| Livestock Research for Rural Development 25 (9) 2013 | Guide for preparation of papers | LRRD Newsletter | Citation of this paper |
Se condujo el trabajo durante dos años en condiciones de secano cuyo objetivo fue comparar el comportamiento de ecotipos destacados de Tithonia diversifolia en relación con algunas componentes morfológicas. Los indicadores se determinaron cada dos semanas por espacio de 16 semanas, cortando en cada uno de esos momentos en cada estación climática y fueron: altura del plantón , peso de 100 hojas materia verde, peso de la planta íntegra materia verde y peso total de un metro lineal de materia verde en dos épocas de los años estudiados (2006 y 2007), durante la estación lluviosa y poco lluviosa.
Todas las variables expresadas en materia seca, no presentaron bondad de ajuste adecuada con ninguno de los modelos utilizados. El modelo de Richards no resultó adecuado para describir el comportamiento de ninguna de las variables estudiadas .En la estación lluviosa los ecotipos 5, 10 y 23 muestran una dinámica similar, inician con alturas del plantón por encima de los 80 cm en la 4ta semana, comenzando a estabilizar su comportamiento desde la semana 14ta. Los ecotipos 16 y 17 presentan un crecimiento lento en las primeras semanas y es más marcado para el 17. El mayor peso de las 100 hojas verdes lo muestra el ecotipo 10. Mientras el material 16, muestra un peso inferior a todas desde semana 4ta. El material 10 presentó un peso total de forraje superior hasta aproximadamente la semana 14ta, donde comenzó a decrecer rápidamente, aunque fue superior al resto hasta la semana 16ta. Durante la estación seca cabe señalar que no se logra en ninguna de las variables el comportamiento de estabilidad lo que hace pensar que estas colectas no pudieron expresar su máximo potencial limitado por factores ambientales. Los ecotipos 5 y 23 muestran una dinámica similar, inician con alturas del plantón por encima de los 30 cm en la 4ta semana de forma lenta hasta la décima semana y aumentan más rápidamente hasta la semana 18ta donde alcanzan los mayores valores de 125 cm y 143 cm respectivamente. Los ecotipos 10, 16 y 23 varían poco su altura en el tiempo y presentan valores más bajos. Los ecotipos 5 y 23 tienen los valores más altos a partir de la semana 8va y hasta las 18va y los ecotipos 16 y 17 con menores pesos de 100 hojas verdes. El peso de la planta íntegra MV muestra superioridad de las colectas 5 y 23 pero con menor diferencia con las colectas 16 y 17.
Se puede concluir que las características de crecimiento del material 10 fue alto, mientras el 23 fue intermedio y el 16 fue bajo. Mientras el material 5 puede ser evaluado de crecimiento intermedio y el 17 de bajo. En la estación seca los ecotipos evaluados presentan un comportamiento diferente. Todas las plantas tienen un crecimiento lento en las primeras semanas después del corte para todas las medidas en estudio. Los ecotipos que integralmente presentan indicadores altos de crecimiento son el 5 y 23.Mientras el 10 es intermedio y el 16 y 17 bajo. La información encontrada nos pone en condiciones de poder desarrollar trabajos futuros relacionados con la producción de biomasa, ya sea para corte o pastoreo.
Palabras Clave: biomasa, crecimiento, girasol méxicano, modelación
The research was conducted for two years under rain-fed conditions with the objective of comparing the performance of different ecotypes of Tithonia according to some morphological components. The indicators were measured every two weeks for 16 weeks in the raining and dry seasons in 2006 and 2007. The harvested plants were evaluated for height, weight of 100 leaves green biomass, weight of the whole plant green matter and total weight of a meter length of green biomass.
All variables expressed as dry matter, did not present adequate goodness of fit with any of the models used. The Richards model was inadequate to describe the behavior of any of the variables studied. During the rainy season the ecotypes 5, 10 and 23 showed a similar dynamic behaviour, with a height above 80 cm from the 4th week, beginning to stabilize their performance from the 14th week. Ecotypes 16 and 17 showed slow growth in the first weeks and this was more marked for 17. The weight of 100 green leaves was greatest in ecotype 10. The ecotype 16 had the lowest biomass yield as from week 4. The biomass from ecotype 10 presented the greatest yield of forage up to the 14th week, after it which began to decrease rapidly, although it was higher than the others until the 16th week. During the dry season it should be noted that not any of the variables had a stable performance, which suggests that these collections could not express their full potential limited by environmental factors. Ecotypes 5 to 23 showed a similar performance, starting with heights above 30 cm in the 4th week increasing slowly until the tenth week and faster until week 18 when they reached the highest values of 125 cm and 143 cm respectively. Ecotypes 10, 16 and 23 varied little in height with time and had the lowest values. Ecotypes 5 and 23 had the highest values from the 8th week until the 18th while ecotypes 16 and 17 had low weights of 100 green leaves. Total plant biomass was highest for collections 5 and 23.
It can be concluded that the growth characteristic of the Tithonia ecotype 10 was highest, while 23 was intermediate and 16 low . Ecotype 5 had intermediate growth and 17 low. In the dry season the ecotypes exhibited a different behavior. All plants grew slowly in the first weeks after harvesting. The overall evaluation of the ecotypes indicated highest growth rate for ecotype 23. Ecotype 10 was intermediate and 16 and 17 low. The information is useful as a basis on which to develop future research aimed to maximize biomass production for either cutting or grazing systems.
Key words: biomass, Mexican sunflower, modelling
El estudio de las características de árboles y arbustos sigue demostrando el gran potencial de estas plantas para su empleo en sistemas agropecuarios, dentro de las que se encuentra Tithonia diversifolia.
Esta planta presenta un amplio rango de adaptación a diferentes condiciones edafoclimáticas (Zapata y Silva 2010), puede mejorar el suelo y evitar la erosión (CIPAV 2004;Crespo et al 2011). Presenta potencial para la alimentación de animales rumiantes y monogástricos (Mahecha y Rosales 2005; Wambui et al 2006) y es un forraje de alto valor nutritivo (De Souza Junior 2007).
Al tener presente el amplio interés que va alcanzando esta planta para la alimentación animal y además su variabilidad genética, como fue indicado por Ruiz et al (2010) al evaluar 29 ecotipos colectados en Cuba. Sin embargo, es importante evaluar sus características de crecimiento relacionadas con la producción de biomasa. Por tanto, el objetivo de esta investigación fue comparar el comportamiento de componentes morfológicas en ecotipos destacados de Tithonia diversifolia.
En un trabajo anterior desarrollado por Ruiz et al. (2010 ) en donde se efectuó una evaluación de 29 ecotipos de Tithonia diversifolia se seleccionaron 5, que se utilizaron en la presente investigación, denominados 23, 5, 10, 16 y 17, que representan el comportamiento diferencial de los cuatro grupos definidos en esa investigación, donde se hizo uso del modelo estadístico desarrollado por Torres et al (2008).
Para los ecotipos seleccionados se ajustaron diferentes modelos lineales y no lineales para conocer el comportamiento de las variables altura del plantón (cm), peso de 100 hojas materia verde (g) (peso 100 H MV), peso de la planta íntegra materia verde (g) (peso PI MV) y peso total de un metro lineal (g) materia verde (peso total 1 m MV) en dos momentos de los años estudiados 2006 y 2007, durante la estación lluviosa y poco lluviosa.
Los modelos ajustados fueron:
| Modelo lineal | C (t) = A + Bt + ε |
| Modelo cuadrático | C(t) = A + B t + Ct 2 + ε |
| Modelo logístico | C(t) = A/(1 + Bexp (-Ct)) + ε |
| Modelo de Gompertz | |
| Modelo Exponencial | C(t) = (A exp (Bt) + ε |
| Modelo de Richards | C(t) = A(1 + Bexp -Ct)D + ε |
Donde:
C(t): Variables dependientes altura y pesos en función de t
A, B, C y D parámetros de los modelos
t: variable medida en el tiempo (de 2 a 18 semanas)
ε: error aleatorio, normalmente distribuido con media cero y varianza constante
Para realizar el ajuste de los modelos lineales (lineal y cuadrático,) se uso el método de los mínimos cuadrados y para el caso de los modelos no lineales (Logístico, Gompertz, Exponencial y Richards) se utilizó el procedimiento interactivo de estimación de los parámetros de Levenberg-Marquardt, partiendo de una solución inicial de los parámetros, prefijando la convergencia de la suma de cuadrados del error y de los parámetros como 1e-8.
Para analizar la bondad de ajuste y seleccionar los mejores modelos se utilizaron los criterios estadísticos publicados por Guerra et al. (2005) y Torres et al (2001) a saber:
El procesamiento se realizó en varias etapas, los datos fueron organizados en bases de datos en Excel para la determinación de los estadígrafos y ploteo de los datos y posteriormente se utilizaron los softwares estadísticos Infostat (2001) y SPSS (V 11.5) para el ajuste de los modelos (Visauta 1998).
El trabajo se realizó en un suelo ferrálico rojo de rápida desecación, arcilloso y profundo sobre calizas (Hernández et al 1999), equivalente (Duran y Pérez 1994) al subtipo cambisol ferrálico ródico (FAO-UNESCO) con preparación de aradura y dos pases de grada. Los ecotipos se plantaron en la estación lluviosa en surcos separados a 3,0 m en el área experimental de Zaldivar del Departamento de Pastos y Forrajes en el Instituto de Ciencia Animal en Cuba, ubicado en el occidente del país.
Para la plantación se emplearon estacas tomadas de la parte media del tallo con edad de 80 días y 50 cm de largo en surcos de 15 cm de profundidad. El área se mantuvo limpia de malezas y en condiciones de secano.
Las medidas tomadas se realizaron cada 2 semanas por espacio de 16 semanas, cortando cuatro veces 1 m lineal en cada uno de esos momentos para cada estación climática a una altura de 15 cm en los dos años estudiados.
A esta investigación le anteceden una serie de trabajos publicados por el autor a partir del año 2010, donde se evaluó el comportamiento individual de un grupo de clones y se determinaron los modelos de mejor ajuste para cada medida en estudio. En el presente material se evaluó el comportamiento de las variables estudiadas en todos los ecotipos y estos resultados se ofrecen en cada una de las Figuras incluidas en esta publicación para ambas estaciones climáticas.
Todas las variables expresadas en materia seca, no presentaron bondad de ajuste adecuado con ninguno de los modelos utilizados por lo que no se reportan resultados para las mismas.
La información brindada aparece en materia verde. Por otra parte el modelo de Richards no se reporta debido a que no resultó adecuado para describir el comportamiento de ninguna de las variables estudiadas.
Es necesario destacar que se hace difícil encontrar información en la literatura que sirvan para comparar los resultados novedosos de nuestras investigaciones.
En la Figura 1 se observa que los ecotipos 5 y 10 muestran una dinámica similar, que se inicia con alturas del plantón por encima de los 80 cm en la 4ta semana, comenzando a estabilizar su comportamiento desde la semana 14ta, aunque al llegar a la semana 18va el material 10 logra 10 cm más de altura que el 5. El comportamiento del material 23 fue muy similar al de estos dos anteriores pero la altura tiene una dinámica un poco más lenta, aunque a las 18 semanas alcanza el mismo valor que la colecta 10.
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| Figura 1. Dinámica de la variable altura (cm) del plantón para los cinco ecotipos vegetales |
El material 16 presenta un comportamiento para la altura del plantón por debajo de estos tres ecotipos vegetales, y mostró un valor inferior desde la cuarta hasta la semana 16, donde se observa que comienza a estabilizarse. El material 17 comienza con una altura por debajo de todas las demás sin embargo aunque en las primeras semanas su dinámica es lenta a partir de la semana 14ta comienza a aumentar de forma rápida y su valor se asemeja al material 16, ya que alcanza un valor similar al 23 en la semana 18va (Figura 1). Los ecotipos 16 y 17 presentan un crecimiento lento en las primeras semanas y es más marcado para el 17.
Los resultados anteriores permiten realizar una clasificación de los ecotipos en porte alto (ecotipos vegetales 5,23 y 10), porte medio (ecotipos 16) y porte bajo (ecotipos 17).
El mayor peso de las 100 hojas verdes lo muestra el material 10 (Figura 2). Mientras el 17 se iguala al anterior a partir de la semana 8 y hasta la 16. Ambos comien216 g y 168 g respectivamente.
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| Figura 2. Dinámica de la variable peso de 100 hojas verdes para los cinco ecotipos vegetales. |
Los ecotipos 5 y 23, en sentido, general presentan pesos de 100 hojas verdes inferiores a los anteriores ecotipos (10 y 17), continúan aumentando después de las 12da semanas y solo a las 18va es superior al material 10 .Por lo cual ambos tienen un comportamiento intermedio.
El material 16 que muestra un peso inferior a todas desde la semana 4ta, mantiene un incremento constante, se iguala con los otros ecotipos desde la semana 12 y solo alcanza a las 18va semanas el valor mayor, por encima de los 300.00 g.
El análisis del peso de la planta íntegra MV (Figura 3), permite completar la clasificación de los ecotipos vegetales. El material 5 que exhibe los más altos valores para este indicador, posee también valores superiores en la altura del plantón, pero su peso en hojas verdes es intermedio. Los ecotipos 10 y 16 le siguen en el peso de la planta íntegra, pero en el peso de 100 hojas tienen comportamientos diferentes pues la primera aumenta rápidamente hasta la semana 12, decreciendo posteriormente también de forma rápida, aunque siempre con valores mayores al 16, que es superior solamente a la semana 18 .Este comportamiento corrobora el criterio explicado anteriormente de que el 16 a pesar de tener un porte o crecimiento medio tiene hojas de mayor tamaño. Sin embargo, el 23 y 17 forman otro grupo con valores inferiores, aunque ambos tienen un comportamiento intermedio en sentido general en relación con el peso de sus hojas. Aunque son diferentes en relación a la altura, siendo el 23 de mayor porte y el 17 de menor.
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| Figura 3. Dinámica de la variable peso de la planta integra MV para los cinco ecotipos vegetales. |
El peso total de forraje MV en 1 metro ineal solo pudo ser analizado para los ecotipos 23,10 y 16, que fueron los que tuvieron ajuste significativo de modelos (Figura 4).
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| Figura 4. Dinámica de la variable peso total de forraje MV en 1 m , para los ecotipos vegetales 23, 10 y 16 |
El material 10 presento un peso total superior hasta aproximadamente la semana 14, donde comenzó a decrecer rápidamente, aunque fue superior al resto hasta la semana 16 en relación con el material 23. Debemos resaltar que este material 10 también presento los mayores valores para el peso de hoja, lo que es un componente importante cuando se analiza el peso total del forraje. Los ecotipos 23 y 16 tuvieron un comportamiento semejante, ya que incrementan sus valores en función del tiempo. El material 16 manifestó los menores valores. El material 23, al estar entre los ecotipos de mayor porte y tener valores del peso de la hoja intermedio, indica que se está ante una planta que debe ser agrupada en una posición de crecimiento intermedio. Mientras el 16 es una planta de porte bajo y también el peso de sus hojas, por ello debe ser agrupada entre las de crecimiento bajo.
Existe el criterio de que, en ocasiones, la altura de la planta es un elemento a considerar relacionado con la productividad de la biomasa. En nuestro trabajo este concepto no se evaluó lo que hace difícil discutirlo. No obstante, se debe aclarar que la investigación se realizo en condiciones de secano. Es decir, esta relación pudiera apreciarse en condiciones de humedad. No obstante, sería recomendable en otras investigaciones analizar la relación entre altura y la productividad de biomasa.
A lo anterior debemos agregar, que la altura cuando la comparamos con la productividad (peso de 100 hojas y peso total de forraje MV en 1 metro línea) no debe ser analizada como una medida individual. En la información ofrecida en la estación lluviosa, se observa que podemos encontrar en el ecotipo 5, que existe relación entre altura y productividad y en los ecotipos 10 y 16 no es así.
Todo lo anterior muestra que estos ecotipos estudiadas representan un amplio rango de comportamiento de las variables y diversidad lo que reafirma diferencias entre ellas, y que pueden servir como patrones para estudios posteriores en períodos climáticos similares.
Los ecotipos 5 y 23 muestran exactamente una dinámica similar, es decir, inician con alturas del plantón por encima de los 30 cm en la semana 4 de forma lenta hasta la décima semana aumentando más rápidamente hasta la semana 18 donde alcanzan los mayores valores de 125 cm y 143 cm respectivamente, sin observarse tendencia a la estabilidad, no obstante pueden caracterizarse como de porte alto (Figura 5).
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| Figura 5. Dinámica de la variable altura del plantón para los ecotipos vegetales |
El material 10 comienza con alturas del plantón similares a las de los ecotipos 5 y 23, pero su manifestación a través de las semanas es casi constante no sobrepasando los 50 cm a las 18 semanas.
Los ecotipos 16 y 17 poseen altura del plantón prácticamente iguales con comportamientos lineales que comienzan con casi 20 cm a las 4 semanas y terminan a las 18 con casi 60 cm, por lo que permite caracterizarlas como de porte bajo.
Estos últimos tres ecotipos varían poco su altura en el tiempo, y el 10 es superior hasta la semana 8 y se igualan entre la semana 10 y 12 y a partir de este momento 16 y 23 presentan mayores alturas.
El peso de 100 hojas MV (Figura 6) sigue una dinámica similar a los de la altura del plantón. Los ecotipos 5 y 23 con los valores más altos a partir de la semana 8 y hasta las 18. El material 10 con índices más bajos a las anteriores a partir de la semana 12 y superiores a los ecotipos 16 y 17 que son las de menores pesos de 100 hojas verdes.
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| Figura 6. Dinámica de la variable peso de 100 hojas MV para todos los ecotipos vegetales. |
Por ultimo, el peso de la planta íntegra MV (Figura 7) muestra también la superioridad de las colectas 5 y 23 pero con mucha menor diferencias de las colectas 16 y 17 que son las que también fueron inferiores para la altura del plantón y peso de 100 hojas.
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| Figura 7. Dinámica de la variable peso de PI MV para todos los ecotipos vegetales. |
Un análisis integrado de las tres variables de estas colectas, es decir, altura del plantón, peso de 100 hojas y peso de la planta íntegra (MV) evidencian que las colectas 5 y 23 son de alto porte y mas hojas, la colecta 10 tiene porte medio y peso de hojas intermedio y las colectas 16 y 17 son de porte bajo y tienen menos hojas. En esta estación pudo apreciar mejor relación altura- productividad de los ecotipos en estudio. Cabe señalar que debe tenerse en cuenta que el comportamiento pudo estar influido por factores ambientales que limitaron su desarrollo, pues no se logra en ninguna de las variables el comportamiento de estabilidad lo que hace pensar que estas colectas no pudieron expresar su máximo potencial. Esto también indica la posibilidad de que los ecotipos vegetales son genéticamente diferentes.
Los resultados encontrados en esta investigación nos ponen en condiciones de poder desarrollar trabajos futuros relacionados con la producción de biomasa, ya sea para corte o pastoreo, al conocer el comportamiento diferencial de los componentes de la planta en el tiempo.
Se indica por primera vez información acerca del crecimiento de ecotipos colectados de Tithonia diversifolia en diferentes zonas del Centro – Occidente de Cuba la que servirá para la mejor explotación de esta especie.
Podemos concluir que al tener presente integralmente el comportamiento de las medidas tomadas en el tiempo en la estación lluviosa las características de crecimiento del material 10 fue alto, mientras el 23 fue intermedio y el 16 fue bajo. Mientras el material 5 puede ser evaluado de crecimiento intermedio y el 17 de bajo. En la estación seca los ecotipos evaluados se manifiestan de manera diferente. Todas las plantas tienen un crecimiento lento en las primeras semanas después del corte para todas las medidas en estudio. Los ecotipos que integralmente presentan indicadores altos de crecimiento son el 5 y 23.Mientras el 10 es intermedio y el 16 y 17 bajo.
CIPAV 2004 Sistemas Agroforestales, banco de forraje de leñosas, árboles y arbustos. En: Sistemas silvopastoriles. .Ed. Enrique Murgueitio. Cali, Colombia p: 102
Crespo G, Ruíz T E y Álvarez J 2011 Efecto del abono verde de tithonia ( T. diversifolia) en el establecimiento y producción de forraje de P. purpureum vc. CT-169 y algunas propiedades del suelo. Rev. Cubana Cien. Agríc. 45:79
De Souza Junior O F 2007 Influencia do espaçamento e da época de corte na produção de biomassa e valor nutricional de Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray . Dissertação (Mestrado). – Faculdade de Ciências Agrárias, Universidade de Marília, Unimar, Brasil p 83
Duran J L y Pérez J M 1994 Correlación de la clasificación Genética con otros sistemas de clasificación. Primera Conferencia de clasificación de los suelos. La Habana. Cuba p 21.
Guerra W, Cabrera A y Fernández L 2005 Criterios para la selección de modelos estadísticos en la investigación científica Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 37, No. 1, pág. 3
Hernández A, Pérez J M y Bosch O 1999 Nueva versión de clasificación genética de los suelos de Cuba. Instituto de Suelos. AGRINFOR- MINAG Cuba. p. 64
INFOSTAT 2001 Manual del usuario. Software estadístico. Versión 1.0 Triunfar S.A. La Rioja. Universidad Nacional de Córdoba. Argentina.
Mahecha L y Rosales M 2005 Valor nutricional del follaje de Botón de Oro Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray, en la producción animal en el trópico. Livestock Research for Rural Development. Volumen 17, Artículo 100. http://www.lrrd.org/lrrd17/9/mahe17100.htm
Ruiz T E, Febles G, Torres V, González J, Achang G, Sarduy L y Díaz H 2010 Evaluación de ecotipos recolectados de Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray en la zona centro-occidental de Cuba. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, 44: 291
Torres V, Ramos N, Lizazo D, Monteagudo F y Noda A 2008 Modelo estadístico para la medición del impacto de la innovación o transferencia tecnológica en la rama agropecuaria. Rev. Cubana de Ciencias Agrícolas. Tomo 42, No. 2 pág. 133.
Torres V, Ortiz J, Crespo G, Rodríguez I y Mederos R E 2001 Simulación del balance anual en Sistemas de Pastoreo Bovino. VI Reunión Regional de Biometría. Costa Rica.
Visauta B 1998 Análisis estadístico con SPSS para Windows. Estadística multivariada Vol. II .Mc Graw-Hill/ Interamericana de España, S.A.V. p 358
Wambui C C, Abdulrazak S A y Noordin Q 2006 The effect of supplementing urea treated maize stover with Tithonia, Calliandra and Sesbania to growing goats. Livestock Research for Rural Development. Volume 18, Article No. 64. http://www.lrrd.org/lrrd18/5/abdu18064.htm
Zapata A y Silva B E 2010 Reconversión ganadera y sistemas silvopastoriles en el Departamento de Risaralda y el Eje Cafetero de Colombia. CARDER, CIPAV. Cali, Colombia. 112pp.
Received 30 September 2012; Accepted 26 July 2013; Published 4 September 2013