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Agronomía Costarricense

Print version ISSN 0377-9424

Agron. Costarricense vol.44 n.2 San Pedro de Montes de Oca Jul./Dec. 2020

http://dx.doi.org/10.15517/rac.v44i2.43104 

Artículo

Intensidad de pastoreo y fertilización nitrogenada sobre la altura de Loliummultiflorum Lam. En un sistema de integraciónagricultura-ganadería *

Grazing intensity and nitrogen fertilization on the height variation of ryegrass (Lolium multiflorumLam.) in integrated crop-livestock systems.

Pablo Antonio Beltran-Barriga1 
http://orcid.org/0000-0002-2237-587X

Rosangela Corrêa-de Lima2 
http://orcid.org/0000-0003-2896-7590

André Brugnara-Soares3 
http://orcid.org/0000-0001-8328-5299

Tangriani Simioni-Assmann4 
http://orcid.org/0000-0003-4984-2519

Ali William Canaza-Cayo5 
http://orcid.org/0000-0002-4189-4747

1Universidad Nacional del Altiplano, Facultad de Ciencias Agrarias . Perú. 0000-0002-2237-587X. *Parte de la Tesis Doctoral en Agronomía del primer autor.**Autor para correspondencia. Correo electrónico: alicanaza@unap.edu.pe

2Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Brasil. 0000-0003-2896-7590.

3Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Brasil.0000-0001-8328-5299.

4Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Brasil.0000-0003-4984-2519.

5Universidad Nacional del Altiplano, Facultad de Ciencias Agrarias, Perú. 0000-0002-4189-4747.

RESUMEN

Introducción.

La intensidad de pastoreo y la fertilización nitrogenada en sistemas integrados agricultura-ganadería (SIAG) constituyen los factores que influyen en la productividad de las pasturas y como consecuencia repercuten indirectamente sobre la producción animal.

Objetivo.

El objetivo de la investigación fue evaluar el efecto de la intensidad de pastoreo y la fertilización nitrogenada sobre la altura del ryegrass(Loliummultiflorum Lam. cv. ‘Winter Star’)en SIAG.

Materiales y métodos.

Se utilizó un diseño bloques completamente al azar con arreglo factorial 2 x 2 x 5, con 3 repeticiones. El primer factor fue intensidad de pastoreo con 2 niveles: alta altura (AA=25 cm) y baja altura (BA=10 cm). El segundo factor fertilización nitrogenada: con nitrógeno aplicado al pasto (NP) en el invierno y N aplicado en el cultivo de granos (NG) en el verano (frijol), ambas en dosis de 200 kg.ha-1 de N. El tercer factor fue el periodo de evaluación (5 periodos). Se utilizó ryegrass italiano.

Resultados.

Se observó un leve aumento de la altura y heterogeneidad del pasto en la medida que la planta se desarrolló entre el primer y quinto periodo, en todos los tratamientos. En el tratamiento AANP, se observó mayor homogeneidad del pasto y un porcentaje mayor de las alturas (entre 10 y 25 cm), sin embargo, una menor homogeneidad con los tratamientos BANG y BANP en los que se detectó una mayor área con alturas menores al límite crítico inferior (10 cm).

Conclusión.

Se concluyó que una menor intensidad de pastoreo y fertilización nitrogenada, ofrece una mayor altura de pasto ryegrassy una adecuada ganancia de peso de los animales en el SIAG.

Palabras clave: Pastura; sistemas integrados; nitrógeno; pastoreo continuo

ABSTRACT

Introduction.

Grazing intensity and nitrogen fertilization in integrated crop-livestock system (ICLS) are factors that influence pasture productivity and, consequently, impact on livestock production.

Objective.

The objective was to evaluate the effect of grazing intensity and nitrogen fertilization on grazing height of ryegrass (Lolium multiflorum Lam. cv. 'Winter Star'), in an integrated crop-livestock system (ICLS)

Materials and methods.

A completely randomized block design was used with a 2 x 2 x 5 factorial arrangement, with 3 replications. The first factor was grazing intensity with 2 levels: high height (HH = 25 cm) and low height (LH = 10 cm). The second factor was nitrogen fertilization with two levels: N (nitrogen) applied to the grass (NP) during the winter and N applied in the grain crop (NG) during the summer, both in doses of 200 kg.ha-1 of N. The third factor was the evaluation period (5 periods). Italian ryegrass was considered.

Results.

In the HHNP treatment, greater homogeneity of the grass and a higher percentage of heights (between 10 and 25 cm) were observed; however, a lower homogeneity with the treatments LHNG and LHNP in which a greater area was detected with heights lower than the lower critical limit (10 cm). Conclusion. It is concluded that a lower grazing intensity and higher nitrogen fertilization (HHNP) offers a greater height of ryegrass and an adequate weight gain in animals in an ICLS.

Keywords: Pasture; integrated systems; nitrogen; continuous grazing

INTRODUCCIÓN

Los sistemas integrados de agricultura-ganadería (SIAG) son sistemas planificados que incluyen interacciones temporales y espaciales en diferentes escalascon utilización de animales y cultivos dentro de la misma área; los cuales se dan simultáneao separadamente, en rotación o sucesión, para lograr sinergismo y propiedades emergentes, como resultado deinteracciones de suelo-planta-animal-atmósfera (Moraeset al. 2014).

Se identificó que en el sur de Brasil, durante el invierno,se presenta un limitadodesarrollo de las plantas forrajeras, con exposición de pasturas escasasy de baja calidad, las cuales proporcionan poco consumo, bajaenergíametabolizable yafectan eldesempeño animal (Carvalhoet al. 2004). En este contexto, es preciso mantener estabilidad productiva, en cantidad y calidad de las pasturas anuales y de laproducción animal. Una alternativa es lasiembra y manejo adecuado de especies cultivadas en invierno como elryegrass italiano (Loliummultiflorum Lam.).

La intensidad de defoliación en sistemas de pastoreo es de los factores agronómicos a tener en cuenta y se conoce que no está bien definida en las plantas forrajeras. En adición, la altura promedio del pasto es una herramienta de manejo útil en el establecimiento de metas para la estructura de la vegetación y producción animal (Wespet al. 2016) y puede influir en innumerables variables de respuesta que representan la producción animal.Cuando la altura del pasto es mayor, la masa de forraje aumenta de forma lineal y es posible estimar la masa seca, de forraje existente en el pasto, por medio de su promedio de altura (Carvalhoet al. 2010). Además, la altura de planta y densidad de macollos del pasto determinan la tasa de ingestión dentro de la estación alimentaria (Gouveia et al. 2017).La distribución de los nutrientes en la planta afecta el consumo, por encontrarse relacionadas a la accesibilidad del forraje ofrecido (Carvalho et al. 2001), ya que se espera que el herbívoro remueva hasta el 50% de altura de dosel en pasturas de clima templado (Edwards et al. 1995).

La heterogeneidad natural del pastoproporciona al animal su mejor aprovechamiento,ya que le permite obtener una dieta de calidad superior al promedio que le es ofrecida por el ambiente (Demment y Laca 1993). Los animales en pastoreo priorizan la selección de hojas jóvenes (verdes), las cuales presentan mayor valor nutritivo (Machado et al. 2008) y que podrían resultar en mayor conversión de alimento consumido por unidad animal.El objetivo de la presente investigación fue evaluar el efecto de la intensidad de pastoreo y la fertilización nitrogenada sobre la altura de ryegrass(Loliummultiflorum Lam.) en un sistema de integración de agricultura y ganadería.

MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento se realizó en la Hacienda Pacheco, municipio de Abelardo Luz-SC-, Brasil (26º31’ S y 64 51º 35’ W). El clima de la región, según el sistema de clasificación de Koppën, es subtropical húmedo mesotérmico(Alvares et al. 2014), con altitudmedia de 851 m. El suelo del área experimental esclasificado como LatosolRojo Distrófico típico (EMBRAPA 2013), con textura muy arcillosa (69,5g.kg-1 de arcilla) y relieve suave ondulado. Los atributos químicos del suelo del área experimental, antes delestablecimiento de los pastos, se presentan en la Tabla 1.

Tabla 1.  Caracterización química del suelo en la profundidad de 0-20 cm antes de la siembra de ryegrass (cv. Winter Star). 

pH M.O. P K Ca Mg Al+3 H+Al SB CIC V
CaCl2 g.dm-3 mg d-3 -------------------------------cmolc.dm-3------------------------- %
4,71 51,71 14,37 0,44 4,36 2,24 0,13 7,19 7,04 14,23 49,10

MO= materia orgánica, SB= suma de bases, CTC= capacidad de intercambio catiónico, V=porcentaje de saturación de bases.

La materia orgánica (MO) fue obtenida por digestión húmeda, con el método Walkley-Black (Embrapa 1997). El fósforo y el potasio fueron extraídos con soluciones de Mehlich-1 y pH en CaCl2 1:2,5, respectivamente;los elementos, calcio, magnesio y aluminio cambiables fueron extraídos con KCl1 mol.L-1. Todos los análisis fueron realizados en el Laboratorio de Análisis de Suelos de la Universidad Tecnología Federal de Paraná/Instituto Agronómico de Paraná.

Los meses que registraron menores precipitaciones, durante el periodo de pastoreo, fueron julio, septiembre y abril. El mesde mayopresentó elmayor índice pluviométrico, en promedio 220 mm.Los másfríosfueron entre mayo y agosto con temperaturas medias de cerca de 12,0ºC que retardaron el crecimiento inicial del ryegrass.Contrariamente, los máscalurosos fueron abril y octubre,donde las temperaturas estuvieronpor encima de los 16ºC (Figura 1).

Figura 1.  Datos meteorológicos observados durante el periodo experimental (Pasturas; abril a noviembre de 2016) en la región de Abelardo Luz - SC. Fuente: Instituto Nacional de Meteorología (INMET), Clevelandia - Paraná -PR. 

El diseño experimental fue de bloques completos al azarcon arreglofactorial de 2×2×5,cuyos factores fueron: fertilización nitrogenada (N aplicado en el pasto- NP, en el invierno y N aplicado en el cultivo de granos antecesor del pasto- NG en el verano (frijol)(, ambas en dosis de 200 kg.ha-1 de N intensidad de pastoreo (alta altura, 25 cm - AA; baja altura, 10 cm - BA) y 5 periodos de evaluación de pastoreo durante todo el estudio. La dosis de fertilización de N fue de 200 kg.ha-1 de N en forma de urea, de una única aplicación en cobertura durante el macollamiento (NP). La adopción de alturas de pasto se basó en trabajos previos (Duchini et al. 2014) y mantenidas por medio de pastoreo continuoy número variable de animales(Mott y Lucas 1952,Nunes et al. 2019); así comocon ajustes semanales de su número por parcela, con la finalidad de mantener las alturas predeterminadas durante todo el periodo de pastoreo. El área de las parcelas fue determinada de acuerdo con la capacidad de soporte, con variaciones de 10727,2 a 12973,55 m2.

El pastoutilizado fue ryegrass italiano (Lolium multiflorum Lam.) cv. Winter Star.Se realizó siembra directa con sembradora-fertilizadora, espaciamiento entre líneas de 0,17 m y densidadde siembra de 25 kg.ha-1 de semillas.La fertilización base fue igual para todas las unidades experimentales. Se utilizó la fórmula 8-20-20 (N-P-K) y se aplicó una dosis de 400 kg.ha-1 durante el establecimiento del pasto.

El pastoreo fue continuo,se inició 67 días después de la siembra de ryegrass. Se realizó durante 126 días, evaluado en 4 periodos de 28 días y un periodo final de 14 días. Fueron utilizados novillos de carne de la raza Charoláis × Nelore, con peso vivo promedio de 252,6±31,8 kg PV, con edadaproximada de 12 meses. La carga animal promedio para AANG y AANP fue de 778 y 1147 kg.ha-1de PV y 911 y 1728 kg.ha-1de PV para BANG y BANP, respectivamente.

La altura del pasto fue medida una vez por semana durante 5 periodos, a través de lamedición de 40 puntos aleatorios dentro de cada parcela con una regla graduada en centímetros. Con los valores ,se determinó el promedio de altura para cada parcela. Luego las alturas fueron clasificadas en 3 grupos: alturas menores a 10 cm, alturas entre 10 y 25 cm, y alturas mayores a 25 cm, en todos los tratamientos, para observar la heterogeneidad de alturas durante el periodo de pastoreo.

Los datos fueron sometidos al análisis de varianza con elprograma R (R Core Team, 2013). Cuando los efectos fueron significativos, los promedios fueron comparados por la prueba de Tukey al 5% de probabilidad (p<0,05).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La altura real del pastopresentó interacción significativa (p<0,05) entre los factores intensidad de pastoreo, fertilización nitrogenada y periodo de evaluación.En general, se presentó aumento de la altura del pasto,en la medida que la planta se desarrolló, entre el primer y quinto periodo. En promedio, los tratamientos AANG y BANG presentaronmenor altura del pasto durante el periodo inicial, con aumentos a medida que el pasto se desarrollaba entre el primer y quinto periodo, mientras que las mayores alturas del pasto fueron observadas en los tratamientos AANP y BANP. En los tratamientos BANG y BANP no hubo diferencia entre periodos.En general, las mayores alturas de pasto fueron observadas en el tratamiento AANG durante el cuarto y quinto periodo, mientras que las menoresalturas fueron observadas en el tratamiento BANG durante el primero y segundo periodo. Las medias de altura real de 28,1 cm para AA y 12,2 cm para BA, fueron muy próximas a las alturas pretendidas de 10 y 25 cm (Tabla 2).

Tabla 2.  Altura del pasto (cm) de ryegrass anual cv. Winter Star sometidas a distintas intensidades de pastoreo y fertilización nitrogenada. 

Promedios seguidos de la misma letra mayúscula en la línea y minúscula en la columna no difieren por la prueba de Tukey (p>0,05); Error estándar del promedio = 2,3. AA= Alta Altura; BA= Baja Altura; NP=Nitrógeno aplicado al pasto; NG= Nitrógeno aplicado en el cultivo de granos.

Al inicio del pastoreo la altura del pasto se comportó similar u homogénea, sin embargo, al transcurrir el periodo de pastoreo del ryegrass, el comportamiento mostrado fue heterogéneo para todos los tratamientos. Los coeficientes de variabilidad y la altura de pasto se reportan en la Figura 2.Cuando la demanda de los animales es inferior a la oferta de forraje, la presión de pastoreo es variable y se pueden crear o mantener áreas más homogéneas en el pasto (García et al. 2005), evento que pudo haber ocurrido durante la presente investigación (Figura 2a).

Figura 2 a Comportamiento de la altura de pasto y b coeficiente de variabilidad del pasto ryegrass sometidas a distintas intensidades de pastoreo y fertilización nitrogenada en los Sistemas de Integración Agricultura-Ganadería. 

Esa tendencia expuso una menor selectividad y una mayor frecuencia de defoliación por los animales en pastoreo continuo. Por otro lado, se observómayor homogeneidad de la altura del pastoen el tratamiento AANP, durante todo el periodo de pastoreo, como consecuencia de una mayor masa de forraje con alta proporción de hojas verdes y menor de tallos (Figura 2b). En el tratamiento BANG se observómayorheterogeneidad durante todo el periodo de pastoreo, resultado de una mayor selectividad ejercida por el animal, en un ambiente con menor masa de forraje, densidad de forraje y menor carga animal que BANP. En la misma parcela hubo áreas pastoreadas con menor altura, menor cantidad de forraje aunque con mayor valor nutritivo, así como áreas no pastoreadas conmayor altura de pasto, mayor cantidad de forraje,perocon menor valor nutritivo y con menos hojas entérminos generales, conforme se aproximaba el final del periodo de pastoreo (Carvalhoet al. 1999). Ese comportamiento muestra que se dificulta mantener altas producciones por periodos prolongados sin aplicación de N en el pasto.

La menor heterogeneidad observada en los periodos finales de pastoreo en los tratamientos AANPpudo deberse al retardodel inicio de floración y mayor formación de macollos alargados con emisión de inflorescencia, ya que originó una estructura que dificultó el pastoreo, pues promovió una estructura bimodal con reducción del valor nutritivo del pasto, la cual estimuló la selectividad por el animal (2b).

La estrategia de manejo y aplicación de N en 200 kg.ha-1, en interacción con otros factores, puede ejercer un efecto homogeneizador del ryegrass como en el tratamiento AANP y ofrecer mayor sustentabilidad temporal para intensificar el sistema y alcanzar mayor productividad animal. Además, el N aplicado al pasto mantiene la capacidad de estimular la producción de hojas por mayor tiempo (50% de hojas al final de periodo), ya que la planta puede conservar el valor nutritivo y posibilitar un mayor tiempo de producción de ganado durante el invierno.

Dentro de los efectos sobre la morfogénesis de las especies forrajeras, la fertilización nitrogenada ha demostrado ejercer respuestas positivas (Freitas 2003) en el aumento de la densidad de macollos (Caminha et al. 2010,Oliveira2017) así como mayor rapidez de formación de yemas axilares (Vitoret al. 2009); además de promover aumento en la producción total de forraje y sus componentes (Lopeset al. 2011). El N actúa directamente en la zona de alargamiento y de división celular, que aumentó el número de células, que favorecieron la tasa de expansión y el surgimiento de hojas, con aumento en la masa de hojas (Freitas 2003).

La altura de los pastos para los animales significó oportunidad de ingestión en la medida en que la altura potencializa la profundidad de bocado, que es el principal determinante de la masa de bocado (Wade y Carvalho 2000). Este,a su vez, influye sobre el consumo de materia seca y la ganancia de peso. Sin embargo, poca diferencia en la ganancia de peso que osciló entre 1,33 y 1,13 kg.dia-1 en las pruebas, probablemente esté asociado a una adecuada disponibilidad de masa de forraje y de buena calidad, como fue reportado por Rezende et al. (2015), por lo quela profundidad de bocado está relacionada con la remoción de forraje en función de la altura del pasto (Carvalho y Lecture 2013).

Según de Alencastroet al. 2017las variaciones en la altura del pasto resultan en composición estructural de los pastos y productividades de forraje diferentes, por lo que la mezcla estructural del pastoinfluencia la ingestión de forraje por los animales en pastoreo (Wespet al. 2016). En situaciones donde la masa de forraje es igual,puede haber diferencias en el nivel de ingestióndebido a las innumerables relaciones entre altura y densidad (Carvalho 1997), sin mencionar la heterogeneidad horizontal y diferentes grupos de estaciones alimentarias dentro de la misma parcela. Esta heterogeneidad puede aumentar el tiempo de búsqueday ubicación de bocados por el animal quereduce la ingestión de materia seca (Carvalhoet al. 2001). Esaconducta se presentacuando existen lugares en el pastizal con mayor frecuencia de pastoreo en relación con otros, lo que lepermite al animal mantener una tasa elevada de ingestión de nutrientes,debido a su memorización,para ser utilizados frecuentemente (Baileyet al. 1996,Adleret al. 2001). Bajo esas circunstancias, el pastoreo ocurre en espacios donde la calidad del forraje ofertado es superior a la calidad promedio del forraje disponible en el área total (Carvalhoet al. 1999), lo cual favorecea la producción animal.

Los mayores porcentajesde altura de pasto entre 10 y25 cm fueron observados en los tratamientos AANP y BANP,y los menores en los tratamientos AANG y BANG (Tabla 3). Los resultados permiten determinar que con fertilización nitrogenada se observanmayores áreas de pastos con las alturas deseadas. También, con una mayor intensidad de pastoreo (BA), se observaronmás áreas de pastos con menor altura, por debajo dellímitecrítico inferior (10 cm). Finalmente, con menor intensidad de pastoreo (AA) losporcentajessuperiores a 25 cm de altura fueronsimilares ydifirieron significativamente de los tratamientos con baja altura (BA).

Tabla 3.  Porcentaje de altura real entre 10 y 25 cm en el pasto ryegrass anual cv. Winter Star sometidas a distintas intensidades de pastoreo y fertilización nitrogenada. 

Tratamiento Altura de pasto (%)
- < 10 cm 10 - 25 cm ˃ 25 cm Media
AANG 28,72Ab 38,19Abc 33,09Aa 33,33
AANP 1,12Cc 67,60Aa 31,27Ba 33,33
BANG 64,89Aa 33,15Bc 1,96Cb 33,33
BANP 44,18Bb 54,34Aab 1,57Cb 33,33
Media 34,70 48,32 16,97 -

Promedios seguidos de la misma letra mayúscula en la línea y minúscula en la columna no difieren por la prueba de Tukey (p>0,05); Error Estándar del promedio = 3,9. Alta Altura; BA= Baja Altura; NP=Nitrógeno aplicado al pasto; NG= Nitrógeno aplicado en el cultivo de granos.

La utilización del pasto por los animales promovióla heterogeneidaddel ambiente,debido a la selección conforme la disponibilidad de forraje a la cual fueron sometidos (Carvalhoet al. 2001) y por la distribución de excreciones (heces y orina), que no es constante ni uniforme, con afectación de la concentración de nutrientes yde lacomunidad microbiana en el suelo (Chávezet al. 2012). De esa forma,el pastoreo se constituyó en un modelo de alta complejidad y heterogeneidad para las pasturas y para el suelo, alresultar un sistema dinámico yheterogéneo (Salton y Carvalho 2007). La heterogeneidad espacial de la vegetacióninducida por el pastoreo esun componente fundamental para el manejo sustentable de los ecosistemas de pastos (Nunes 2016), siempre que no afecte significativamente la disponibilidad y valor nutritivo de las plantas, la cual puede propiciar una menor tasa de ingestión de nutrientes.

Es reconocido que la altura del pasto influye sobre la tasa de ingestión. En este sentido, Amaral et al. (2013) expuso que al utilizar vacas lecheras en pastoreo rotativo sobre ryegrass anual, concluyó que alturas reales de 17,3 y 10,7 cm prey post-pastoreo, respectivamente, resultaron en una mejor combinación entre producción de pasto y tasa de ingestión de forraje. También Silva (2013), al evaluar ovejas sobre ryegrass anual, la altura óptima para maximizar la tasa de ingestión fue de 18,5 cm. De igual forma, Mezzaliraet al. (2014), al evaluar novillas sobre avena negra (Avena strigosa) y tifton 85(Cynodon dactylon), encontraron las mayores tasas de ingestión en la primera especie, al pastorear a los 30 cm de altura, y para la segunda especie pastoreando a los 20 cm de altura.

Wesp et al. (2016) en avena negra conryegrass encontraron aumento en el desempeño individual de novillos hasta 33 cm de altura de pasto con respuesta cuadrática para la ganancia diaria de peso (GDP) conforme se incrementa la altura del pasto. Rocha et al. (2011) observaron aumento en la GDP con alturas de pasto de hasta 25 cm en pasturas asociadas de ryegrass anual y avena así como una disminución con alturas por encima de ese umbral. Asimismo, Nunes (2016), en pastos asociados de ryegrass anual y avena negra, observó incrementos en la GDP hasta 20 cm de altura de pasto.Aguinaga et al. (2006) obtuvieron incremento de GDP hasta 30 cm de altura de pasto en asociación de avena con reygrass. La disminución en la GDP por encima de 30 cm fue, probablemente, debido a las alteraciones negativas en la estructura y en la calidad de pasto (Lopes et al. 2008).

CONCLUSIONES

En todos los tratamientos seobservó un leveaumento de la altura del pasto de ryegrass en la medida que la planta se desarrolló desde el inicio hasta el final del periodo.Una menor intensidad de pastoreo y fertilización nitrogenada ofrece una mayor altura de pasto ryegrass y una adecuada ganancia de peso de los animales en el SIAG.

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Recibido: 16 de Octubre de 2019; Aprobado: 12 de Febrero de 2020

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