Cuban Journal of Agricultural Science Vol. 56, No. 2, April-June, 2022, ISSN: 2079-3480
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CU-ID: https://cu-id.com/1996/v56n2e05
Pasture Science and other Crops

Evaluation of Cenchrus purpureus varieties tolerant to drought in the western region of Cuba

 

iDR.S. Herrera*✉:rsherrera48@gmail.com


Instituto de Ciencia Animal, Carretera Central km 47 ½, Apartado Postal 24, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba

 

*Email: rsherrera48@gmail.com

ABSTRACT

A three-year experiment was carried out to evaluate the agronomic performance of new varieties of Cenchrus purpureus (CT-600, CT-601, CT-602, CT-603, CT-605, CT-607, CT-608 and CT -609), tolerant to drought, obtained by in vitro tissue culture, and compared with its parent (CT-115) through a completely random design with five replications. There were significant differences between the height of the varieties and in both seasonal periods CT-605 stood out with values higher (P<0.05) at 90 cm. The leaves content (%) was only significantly different between the varieties in the dry season during the experimental stage, while the percentage of stems showed a similar response pattern. There were varieties that exceeded the DM yield of the control and especially the CT-605 with values of 21.82, 16.37 and 9.05 t DM/ha/year for the first, second and third year, respectively. With the exception of the first year, the varieties did not express their potential for biomass production under water stress conditions and future researches are suggested where rainfalls is less than 800 mm, as well as studying the effect of strategic fertilization on regimes of greater rainfall.

Key words: 
water stress, tolerance, yields, population

Received: 23/1/2022; Accepted: 15/4/2022

Conflict of interests: There are no conflicts of interest between the authors

Authors contribution: R. S. Herrera: Conceptualization, Investigation, Formal analysis, Writing - original draft

CONTENT

Africa is the center of origin of Cenchrus genus, previously called Pennisetum, and its varieties (Cenchrus purpureus) are widely used for the production of animal food, mainly as forage (Pereira et al. 2017) or through direct grazing (Gomide et al. 2011). This is determined by its high capacity to use light energy, carrier of the C4 photosynthetic cycle, high DM yields, acceptable quality (Coombs et al. 1973) and it adapts, grows and develops in a wide variety of soils and climatic conditions (Febles and Herrera 2015Febles, G. J. y Herrera, R.S. 2015. Introducción y características. En: Producción de biomasa de variedades y clones de Pennisetum purpureum para la ganadería. p. 1-11. Ed. R.S. Herrera, EDICA, Cuba. ISBN: 978-959-7171-67-6.). In addition, it can be used for other purposes, such as: production of energy (Chakraborty et al. 2012) and bioethanol (Santos et al. 2018), paper industry (Madakadze et al. 2010) and natural herbicide (Norhafizah et al. 2013).

Different varieties have been used in Cuba since the beginning of the 20th century, such as the Napier, which spread throughout the country very quickly due, among other factors, to its high yields and acceptable chemical composition. Subsequently, other varieties were introduced, one of which was the King grass, which in the mid-1980s occupied 85% of the country's forage areas and displaced those traditionally used, which was determined for its high capacity to convert light energy into biomass, its ecological plasticity, high biomass yields and adequate quality (Herrera 2009Herrera, R.S. 2009. Mejoramiento de Pennisetum purpureum en Cuba. I Taller de tecnologías Ganaderas Sostenibles para Ambientes Adversos y Degradados. Instituto de Investigaciones Agropecuarias Jorge Dimitrov, Granma, Cuba.).

On the other hand, due to the importance achieved by this genus, genetic improvement programs are developed (Sinche et al. 2021) with the objective of obtaining varieties that surpass those traditionally used. Also, at the Instituto de Ciencia Animal, a breeding program for C. purpureus was developed with the aim of improving the productive indicators of the most used variety (King grass), in commercial production and adapting to current climatic and soil conditions, including varieties tolerant to drought and salinity (Herrera 2020Herrera R.S. 2020. Obtención y evaluación de clones de Cenchrus purpureus con Tolerancia a la sequía y salinidad. Capítulo 9. pp 162-183. Editoras: Milagros de la C. Milera Rodríguez, Tania Sánchez Santana y Martha Hernández Chávez. Editorial Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey, Matanzas, Cuba. ISBN: 978-959-7138-44-0 Versión impresa ISBN: 978-959-7138-45-7 Versión digital.).

Due to the above, the objective of this article is to report the results achieved in the evaluation of Cenchrus purpureus varieties obtained by in vitro tissue culture tolerant to drought.

Materials and Methods

 

Location. the experiment was carried out at the Miguel Sistachs Naya pasture station belonging to Instituto de Ciencia Animal. The soil was Typical Red Ferralitic (Hernández et al. 2015Hernández, J. A.; Pérez, J. J. M.; Bosch, I. D. y Castro, S. N. 2015. Clasificación de los suelos de Cuba. Ed. Ediciones INCA, Mayabeque, Cuba. 93p. ISBN 978-959-7023-77-7. ) whose chemical composition appears in table 1 and some climate indicators are shown in the table 2.

Table 1.  Chemical composition of the soil in the experimental area
pH mg/100 g OM, % Total salts, %
KCl H2O P2O5 K2O
4.7 6.3 2.2 7.3 2.1 0.44
Table 2.  Some climate indicators during the experimental stage
Indicator Years Historical
1 2 3
Rain, mm 954.1 1520.4 1291.4 1381.0
Minimum temperature, °C 19.6 18.7 18.9 18.4
Maximum temperature, °C 30.0 28.9 29.0 29.2
Average temperature, °C 25.7 23.5 24.6 24.0

Treatment and design. A total of eight new Cenchrus purpureus varieties (CT-600, CT-601, CT-602, CT-603, CT-605, CT-607, CT-608 and CT-609) obtained at Instituto de Ciencia Anima were evaluated by in vitro tissues culture with tolerance to drought (Herrera et al. 2003Herrera, R.S., Chaple, Z., Cruz, A.M., Romero, A. & García, M. 2003. ¨Obtainment of Pennisetum purpureum plantlets resistant to drought and salinity. Technical note¨. Cuban Journal of Agricultural Science 37(2): 187-189, ISSN: 2079-3472. ), from Cuba CT-115 variety, which was used as a control. A random block design with four replications in 5 x 4 m plots was used.

Procedure. During the dry season, conventional soil preparation was carried out and a distance of 1m between rows was used. In the planting, a similar number of buds per row were ensured. Irrigation was applied at the time of planting and three times later to ensure adequate humidity and establishment. One hundred and twenty days after sowing, the establishment cut was made to start the evaluation process without the application of irrigation or fertilization. The experiment lasted three years.

Measurements. Sampling was carried out every 60 and 90 days in the rainy and dry seasons, respectively, where five tillers were taken per row in each replication to determine: plant height considered from the base to the apical cone, percentage of leaves and stems, DM yield and population as described by Herrera (2006)Herrera, R.S. 2006. Fisiología, y muestreos. En: Fisiología producción de biomasa y sistemas silvopastoriles en pastos tropicales. Abono orgánico y biogás. EDICA. La Habana. p.89..

Statistical analysis. The database was created and analysis of variance was performed (Di Rienzo et al. 2012Di Rienzo, J.A., Casanoves, F., Balzarini, M.G., González, L., Tablada, M. & Robledo, C.W. 2012. InfoStat. Version 2012 [Windows]. Grupo InfoStat, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. Available: http://www.infostat.com.ar.) according to the experimental design and the mean values were compared according to Duncan (1955)Duncan, D.B. 1955. "Multiple Range and Multiple F Tests". Biometrics 11(1): 1-42, ISSN: 0006-341X. https://doi.org/10.2307/3001478. . The theoretical assumptions of the analysis of variance were verified for all the variables, based on the Shapiro and Wilk (1965)Shapiro, S. & Wilk, B. 1965. "An análisis of variante test for normalita (complete simples)". Biometrika, 52(3&4): 591-611, ISSN: 0006-3444. https://doi.org/10.2307/2333709. tests for the normality of errors and Levene (1960) Levene, H. 1960. Robust tests for the equality of variance. Contributions to Probability and Statistics. Ed. Stanford. Univesity Press, California, USA, pp. 278-292. for the variance homogeneity and there was only the need to transform the population variable using √x.

Results and Discussion

 

Throughout the experimental stage, there were significant differences between the varieties in each climatic season for height (table 3). This is an indicator that expresses the plant growth in response to environmental conditions (climate and soil) and the management to which they are subjected. This could be determined by the biochemical and physiological particularities of each variety (Sinche et al. 2021) and, therefore, they will show better growth under conditions of humidity or rainfalls stress, an aspect that does not happen in the rainy season, where the climatic factors such as rainfalls, temperatures, intensity and duration of light, among other aspects, do not limit the growth and development of grasses.

Table 3.  Performance of height (cm) during the evaluation
Varieties Years
1 3
Rainy season
CT-115 75.34a 79.58ab
CT-600 84.92ab 83.58abc
CT-601 81.84ab 86.58bc
CT-602 79.92ab 77.23a
CT-603 88.42ab 88.33c
CT-605 78.25ab 75.75a
CT-607 73.00a 76.73a
CT-608 92.92b 89.88c
CT-609 86.25ab 89.78c
SE ± 3.53** 1.89***
Dry season
CT-115 66.25a 65.63a
CT-600 85.25b 86.88de
CT-601 69.63a 72.13ab
CT-602 89.63b 99.00f
CT-603 65.25a 78.65bcd
CT-605 92.00b 90.00ef
CT-607 67.13a 76.00abc
CT-608 84.63b 84.63cde
CT-609 86.50b 90.75ef
SE ± 1.75*** 2.54***

abcdValues with uncommon letters differ at P<0.05 (Duncan1955Duncan, D.B. 1955. "Multiple Range and Multiple F Tests". Biometrics 11(1): 1-42, ISSN: 0006-341X. https://doi.org/10.2307/3001478. )

** P<0.01 *** P<0.001

On the other hand, Guimaraes de Favare et al. (2019) when evaluating 13 varieties of Cenchrus purpureus for bioenergy production found that the height did not differ between them in the dry period and there were differences in the rainy period in both experimental years, but in the second year the height was lower. A similar pattern of performance was previously reported by Herrera and Ramos (2015)Herrera, R.S. & Ramos, N. 2015. Factores que influyen en la producción de biomasa y calidad. En: Producción de biomasa de variedades y clones de Pennisetum purpureum para la ganadería. p. 87-131. Capítulo VI. Ed. R.S. Herrera, EDICA, Mayabeque, Cuba.. However, it was encouraging in this research that, after three years of study, there was no decrease in height, which could be a reflection of its adaptation to the environment despite not using irrigation and nitrogen fertilization.

During the rainy season there was no variation in leaves content between the varieties in the three years studied. However, in the dry season of the first year, only CT-603 exceeded (P<0.001) the control (CT-115), while in the same period of the third year none exceeded CT-115 (table 4). This drew attention, since the response pattern varied over the years. However, the values recorded in the rainy period were encouraging despite the values recorded for rainfalls while, in the third year of study, with the exception of CT-603, all varieties showed higher leaves content compared to the first year. This performance should be studied in future experiments due to the role that leaves play in the Physiology and Biochemistry of plants. On the other hand, leaves content is a fundamental element for ruminants feeding, since it is the part most intake by animals, so it is an important element when selecting new varieties.

Table 4.  Leaves content (%) during the evaluation period
Varieties Years
1 3
Rainy season
CT-115 48.00 32.02
CT-600 45.98 30.84
CT-601 46.50 31.30
CT-602 44.37 30.30
CT-603 45.43 31.24
CT-605 47.99 30.84
CT-607 46.78 30.53
CT-608 44.26 30.61
CT-609 46.70 31.21
SE ± 1.11 NS 0.49 NS
Dry season
CT-115 46.23b 45.39b
CT-600 43.86b 44.86b
CT-601 44.81b 44.81b
CT-602 34.28a 38.72ab
CT-603 51.19c 37.86ab
CT-605 34.87a 42.30ab
CT-607 45.55b 42.70ab
CT-608 37.79a 39.79ab
CT-609 36.04a 36.22a
SE ± 0.86*** 1.91**

abcValues with uncommon letters differ at P<0.05 (Duncan1955Duncan, D.B. 1955. "Multiple Range and Multiple F Tests". Biometrics 11(1): 1-42, ISSN: 0006-341X. https://doi.org/10.2307/3001478. )

** P<0.01 *** P<0.001 NS: Not significant

Reyes-Perez et al. (2021) when evaluating five varieties of C. purpureus (Verde, Morado, Maralfalfa, CT-115 and Elefante) in Ecuador, found that leaves yield increased with fertilization and regrowth age and each variety showed a characteristic response pattern. Tulu et al. (2022) studied the effect of the year, the date and the cutting height in Napier and determined that the leaf/stem ratio decreased with the years of study and the cutting height, while the cutting date (month) had a varied effect. The mentioned authors relate these results to the performance of climatic factors, the plant age, the type of soil and the management of grass, among other aspects.

The stem content (table 5) showed an inverse performance to that mentioned above. However, this aspect can be unfavorable from the point of view of animal intake , since they, in the process of selecting food, first intake the leaves and ultimately the stems, but from the point of view of Plant Physiology, they favor the storage of soluble carbohydrates, especially in the lower parts of the stem, to facilitate the plant regrowth even in the absence of sufficient leaf area and, in addition, it allows the storage of appreciable amounts of water, which guarantees the metabolism and plant survival under stress conditions.

Table 5.  Stems content (%) during the evaluation
Varieties Years
1 3
Rainy season
CT-115 52.00 52.28
CT-600 54.03 53.76
CT-601 53.50 54.20
CT-602 55.64 55.64
CT-603 54.07 52.71
CT-605 52.01 52.01
CT-607 53.22 54.07
CT-608 55.74 54.97
CT-609 52.63 53.47
SE ± 1.28 NS 1.00 NS
Dry season
CT-115 53.77b 54.61ª
CT-600 56.14b 55.14ª
CT-601 55.19b 55.19ª
CT-602 65.73c 61.28ab
CT-603 48.81ª 62.22ab
CT-605 65.13c 57.70ab
CT-607 54.45b 57.30ab
CT-608 62.21c 60.21ab
CT-609 63.96c 63.79b
SE ± 0.86*** 1.91**

Values with uncommon letters differ at P<0.05 (Duncan1955Duncan, D.B. 1955. "Multiple Range and Multiple F Tests". Biometrics 11(1): 1-42, ISSN: 0006-341X. https://doi.org/10.2307/3001478. )

** P<0.01 *** P<0.001 NS: Not significant

On the other hand, Arias et al. (2018Arias, R.C., Ledea, J. L., Benítez, D.G., Ray, J.V. & Ramírez de la Ribera, J.L. 2018. "Performance of new varieties of Cenchrus purpureus, tolerant to drought, during dry period". Cuban Journal of Agricultural Science, 52(2): 203-214, ISSN: 2079-3472., 2019aArias, R.C., Reyes, J. J., Ledea, J. L., Benítez, D.G., Ray, J.V. & Hernández, L.G. 2019a. "Agro productive response of new varieties of Cenchrus purpureus". Tropical and Subtropical Agroecosystems 22: 79-86, ISSN: 1870-0462. bArias, R.C., Reyes, J.J., Ray, J. V., Benítez, D.G., Hernández, L.G. & Ledea, J.L. 2019b. "Morphometric indicators in new megatermal varieties of Cenchrus purpureus tolerant to water stress". Tropical and Subtropical Agroecosystems, 22: 115-125, ISSN: 1870-0462.) when evaluating some of the drought-tolerant varieties of C. purpureus (CT-601, CT-603, CT-605, CT-608 and CT-609) in the eastern region of the country, showed that the regrowth age increased the length, thickness and number of stem nodes, being these responses specific for each variety.

With the exception of the dry season of the first year, there were differences between varieties in yield for each seasonal period and for the annual total (table 6). The absence of differences in the first year of exploitation in the dry season is not easy to explain, especially if it is takes into account that in the rainy season there was. In the second year, in this same period, there were differences and the values tended to be lower when compared to the first year, which could be determined by the decrease in soil fertility due to the extraction of mineral elements that these plants make, especially nitrogen and potassium. This could be an indicator to carry out a strategic or maintenance fertilization using chemical fertilizers (if available) or organic from the second year of exploitation. The lowest values were recorded in the third year.

Table 6.  Yields (tDM/ha) in the evaluation period
Variety Rainy season Dry season Total
First year
CT-115 12.14b 3.24 15.38b
CT-600 11.44b 3.32 14.76b
CT-601 12.68b 3.01 15.69b
CT-602 12.63b 2.09 14.72b
CT-603 13.05b 2.48 15.53b
CT-605 19.15c 2.67 21.82c
CT-607 7.61a 2.56 10.17a
CT-608 13.59b 3.20 16.79b
CT-609 13.81b 2.50 16.31b
SE ± 0.74*** 0.42 NS 1.05***
Second year
CT-115 11.26ab 3.59d 14.85ab
CT-600 10.53ab 2.59abc 13.12ab
CT-601 11.93b 3.36cd 15.26b
CT-602 12.70b 2.18a 14.88ab
CT-603 11.64b 2.94abcd 14.58ab
CT-605 12.89b 3.48d 16.37ab
CT-607 8.55ª 3.01bcd 11.56a
CT-608 13.42b 3.37cd 16.79ab
CT-609 11.11ab 2.28ab 13.39ab
SE ± 0.68*** 0.18*** 2.55*
Third year
CT-115 3.06a 0.44b 3.50a
CT-600 4.47ab 0.51b 4.98c
CT-601 4.92b 0.39b 5.31d
CT-602 10.00c 0.15a 10.15f
CT-603 3.92ab 0.57bc 4.49b
CT-605 8.65c 0.40b 9.05e
CT-607 4.30a 0.51b 4.81c
CT-608 10.00c 0.75c 10.75f
CT-609 4.31ab 0.44b 4.75c
SE ± 0.41*** 0.05*** 0.07***

abcdValues with uncommon letters differ at P<0.05 (Duncan1955Duncan, D.B. 1955. "Multiple Range and Multiple F Tests". Biometrics 11(1): 1-42, ISSN: 0006-341X. https://doi.org/10.2307/3001478. )

* P<0.05 *** P<0.001 NS: Not significant

Reyes et al. (2021) found in four varieties of C. purpureus that the yield of green biomass and dry matter increased with fertilization and age. Sinche et al. (2021), when evaluating a population of Napier hybrids, found that indicators such as height, stem diameter, flowering, and yield varied among the hybrids. Ventra Rios et al. (2022), when they studied the response of Taiwan (C. purpureus) grass to cutting frequency, reported that yields increased with the regrowth age. Arias et al. (2019a)Arias, R.C., Reyes, J. J., Ledea, J. L., Benítez, D.G., Ray, J.V. & Hernández, L.G. 2019a. "Agro productive response of new varieties of Cenchrus purpureus". Tropical and Subtropical Agroecosystems 22: 79-86, ISSN: 1870-0462. when evaluating some of the drought-tolerant varieties in the eastern region of Cuba reported increases in yields with the regrowth age. All this information has in common the specific and individual response of each of the studied plants.

All of the above is confirmed by the results published by Arias et al. (2019b)Arias, R.C., Reyes, J.J., Ray, J. V., Benítez, D.G., Hernández, L.G. & Ledea, J.L. 2019b. "Morphometric indicators in new megatermal varieties of Cenchrus purpureus tolerant to water stress". Tropical and Subtropical Agroecosystems, 22: 115-125, ISSN: 1870-0462. when studying physiological indicators such as absolute and relative growth rate, leaf area and leaf area index, leaf area duration and biomass duration in C. purpureus varieties with drought tolerance. The six varieties showed values that individually characterized each of them and confirmed their biochemical and physiological individuality.

In the evaluated period (table 7), there were no significant differences for the population of the varieties and the values at the end of the experiment were similar to those registered in the first year, since the varieties did not suffer depopulation. This is positive if it is taking into account that during the three years of research both irrigation and fertilization was used.

Table 7.  Performance of the population (tillers/5m) during the evaluation
Variety Years
1 3
Rainy season
CT-115 (10.73)3.22 (11.18)3.34
CT-600 (8.52)2.99 (8.85)2.98
CT-601 (9.85)3.16 (10.30)3.21
CT-602 (9.36)2.99 (9.25)3.04
CT-603 (8.78)2.99 (9.13)3.02
CT-605 (9.40)3.10 (9.55)3.09
CT-607 (9.53)3.07 (9.73)3.12
CT-608 (9.60)3.10 (9.78)3.13
CT-609 (10.43)4.21 (10.90)3.30
SE ± 0.56 0.08
Dry season
CT-115 (10.17)3.19 (10.70)3.27
CT-600 (8.94)2.99 (8.63)2.94
CT-601 9.67)3.11 (9.23)3.07
CT-602 (8.18)2.86 (8.78)2.96
CT-603 (8.82)2.97 (8.58)2.93
CT-605 (9.18)3.03 (9.23)3.04
CT-607 (9.42)3.07 (9.20)3.03
CT-608 (8.94)2.99 (9.15)3.02
CT-609 (22.56)4.75 (9.93)3.15
SE ± 0.50 0.08

( ) Real values

These varieties were evaluated (Díaz 2007Díaz, D. 2007. Evaluación agronómica de variedades de Pennisetum purpureum en condiciones de sequía en el Valle del Cauto. Tesis presentada en opción al título académico de Master en Pastos y Forrajes. Estación Experimental de Pastos y Forrajes ¨Indio Hatuey¨. Matanzas. Cuba., Arias et al. 2018Arias, R.C., Ledea, J. L., Benítez, D.G., Ray, J.V. & Ramírez de la Ribera, J.L. 2018. "Performance of new varieties of Cenchrus purpureus, tolerant to drought, during dry period". Cuban Journal of Agricultural Science, 52(2): 203-214, ISSN: 2079-3472., 2019aArias, R.C., Reyes, J. J., Ledea, J. L., Benítez, D.G., Ray, J.V. & Hernández, L.G. 2019a. "Agro productive response of new varieties of Cenchrus purpureus". Tropical and Subtropical Agroecosystems 22: 79-86, ISSN: 1870-0462. bArias, R.C., Reyes, J.J., Ray, J. V., Benítez, D.G., Hernández, L.G. & Ledea, J.L. 2019b. "Morphometric indicators in new megatermal varieties of Cenchrus purpureus tolerant to water stress". Tropical and Subtropical Agroecosystems, 22: 115-125, ISSN: 1870-0462. and Ray et al. 2018Ray, J.V., Almaguer, R F., Ledea, J. L., Benítez, D.G., Arias, R.C. & Rosell, G. 2018. "Evaluation of varieties of Cenchrus purpureus tolerant to drought under pre-montain conditions". Cuban Journal of Agricultural Science 52 (1): 75-85, ISSN: 2079-3472.) in the pasture station of Instituto de Investigaciones Agropecuarias Jorge Dimitrov, located in Cauto Valley, Bayamo, Granma and that area is characterized by soils with low fertility and rainfalls regimes that reach 700-800 mm of rain and drought periods that extend up to seven months). The results showed the adaptability of the varieties and, above all, the yields achieved in the dry season, where rainfalls did not exceed 50mm, so their performance against drought stress is unquestionable. In addition, promising results were obtained when evaluating the ruminal passage rate and ruminal degradability of these varieties (Ledea et al. 2016Ledea, J.L., La O. O. & Ray, J.V. 2016. "Characterization of in situ ruminal degradabilty of dry matter in new varieties of drought tolerant Cenchrus purpureus" Cuban Journal of Agricultural Science, 50(3): 421-433, ISSN: 2079-3472., 2017Ledea-Rodríguez, J. L., La O-León, O. & González-García, H. 2017. "Tasa de pasaje ruminal de la materia seca y orgánica de variedades de Cenchrus purpureus". Ciencia en la frontera: revista de ciencia y tecnología de la UACJ. XIV: 39-47, ISSN: 2007-042X.).

However, this was not the response found in the varieties in this study, which was determined by the high rainfalls that occurred in the second and third year of research (table 2), which limited the plants from expressing their production potential under drought stress conditions. However, in the first year of research, the value of rainfalls was lower than the rest of the experimental years and below the historical value, which could influence on the yields obtained that year. The previous determines the need to carry out future researches under of water stress conditions, as well as to use strategic fertilization in the rainy season in the western region of Cuba.

Acknowledgments

 

Thanks to the technicians M. García and Ana M. Cruz for their attention to the experiment, the sampling, the processing of samples and the analysis of the results.

References

 

Arias, R.C., Ledea, J. L., Benítez, D.G., Ray, J.V. & Ramírez de la Ribera, J.L. 2018. "Performance of new varieties of Cenchrus purpureus, tolerant to drought, during dry period". Cuban Journal of Agricultural Science, 52(2): 203-214, ISSN: 2079-3472.

Arias, R.C., Reyes, J. J., Ledea, J. L., Benítez, D.G., Ray, J.V. & Hernández, L.G. 2019a. "Agro productive response of new varieties of Cenchrus purpureus". Tropical and Subtropical Agroecosystems 22: 79-86, ISSN: 1870-0462.

Arias, R.C., Reyes, J.J., Ray, J. V., Benítez, D.G., Hernández, L.G. & Ledea, J.L. 2019b. "Morphometric indicators in new megatermal varieties of Cenchrus purpureus tolerant to water stress". Tropical and Subtropical Agroecosystems, 22: 115-125, ISSN: 1870-0462.

Díaz, D. 2007. Evaluación agronómica de variedades de Pennisetum purpureum en condiciones de sequía en el Valle del Cauto. Tesis presentada en opción al título académico de Master en Pastos y Forrajes. Estación Experimental de Pastos y Forrajes ¨Indio Hatuey¨. Matanzas. Cuba.

Di Rienzo, J.A., Casanoves, F., Balzarini, M.G., González, L., Tablada, M. & Robledo, C.W. 2012. InfoStat. Version 2012 [Windows]. Grupo InfoStat, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. Available: http://www.infostat.com.ar.

Duncan, D.B. 1955. "Multiple Range and Multiple F Tests". Biometrics 11(1): 1-42, ISSN: 0006-341X. https://doi.org/10.2307/3001478.

Febles, G. J. y Herrera, R.S. 2015. Introducción y características. En: Producción de biomasa de variedades y clones de Pennisetum purpureum para la ganadería. p. 1-11. Ed. R.S. Herrera, EDICA, Cuba. ISBN: 978-959-7171-67-6.

Hernández, J. A.; Pérez, J. J. M.; Bosch, I. D. y Castro, S. N. 2015. Clasificación de los suelos de Cuba. Ed. Ediciones INCA, Mayabeque, Cuba. 93p. ISBN 978-959-7023-77-7.

Herrera, R.S. 2006. Fisiología, y muestreos. En: Fisiología producción de biomasa y sistemas silvopastoriles en pastos tropicales. Abono orgánico y biogás. EDICA. La Habana. p.89.

Herrera, R.S. 2009. Mejoramiento de Pennisetum purpureum en Cuba. I Taller de tecnologías Ganaderas Sostenibles para Ambientes Adversos y Degradados. Instituto de Investigaciones Agropecuarias Jorge Dimitrov, Granma, Cuba.

Herrera R.S. 2020. Obtención y evaluación de clones de Cenchrus purpureus con Tolerancia a la sequía y salinidad. Capítulo 9. pp 162-183. Editoras: Milagros de la C. Milera Rodríguez, Tania Sánchez Santana y Martha Hernández Chávez. Editorial Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey, Matanzas, Cuba. ISBN: 978-959-7138-44-0 Versión impresa ISBN: 978-959-7138-45-7 Versión digital.

Herrera, R.S., Chaple, Z., Cruz, A.M., Romero, A. & García, M. 2003. ¨Obtainment of Pennisetum purpureum plantlets resistant to drought and salinity. Technical note¨. Cuban Journal of Agricultural Science 37(2): 187-189, ISSN: 2079-3472.

Herrera, R.S. & Ramos, N. 2015. Factores que influyen en la producción de biomasa y calidad. En: Producción de biomasa de variedades y clones de Pennisetum purpureum para la ganadería. p. 87-131. Capítulo VI. Ed. R.S. Herrera, EDICA, Mayabeque, Cuba.

Ledea-Rodríguez, J. L., La O-León, O. & González-García, H. 2017. "Tasa de pasaje ruminal de la materia seca y orgánica de variedades de Cenchrus purpureus". Ciencia en la frontera: revista de ciencia y tecnología de la UACJ. XIV: 39-47, ISSN: 2007-042X.

Ledea, J.L., La O. O. & Ray, J.V. 2016. "Characterization of in situ ruminal degradabilty of dry matter in new varieties of drought tolerant Cenchrus purpureus" Cuban Journal of Agricultural Science, 50(3): 421-433, ISSN: 2079-3472.

Levene, H. 1960. Robust tests for the equality of variance. Contributions to Probability and Statistics. Ed. Stanford. Univesity Press, California, USA, pp. 278-292.

Ray, J.V., Almaguer, R F., Ledea, J. L., Benítez, D.G., Arias, R.C. & Rosell, G. 2018. "Evaluation of varieties of Cenchrus purpureus tolerant to drought under pre-montain conditions". Cuban Journal of Agricultural Science 52 (1): 75-85, ISSN: 2079-3472.

Shapiro, S. & Wilk, B. 1965. "An análisis of variante test for normalita (complete simples)". Biometrika, 52(3&4): 591-611, ISSN: 0006-3444. https://doi.org/10.2307/2333709.

Cuban Journal of Agricultural Science Vol. 56, No. 2, April-June, 2022, ISSN: 2079-3480
 
Ciencia de los Pastos y otros Cultivos

Evaluación de variedades de Cenchrus purpureus tolerantes a la sequía en la región occidental de Cuba

 

iDR.S. Herrera*✉:rsherrera48@gmail.com


Instituto de Ciencia Animal, Carretera Central km 47 ½, Apartado Postal 24, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba

 

*Email: rsherrera48@gmail.com

RESUMEN

Se realizó un experimento de tres años de duración para evaluar el comportamiento agronómico de nuevas variedades de Cenchrus purpureus (CT-600, CT-601, CT-602, CT-603, CT-605, CT-607, CT-608 y CT-609), tolerantes a la sequía, obtenidas por cultivo de tejidos in vitro, y compararlas con su progenitor (CT-115) mediante un diseño completamente al azar con cinco réplicas. Hubo diferencias significativas entre la altura de las variedades y en ambos períodos estacionales sobresalió CT-605 con valores superiores (P<0.05) a los 90 cm. El contenido de hojas (%) solo fue significativamente diferente entre las variedades en el período poco lluvioso durante la etapa experimental, mientras que el por ciento de tallos mostró similar patrón de respuesta. Hubo variedades que superaron el rendimiento de MS del testigo y en especial la CT-605 con valores de 21.82, 16.37 y 9.05 t MS/ha/año para el primer, segundo y tercer año, respectivamente. Con excepción del primer año, las variedades no expresaron su potencial para la producción de biomasa en condiciones de estrés hídrico y se sugiere futuras investigaciones donde las precipitaciones sean inferiores a los 800 mm así como, estudiar el efecto de la fertilización estratégica en regímenes de mayor precipitación.

Palabras clave: 
estrés hídrico, tolerancia, rendimientos, población

África es el centro de origen del género Cenchrus, con anterioridad denominado Pennisetum, y sus variedades (Cenchrus purpureus) son ampliamente utilizadas para la producción de alimento animal, principalmente como forraje (Pereira et al. 2017) o mediante el pastoreo directo (Gomide et al. 2011). Lo anterior está determinado por su alta capacidad de utilización de la energía lumínica, portador del ciclo fotosintético C4, elevados rendimientos de MS, aceptable calidad (Coombs et al. 1973) y se adapta, crece y desarrolla en amplia variedad de suelos y condiciones climáticas (Febles y Herrera 2015Febles, G. J. y Herrera, R.S. 2015. Introducción y características. En: Producción de biomasa de variedades y clones de Pennisetum purpureum para la ganadería. p. 1-11. Ed. R.S. Herrera, EDICA, Cuba. ISBN: 978-959-7171-67-6.). Además, puede ser utilizado con otros fines como, por ejemplo: producción de energía (Chakraborty et al. 2012) y bioetanol (Santos et al. 2018), industria del papel (Madakadze et al. 2010) y herbicida natural (Norhafizah et al. 2013).

En Cuba se emplearon diferentes variedades desde el inicio del siglo XX, como fue el Napier el que se extendió por todo el país con gran rapidez debido, entre otros factores, a sus elevados rendimientos y aceptable composición química. Con posterioridad se introdujeron otras variedades, una de las cuales fue el King grass, que a mediados de la década del 80 del pasado siglo llegó a ocupar el 85 % de las áreas forrajeras del país y desplazó a las tradicionalmente utilizadas, lo que estuvo determinado por su alta capacidad de convertir la energía lumínica en biomasa, su plasticidad ecológica, altos rendimientos de biomasa y adecuada calidad (Herrera 2009Herrera, R.S. 2009. Mejoramiento de Pennisetum purpureum en Cuba. I Taller de tecnologías Ganaderas Sostenibles para Ambientes Adversos y Degradados. Instituto de Investigaciones Agropecuarias Jorge Dimitrov, Granma, Cuba.).

Por otro lado, debido a la importancia alcanzada por este género se desarrollan programas de mejora genética (Sinche et al. 2021) con el objetivo de obtener variedades que superen a las tradicionalmente utilizadas. También, en el Instituto de Ciencia Animal se desarrolló un programa de mejoramiento de C. purpureus con el objetivo de mejorar los indicadores productivos de la variedad más empleada (King grass), en la producción comercial y que se adaptaran a las actuales condiciones climáticas y de suelo, entre ellas variedades tolerantes a la sequía y salinidad (Herrera 2020Herrera R.S. 2020. Obtención y evaluación de clones de Cenchrus purpureus con Tolerancia a la sequía y salinidad. Capítulo 9. pp 162-183. Editoras: Milagros de la C. Milera Rodríguez, Tania Sánchez Santana y Martha Hernández Chávez. Editorial Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey, Matanzas, Cuba. ISBN: 978-959-7138-44-0 Versión impresa ISBN: 978-959-7138-45-7 Versión digital.).

Por lo antes descrito, el objetivo del presente artículo es informar los resultados alcanzados en la evaluación de variedades de Cenchrus purpureus obtenidas por cultivo de tejidos in vitro tolerantes a la sequía.

Materiales y Métodos

 

Ubicación. El experimento se desarrolló en la estación de pastos Miguel Sistachs Naya perteneciente al Instituto de Ciencia Animal, en suelo Ferralítico Rojo Típico (Hernández et al. 2015Hernández, J. A.; Pérez, J. J. M.; Bosch, I. D. y Castro, S. N. 2015. Clasificación de los suelos de Cuba. Ed. Ediciones INCA, Mayabeque, Cuba. 93p. ISBN 978-959-7023-77-7. ) cuya composición química aparece en la tabla 1 y algunos indicadores del clima se muestran en la tabla 2.

Tabla 1.  Composición química del suelo de área experimental
pH mg/100 g MO, % Sales totales, %
KCl H2O P2O5 K2O
4.7 6.3 2.2 7.3 2.1 0.44
Tabla 2.  Algunos indicadores del clima durante la etapa experimental
Indicador Años Histórico
1 2 3
Lluvia, mm 954.1 1520.4 1291.4 1381.0
Temperatura mínima, °C 19.6 18.7 18.9 18.4
Temperatura máxima, °C 30.0 28.9 29.0 29.2
Temperatura media, °C 25.7 23.5 24.6 24.0

Tratamiento y diseño. Se evaluaron ocho nuevas variedades de Cenchrus purpureus (CT-600, CT-601, CT-602, CT-603, CT-605, CT-607, CT-608 y CT-609) obtenidas en el Instituto de Ciencia Animal por cultivo de tejidos in vitro con tolerancia a la sequía (Herrera et al. 2003Herrera, R.S., Chaple, Z., Cruz, A.M., Romero, A. & García, M. 2003. ¨Obtainment of Pennisetum purpureum plantlets resistant to drought and salinity. Technical note¨. Cuban Journal of Agricultural Science 37(2): 187-189, ISSN: 2079-3472. ), a partir de la variedad Cuba CT-115, la cual se utilizó como testigo. Se empleó un diseño de bloques al azar con cinco réplicas en parcelas de 5 x 4 m.

Procedimiento. Durante el período poco lluvioso se realizó la preparación convencional del suelo y se empleó 1m de distancia entre surcos. En la plantación se aseguró similar número de yemas por surco. En el momento de la plantación se aplicó riego y en tres oportunidades posteriores para asegurar adecuada humedad y el establecimiento. Ciento veinte días después de la plantación se realizó el corte de establecimiento para iniciar el proceso de evaluación sin la aplicación de riego ni fertilización. El experimento duró tres años.

Medidas. Los muestreos se realizaron cada 60 y 90 días en los períodos lluvioso y poco lluvioso, respectivamente donde se tomaron cinco macollas por surco en cada réplica para determinar: altura de la planta considerada desde la base hasta el cono apical, por ciento de hojas y tallos, rendimiento de MS y población según describe Herrera (2006)Herrera, R.S. 2006. Fisiología, y muestreos. En: Fisiología producción de biomasa y sistemas silvopastoriles en pastos tropicales. Abono orgánico y biogás. EDICA. La Habana. p.89..

Análisis estadístico. Se confeccionó la base de datos y se realizó análisis de varianza (Di Rienzo et al. 2012Di Rienzo, J.A., Casanoves, F., Balzarini, M.G., González, L., Tablada, M. & Robledo, C.W. 2012. InfoStat. Version 2012 [Windows]. Grupo InfoStat, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. Available: http://www.infostat.com.ar.) de acuerdo con el diseño experimental y los valores medios se compararon según Duncan (1955)Duncan, D.B. 1955. "Multiple Range and Multiple F Tests". Biometrics 11(1): 1-42, ISSN: 0006-341X. https://doi.org/10.2307/3001478. . Se verificaron los supuestos teóricos del análisis de varianza para todas las variables, a partir de las dócimas de Shapiro y Wilk (1965)Shapiro, S. & Wilk, B. 1965. "An análisis of variante test for normalita (complete simples)". Biometrika, 52(3&4): 591-611, ISSN: 0006-3444. https://doi.org/10.2307/2333709. para la normalidad de los errores y de Levene (1960) Levene, H. 1960. Robust tests for the equality of variance. Contributions to Probability and Statistics. Ed. Stanford. Univesity Press, California, USA, pp. 278-292. para la homogeneidad de varianza y solo hubo necesidad de transformar la variable población empleando √x.

Resultados y Discusión

 

Durante toda la etapa experimental, hubo diferencias significativas entre las variedades en cada estación climática para la altura (tabla 3). Este es un indicador que expresa el crecimiento de la planta como respuesta a las condiciones ambientales (clima y suelo) y al manejo a que son sometidas. Esto pudiera estar determinado por las particularidades bioquímicas y fisiológicas de cada variedad (Sinche et al. 2021) y, por ende, mostraran mejor crecimiento en condiciones de estrés de humedad o de precipitaciones, aspecto este que no sucede en el período lluvioso, donde los factores climáticos como las precipitaciones, temperaturas, intensidad y duración de la luz, entre otros aspectos, no limitan el crecimiento y desarrollo de los pastos.

Tabla 3.  Comportamiento de la altura (cm) durante la evaluación
Variedades Años
1 3
Período lluvioso
CT-115 75.34a 79.58ab
CT-600 84.92ab 83.58abc
CT-601 81.84ab 86.58bc
CT-602 79.92ab 77.23a
CT-603 88.42ab 88.33c
CT-605 78.25ab 75.75a
CT-607 73.00a 76.73a
CT-608 92.92b 89.88c
CT-609 86.25ab 89.78c
EE ± 3.53** 1.89***
Período poco lluvioso
CT-115 66.25a 65.63a
CT-600 85.25b 86.88de
CT-601 69.63a 72.13ab
CT-602 89.63b 99.00f
CT-603 65.25a 78.65bcd
CT-605 92.00b 90.00ef
CT-607 67.13a 76.00abc
CT-608 84.63b 84.63cde
CT-609 86.50b 90.75ef
EE ± 1.75*** 2.54***

abcdValores con letras no comunes difieren a P<0.05 (Duncan1955Duncan, D.B. 1955. "Multiple Range and Multiple F Tests". Biometrics 11(1): 1-42, ISSN: 0006-341X. https://doi.org/10.2307/3001478. )

** P<0.01 *** P<0.001

Por otro lado, Guimaraes de Favare et al. (2019) al evaluar 13 variedades de Cenchrus purpureus para la producción de bioenergía encontraron que, la altura no difirió entre ellas en el período seco y sí hubo diferencias en el período lluvioso en ambos años experimentales, pero en el segundo año la altura fue menor. Similar patrón de comportamiento informaron con anterioridad Herrera y Ramos (2015)Herrera, R.S. & Ramos, N. 2015. Factores que influyen en la producción de biomasa y calidad. En: Producción de biomasa de variedades y clones de Pennisetum purpureum para la ganadería. p. 87-131. Capítulo VI. Ed. R.S. Herrera, EDICA, Mayabeque, Cuba.. No obstante, resultó alentador en la presente investigación que, después de tres años de estudio, no se manifestara disminución de la altura, lo cual pudiera ser reflejo de su adaptación al medio ambiente a pesar de no emplear riego y fertilización nitrogenada.

Durante el período lluvioso no hubo variación del contenido de hojas entre las variedades en los tres años estudiados. Sin embargo, en el período poco lluvioso del primer año sólo el CT-603 superó (P<0.001) al control (CT-115), mientras que en igual etapa del tercer año ninguno superó al CT-115 (tabla 4). Esto llamó la atención, puesto que el patrón de respuesta varió en los años. No obstante, resultaron alentadores los valores registrados en el período lluvioso a pesar de los tenores registrados para las precipitaciones mientras que, en el tercer año de estudio, con excepción de la CT-603, todas las variedades mostraron mayor contenido de hojas comparado con el primer año. Este comportamiento debe ser estudiado en futuros experimentos debido al papel que desempeñan las hojas en la Fisiología y Bioquímica de las plantas. Por otro lado, el contenido de hojas es un elemento fundamental para la alimentación de los rumiantes, ya que es la parte más consumida por los animales, por lo que es un elemento de importancia a la hora de seleccionar nuevas variedades.

Tabla 4.  Contenido de hojas (%) durante el período de evaluación
Variedades Años
1 3
Período lluvioso
CT-115 48.00 32.02
CT-600 45.98 30.84
CT-601 46.50 31.30
CT-602 44.37 30.30
CT-603 45.43 31.24
CT-605 47.99 30.84
CT-607 46.78 30.53
CT-608 44.26 30.61
CT-609 46.70 31.21
EE ± 1.11 NS 0.49 NS
Período poco lluvioso
CT-115 46.23b 45.39b
CT-600 43.86b 44.86b
CT-601 44.81b 44.81b
CT-602 34.28a 38.72ab
CT-603 51.19c 37.86ab
CT-605 34.87a 42.30ab
CT-607 45.55b 42.70ab
CT-608 37.79a 39.79ab
CT-609 36.04a 36.22a
EE ± 0.86*** 1.91**

abcValores con letras no comunes difieren a P<0.05 (Duncan1955Duncan, D.B. 1955. "Multiple Range and Multiple F Tests". Biometrics 11(1): 1-42, ISSN: 0006-341X. https://doi.org/10.2307/3001478. )

** P<0.01 *** P<0.001 NS: No significativo

Reyes-Pérez et al. (2021) al evaluar cinco variedades de C. purpureus (Verde, Morado, Maralfalfa, CT-115 y Elefante) en Ecuador, encontraron que el rendimiento de hojas se incrementó con la fertilización y la edad de rebrote y cada variedad mostró un patrón de respuesta característico. Tulu et al. (2022) estudiaron el efecto del año, la fecha y altura de corte en Napier y determinaron que la relación hoja/tallo disminuyó con los años de estudio y la altura de corte, mientras que la fecha del corte (mes) tuvo variado efecto. Los autores antes mencionados relacionan estos resultados con el comportamiento de los factores climáticos, la edad de la planta, el tipo de suelo y el manejo del pasto, entre otros aspectos.

El contenido de tallo (tabla 5) mostró un comportamiento inverso al antes mencionado. Sin embargo, este aspecto puede resultar desfavorable desde el punto de vista del consumo animal, ya que ellos en el proceso de selección que hacen del alimento, primero consumen las hojas y en última instancia los tallos pero, desde el punto de vista de la Fisiología Vegetal, propician el almacenamiento de los carbohidratos solubles, sobre todo en las partes bajas del tallo, para facilitar el rebrote de la planta aún en ausencia de suficiente área foliar y, además, permite almacenar cantidades apreciables de agua, que garantiza el metabolismo y sobrevivencia de la planta en condiciones de estrés.

Tabla 5.  Contenido de tallos (%) durante la evaluación
Variedades Años
1 3
Período lluvioso
CT-115 52.00 52.28
CT-600 54.03 53.76
CT-601 53.50 54.20
CT-602 55.64 55.64
CT-603 54.07 52.71
CT-605 52.01 52.01
CT-607 53.22 54.07
CT-608 55.74 54.97
CT-609 52.63 53.47
EE ± 1.28 NS 1.00 NS
Período poco lluvioso
CT-115 53.77b 54.61ª
CT-600 56.14b 55.14ª
CT-601 55.19b 55.19ª
CT-602 65.73c 61.28ab
CT-603 48.81ª 62.22ab
CT-605 65.13c 57.70ab
CT-607 54.45b 57.30ab
CT-608 62.21c 60.21ab
CT-609 63.96c 63.79b
EE ± 0.86*** 1.91**

Valores con letras no comunes difieren a P<0.05 (Duncan1955Duncan, D.B. 1955. "Multiple Range and Multiple F Tests". Biometrics 11(1): 1-42, ISSN: 0006-341X. https://doi.org/10.2307/3001478. )

** P<0.01 *** P<0.001 NS: No significativo

Por otro lado, Arias et al. (2018Arias, R.C., Ledea, J. L., Benítez, D.G., Ray, J.V. & Ramírez de la Ribera, J.L. 2018. "Performance of new varieties of Cenchrus purpureus, tolerant to drought, during dry period". Cuban Journal of Agricultural Science, 52(2): 203-214, ISSN: 2079-3472., 2019aArias, R.C., Reyes, J. J., Ledea, J. L., Benítez, D.G., Ray, J.V. & Hernández, L.G. 2019a. "Agro productive response of new varieties of Cenchrus purpureus". Tropical and Subtropical Agroecosystems 22: 79-86, ISSN: 1870-0462. b)Arias, R.C., Reyes, J.J., Ray, J. V., Benítez, D.G., Hernández, L.G. & Ledea, J.L. 2019b. "Morphometric indicators in new megatermal varieties of Cenchrus purpureus tolerant to water stress". Tropical and Subtropical Agroecosystems, 22: 115-125, ISSN: 1870-0462. al evaluar algunas de las variedades de C. purpureus tolerantes a la sequía (CT-601, CT-603, CT-605, CT-608 y CT-609) en la región oriental del país señalaron que la edad de rebrote incrementó la longitud, el grosor y el número de nudos del tallo, siendo estas respuestas específicas para cada variedad.

Con excepción del período poco lluvioso del primer año, hubo diferencias entre las variedades en el rendimiento para cada período estacional y para el total anual (tabla 6). La ausencia de diferencias en el primer año de explotación en el período poco lluvioso no resulta fácil de explicar, sobre todo si se tiene en cuenta que en el período lluvioso sí la hubo. Ya en el segundo año, en ese mismo período, sí hubo diferencias y los valores tendieron a ser inferiores al compararlo con el primer año, lo cual pudiera estar determinado por la disminución de la fertilidad del suelo debido a la extracción de elementos minerales que hacen estas plantas, en especial nitrógeno y potasio. Esto pudiera ser un indicador para realizar una fertilización estratégica o de mantenimiento mediante fertilizantes químico (si se dispone) u orgánico a partir del segundo año de explotación. Los menores valores se registraron en el tercer año.

Tabla 6.  Rendimientos (tMS/ha) en el período de evaluación
Variedad Período lluvioso Período poco lluvioso Total
Primer año
CT-115 12.14b 3.24 15.38b
CT-600 11.44b 3.32 14.76b
CT-601 12.68b 3.01 15.69b
CT-602 12.63b 2.09 14.72b
CT-603 13.05b 2.48 15.53b
CT-605 19.15c 2.67 21.82c
CT-607 7.61a 2.56 10.17a
CT-608 13.59b 3.20 16.79b
CT-609 13.81b 2.50 16.31b
EE ± 0.74*** 0.42 NS 1.05***
Segundo año
CT-115 11.26ab 3.59d 14.85ab
CT-600 10.53ab 2.59abc 13.12ab
CT-601 11.93b 3.36cd 15.26b
CT-602 12.70b 2.18a 14.88ab
CT-603 11.64b 2.94abcd 14.58ab
CT-605 12.89b 3.48d 16.37ab
CT-607 8.55ª 3.01bcd 11.56a
CT-608 13.42b 3.37cd 16.79ab
CT-609 11.11ab 2.28ab 13.39ab
EE ± 0.68*** 0.18*** 2.55*
Tercer año
CT-115 3.06a 0.44b 3.50a
CT-600 4.47ab 0.51b 4.98c
CT-601 4.92b 0.39b 5.31d
CT-602 10.00c 0.15a 10.15f
CT-603 3.92ab 0.57bc 4.49b
CT-605 8.65c 0.40b 9.05e
CT-607 4.30a 0.51b 4.81c
CT-608 10.00c 0.75c 10.75f
CT-609 4.31ab 0.44b 4.75c
EE ± 0.41*** 0.05*** 0.07***

abcdValores con letras no comunes difieren a P<0.05 (Duncan1955Duncan, D.B. 1955. "Multiple Range and Multiple F Tests". Biometrics 11(1): 1-42, ISSN: 0006-341X. https://doi.org/10.2307/3001478. )

* P<0.05 *** P<0.001 NS: No significativo

Reyes et al. (2021) encontraron en cuatro variedades de C. purpureus que el rendimiento de biomasa verde y de materia seca se incrementó con la fertilización y la edad. Sinche et al. (2021) al evaluar una población de híbridos de Napier encontraron que indicadores como la altura, el diámetro del tallo, la floración y el rendimiento variaron entre los híbridos. Ventra Ríos et al. (2022) cuando estudiaron la respuesta del pasto Taiwan (C. purpureus) a la frecuencia de corte informaron que los rendimientos se incrementaron con la edad de rebrote. Arias et al. (2019a)Arias, R.C., Reyes, J. J., Ledea, J. L., Benítez, D.G., Ray, J.V. & Hernández, L.G. 2019a. "Agro productive response of new varieties of Cenchrus purpureus". Tropical and Subtropical Agroecosystems 22: 79-86, ISSN: 1870-0462. al evaluar alguna de las variedades tolerantes a la sequía en la región oriental de Cuba informaron incrementos de los rendimientos con la edad de rebrote. Toda esta información tiene en común la respuesta específica e individual de cada una de las plantas estudiadas.

Todo lo anterior se reafirma con los resultados publicados por Arias et al. (2019b)Arias, R.C., Reyes, J.J., Ray, J. V., Benítez, D.G., Hernández, L.G. & Ledea, J.L. 2019b. "Morphometric indicators in new megatermal varieties of Cenchrus purpureus tolerant to water stress". Tropical and Subtropical Agroecosystems, 22: 115-125, ISSN: 1870-0462. al estudiar indicadores fisiológicos como tasa de crecimiento absoluta y relativa, área foliar e índice de área foliar, duración del área foliar y duración de la biomasa en variedades de C. purpureus con tolerancia a la sequía. Las seis variedades presentaron valores que caracterizaron, de forma individual, a cada una de ellas y se confirmó la individualidad bioquímica y fisiológica de ellas.

En el (tabla 7) período evaluado no hubo diferencias significativas para la población de las variedades y los valores al finalizar el experimento fueron semejantes a los registrados en el primer año, ya que las variedades no sufrieron despoblación. Esto es positivo si se tiene en cuenta que durante los tres años de investigación no se empleó riego ni fertilización.

Tabla 7.  Comportamiento de la población (macollas/5m) durante la evaluación
Variedad Años
1 3
Período lluvioso
CT-115 (10.73) 3.22 (11.18) 3.34
CT-600 (8.52) 2.99 (8.85) 2.98
CT-601 (9.85) 3.16 (10.30) 3.21
CT-602 (9.36) 2.99 (9.25) 3.04
CT-603 (8.78) 2.99 (9.13) 3.02
CT-605 (9.40) 3.10 (9.55) 3.09
CT-607 (9.53) 3.07 (9.73) 3.12
CT-608 (9.60) 3.10 (9.78) 3.13
CT-609 (10.43) 4.21 (10.90) 3.30
EE ± 0.56 0.08
Período poco lluvioso
CT-115 (10.17) 3.19 (10.70) 3.27
CT-600 (8.94) 2.99 (8.63) 2.94
CT-601 9.67) 3.11 (9.23) 3.07
CT-602 (8.18) 2.86 (8.78) 2.96
CT-603 (8.82) 2.97 (8.58) 2.93
CT-605 (9.18) 3.03 (9.23) 3.04
CT-607 (9.42) 3.07 (9.20) 3.03
CT-608 (8.94) 2.99 (9.15) 3.02
CT-609 (22.56) 4.75 (9.93) 3.15
EE ± 0.50 0.08

( ) Valores reales

Estas variedades se evaluaron (Díaz 2007Díaz, D. 2007. Evaluación agronómica de variedades de Pennisetum purpureum en condiciones de sequía en el Valle del Cauto. Tesis presentada en opción al título académico de Master en Pastos y Forrajes. Estación Experimental de Pastos y Forrajes ¨Indio Hatuey¨. Matanzas. Cuba., Arias et al. 2018Arias, R.C., Ledea, J. L., Benítez, D.G., Ray, J.V. & Ramírez de la Ribera, J.L. 2018. "Performance of new varieties of Cenchrus purpureus, tolerant to drought, during dry period". Cuban Journal of Agricultural Science, 52(2): 203-214, ISSN: 2079-3472., 2019aArias, R.C., Reyes, J. J., Ledea, J. L., Benítez, D.G., Ray, J.V. & Hernández, L.G. 2019a. "Agro productive response of new varieties of Cenchrus purpureus". Tropical and Subtropical Agroecosystems 22: 79-86, ISSN: 1870-0462. ,bArias, R.C., Reyes, J.J., Ray, J. V., Benítez, D.G., Hernández, L.G. & Ledea, J.L. 2019b. "Morphometric indicators in new megatermal varieties of Cenchrus purpureus tolerant to water stress". Tropical and Subtropical Agroecosystems, 22: 115-125, ISSN: 1870-0462. y Ray et al. 2018Ray, J.V., Almaguer, R F., Ledea, J. L., Benítez, D.G., Arias, R.C. & Rosell, G. 2018. "Evaluation of varieties of Cenchrus purpureus tolerant to drought under pre-montain conditions". Cuban Journal of Agricultural Science 52 (1): 75-85, ISSN: 2079-3472.) en la estación de pastos del Instituto de Investigaciones Agropecuarias Jorge Dimitrov, enclavado en el Valle del Cauto, Bayamo, Granma y esa área se caracteriza por suelos con baja fertilidad y regímenes de precipitaciones que llegan a alcanzar 700-800 mm de lluvia y períodos de sequía que se extienden hasta siete meses. Los resultados indicaron la adaptabilidad de las variedades y sobre todo, los rendimientos alcanzados en el período poco lluvioso, donde las precipitaciones no superaron los 50mm, por lo que es incuestionable su comportamiento ante el estrés por sequía. Además, al evaluar la tasa de pasaje ruminal y la degradabilidad ruminal de estas variedades se obtuvieron resultados promisorios (Ledea et al. 2016Ledea, J.L., La O. O. & Ray, J.V. 2016. "Characterization of in situ ruminal degradabilty of dry matter in new varieties of drought tolerant Cenchrus purpureus" Cuban Journal of Agricultural Science, 50(3): 421-433, ISSN: 2079-3472., 2017Ledea-Rodríguez, J. L., La O-León, O. & González-García, H. 2017. "Tasa de pasaje ruminal de la materia seca y orgánica de variedades de Cenchrus purpureus". Ciencia en la frontera: revista de ciencia y tecnología de la UACJ. XIV: 39-47, ISSN: 2007-042X.)

Sin embargo, esta no fue la respuesta que se encontró en las variedades en el presente trabajo, lo que estuvo determinado por las altas precipitaciones que ocurrieron en el segundo y tercer año de investigación (tabla 2) lo que limitó que las plantas expresaran su potencial de producción en condiciones de estrés por sequía. No obstante, en el primer año de investigación el valor de las precipitaciones fue inferior al resto de los años experimentales y por debajo del valor histórico, lo cual pudo influir en los rendimientos obtenidos ese año. Lo anterior determina la necesidad de realizar futuras investigaciones en condiciones de estrés hídrico, así como emplear la fertilización estratégica en el período lluvioso en la región occidental de Cuba.

Agradecimientos

 

Se les agradece a los técnicos M. García y Ana M. Cruz la atención al experimento, los muestreos el procesamiento de las muestras y el análisis de los resultados.