estufa de aire forzado a 55 °C durante 72 h para determinar su peso seco.
Índice de área foliar
Para determinar el índice de área foliar, se separaron las hojas de cinco estolones por repetición de cada semana y se colocaron en un integrador de área foliar (LI 3100 LI-COR Inc.) donde se obtuvieron las lecturas en cm2 de área foliar. Estas lecturas en conjunto con el número de estolones por metro cuadrado permitieron estimar el índice de área foliar por medio de la siguiente fórmula:
IAF= AF * DT
Donde: IAF= índice de área foliar; AF= área foliar por tallo; y DT= densidad de estolones (m-2).
Análisis estadístico
Los datos se analizaron por los procedimientos GLM de SAS18, para un diseño experimental completamente al azar, donde los tratamientos fueron las semanas de evaluación con tres repeticiones por estación y un análisis de regresión para cada variable. Los promedios se compararon con la prueba de Tukey (α= 0.05).
Resultados y discusión
Acumulación de materia seca
En la Figura 2 se muestran los resultados del rendimiento de materia seca acumulada, el cual se incrementó con la edad de rebrote, alcanzándose el máximo rendimiento de materia seca en la octava semana de la primavera (2,688 kg MS ha-1; P<0.05), séptima semana en el verano (2,241 kg MS ha-1; P<0.05), octava semana para el otoño (1,781.3 kg; P<0.05) y sexta semana en el invierno (1,643 kg; P<0.05). La biomasa acumulada en la primavera fue superior en 20 % (447 kg MS ha-1), 51 % (907 kg) y 64 % (1,045 kg), comparado con verano, otoño e invierno, respectivamente (P<0.05). La hoja para primavera, otoño e invierno fue en aumento conforme incremento las semanas de rebrote y fue mayor que el peciolo, sin embargo, en verano hubo mayor rendimiento de peciolo y menor la hoja. Durante el periodo de evaluación en el invierno (3 de marzo del 2013), se presentó una helada intensa, misma que coincidió con la sexta semana de rebrote la cual limito el rendimiento de biomasa para dicho muestreo aumentando drásticamente el material muerto.
Figura 2 Curvas de crecimiento de trébol blanco y por componente morfológico durante un ciclo de crecimiento de 8 y 9 semanas
Por su parte, Gutiérrez et al9 al evaluar el trébol blanco en el altiplano de México mencionan una acumulación de forraje conforme se incrementó la edad de la planta en todas las estaciones alcanzando el máximo rendimiento para las estaciones de primavera, otoño e invierno en la octava semana con 2,953, 1,592, 1,791 kg MS ha-1, respectivamente y en verano en la séptima semana con 1,971 kg MS ha-1 (P<0.05).
Moreno et al15 al establecer el trébol blanco con asociaciones de gramíneas ballico perenne (Lolium perenne) y pasto ovillo (Dactylis glomerata L.) encontraron un rendimiento máximo del trébol blanco de 513 kg MS ha-1 en su primer año de muestreo. Sin embargo, Maldonado et al3 en estas mismas asociaciones, pero en su tercer y cuarto año de producción, registraron un incremento significativo en el rendimiento de trébol blanco obteniendo en promedio 7,220 kg MS ha-1. Estos mismos autores mencionan que el trébol blanco con el tiempo domina en la pradera por ser una especie de habito de crecimiento estolonífero el cual le permite un rápido crecimiento ante las gramíneas que son amacolladas. En otro estudio19, reportaron que el 65 % del rendimiento anual se presentó en primavera y verano, 23 % en invierno y otoño fue la estación que presento el menor valor con 12 % (P<0.05).
De acuerdo con diferentes autores18,20, el trébol blanco requiere de 18 hasta 30 °C con una óptima de 24 °C y precipitaciones de 750 mm para un mejor desempeño. En la primavera estas temperaturas se alcanzaron (Figura 1) y favorecieron el crecimiento de la pradera como resultado del incremento del área foliar por planta, y probablemente por el aumento de las tasas de aparición y elongación de hojas19. Por el contrario, en el invierno el rendimiento de materia seca fue bajo, al respecto, diferentes autores3,12,21, argumentan que las bajas temperaturas limitan el crecimiento y la tasa de acumulación de forraje, por su influencia directa en una menor tasa de aparición y expansión foliar.
Composición botánica y morfológica
En base a los componentes morfológicos y estimando el rendimiento de biomasa acumulada, la morfología de la planta fue variable (P<0.05). El mayor porcentaje de hoja se produjo en la tercera semana en primavera con el 68 %, de igual forma en verano se produjo el mayor porcentaje de hoja de la primer a la tercera semana con 46 a 40 %, disminuyendo drásticamente en la cuarta semana con 30 % (P<0.05). En otoño donde se encontró el mayor porcentaje de hoja con 70 % en la primera semana manteniéndose hasta la séptima semana (59 %) para después disminuir. En el caso de invierno el mayor porcentaje de hoja fue en la quinta semana (60 %; Figura 3).
Figura 3 Composición botánica y morfológica del trébol blanco durante un ciclo de crecimiento de 8 y 9 semanas. mm= material muerto
Por otro lado, el mayor aporte del peciolo se presentó en verano con el 38 % (P<0.05), mientras que en primavera se reportó el mayor porcentaje de estolón y solo fue mayor en las dos primeras semanas de crecimiento con un promedio de 20 % (P<0.05). En lo que corresponde a pastos en la estación de verano se encontró la mayor cantidad con un promedio de 15 %. La maleza y flor fue mínima la aportación en todas las estaciones y semanas de rebrote con un promedio de 3 %.
La estación de invierno fue la que reportó mayor material muerto y a partir de la séptima semana existió un aumento drástico con el 100 %, ya que existió una disminución de temperatura (Figura 1) heladas ocasionando la muerte del trébol blanco. Al respecto Brock and Tilbrock8 mencionan que todas las plantas tienen una temperatura optima de crecimiento y cuando éstas sobrepasan o disminuyen drásticamente puede haber muerte celular, lo cual ocasionó el aumento drástico de material muerto. Por otra parte, a medida que se incrementó la edad en la planta, el material muerto también fue en aumento (P<0.05); debido a la madures de las hojas senescentes de los estratos inferiores9.
La gran proporción de hojas con respecto al peciolo y estolón, indican que es un forraje de alta calidad, ya que esto permite ser un forraje de mayor digestibilidad, aunado a ello, como se demostró en todas las etapas de evaluación, el contenido de flor fue mínimo (P>0.05), lo cual indica que es un forraje que no es precoz y permite elevar su valor nutricional en las primeras semanas. Como se ha demostrado, el valor forrajero de esta leguminosa se encuentra cuando se asocia con gramíneas, ya que el rendimiento total por unidad de superficie se incrementa, alcanzando las 14 t MS ha-1, sin embargo, estas cualidades también pueden verse afectadas por la estación en el año19,22.
Aunado a esto el trébol blanco bajo condiciones de pastoreo es menos susceptible a la pérdida de meristemos apicales por el arreglo horizontal de las hojas y los primordios foliares, que permiten captar de manera eficiente la radiación solar en comparación con las gramíneas8,14.
Índice de área foliar
El índice de área foliar (IAF), permite estimar la capacidad fotosintética de una planta por unidad de área y ayuda a entender la capacidad de asimilar la energía solar y transformarla en rendimiento de materia seca23. El mayor IAF, se reportó durante la primavera y otoño con 3.0 y 2.6, respectivamente, en la semana ocho, mientras, que en verano e invierno el mayor índice se obtuvo en la semana cinco con 2.6 (P<0.05). Por otra parte, en todas las estaciones existió una alta relación entre el IAF y las semanas de rebrote teniendo en primavera la mayor r2 con 0.97 y en menor en verano con una r2 con 0.83 (Figura 4).
Durante la primavera y verano, debido a las condiciones de temperaturas de 22 a 30 °C y mayor precipitación en los meses de junio, julio, agosto y septiembre se obtuvo el 70 % del total de la precipitación acumulada en el periodo experimental, ayudó al mayor crecimiento de la planta y aprovechó los procesos bioquímicos y de fotosíntesis para su óptimo desarrollo. Sin embargo, en el otoño e invierno las condiciones no fueron favorables, ya que las bajas temperaturas oscilaron de -2 a 11 °C ayudaron a que en el invierno hubiera menor recambio de tejido afectando el crecimiento y desarrollo de la planta, mostrando el menor IAF y menor rendimiento de biomasa acumulada.
En un ensayo donde evaluaron el trébol blanco9 el mayor índice de área foliar se obtuvo en la estación de primavera con 3.0 en la octava semana, posteriormente para verano fue en la cinco con un índice de 1.7, y para las estaciones de otoño e invierno fue en la octava semana con un valor de 1.4 y 1.6, respectivamente resultados que concuerdan a los de esta investigación. En un estudio dirigido por Zaragoza et al1, reportaron para el cultivo de alfalfa el mayor IAF (P<0.05) en la semana cinco de primavera (3.5), verano (2.8) y otoño (2.0) y sexta semana en invierno (1.9), sin embargo, los valores fueron diferentes al evaluar el pasto ovillo, ya que el mayor IAF (P<0.05) se presentó en la semana seis de rebrote en primavera (2.3), verano (1.4) y otoño (1.1) y séptima en invierno (1.0). En otras investigaciones en alfalfa23,24 reportaron comportamientos similares a lo obtenido en este experimento, ya que los valores más altos de IAF (P<0.05) se registraron en primavera-verano con 3.3 y 4.9, respectivamente.
El IAF es variable para cada cultivo, y depende de las condiciones ambientales presentes. Matthew et al14 señala que el IAF es óptimo, cuando la producción neta de forraje está en un punto máximo, y a la vez se alcanza el mayor IAF, no obstante, el IAF puede verse afectado indirectamente, por las bajas temperaturas, por el tipo de cultivo y por la hora de muestreo.
Conclusiones e implicaciones
Durante primavera hubo mayor rendimiento de biomasa acumulada y menor las estaciones de otoño e invierno. A medida que se incrementó la edad de rebrote, el rendimiento de materia seca fue en aumento. Se recomienda aprovechar la defoliación de la pradera en la semana seis para primavera y verano, semana siete en otoño e invierno en base a que obtuvo en esos momentos adecuado rendimiento de materia seca, mayor componente hoja y menor material muerto, por tanto, optimiza los nutrientes del forraje.
