Ubicación y diseño del experimento

Se instalaron 11 genotipos de raigrás perenne (Lolium perenne L.) y 11 genotipos de raigrás anual (Lolium multiflorum L.) provenientes de Nueva Zelanda, en tres pisos altitudinales (PA) de la provincia de Santa Cruz, Cajamarca, Perú (Latitud 06º48'00" "S”, Longitud 78º48'00" "W"), el Piso Altitudinal (PA) I ubicado entre 2300 y 2800 msnm, el PA II ubicado entre 2801 y 3300 msnm y el PA III entre 3301 y 3800 msnm. El estudio se realizó desde marzo de 2018 a marzo de 2019.

Los genotipos fueron evaluados mediante un diseño en Bloques Completos al Azar (DBCA) con tres repeticiones, teniendo 33 unidades experimentales en cada PA para Lolium perenne L. y 33 unidades experimentales para Lolium multiflorum L. Las unidades experimentales tuvieron un área de 6m² (3 x 2 m).

Tabla 1 Temperatura promedio y precipitación pluvial promedio en los tres PA durante la fase experimental 

T: Temperatura ambiental; PP: Precipitación pluvial; PA I: 2300-2800 msnm; PA II: 2801-3300 msnm; PA III: 3301-3800 msnm.

Características del suelo y condiciones meteorológicas

Las características del suelo en que fueron sembrados los 22 genotipos de Lolium spp., fueron determinados en el Laboratorio de Análisis de Suelos de la Universidad Nacional Agraria La Molina-Lima, Perú. Para el PA I se determinó una textura franco-arcillosoarenoso, un pH de 5,05 a 5,66, el P de 5,2 ppm, el nivel de N fue 0,19% y el K de 507 ppm; el PA II presentó una textura franco-arenoso, el pH fue de 3,54, el P fue de 10,4 ppm, el nivel de N fue de 0,28% y el valor de K fue de 738 ppm; Finalmente, el PA III presentó un suelo de textura franco-arcilloso-arenoso con un pH de 4,38, de 2,5 ppm para P, de 1,11% para el N y con 620 ppm para el K. en cada parcela se aplicó cal dolomita 90 días antes de la siembra para homogeneizar el pH y mejorar la disponibilidad de nutrientes del suelo. Asimismo, la fertilización y siembra se realizó al voleo, el día 29, 30 y 31 de marzo de 2018 (30 días antes de finalizar la época de lluvia); se utilizó como fuente de nitrógeno, fósforo y potasio, el fertilizante orgánico guano de isla y superfosfato triple. El experimento tuvo en cuenta los fertilizantes y el manejo de los suelos que los productores utilizan, considerando que se propone evitar la acidificación de los suelos, así como, proteger el medio ambiente. Las condiciones de temperatura ambiental y precipitación pluvial, en los pisos altitudinales, durante los meses del experimento se detallan en la Tabla 1.

Consideraciones de siembra

Se determino la densidad de siembra de los genotipos de Lolium spp. (kg semilla ha^-1), se evaluaron el porcentaje de pureza, germinación y peso de 1000 semillas; los valores encontrados para cada variedad en las dos especies se detallan en la Tabla 2.

Muestreo

Se ubicaron cuadrantes de 30 x 30 cm (0,09 m²) en el interior de cada parcela, con la finalidad de cortar el material vegetal y evaluar el rendimiento; el corte se realizó a 5 cm de altura sobre el suelo: luego, las muestras fueron pesadas en una balanza electrónica - OHAUS. Las muestras fueron colocadas en bolsas de plástico e identificadas según genotipo y bloque, además, se procedió a realizar el corte de estandarización en cada parcela. En seguida se transportaron las muestras en cajas de poliestireno con packs de gel refrigerante a 4 °C, hacia el gabinete de trabajo de la Universidad Nacional de Cajamarca para ser pesadas en una balanza electrónica (± 0,01 g). Finalmente, se empleó 100 g de cada muestra para determinar el porcentaje de Materia Seca en una estufa de aire forzado (Equipo estufa, MRC) a 105 °C durante 24 h; 200 g de cada muestra fue enviada al laboratorio para el análisis del valor nutricional.

Comportamiento Productivo

El rendimiento de materia seca (MS), tasa de crecimiento y altura fueron determinados por cada genotipo y por piso altitudinal. Se obtuvieron 5 cortes durante el año de evaluación en el PA I, 4 cortes en el PA II y 3 cortes en el PA III, para Lolium perenne L. En cambio, para Lolium multiflorum L., se obtuvieron 5 cortes en los tres pisos altitudinales. El rendimiento se calculó en kg de MS por cada corte y por año en una hectárea, a partir de este valor y el tiempo transcurrido en cada corte, se halló la tasa de crecimiento expresada en kg MS ha^-1 día^-1.

La altura se determinó cuando el cultivar alcanzaba una media de 25 cm desde el piso, y se midió con una regla de metal de 70 cm; la altura fue registrada para comparar alguna relación entre altura y rendimiento.

Valor nutricional

Se realizaron análisis de Proteína Cruda en el Laboratorio de Servicio de Suelos, Aguas, Abonos y Pastos de INIA, Cajamarca, con AOAC 984.13 (^{AOAC, 2012}). Se determinó la Fibra Detergente Neutro con un equipo analizador de fibras (FIWE, VELP) según la metodología ^{Van Soest et al. (1991)} y la Digestibilidad In vitro de materia seca - DIVMS con el equipo digestor DAISY (ANKOM, USA) (^{Mabjeesh et al., 2000}) en el Laboratorio de Nutrición Animal y Bromatología de Alimentos de la Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas.

Energía Metabolizable

La Energía Metabolizable (EM) se estimó a partir de las ecuaciones usadas por ^{Pembleton et al. (2016)} para forrajes: EM estimada = 0,194 DOMD - 2,577; Donde la DOMD (digestibilidad de la materia orgánica seca) = 0,84 DIVMS + 7,32.

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 rendimiento de materia seca, tasa de crecimiento, altura de planta y valor nutricional de los 22 genotipos de Lolium spp. en los tres pisos altitudinales, se realizó un Análisis de Varianza (ANOVA). Así mismo, se realizó un análisis multivariado utilizando un Análisis de Componentes Prin cipales y análisis de conglomerados k-means, usando la plataforma RStudio (Versión 1.2.5033) de R Project versión 3.6.3. Para la comparación de medias se utilizó la prueba de comparación de rangos múltiples de Duncan (p < 0,05).

Lolium perenne L.

Tal como se muestra en la Tabla 3, los genotipos tetraploides de Lolium perenne L. Reward, Viscount, Power y Mathilde, obtuvieron el mayor rendimiento promedio (p < 0,015) de los 11 genotipos evaluados en los tres pisos altitudinales; también se deben considerar que, la mayor cantidad de biomasa y tasa de crecimiento para Piso Altitudinal correspondieron al PA I (p < 0,05), seguido por el PA III y PA II. Esta diferencia se debería al efecto adverso de las condiciones climáticas y pH del suelo (^{Kizeková et al., 2013}; ^{Silveira y Kohmann, 2020}), caracterizado por ser extremadamente ácido a mayor altitud, 3,54 y 4,38 para el PA II y PA III, respectivamente. Sin embargo, la altura de planta fue mayor en el PA III y la más baja en el PA II, esta diferencia estaría dada por el mayor tiempo que tuvo que transcurrir para que los genotipos de Lolium perenne L. logren el crecimiento adecuado de corte (^{Hatfield y Prueger, 2015}; ^{Villalobos y Sánchez, 2010}), lo cual afectó el número de cortes en cada piso. También se aprecia que los genotipos que lograron una mayor altura son Viscount, Lindor II, Reward y Garibaldi, lo que indica que existe correlación (r = 0,71) entre altura, rendimiento y tasa de crecimiento en el Lolium perenne L.

Los rendimientos de biomasa promedio por corte, obtenidos en los 11 genotipos de Lolium perenne L. evaluados estuvieron entre 1955 kg MS/ha a 2173 kg MS/ha, y se encuentran en el rango reportado por ^{Giri et al. (2019}); ^{Elgersma y Søegaard (2016}); ^{McClearn et al. (2019}) y ^{Guy et al. (2018)}, esto pudiera ser debido a las condiciones de clima similares; es importante mencionar el potencial de adaptación que mostraron los 11 genotipos evaluados en este estudio, al responder de manera similar, pese a que el pH del suelo fue altamente ácido. Sin embargo, ^{Sun et al. (2010)} encontraron resultados superiores a los obtenidos en este estudio, ello puede ser debido al momento de corte y ploidía que evaluaron.

Tabla 3 Rendimiento productivo y valor nutricional para genotipo y piso altitudinal del Lolium perenne L. 

MS: Materia Seca; TdC: Tasa de crecimiento; PC: Proteína Cruda; FDN; Fibra detergente neutro; DIVMS: Digestibilidad in vitro de la materia seca; EM: Energía metabolizable.

El rendimiento de biomasa obtenido es inferior al reportado por ^{Rivero et al. (2019b)} y ^{Giri et al. (2019)} probablemente sea por la composición química de suelo en que establecieron su experimento (^{Silveira y Kohmann, 2020}). Asimismo, el rango de la tasa de crecimiento obtenido es menor al hallado por ^{McClearn et al. (2019)} y ^{Guy et al. (2018)}; consideramos, que el factor más determinante para que el raigrás manifieste su potencial productivo, es el manejo adecuado del suelo (humedad, control del pH y fertilización de mantenimiento), cuando se quieran establecer pasturas (^{Oldén, 2016}; ^{Silveira y Kohmann, 2020}).

Por otro lado, se determinó el contenido de PC, FDN, DIVMS y la EM; es así como los valores promedio de PC variaron de 11,24% a 13,35% no encontrándose diferencias entre los genotipos, ni PA; aunque los valores se encuentran dentro del rango de PC hallado por ^{Sun et al. (2011}), éstos podrían ser mayores si se mantiene constante la humedad y se eleva el pH del suelo. El nivel de PC es inferior a lo obtenido por ^{Rivero et al. (2019a)} quien trabajó casi a nivel del mar, en suelos profundos y cosechando a tres hojas; en este trabajo el corte de la pastura se realizó cuando algunas plantas lograron una altura de 25 cm. Para FDN el rango encontrado fue de 41,72% a 44,74%, aceptable para el aprovechamiento nutricional del ganado; estos valores se encuentran dentro de lo obtenido por ^{Ullmann et al. (2017)} y ^{Dineen et al. (2017)}, pero son mayores a los encontrados por ^{Rivero et al. (2019b)} y ^{Winichayakul et al. (2020)}, quienes cosecharon raigrás perenne entre dos y tres hojas, y en ambientes controlados.

La DIVMS obtenida se encuentra en el rango reportado por ^{Byrne et al. (2018)} de 70,2% a 82,7%. Así mismo, la concentración de EM estimada fue mayor a lo determinado por ^{Pembleton et al. (2016)} en suelos al secano y bajo riego, pero fueron menores a lo hallado por ^{Rivero et al. (2019a)} y ^{Lee et al. (2017)} quienes cosecharon en diferente momento de crecimiento de la pastura.

Considerando un análisis multivariado, se ha agrupado en clústeres a los genotipos en interacción con el piso altitudinal para las siete variables evaluadas en conjunto. Como se muestra en la Tabla 4 y Figura 1 se han establecido tres grupos, donde los elementos ubicados en el grupo 3 son los que presentan un mejor performance, para ello, debería tenerse en cuenta estos genotipos que en términos productivos se comportan mejor en el PA I, por lo tanto, en la sierra norte del Perú tienen un potencial de adaptación a pesar de las condiciones climáticas y características químicas del suelo (pH extremadamente ácido); adicionalmente una estrategia para mejorar las condiciones del suelo, potenciaría el comportamiento productivo y nutricional del raigrás (^{Alonso-Amelot, 2008}; ^{Giri et al., 2019}).

Figura 1 Agrupación de los clústeres según la interacción entre genotipo y piso altitudinal para Lolium perenne L. 

Lolium multiflorum L.

El rendimiento de biomasa para los 11 genotipos de Lolium multiflorum L. evaluados (Tabla 5), varió de 8148 kg MS ha^-1 año^-1 a 11228 kg MS ha^-1 año^-1, aunque no existe diferencias entre ellos los valores más altos lo alcanzan Hogan, Surrey Nova, Mckinley, Andes y Ascend. En general, el valor promedio de rendimiento de biomasa para Lolium multiflorum obtenido supera en 37% al Lolium perenne, en los andes del norte del Perú. El rendimiento de MS por corte fue desde 1533 kg ha^-1 hasta 2152 kg ha^-1; dichos valores fueron similares a los encontrados por ^{Oliveira et al. (2020)}; ^{Parish (2018)}; ^{Dall-Orsoletta et al. (2016)} y ^{Costa et al. (2018)} probablemente debido a la similitud del momento de corte y época del año; pero, fueron inferiores a los hallados por ^{Solomon et al. (2014)} debido probablemente al efecto de las estaciones (invierno y primavera) así como a los genotipos evaluados. La tasa de crecimiento para los genotipos de Lolium multiflorum L. se encuentra en un rango de 22,3 kg MS ha^-1 día^-1 a 30,8 kg MS ha^-1 día^-1, correspondiendo a Hogan y Surrey Nova, los mejores valores. La mejor altura de planta lo obtiene la variedad Andes con 27,1 cm, y la menor Super T con 18,7 cm (p < 0,000); Así también se determinó una buena correlación (r = 0,76) entre altura, rendimiento y tasa de crecimiento para el Lolium multiflorum L. La altura obtenida es similar a la encontrada por ^{Scaglia et al. (2016)}.

Como se muestra en la Tabla 5, el mayor rendimiento de biomasa acumulado y la tasa de crecimiento se da en el PA III; se debe resaltar que en el PA III se mantuvo más constante la humedad de los suelos, lo que generó probablemente mayor vigor y cobertura de los cultivares de Lolium multiflorum L.; entendiendo que los genotipos pueden adaptarse y expresar su potencial productivo, cuando se le proveen de mejores condiciones al suelo, considerando que es un valor importante dadas las condiciones ambientales y altitud en la que se establecieron.

Aunque no hubo diferencia (p > 0,05) en la concentración de nutrientes en los 11 genotipos de Lolium multiflorum L. como se muestra en la Tabla 5, el nivel de PC varió de 10,01% a 12,38%, valores parecidos a los encontrado en Lolium perenne L.; sin embargo es necesario señalar, que en el PA III se obtuvo un valor de 14,23% para PC; esto indica que existe potencial en estos genotipos para mantener equilibrada la relación energía-proteína de la dieta del ganado lechero en la zona altoandina del norte del Perú, que se ve afectado por la humedad y características químicas del suelo (^{Silveira y Kohmann, 2020}; ^{Elgersma y Søegaard, 2017}). A pesar de ello, los niveles de PC hallados en este estudio son similares a los reportados por ^{Parish (2018)}; ^{Costa, et al. (2018)} y ^{Cinar et al. (2020)} de 8,23% a 18,7%, quienes evaluaron diferentes estados fenológicos, y distintos niveles de nitrógeno en suelo. Por otro lado, la fracción de FDN en este estudio se encuentran en el rango de 41,39% a 43,50% siendo valores que contribuyen favorablemente con la digestibilidad; dichos niveles de FDN se encuentran comprendidos en el rango hallado por ^{Parish et al. (2012)} y ^{Dall-Orsoletta et al. (2016}) que van de 32,76% a 57,1%. Para la DIVMS los valores obtenidos están entre 67,65% a 71,04%, siendo valores similares a los obtenidos por ^{Parish et al. (2012)} y ^{Oliveira et al. (2020)}. Finalmente, la EM determinada en el Lolium multiflorum L. fue de 2,36 Mcal kg^-1 MS a 2,49 Mcal kg^-1 MS, resultados inferiores a los encontrados para Lolium perenne L., debido a que el valor de EM depende a la digestibilidad de las pasturas (^{Pembleton et al., 2016}). Para la interacción entre el genotipo y PA para el L. multiflorum L., se ha encontrado también tres clústeres, en donde el mejor grupo es el segundo, tal como se muestra en la Tabla 6, el cual posee mejor altura de planta, mayor rendimiento de biomasa, mejor nivel de proteína, menos FDN y mejor DIVMS; en él se encuentran los genotipos Hogan, Surrey, Super Cruis y Tabú en el PA III y los genotipos Surrey y Andes en el PA I (Figura 2), perfilándose como los mejores genotipos para cada PA.

Tabla 5 Rendimiento y valor nutricional según el genotipo y Piso altitudinal del Lolium multiflorum L. 

MS: Materia Seca; TdC: Tasa de crecimiento; PC: Proteína Cruda; FDN; Fibra detergente neutro; DIVMS: Digestibilidad in vitro de la materia seca; EM: Energía metabolizable.

Figura 2 Agrupación de los clústeres según la interacción entre genotipo y piso altitudinal para Lolium multiflorum L.