Introducción

La maralfalfa (Pennisetum sp.) es una gramínea perenne de C4 ampliamente difundida en Latinoamérica debido a su excepcional potencial fotosintético y productividad de biomasa (^{Maldonado-Quiñones et al., 2021}). Reportes previos indican rendimientos de hasta 60 t/ha de materia seca por corte en zonas tropicales (^{Cerdas-Ramírez, 2015}), con una adaptabilidad que abarca desde el nivel del mar hasta los 3000 m s. n. m. (^{Sosa, 2006}). Si bien su valor proteico es importante en estadios tempranos (^{Criscioni et al., 2016}), su manejo agronómico convencional se ha centrado casi exclusivamente en la optimización del follaje para la alimentación de rumiantes.

A diferencia de la producción forrajera, donde se prioriza la relación hoja:tallo y un bajo contenido de fibra, el establecimiento de semilleros agrostológicos requiere un enfoque hacia la madurez fisiológica del tallo (^{Postma et al., 2021}). En gramíneas del género Pennisetum, la calidad de la semilla asexual depende de la acumulación de reservas en los nudos y de la protección de las yemas axilares. No obstante, existe una carencia de protocolos técnicos que definan si las densidades de siembra óptimas para forraje son igualmente efectivas para la producción de material vegetativo de alta calidad. Mientras que en forrajes se busca maximizar la intercepción lumínica para el área foliar, en semilleros es vital evitar la elongación del tallo y el encamado (acame) que podrían reducir la viabilidad de las yemas axilares (^{Gawinowski et al., 2024}; ^{Utamy et al., 2021}).

Estudios en otras gramíneas tropicales de crecimiento erecto sugieren que la densidad de siembra y la distribución espacial (^{Anders et al., 2020}), así como la competencia intraespecífica por luz y nutrientes (^{Dong et al., 2024}), modifican drásticamente la arquitectura del tallo. Altas densidades de siembra pueden incrementar la biomasa total, pero suelen reducir el diámetro del tallo y la longitud de los entrenudos (^{Postma et al., 2021}), factores determinantes para el éxito posterior en la viabilidad y el prendimiento de las semillas asexuales. En la costa central del Perú, bajo las condiciones de alta radiación y suelos con limitaciones hídricas, se plantea la hipótesis de que altas densidades de siembra reducirán el diámetro y la altura del tallo, pero aumentarán el número de tallos por planta y el rendimiento de biomasa, lo que podría determinar la longevidad y el vigor del semillero.

A diferencia de los estudios de forraje enfocados en la biomasa foliar, esta investigación se centra en la producción de semilla asexual para cerrar la brecha técnica sobre la madurez fisiológica y viabilidad de los propágulos en maralfalfa. Por consiguiente, el objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de la densidad de siembra y el número de cosecha sobre el rendimiento y las características morfométricas de la maralfalfa como semillero.

Materiales y métodos

El experimento se llevó a cabo entre el 27 de noviembre de 2018 y el 25 de junio de 2019, bajo condiciones de riego por gravedad (superficie), en la Estación Experimental Agraria Donoso del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), ubicada en la provincia de Huaral, Región Lima (11°31’15,59’’S, 77°14’8,39’’O; 127 m s. n. m.). De acuerdo con la clasificación de Köppen-Geiger, la zona corresponde a un clima de desierto subtropical (BWh), caracterizado por una escasa precipitación anual inferior a los 50 mm, concentrada principalmente en los meses de invierno (julio-septiembre) en forma de lloviznas persistentes. Durante el periodo experimental, la estación meteorológica local registró una humedad relativa media diaria del 90 %, con una temperatura media de 22 °C. Las temperaturas máximas y mínimas promedio fueron de 26 °C y 19 °C, respectivamente (^{Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología, s. f.}).

Las semillas vegetativas de maralfalfa fueron adquiridas en el Campo Agrostológico de la Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión, localizado en la ciudad de Huacho, a una altitud de 36 m s. n. m. Antes de la siembra, se analizaron muestras del suelo de cultivo en el Laboratorio de Suelos del INIA y se obtuvieron los siguientes resultados: suelo franco arenoso, ligeramente alcalino (pH = 7,65); 0,63 mS cm^-1 de conductividad eléctrica; 2,12 % de materia orgánica; 0,11 % de nitrógeno; 24 ppm de fósforo; 154 ppm de potasio, y 8,99 de CIC-E.

La preparación del terreno se realizó de forma convencional mediante una labor de arado de discos a una profundidad de 30 cm, seguida de dos pases de rastra de discos para el mullido del suelo y el surcado posterior a una distancia de 0,80 m. La fertilización inicial se realizó de forma manual al fondo del surco durante la instalación del cultivo, aplicando una dosis de 50-80-50 kg/ha de N, P₂O₅ y K₂O, respectivamente. A los 40 días post-siembra, se realizó una fertilización complementaria de mantenimiento con una dosis de 50 kg/ha de N. Las fuentes de fertilizantes empleadas fueron urea, fosfato diamónico y cloruro de potasio.

Las semillas vegetativas de tres nudos se obtuvieron de parcelas semilleras con tres años de edad. La siembra se realizó 24 horas después de la colecta. El experimento se estableció en un área de 540 m², con cinco repeticiones por tratamiento. El sitio se dividió en 15 parcelas de 7,5 m de largo por 5 m de ancho, las cuales constituyeron la unidad experimental. El área útil central fue de 3 m × 5,5 m para las evaluaciones, eliminando el efecto borde. Las parcelas estuvieron separadas por pasadizos de 1 m. Se evaluaron tres densidades de siembra mediante el distanciamiento entre plantas de 0,50; 0,75 y 1,00 m, manteniendo una distancia fija de 0,80 m entre surcos. Los tratamientos se distribuyeron bajo un diseño completamente al azar (DCA) con un arreglo factorial de 3 × 2, evaluando la interacción entre tres densidades de siembra y dos periodos de cosecha.

Después de la siembra, se aplicaron riegos por gravedad con una frecuencia de 6 a 7 días en verano y 10 días en otoño e invierno, ajustando la demanda hídrica según la etapa fenológica; simultáneamente, se realizó el control de malezas. La primera cosecha se llevó a cabo a los 120 días de la instalación y crecimiento, mientras que la segunda cosecha se efectuó 90 días después de la primera. Después de cada cosecha, la biomasa se trasladó a un almacén y se seleccionaron al azar diez tallos de cada parcela experimental para las mediciones respectivas. Las etapas de siembra, desarrollo y cosecha de la maralfalfa se muestran en la Figura 1.

Figura 1 Proceso del cultivo y producción de semillas de maralfalfa (Pennisetum sp.). Siembra de semillas asexuales (A), crecimiento a los 60 días (B), crecimiento a los 110 días (C) y producción de semillas asexuales (D). Estación Experimental Agraria Donoso, Huaral, Lima, Perú. 2019. 

Las variables evaluadas fueron rendimiento de biomasa fresca (kg/planta; tallos y hojas), altura de la planta (m), peso del tallo (g), diámetro promedio del tallo (cm; medido sobre el primer nudo cosechado), número promedio de tallos por planta y número de nudos del tallo. Con los datos obtenidos se realizaron el análisis de varianza bajo un diseño completamente al azar con arreglo factorial 3 × 2 (3 densidades de siembra y 2 cosechas) y la prueba post hoc de Tukey (α = 0,05). Los análisis estadísticos y las figuras de los resultados se elaboraron con R.

Resultados

La densidad de siembra y el número de cosecha influyeron de manera independiente (p < 0,05) sobre el rendimiento de biomasa fresca y la altura de la planta, sin interacción significativa entre factores (p = 0,45). El rendimiento de biomasa fresca incrementó sustancialmente en la segunda cosecha (p < 0,01; Figura 2A), respuesta atribuida al fortalecimiento del sistema radicular y a la mayor capacidad de rebrote tras el corte de uniformización. Respecto a la densidad de siembra, los distanciamientos de 0,50 m y 1,00 m alcanzaron los mayores rendimientos, superando significativamente al tratamiento de 0,75 m (p < 0,01).

Figura 2 Rendimiento de biomasa fresca (A) y altura de la planta (B) de maralfalfa (Pennisetum sp.) en distintas densidades de siembra y número de cosecha. Estación Experimental Agraria Donoso, Huaral, Lima, Perú. 2019. 

En cuanto a la morfología, la mayor altura promedio se registró con el distanciamiento de 0,50 m (p < 0,01), reflejando una elongación del tallo por competencia intraespecífica por radiación lumínica. Durante la primera cosecha, las plantas presentaron tallas inferiores en las densidades de 0,50 y 0,75 m, con excepción del tratamiento de 1,00 m (Figura 2B).

El peso del tallo y el número de tallos por planta fueron influenciados independientemente por la cosecha (p < 0,01) y la densidad de siembra (p < 0,01), sin interacción entre factores. El peso individual fue significativamente mayor en la segunda cosecha (Figura 3A), con valores máximos de 516 g (a 0,50 m) y 564 g (a 1,00 m), a excepción del distanciamiento de 0,75 m, donde no hubo variación entre cortes. Por el contrario, el efecto de la densidad sobre el peso del tallo no fue estadísticamente significativo (p = 0,08).

Figura 3 Peso del tallo (A) y número de tallos por planta (B) de maralfalfa en distintas densidades de siembra y número de cosecha. Estación Experimental Agraria Donoso, Huaral, Lima, Perú. 2019. 

En cuanto al número de tallos, se registró un incremento generalizado en la segunda cosecha para todas las densidades (p < 0,01; Figura 3B). El análisis por densidad mostró que el mayor volumen de tallos se obtuvo a 0,50 m (hasta 25 tallos/planta), mientras que el rendimiento numérico más bajo ocurrió a 0,75 m (mínimo de 15 tallos/planta).

El diámetro del tallo no mostró variaciones significativas por efecto del número de cosecha (p = 0,25), ni se detectó interacción entre los factores evaluados (p = 0,76). No obstante, esta variable fue influenciada significativamente por la densidad de siembra (p < 0,01; Figura 4A). Al analizar la densidad como factor principal, el diámetro más amplio se registró en el distanciamiento de 1,00 m (3,97 cm), mientras que el valor más reducido ocurrió a 0,50 m (3,12 cm). En ambas cosechas, los mayores diámetros se presentaron en la densidad de 1,00 m, con valores de 3,94 cm en la primera y de 3,99 cm en la segunda (Figura 4A).

Figura 4 Diámetro del tallo (A) y número de nudos por tallo (B) de maralfalfa en distintas densidades de siembra y número de cosecha. Estación Experimental Agraria Donoso, Huaral, Lima, Perú. 2019. 

El número de nudos por tallo fue afectado significativamente por el número de cosecha (p < 0,01) y la densidad de siembra (p < 0,01), sin interacción entre ambos factores (p = 0,28). El mayor número de nudos se cuantificó en la segunda cosecha, con un rango de entre 13 a 15 nudos por tallo (Figura 4B). Respecto a la densidad, el mayor número de nudos se obtuvo a una distancia de 0,50 m (14,5 nudos), mientras que el menor valor correspondió al distanciamiento de 0,75 m (12,5 nudos).

Discusión

La evaluación de la densidad de siembra constituye un factor determinante para maximizar los rendimientos sin comprometer otros rasgos agronómicos (^{Guzman et al., 2019}). Teóricamente, el incremento en la densidad poblacional eleva la intercepción de la radiación solar por unidad de área, lo que se traduce en una mayor acumulación de biomasa (^{Duan et al., 2024}). Sin embargo, en esta investigación, la densidad intermedia (0,75 m) presentó rendimientos inferiores en comparación con los distanciamientos extremos de 0,50 m y 1,00 m, los cuales alcanzaron pesos de planta significativamente superiores y similares entre sí. Esta desviación de la respuesta lineal esperada (^{Quevedo et al., 2018}) sugiere que la densidad de 0,75 m no logró el equilibrio óptimo entre el aprovechamiento del espacio individual y la cobertura total del dosel.

En la baja densidad (1,00 m), la menor competencia intraespecífica permitió maximizar el desarrollo radial y el diámetro del tallo (3,97 cm), compensando la menor población con un mayor peso individual (564 g en la segunda cosecha). Por el contrario, en la densidad más alta (0,50 m), la limitación del espacio individual fue compensada por una mayor captura de radiación fotosintéticamente activa por unidad de superficie (^{Duan et al., 2024}). La ineficiencia observada en la densidad intermedia podría atribuirse a un punto crítico donde la competencia por recursos limitó el desarrollo individual, pero la densidad poblacional fue insuficiente para compensar dicha pérdida mediante el rendimiento total por área.

Diversos espaciamientos en la plantación de cultivos suelen influir significativamente en la morfología y la productividad económica (^{Xu et al., 2023}). En condiciones de alta densidad de siembra, el incremento en la competencia por la luz -causado por la reducción de la radiación y una fotosíntesis limitada- altera el crecimiento de las plantas, observándose un alargamiento del tallo como mecanismo para minimizar el sombreado (^{Quevedo et al., 2018}). En este estudio, las plantas de mayor tamaño se presentaron consistentemente en las siembras de mayor densidad (Figura 2B), tendencia que coincide con la respuesta de evitación de la sombra descrita para gramíneas de crecimiento erecto.

Se ha reportado que el cambio en la calidad lumínica (relación rojo:rojo lejano) induce una elongación de los entrenudos como estrategia competitiva (^{Li et al., 2025}). Sin embargo, como se evidenció en esta investigación, dicho crecimiento longitudinal ocurrió en detrimento del diámetro del tallo, el cual fue significativamente menor a 0,50 m (3,79 cm) en comparación con el distanciamiento de 0,75 m (3,13 cm). Esto sugiere una menor acumulación de reservas y tejido de sostén en altas densidades, afectando la calidad biométrica del propágulo frente a la densidad de 1,00 m, donde la ausencia de competencia severa favoreció tallos más robustos. No obstante, estos hallazgos contrastan con lo reportado por ^{Mengistu et al. (2024}) para el pasto maralfalfa, donde no se detectaron diferencias significativas en la altura de planta entre densidades durante el año de establecimiento.

Los mayores rendimientos registrados en la segunda cosecha se explican por la dinámica ontogénica y la consolidación del sistema radicular tras el periodo de establecimiento. En la fase inicial, la planta prioriza la partición de nutrientes hacia la formación de raíces y la base de los tallos, estableciendo un sumidero energético robusto. Al realizarse el primer corte, la eliminación de la dominancia apical altera el balance hormonal entre auxinas y citocininas, activando las yemas basales latentes, lo que contribuye a un incremento significativo en el número de macollos por planta (Figura 3B; ^{Cao et al., 2023}). Este fenómeno de compensación fisiológica tras la defoliación permite que la segunda campaña se desarrolle a partir de un sistema radicular ya formado, facilitando una movilización de nitrógeno y carbohidratos no estructurales más eficiente que en la etapa de implantación (^{Utamy et al., 2021}).

Si bien factores ambientales podrían interactuar con el desarrollo del cultivo, la superioridad productiva de la segunda cosecha en esta investigación responde primordialmente a una mayor densidad de macollos activos y a la madurez fisiológica del sistema de anclaje. Estos elementos definen la resiliencia y la capacidad de rebrote de la maralfalfa, permitiendo que la planta alcance su potencial productivo en sistemas de corte sucesivo una vez superada la fase de establecimiento.

El incremento del macollamiento entre la primera y segunda cosecha varía según el ambiente y manejo: mientras en la costa central se reportó un 42 % (^{Quispe Varillas & Maguiña-Maza, 2019}), en zonas tropicales fertilizadas este aumento alcanzó el 358 % (^{Ruiz Cárdenas, 2016}). En el presente estudio, orientado a la producción de semillas, la segunda cosecha registró incrementos del 29 % en el número de tallos y del 10 % en el número de nudos por tallo. Fisiológicamente, este aumento responde a la activación de yemas axilares basales tras la eliminación de la dominancia apical en el primer corte, mecanismo de persistencia típico en gramíneas perennes (^{Cao et al., 2023}).

La densidad de siembra de 1,00 m favoreció un desarrollo diametral superior de 3,97 cm en comparación con las densidades más altas, lo cual coincidió con una menor altura y un número reducido de tallos por planta. Esta relación inversa entre robustez y densidad concuerda con lo reportado por ^{Utamy et al. (2021}) e ^{Islam et al. (2023}), quienes señalan que las bajas densidades en el género Pennisetum priorizan la expansión radial y la acumulación de reservas sobre la elongación longitudinal. Fisiológicamente, este comportamiento responde a mecanismos de plasticidad fenotípica y macollamiento regulados por la intensidad lumínica y la posición vertical en el dosel (^{Gawinowski et al., 2024}). Mientras que la densidad de 0,50 m indujo una elongación compensatoria ante la competencia por luz, la arquitectura de tallos gruesos y nudos definidos obtenida a 1,00 m resulta técnica y funcionalmente preferible para la producción de semillas. Esta robustez constituye un indicador de calidad superior, pues se asocia con una mayor concentración de reservas energéticas que garantizan un rebrote vigoroso y un establecimiento exitoso tras el trasplante asexual.

Conclusiones

El rendimiento, el peso y el número de tallos y nudos incrementaron significativamente en la segunda cosecha, consolidando el vigor del semillero de maralfalfa tras el corte de uniformización. La densidad de siembra determinó la morfología de los propágulos: el distanciamiento de 1,00 m favoreció el diámetro del tallo (3,97 cm) -indicador de robustez y reservas energéticas-, mientras que la densidad de 0,50 m maximizó la altura y el número de nudos, aunque con tallos más delgados. El manejo debe diferenciarse según el objetivo, pues la alta densidad maximiza la cantidad de material y la baja densidad optimiza su calidad biométrica. La segunda cosecha se recomienda como el momento técnico óptimo para la obtención de semilla debido a la madurez del sistema radicular y la firmeza del macollamiento.

Conflicto de intereses

Los autores declaran que no existen conflictos de intereses.