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INTRODUCCIÓN
El trébol blanco (Trifolium repens) y trébol rojo (Trifolium pratense) constituyen el complemento ideal de las gramíneas, base de la alimentación del ganado lechero al pastoreo en la sierra norte del Perú. No obstante, su presencia se ha visto reducida con el tiempo estando por debajo del 10% (Vallejos et al., 2019). Esto demanda utilizarlos como indicadores para la selección de nuevo germoplasma, principalmente de trébol rojo, debido a su mejor rendimiento en materia seca (MS) y mayor proteína cruda (PC) (Marshall et al., 2017).
Las diferentes altitudes sobre el nivel del mar que caracterizan a la zona influyen en las respuestas de adaptación de los cultivares; así, el rendimiento y valor nutricional del trébol es influenciado principalmente por la temperatura, humedad, características y fertilización del suelo (Elgersma y Søegaard, 2017; Pornaro et al., 2018; Poblete-Grant et al., 2020; Silveira y Kohmann, 2020). El tiempo de adaptación de nuevos genotipos dependerá si la zona se encuentra por debajo o por encima de los 3000 msnm (Villalobos y Sánchez, 2010). De otra parte, el pH óptimo del suelo para el caso de leguminosas como el trébol debería estar entre 6.0 y 6.5 (Silveira y Kohmann, 2020), aunque puede tolerar acidez de 5.0-5.5 (McKenna et al., 2018), mientras que suelos con pH menores a 5.0 impiden la nodulación y con pH 4.0 se limita el crecimiento (Frame y Newbould, 1986). Asimismo, la fertilización del suelo juega un rol trascendental en el rendimiento y valor nutricional de los forrajes (Silveira y Kohmann, 2020).
En pasturas renovadas se reportan valores promedio de 11 582 kg MS ha-1 año-1 en trébol rojo y 10 481 kg MS ha-1 año-1 en trébol blanco, teniendo una mayor altura el trébol blanco (26.8 cm) que el trébol rojo (23.3 cm) (Graves et al., 2012). De otra parte, Zarza et al. (2018), evaluando la altura y el rendimiento del trébol rojo en la etapa de bo tón floral durante tres años con tres densidades de siembra y en tres zonas del Uruguay determinaron una altura promedio de 31.5 cm y un rendimiento de 2059 hasta 18 224 kg MS ha-1 año-1. En forma similar, Elgersma y Søegaard (2017) encontraron rendimientos desde 654 hasta 1150 kg MS ha-1 por corte para trébol blanco y 1690 a 3134 kg MS ha-1 por corte en trébol rojo, dependiendo de la estación climática, y Kizeková et al. (2013) reportaron rendimientos de trébol rojo entre 3870 hasta 5130 kg MS ha-1 año-1 en lugares con temperatura ambiental media de 8.1°C y baja precipitación.
El trébol rojo y trébol blanco proporcionan un nivel muy importante de PC, que permite alcanzar mejores rendimientos productivos en el ganado lechero (McKenna et al., 2018). Los valores de PC se encuentran entre 17.4 y 24.8% (Dewhurst, 2013; Springer y Aiken, 2015; Marshall et al., 2017; Dineen et al., 2018; Westreicher-Kristen et al., 2018). La fibra detergente neutro (FDN) se encuentra entre 39.0 y 41.1% y las cenizas entre 11.2 y 12.1% (McClearn et al., 2019). La exposición de estas leguminosas al efecto de las variaciones climáticas de las estaciones del año puede causarles grandes variaciones en su valor nutricional (Pembleton et al., 2016; Elgersma y Søegaard, 2017). Por lo tanto, teniendo en cuenta la necesidad de disponer de nuevas y mejores alternativas forrajeras para las condiciones ambientales y topográficas de la sierra, se desarrolló el presente estudio que tuvo como objetivo evaluar el rendimiento de materia seca, tasa de crecimiento, altura de planta y valor nutricional de siete genotipos de trébol en tres pisos altitudinales de la sierra norte del Perú.
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación del Estudio
El experimento se desarrolló en la provincia de Santa Cruz, Cajamarca, Perú (Figura 1), en tres pisos altitudinales (PA): El PA I entre 2300 y 2800 msnm, PA II entre 2801 y 3300 msnm y PA III entre 3301 y 3800 msnm. La temperatura promedio en cada PA se muestra en la Figura 2 y la precipitación pluvial mensual en la Figura 3.
Figura 2 Temperatura ambiental promedio en los tres pisos altitudinales durante la fase experimental. Fuente: Estación Meteorológica Minera La Zanja, Cajamarca. PA I: 23002800 msnm; PA II: 2801-3300 msnm; PA III: 3301-3800 msnm
Material Vegetal
Se instalaron siete genotipos de trébol, originarios de Nueva Zelanda, cuatro variedades correspondientes a Trifolium repens (TR): Weka, Ladino, Legacy y Huia, y tres variedades a Trifolium pratense (TP): Tuscan, Americano y Relish. Los genotipos fueron instalados en los tres pisos altitudinales. El pH de los suelos estuvo entre 4.38 y 4.86 (Laboratorio de Análisis de Suelos, Plantas, Agua y Fertilizantes de la Universidad Nacional Agraria La Molina). El experimento se desarrolló durante 12 meses a partir de marzo de 2018.
Se utilizó un diseño en Bloques Completos al Azar (DBCA) con tres repeticiones. Los siete genotipos de trébol fueron distribuidos al azar en 21 subparcelas de 3 x 2 m (6 m2) en cada piso altitudinal.
Instalación de los Cultivares
Previo a la instalación de las parcelas experimentales se determinó el porcentaje de pureza, poder de germinación y peso de 1000 semillas, a fin de establecer la densidad de cada cultivar (Cuadro 1).
Muestras
Se colectaron 21 muestras por cada piso altitudinal (tres por tratamiento). Se utilizaron cuadrantes de 30 x 30 cm (0.09 m2) ubicados de manera representativa dentro de cada subparcela, cortando el material vegetal con tijera a 5 cm del suelo. Las muestras fueron colocadas en bolsas plásticas y los remanentes en cada subparcela fueron cortados a la misma altura. El momento de corte se realizaba cuándo el trébol blanco alcanzaba la altura de 16 a 18 cm y el trébol rojo entre 20 a 25 cm (Tekeli y Ates, 2005). Las muestras de cada subparcela, en estado fresco, fueron pesadas en una balanza OHAUS (precisión 0.5 g) y transportadas en una caja refrigerante al Laboratorio de Servicio de Suelos, Aguas, Abonos y Pastos del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), Cajamarca. De cada una se extrajo una submuestra de 400 g que fue colocada en estufa de aire forzado (Equipo estufa, Memmert) a 65 °C durante 48 h. Luego fueron pesadas nuevamente para estimar el contenido de materia seca y para el análisis proximal de Weende.
Parte de las muestras fueron guardadas en bolsas de plástico nuevamente y al finalizar el año de evaluación se hizo una muestra compuesta de todos los cortes, por material, repetición y piso altitudinal. Estas muestras fueron molidas y llevadas al Laboratorio de Nutrición Animal y Bromatología de Alimentos de la Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza para el análisis de fibra detergente neutra FDN (equipo analizador de fibras, FIWE, VELP) y para la digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS) (equipo digestor, Daisy, ANKOM, USA).
Parámetros Evaluados
Rendimiento de materia seca. La colección de las muestras y el procedimiento en el laboratorio para la medición de la materia seca (MS) fue descrito en un párrafo anterior.
Tasa de crecimiento de forraje. Las tasas de crecimiento de los siete genotipos de trébol se determinaron a partir de los datos de rendimiento de materia seca obtenidos y los días transcurridos entre cortes, en cada una de las repeticiones y expresados en kg MS ha-1 día-1.
Altura de planta. La altura promedio de las plantas se midió dentro de cada cuadrante, tomando como referencia el nivel del suelo hasta la altura máxima en que se concentraban la mayor cantidad de plantas. Se utilizó una regla de metal de 70 cm.
Valor nutricional. La determinación de PC se hizo según AOAC 984.13 (AOAC, 2012), extracto etéreo según AOAC 920.39 (AOAC, 1990a), la fibra cruda según AOAC 962.09 (AOAC, 1990b), las cenizas según AOAC 942.05 (AOAC, 2000; Thiex et al., 2012) y el extracto libre de nitrógeno según AOAC 923.03 (AOAC, 2006). 201mismo, se determinó la fibra detergente neutro (Van Soest et al., 1991) y la digestibilidad in vitro de materia seca - DIVMS (Fahey y Weiss, 1994; Mabjeesh et al., 2000).
Análisis Estadístico
Se efectuó un análisis exploratorio de los datos para determinar la normalidad y homogeneidad de varianzas mediante las pruebas de Shapiro-Wilks (p<0.05) y Levene (p<0.05), respectivamente. Para determinar las diferencias en el rendimiento de materia seca (R-MS), la tasa de crecimiento (TdC), la altura de planta (AdP) y el valor nutricional de los siete genotipos de trébol en los tres pisos altitudinales se realizó un análisis de varianza usando el GNU de la plataforma RStudio de R Project (R Core Team, 2020). Para la comparación de medias se utilizó la prueba de comparación de rangos múltiples de Tukey (p<0.05).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Comportamiento Productivo
El mayor rendimiento anual p<0.01) correspondió a la variedad Tuscan (trébol rojo) con 11 235.7 kg MS ha-1 año-1 (Cuadro 2), superando en 39% a los cuatro cultivares de trébol blanco, confirmando que dicha variedad y especie (Trifolium pratense) se presenta como una importante opción para establecerla y seguir evaluándola como complemento de las gramíneas en los tres pisos altitudinales (2300-3800 msnm) de la sierra norte peruana. Por otro lado, no se observaron vectores biológicos que perjudiquen el crecimiento en los cultivares.
Cuadro 2 Comportamiento productivo1 de siete genotipos de trébol en tres pisos altitudinales de la sierra del norte del Perú
1 AdP: altura de planta; R-MS: rendimiento de materia seca; TdC: tasa de crecimiento
2 PA I: 2300-2800 msnm; PA II: 2801-3300 msnm; PA III: 3301-3800 msnm
Letras diferentes en columna dentro de cada grupo indican diferencia significativa (HSD Tukey; p<0.01)
El mayor rendimiento de las variedades de trébol rojo sobre el trébol blanco es igualmente manifestado por Marshall et al. (2017). Asimismo, el rendimiento del cultivar Tuscan fue similar a lo encontrado por Graves et al. (2012), quienes evaluaron pasturas renovadas durante las estaciones del año; sin embargo, el promedio de las variedades del trébol blanco del presente estudio (6832 kg MS ha-1 año-1) fue inferior al observado por dichos autores (10 481 kg MS ha-1 año-1), debido probablemente a la mayor sensibilidad del trébol blanco (rastrero) a la altitud, método de siembra, humedad y pH del suelo, que impide la nodulación y limita su crecimiento (Frame y Newbould, 1986).
La tasa de crecimiento de trébol blanco (Cuadro 2) varió entre 18.04 y 20.63 kg MS ha-1 día-1, crecimiento menor al de las variedades de trébol rojo (24.34-31.93 kg MS ha-1 día-1) (p<0.05), confirmando lo señalado por Marshall et al. (2017). No obstante, la tasa de crecimiento de trébol blanco en el presente estudio fue menor a la reportada por Springer y Aiken (2005) de 26.3 kg MS ha-1 día-1, debido probablemente a las mejores condiciones de clima y altitud (150 msnm) en la que hicieron la evaluación.
La altura promedio alcanzada por el trébol rojo fue mayor (p<0.01) a la de trébol blanco. La altura del trébol blanco (15.5-18.1 cm) fue menor a la observada por Graves et al. (2012) de 26.8 cm, aunque las diferencias que obtuvieron a favor del trébol rojo fueron ligeras (19.3-21.7 cm vs. 23.3 cm). Zarza et al. (2018) también reportan alturas mayores (31.5 cm), posiblemente por el momento de corte y la mayor altitud en la que fueron sembradas las variedades del presente estudio. Se determinó una alta correlación (R= 0.89) entre altura de planta (cm) vs. rendimiento (kg MS ha-1 año-1) y tasa de crecimiento (kg MS ha-1 día-1).
Por piso altitudinal, el rendimiento promedio en los siete cultivares (Cuadro 2) fue mayor en PA I (12 340 kg MS ha-1 año-1), seguido por el PA II y PA III (p<0.01). Esta diferencia se explica por el número de cortes obtenidos en cada piso altitudinal, siendo estos en número de seis cortes año-1 en el PA I, cuatro cortes año-1 en el PA II y solo dos cortes año-1en el PA III. En este sentido, la tasa de crecimiento sigue la misma tendencia que la de rendimiento; es decir es mayor en PA I (33.81 kg MS ha-1 día-1), seguido del PA II y del y PA III (p<0.01), lo cual es un indicativo del efecto de la altitud y condiciones climáticas como temperatura, humedad (Figuras 2, 3) y características físicas y químicas del suelo (MacKenna et al., 2018; Pornaro et al., 2018; Poblete-Grant et al., 2020; Silveira y Kohmann, 2020).
En relación a la altura de la planta, el PA I (21.95 cm) superó significativamente (p<0.01) al PA II y PA III, debido probablemente al mayor tiempo de adaptación que debe transcurrir cuando nuevos genotipos son sembrados sobre los 3000 msnm (Villalobos y Sánchez, 2010); es así que el más rápido crecimiento correspondió al PA I en el que se obtuvieron seis cortes año-1, comparado con el PA II y PA III de cuatro y dos cortes año-1, respectivamente.
Si bien, en el PA I no se observa interacción entre los cultivares de trébol rojo con el trébol blanco, los que más destacan en rendimiento son las variedades Tuscan, Americano y Relish (trébol rojo) y Weka (trébol blanco) (Figura 4). El efecto significativo (p<0.05) de la interacción entre la altitud y los genotipos se observa en los PA II y PA III. En PA II, el cultivar Weka es afectado con mayor intensidad (menor rendimiento) dentro de las variedades de trébol blanco, al igual que con Relish entre las variedades de trébol rojo. En este piso altitudinal destacan por su mayor rendimiento las variedades Ladino (trébol blanco) y Tuscan (trébol rojo).
Figura 4 Interacción entre genotipos y pisos altitudinales (p<0.05) para el rendimiento de materia seca (R-MS). PA I: 2300-2800 msnm; PA II: 2801-3300 msnm; PA III: 3301-3800 msnm
En el PA III, el cultivar Tuscan fue el más sensible a la altitud, teniendo una mejor respuesta los cultivares Relish y Americano (trébol rojo), así como las cuatro variedades de trébol blanco.
Valor Nutricional
Los valores varían entre 19.75 y 23.77% PC, lo cual es importante para tener en cuenta en la actividad lechera de la zona altoandina (Cuadro 3). De otra parte, los resultados de FDN indican una buena relación con la digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS).
Cuadro 3 Valor nutricional1 de siete genotipos de trébol en la sierra norte del Perú Variedad
1 FC: fibra cruda; ELN: extracto libre de nitrógeno; FDN: fibra detergente neutro; DIVMS: digestibilidad in vitro de la materia seca; MO: materia orgánica
Los valores de PC fueron similares a los valores de 17.4-24.8% reportados en otros estudios (Pembleton et al., 2016; Marshall et al., 2017; Dineen et al., 2018; WestreicherKristen et al., 2018). Sin embargo, valores extremos son reportados por Kizeková et al. (2013), Pembleton et al. (2016) y Elgersma y Søegaard (2017), lo cual demuestra el efecto que tienen las estaciones del año, así como la altitud, latitud, características físicas y químicas del suelo en que se desarrollaron estos estudios.
Los menores niveles de FDN, y que es favorable, lo presentaron las variedades de trébol blanco, relacionado probablemente al momento de corte (Tekeli y Ates, 2005). Los valores de FDN encontrados son menores a los hallados por McClearn et al. (2019) y por Pembleton et al. (2016), pero se encuentran dentro del rango obtenido por Elgersma y Søegaard (2017) de 22.8-32.5% y 18.9-36%
de FDN para trébol rojo y trébol blanco, respectivamente, así como el valor de 24.2% de FDN reportado por Kizeková et al. (2013).
Los valores de ceniza fueron similares entre los genotipos de trébol rojo y trébol blanco, y similares a los encontrados por McClearn et al. (2019). Así mismo, la DIVMS encontrada en el presente estudio fue significativamente menor (p=0.002) en la variedad Relish (70.9%); no obstante los valores de tanto las variedades de trébol blanco como las de trébol rojo se encuentran en el rango de 71.3% (secano) a 81.3% (riego) encontrado por Pembleton et al. (2016).
CONCLUSIONES
Los mejores valores de rendimiento de materia seca y de la tasa de crecimiento se obtuvieron con las tres variedades de trébol rojo (Tuscan, Americano y Relish).
El piso altitudinal I (2300-2800 msnm) obtuvo mejores resultados en todos los parámetros evaluados.
El número de cortes por año fueron de seis, cuatro y dos cortes para el piso altitudinal I, piso altitudinal II y piso altitudinal III, respectivamente.
Los valores de proteína cruda (PC), fibra detergente neutro (FDN) y digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS) obtenidos en los cultivares de trébol blanco y trébol rojo, deben ser considerados por los productores de la sierra norte del Perú, a fin de mantener constante la proporción adecuada de estas leguminosas en sus pasturas asociadas.
Agradecimiento
Sincero agradecimiento al PNIA, a la Asociación de Productores Agropecuarios Pucará El Trébol de Santa Cruz, Cajamarca y al Proyecto de Apoyo de Nueva Zelanda al Sector Lechero Peruano, por el apoyo logístico en el desarrollo de esta investigación. Así mismo, nuestro agradecimiento a los estudiantes Percy Vargas-Díaz y Einer Benavides-Cieza de la Facultad de Ingeniería en Ciencias Pecuarias, Universidad Nacional de Cajamarca
