Rendimiento y calidad de forraje de kenaf (Hibiscus cannabinus L.) en tres edades en comparación con maíz y sorgo x Sudán nervadura café
Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) forage yield and quality at three ages compared to corn and brown midrib sorghum x Sudangrass
David Guadalupe Reta Sáncheza, Sarel Cruz Cruzb, Arturo Palomo Gilb, J. Santos Serrato Coronac, José Antonio Cueto Wongd
a Campo Experimental La Laguna, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Blvd. José Santos Valdez 1200. Col. Centro. 27440, Cd. Matamoros, Coahuila. Tel. (871) 18 23 081. reta.david@inifap.gob.mx Correspondencia al primer autor.
b Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro. Unidad Laguna.
]]> c Facultad de Agricultura y Zootecnia, Universidad Juárez del Estado de Durango.d Centro Nacional de Investigación Disciplinaria Relación Agua–Suelo–Planta–Atmósfera, INIFAP.
Recibido el 4 de diciembre de 2008
Aceptado para su publicación el 9 de septiembre de 2009
Resumen
El kenaf (Hibiscus cannabinus L.) presenta potencial de uso forrajero como cultivo de emergencia en los sistemas de producción agropecuarios. Se evaluó el potencial de rendimiento y calidad de forraje de las variedades de kenaf 'Tainung 2' y 'Everglades 41' a tres edades, en comparación con maíz y sorgo x Sudán nervadura café. El estudio se realizó en Matamoros, Coahuila, México durante los veranos de 2003 y 2004, con un diseño experimental de bloques completos al azar con cuatro repeticiones. Se determinó el rendimiento de materia seca (MS), la calidad del forraje y la distribución de MS en los órganos aéreos de la planta. El kenaf produjo rendimientos de MS de 1,320 a 10,869 kg ha–1 de acuerdo a la edad de cosecha, los cuales fueron significativamente (P<0.05) menores que los de maíz (13,179 a 16,380 kg ha–1) y el sorgo (14,811 kg ha–1). El contenido de proteína cruda (PC) en kenaf (9.8 a 18.6 %) fue superior (P<0.05) al del maíz y al del sorgo (7.0 a 7.9 %); mientras que los valores de fibra detergente ácido (FDA) y fibra detergente neutro (FDN) fueron similares o mayores que maíz y sorgo en edades posteriores los 66 días después de la siembra (dds). La calidad de forraje en kenaf se redujo (P<0.05) con la edad al disminuir la asignación de MS a las hojas, manteniendo una calidad aceptable al inicio de floración (66 a 74 dds) con contenidos de PC de 13.5 a 15.8 %, FDA de 35 a 47.5 % y FDN de 42.1 a 59.5 %.
Palabras Clave: Hibiscus cannabinus, Cultivos alternativos, Distribución de materia seca, Composición química.
]]> Abstract
Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) shows forage potential as an alternative crop in farm production systems. In the present study, yield potential and forage quality in kenaf varieties 'Tainung 2' and 'Everglades 41' at three different ages were evaluated, and compared to corn and brown midrib sorghum x sudangrass. The present study was conducted in Matamoros, Coahuila, Mexico in the summers of 2003 and 2004, using a randomized complete block design with four replications. Dry matter (DM) yield, forage quality and dry matter distribution among aerial plant organs were determined. Kenaf showed DM yields between 1,320 and 10,869 kg ha–1 depending on age, significantly (P<0.05) lower than those found in corn (13,179 to 16,380 kg ha–1) and sorghum (14,811 kg ha–1). Crude protein concentration (CP) in kenaf (9.8 to 18.6 %) was greater (P<0.05) than in corn and sorghum (7.0 to 7.9 %), whereas acid detergent fiber (ADF) and neutral detergent fiber (NDF) concentrations were similar or higher than in corn and sorghum at 66 d after sowing (das). Forage quality decreased (P<0.05) with age when DM partitioning into leaves dropped, maintaining an acceptable forage quality forage at beginning of flowering (66 to 74 das), presenting 13.5 to 15.8 % CP, 35.0 to 47.5 % ADF and 42.1 to 59.5 % NDF.
Key words: Hibiscus cannabinus, Alternative crops, Dry matter partitioning, Chemical composition.
INTRODUCCIÓN
La explotación del ganado bovino productor de leche en las regiones áridas y semiáridas de México es una de las principales actividades económicas del sector agropecuario, actividad que provoca una alta demanda de forraje de buena calidad. Los sistemas de producción tradicionales basados en alfalfa, maíz, sorgo y avena con irrigación, enfrentan múltiples problemas debido a la poca disponibilidad de agua, problemas crecientes de salinidad en suelos y un escaso patrón de cultivos forrajeros. Además, la combinación de altas temperaturas con una reducción del fotoperiodo acelera el inicio de la floración y acorta el ciclo de crecimiento total de los cultivos forrajeros tradicionales como maíz, sorgo y alfalfa, disminuyendo la acumulación de MS(1). Esto obliga a buscar cultivos forrajeros alternativos que permitan un uso más eficiente de los recursos hídricos y edáficos de la región, y al mismo tiempo mantener o incrementar el rendimiento y calidad del forraje producido.
Considerando los requerimientos ambientales y su potencial como cultivo forrajero, el kenaf, puede ser una alternativa para integrarse en los sistemas de producción agropecuarios de las regiones áridas y semiáridas de México. Entre las cualidades del kenaf se encuentran su tolerancia a la salinidad (8.1 dS m–1)(2), su gran adaptación para crecer en ambientes áridos con riego(3), su ciclo corto de 70 a 80 días(4) y sus altos rendimientos de biomasa en regiones con altas temperaturas(5).
Estudios realizados en Estados Unidos de América indican una gran variabilidad en el nivel de rendimiento y ciclo de crecimiento del kenaf, de acuerdo al clima, manejo agronómico y época de corte. En Texas se obtuvo un rendimiento promedio de 4,764 kg ha–1 de MS con una precipitación de 404 mm y un ciclo de 76 días, mientras que con una precipitación de 476 mm y un ciclo de 99 días el rendimiento de MS fue de 7,512 kg ha–1(6). Posteriormente, también en el centro de Texas se encontró un rendimiento de 2,359 kg ha–1 de MS en 90 días durante un año seco, mientras que en un año relativamente húmedo el rendimiento fue de 5,064 kg ha–1(7). En Akcron, Colorado, el kenaf en dos cortes realizados a los 96 y 152 días después en dos cortes realizados a los 96 y 152 días después de la siembra (dds) produjo 2,000 kg ha–1 de MS con 274 mm de agua consumida, mientras que con un consumo de agua de 507 mm el rendimiento de MS fue de 6,000 kg ha–1(3).
El kenaf ha sido reconocido en varios estudios como un cultivo con potencial forrajero(8,9). La cosecha en fases tempranas permite obtener un forraje altamente palatable para animales en confinamiento(10). Una característica importante del kenaf cosechado en estado inmaduro es su alto contenido de PC con valores de 15 a 22 %(4). Con el retraso de la cosecha y la menor proporción de hoja en la planta se pierde en calidad de forraje al disminuir la digestibilidad de la MS(11) y el contenido de PC(4). En contenido de fibras se encontró que FDN incrementó su valor de 22.4 % a los 30 dds a 55.1 % a los 105 dds. En el mismo periodo, el valor de FDA se incrementó de 17.6 a 41.9 %(12). El objetivo de este estudio fue evaluar el potencial de rendimiento y calidad de forraje de dos genotipos de kenaf en diferentes edades, en comparación a cultivos tradicionales como maíz y sorgo x Sudán nervadura café.
]]> MATERIALES Y MÉTODOS
Se realizaron dos experimentos en el Campo Experimental La Laguna del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) de Matamoros, Coahuila, México, ubicado a 25° 32' N y 103° 14' O, con altitud de 1,150 msnm. El suelo del área experimental es de textura franco arcillosa. En el primer experimento la siembra se realizó el 26 de julio de 2003, y en el segundo el 27 de julio de 2004. En ambos experimentos la siembra se realizó después de un rastreo del suelo húmedo y se utilizó un diseño experimental de bloques completos al azar con cuatro repeticiones.
En el experimento de 2003 se evaluaron dos variedades de kenaf, 'Everglades 41' y 'Tainung 2', genotipos de ciclo intermedio y sensibles al fotoperiodo, y el híbrido de maíz, '3025W' (Pioneer TM), el cual presenta un ciclo intermedio–precoz, altura intermedia y hojas erectas. La parcela experimental fue de ocho surcos con 0.50 m de separación y 10 m de longitud. La parcela útil para evaluar el rendimiento fue de cuatro surcos de 7 m de longitud en cada parcela experimental. En maíz se utilizó una densidad de población de 7.65 plantas m–2, en sorgo de 17.0 plantas m–2, en sorgo de 17.0 plantas m–2 y en kenaf, 18.0 plantas m–2.
En el experimento de 2004 se evaluaron los mismos genotipos de kenaf y maíz del ciclo anterior y el híbrido 'Esmeralda Verde' (ABT TM) de sorgo x Sudán nervadura café. La parcela experimental fue de 10 surcos con 0.50 m de separación y 6 m de longitud. La parcela útil fue de seis surcos de 5 m de longitud. En maíz se utilizó una densidad de población de 11.0 plantas m–2, en sorgo de 17.5 plantas m–2 y de 50 plantas m–2 en kenaf.
Antes del rastreo en húmedo se fertilizó con 50 kg de N y 100 kg de P2O5 ha–1, y posteriormente se aplicaron 112 kg de N ha–1 en cada uno de los dos primeros riegos de auxilio. En el ciclo 2003, se aplicaron tres riegos de auxilio: a los 26, 51 y 75 dds, con láminas de 18 cm en el riego de presiembra y 12 cm en cada riego de auxilio. En el ciclo 2004 se aplicó un riego de presiembra de 18 cm de lámina y tres riegos de auxilio a los 34, 53 y 78 dds, con láminas de riego de 12 cm cada uno. Durante el ciclo de crecimiento 2003 llovieron 125.8 mm, mientras que en el ciclo 2004 fueron 109.6 mm. En 2003, las temperaturas medias de máximas, mínimas y medias fueron 32.7, 18.6 y 25.7 °C, respectivamente; mientras que en 2004, estas fueron de 33.1, 16.8 y 25 °C, respectivamente.
El control de plagas se hizo con dos aplicaciones de insecticidas; a los 17 dds se aplicaron Lorsban 480 CE (Clorpirifos) en dosis de 1 L ha–1 y Cipermetrina 200 ® (cipermetrina) en dosis de 0.4 L ha–1, para el control de gusano cogollero (Spodoptera frugiperda); posteriormente a los 40 dds se aplicaron Endosulfan 35% C.G. (Endosulfan) en dosis de 1.5 L ha–1 y Rescate 20 PS (Acetamiprid) en dosis de 0.400 kg ha–1, para controlar mosquita blanca (Bemisia argentifolii).
El kenaf se cosechó en tres edades: 48, 66 y 83 dds en 2003; y a los 52, 74 y 106 dds en 2004, las cuales corresponden a los requerimientos de agua de uno, dos y tres riegos de auxilio, respectivamente. En maíz, la cosecha se realizó a los 83 dds en el primer año, mientras que en el segundo el maíz y sorgo x Sudán se cosecharon a los 106 dds.
En cada parcela experimental se determinó rendimiento de forraje verde, rendimiento de MS, distribución de MS en los órganos de la parte aérea de las plantas y la calidad de forraje en términos de concentración de proteína cruda (PC), fibra detergente neutro (FDN) y fibra detergente ácido (FDA). La distribución de MS en maíz y sorgo x Sudán, se determinó mediante la separación del tallo, hoja (vaina y lámina) y órganos reproductores (brácteas, mazorca, pedúnculo y espiga en maíz y panoja en sorgo). En kenaf, se separó el tallo, hoja (lámina y pecíolo) y órganos reproductores (flores y frutos).
Para determinar el porcentaje de MS, distribución de MS y características de la calidad del forraje, se tomaron, muestras de 10 plantas de maíz y 20 plantas de kenaf y de sorgo x Sudán en cada parcela experimental. Las plantas se secaron a 60 °C hasta alcanzar peso constante, y después se molieron en un molino Wiley con una malla de 1 mm. Las muestras se analizaron para determinar el contenido de N por el método Kjeldahl(13), así como los contenidos de FDN y FDA(14).
Se hicieron análisis de varianza para los datos de rendimiento de MS, distribución de MS y características de la calidad de forraje (P<0.05), y para comparar las medias se utilizó la prueba de Tukey (P<0.05). Se realizaron análisis de regresión lineal simple (P<0.05) para determinar la relación entre materia seca asignada a hoja y los parámetros de calidad de forraje determinados en kenaf (PC, FDA y FDN). Los datos se analizaron con el programa estadístico SAS(15).
]]>RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Rendimiento de materia seca y calidad de forraje
Se encontraron diferencias (P<0.05) en los rendimientos de MS y calidad de forraje de dos genotipos de kenaf cosechados en tres edades en relación a maíz en 2003 y a maíz y sorgo x nervadura café en 2004 (Cuadros 1 y 2). En los dos genotipos de kenaf el rendimiento de MS se incrementó significativamente (P<0.05) en cada cosecha realizada, de 1,320 kg ha–1 a los 48 dds a 7,653 kg ha–1 a los 83 dds en el primer año y de 2,690 kg ha–1 a los 52 dds a 10,869 kg ha–1 a los 106 dds en el segundo año. En todas las edades de cosecha, no se encontró diferencia significativa en rendimientos de MS entre genotipos de kenaf, sin embargo, en comparación a maíz y sorgo, los rendimientos de kenaf fueron significativamente menores (P<0.05). Considerando la tercera cosecha en cada ciclo, el rendimiento de MS de kenaf representó entre el 52.5 y 66.4 % del que se obtuvo con maíz y de 62.2 a 73.4 % con respecto a sorgo x Sudán. El mayor rendimiento en el ciclo de 2004 probablemente se debió al incremento en la densidad de población de 180 a 500 mil plantas por hectárea y principalmente a un retraso en las tres cosechas realizadas en 2004 respecto al ciclo anterior. El nivel de rendimiento de MS obtenido en este estudio (1,320 a 10,869 kg ha–1), en general fue superior al obtenido en trabajos realizados en los Estados Unidos de América, en los cuales se obtuvieron de 2,000 a 7,512 kg ha–1 con ciclos de crecimiento de 76 a 96 días(3,6,7).
El contenido de PC del kenaf fue superior (P<0.05) a maíz y sorgo x Sudán en todas las edades de cosecha, mientras que en FDA y FDN fue igual (P>0.05) o inferior (P<0.05) de acuerdo con la edad y año de evaluación. En 2003, cuando la cosecha de kenaf se realizó en edades más tempranas respecto al ciclo 2004, los valores de FDA en la primera y segunda cosecha fueron inferiores o similares a maíz y sólo en la tercera cosecha (83 dds), kenaf obtuvo un mayor contenido de FDA. En 2004 con un mayor grado de desarrollo sólo kenaf Tainung 2 en la primera cosecha registró valores de FDA similares a maíz; en el resto de las cosechas fue mayor en kenaf, lo cual indica una menor proporción de fibra potencialmente digestible respecto a maíz. En cuanto al contenido de FDN, el kenaf mostró valores inferiores a maíz y sorgo x Sudán hasta los 66 dds, posteriormente sus valores fueron similares a estos cultivos (Cuadros 1 y 2).
Distribución de materia seca y calidad de forraje
En los Cuadros 3 y 4 se presenta la distribución de MS en los órganos de la parte aérea de dos genotipos de kenaf cosechados en tres edades durante los ciclos de 2003 y 2004. Sólo en la primera cosecha (48 dds) del primer año se apreció diferencia (P<0.05) entre genotipos, con una mayor proporción de MS almacenada en la hoja en 'Tainung 2' con 53.9 % en comparación al 49.5 % en 'Everglades 41'. En el ciclo 2004 el porcentaje de hoja a los 52 dds fue de 46.7 a 49.1 %. Con el retraso de la cosecha, la proporción de hoja se redujo a 31.6 % en 2003 y 22.9 % en 2004, a los 83 y 106 dds, respectivamente. El porcentaje de MS en el tallo alcanzó su valor máximo de 64.7 % a los 83 dds en 2003 y de 68.2 % a los 74 dds en 2004.
Los porcentajes de hoja de 45.5 a 46 % obtenidos a los 66 dds en 2003 fueron superiores al 32 % consignado en otro estudio con 'Everglades 41' a los 60 dds(16); mientras que en 2004 los porcentajes de MS en la hoja a los 74 dds (30.5 a 31.5 %) fueron similares a los obtenidos en el estudio mencionado y ligeramente inferiores al 36.2 % encontrado por otro autor al cosechar a los 76 dds(6). La menor proporción de MS en la hoja de 22.9 % a los 106 dds es similar al 26 % encontrado en un trabajo cosechado los 161 dds(17).
De acuerdo con los análisis de regresión, el contenido de PC se redujo entre 0.25 y 0.36 % por cada unidad porcentual de disminución en el contenido de hoja en el forraje; mientras que en contenido fibroso, la disminución de una unidad porcentual en el contenido de hoja incrementó los valores de 0.51 a 1.08 % en FDA y de 0.77 a 1.33 % en FDN (Figura 1). Dado que el mayor contenido de PC en kenaf se encuentra en las hojas(6,8), la calidad proteica del forraje de kenaf está en función de su mayor contenido de hoja y menor proporción de tallo. El contenido de PC se redujo con el retraso de la cosecha de 18.6 a 10.5 % en 2003 y de 16.9 a 9.9 % en 2004 (Cuadros 1 y 2). Este comportamiento es similar al consignado por otros autores(4), quienes encontraron que el contenido de PC decreció de 22.3 % a los 40 dds a 15.4 % a 101 dds, aunque en el presente estudio el nivel de PC fue menor en las etapas más avanzadas de desarrollo.
En contenido de FDA hubo incrementos con la edad de cosecha de 23.5 a 47.4 % en 2003 y de 32.5 a 44.9 % en 2004. Los valores de FDN también aumentaron con la edad de 29.7 a 58.7 % en el primer año y de 40.8 a 58.7 % en el segundo (Cuadros 1 y 2). Este comportamiento ha sido observado en otros estudios, donde el FDN incrementó su valor de 22.4 % a los 30 dds a 55.1 % a los 105 dds; mientras que los valores de FDA en el mismo periodo aumentaron de 17.6 a 41.9%(12). Los contenidos de FDA y FDN en la segunda cosecha realizada en 2003 (66 dds) (Cuadro 1) fueron similares a los consignados por otros autores(18), quienes encontraron concentraciones de 42.9 % de FDN y de 32.6 % de FDA en kenaf cosechado a los 80 dds.
]]> Aunque el rendimiento de MS se incrementa con la edad, es muy importante encontrar una fase del desarrollo en la cual sea posible alcanzar un buen rendimiento y conservar una proporción de hoja que permita obtener una calidad de forraje aceptable. Se ha encontrado que la cosecha de kenaf entre los 70 y 80 dds optimiza la digestibilidad y la concentración de nitrógeno en los tallos y maximiza la proporción de materia seca en las hojas del forraje total cosechado(4). En el presente estudio la mejor calidad de forraje se obtuvo en la primera cosecha (48 a 52 dds), sin embargo el rendimiento de MS fue bajo, por lo que la mejor alternativa para maximizar el rendimiento conservando un nivel de calidad de forraje aceptable, es realizar la cosecha al inicio de floración (66 a 74 dds), donde los valores de PC, FDA y FDN oscilan entre 13.5 a 15.8, 35.0 a 47.5 y 42.1 a 59.5 %, respectivamente.
CONCLUSIONES E IMPLICACIONES
La calidad de forraje en kenaf se redujo con la edad debido a una disminución en la proporción de MS en la hoja y un incremento de ésta en el tallo. Los resultados indican que para lograr un balance entre el rendimiento y la calidad de forraje, es recomendable realizar la cosecha al inicio de floración (66 a 74 dds). En comparación a maíz y sorgo, el kenaf es un cultivo más precoz y con un mayor contenido proteico, aunque tiene un potencial de rendimiento inferior, así como una menor proporción de fibra potencialmente digestible debido a sus mayores valores de FDA. Estas características agronómicas hacen del kenaf un cultivo alternativo de emergencia, principalmente en siembras de verano.
AGRADECIMIENTOS
Este estudio fue financiado por SAGARPACONACYT–COFUPRO, PIFSV, Fundación Produce Coahuila, A.C. y Fundación Produce Durango, A.C.
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