| Livestock Research for Rural Development 36 (6) 2024 | LRRD Search | LRRD Misssion | Guide for preparation of papers | LRRD Newsletter | Citation of this paper |
Este estudio evaluó el efecto de diferentes métodos de preparación de semillas gámicas y la edad de cosecha en el número de plantas viables de Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray en un sistema silvopastoril en condiciones de trópico de altura. Se utilizaron tres métodos de preparación de semillas (M1: 100% semillas sin impurezas; M2: 8,5% semillas sin impurezas con sustrato; M3: 3,9% semillas con impurezas con sustrato) y dos edades de cosecha (45 y 135 días). Los resultados mostraron que la edad de cosecha tiene un efecto significativo en el número de plantas viables, con un mayor número a los 45 días. No se encontraron diferencias significativas entre los métodos de preparación de semillas. Se concluye que ajustar la dosificación de semillas podría mejorar la eficiencia del establecimiento de Tithonia diversifolia en sistemas silvopastoriles, reduciendo costos y optimizando el rendimiento.
Palabras clave: densidad de siembra, método de preparación, plantas, rendimiento, sistema silvopastoril
This study evaluated the effect of different methods of gamic seed preparation and harvest age on the number of viable Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray plants in a silvopastoral system under highland tropical conditions. Three seed preparation methods were used (M1: 100% impurity-free seeds; M2: 8.5% impurity-free seeds with substrate; M3: 3.9% impure seeds with substrate) and two harvest ages (45 and 135 days). The results showed that harvest age significantly affected the number of viable plants, with a higher number at 45 days. No significant differences were found between seed preparation methods. It is concluded that adjusting seed dosage could improve the efficiency of Tithonia diversifolia establishment in silvopastoral systems, reducing costs and optimizing yield.
Keywords: planting density, preparation method, plants, yield, silvopastoral system
La investigación sobre las técnicas innovadoras para la siembra del botón de oro Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray en Colombia ha sido documentada por diversos estudios, como los realizados por Padilla et al 2020, Saavedra (2016), Gallego (2016) y otros. Estas técnicas, que incluyen la dispersión de semillas gámicas, han mostrado ser eficaces para el establecimiento de plántulas, tanto en viveros como directamente en el campo. Sin embargo, aún queda por resolver el desafío crucial de técnicas de siembra directa de semillas gámicas en el campo, una estrategia que simplificaría significativamente el proceso, especialmente para la implementación en medianas o grandes escalas (Padilla et al 2021; Rivera 2020).
El botón de oro, una especie arbustiva con amplia distribución y valor en la alimentación animal (Castaño-Jiménez et al 2023), enfrenta desafíos en su reproducción y comercialización de semillas, lo que impacta los costos asociados al establecimiento que involucren esta arbustiva como bancos forrajeros, setos forrajeros y sistemas silvopastoriles (Romero et al 2014; Rodríguez et al 2021). Aunque la planta puede reproducirse fácilmente mediante material vegetal, y la propagación por semilla gámica tiene grandes avances de investigación en los últimos años, aún falta información sobre su rendimiento, densidades de siembra, métodos y tasas de supervivencia bajo diferentes condiciones agroecológicas y de manejo (Nouri et al 2017; Durant et al 2020).
En la literatura se reportan estudios relacionados con el manejo de la semilla para siembra aplicando el método de purificación in vitro (Gallego 2016) e investigaciones que han centrado sus esfuerzos en identificar tipos de cobertura durante la siembra de botón de oro (Padilla et al 2020). No obstante, la literatura es escasa en estudios comparativos sobre los diferentes métodos de preparación de semillas gámicas. La manipulación de la semilla postcosecha implica procesos que consumen tiempo como desgranado manual, secado y limpieza (Rodríguez et al 2021); por ello, se propone realizar investigaciones que validen el uso de semilla impura, teniendo en cuenta aspectos como densidad y sustratos de siembra. Este campo de investigación podría generar datos que permitan mejorar la eficiencia y sostenibilidad de las prácticas agrícolas. En este contexto, el objetivo de este trabajo es evaluar diferentes formas de preparación de la semilla gámica de Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray con el fin de contribuir a la optimización del establecimiento de sistemas silvopastoriles. La información recopilada no solo contribuirá a optimizar el establecimiento del botón de oro en sistemas silvopastoriles, sino que también proporcionará contribuciones significativas que pueden ser aprovechadas en la formulación de bancos forrajeros mixtos destinados a la nutrición animal.
La investigación se llevó a cabo en el Centro de Prácticas y Desarrollo Agrario La Montaña, perteneciente a la Universidad de Antioquia, ubicado en el municipio de San Pedro de los Milagros (Antioquia, Colombia). El área se caracterizó por una temperatura media de 14°C, humedad relativa del 72%, y una altitud de 2.484 msnm. De acuerdo con la clasificación de Holdridge (1971), la zona se cataloga como bosque húmedo montano bajo (bh-MB).
Se seleccionaron dos sitios de siembra (parcelas) y en cada sitio se hizo el mismo diseño de siembra. Cada parcela se consideró como un factor de bloqueo (Foto 1).
|
| Foto 1. Surco de botón de oro. Foto: Joaquín Angulo |
Se evaluaron tres métodos de preparación de la semilla consistentes en la adición o no de sustrato para facilitar el proceso de siembra. En cada método de siembra se utilizó 30 gramos de semilla gámica (Foto 2) distribuidos en 9 metros lineales, con una densidad de siembra de 6.66 kg de semilla por hectárea.
M1: 100% de semillas sin impurezas. (120.000 semillas/ kg)
M2: 8,5% de semillas sin impurezas y 91,4% de sustrato de gallinaza y tierra micorrizada. (113.000 semillas/ kg)
M3: 3,9% de semillas con impurezas y 96% de sustrato de gallinaza y tierra micorrizada. (107.400 semillas/kg)
 |
| Foto 2. Semilla gámica. Foto: Joaquín Angulo |
Se emplearon tres repeticiones por cada método de preparación de la semilla. Cada repetición estuvo distribuida a lo largo de un metro lineal, para un total de nueve metros lineales. Toda la semilla utilizada en el experimento provino de un mismo proveedor y se adquirió bajo las condiciones comerciales habituales. En cada método de preparación, se utilizaron 30 gramos de semilla sexual, que fue obtenida de manera comercial y artesanal, con la presencia de impurezas (Figura 1).
El proceso de preparación del terreno comenzó con la aplicación del herbicida no selectivo para controlar las arvenses y gramíneas en el lote. Se utilizó una dosificación de 1.5 cm³ de herbicida por litro de agua, aplicando un total de 200 litros de agua por hectárea. Posteriormente, se trazó un surco para la siembra de la semilla de botón de oro. Después de permitir que el herbicida surtiera efecto, se realizaron dos pasadas con un arado rotavator. Las semillas de cada método de preparación a evaluar se sembraron a una profundidad máxima de 2 centímetros y se cubrieron con suelo de la misma área y viruta de madera en cada uno de los metros lineales asignados a las repeticiones.
 |
| Figura 1. Esquema de distribución de siembra del botón de oro |
Se evaluó el efecto de la edad de la cosecha de la planta después de la siembra en la variable de respuesta evaluada. Se consideraron dos edades de evaluación, a los 45 días y a los 135 días y Número de plantas obtenidas mediante un conteo diario del número de plantas de botón de oro en cada repetición de cada parcela experimental. Se calculó el número de plantas acumuladas para cada tratamiento a la edad de cosecha.
Los datos fueron analizados mediante un diseño en bloques completos al azar factorial 3×2. Se evaluó el efecto del método de preparación de la semilla para la siembra (M1, M2 y M3) y el efecto de la edad de la planta al momento del conteo (45 días y 135 días). Se incluyó la interacción entre el método de preparación de la semilla y la edad de la planta. Se evaluaron los supuestos del ANOVA a través de las pruebas de normalidad de Shapiro-Wilk, homogeneidad de varianzas de Levene y autocorrelación de Durbin-Watson que validaron el análisis bajo modelo lineal general. En caso de rechazo de la hipótesis nula, se empleado la prueba de Tukey para analizar diferencias entre factores evaluados. El análisis estadístico se llevó a cabo en el software RStudio. El nivel de significancia alfa se estableció en 0,05.
Se utilizó el siguiente modelo estadístico
Yijk= μ + αi + βj + (αβ)ij + γk + ϵijk
Donde:
Yijk Y es la respuesta observada (número de plantas obtenidas) para el tratamiento i en el bloque k y nivel de edad j.
μ es la media general.
αi es el efecto del i-ésimo nivel del método de preparación de la semilla (i=1,2,3).
βj es el efecto del j-ésimo nivel de la edad de la planta (j=1,2).
(αβ)ij es el efecto de la interacción entre el i-ésimo nivel del método de preparación de la semilla y el j-ésimo nivel de la edad de la planta.
γk es el efecto del k-ésimo bloque (k=1,2).
ϵijk es el error aleatorio asociado con la observación ijk.
Se registró efecto del momento de cosecha (p< 0.05) en el número de plantas viables. Sin embargo, los factores método de preparación de la semilla y la interacción entre preparación y cosecha no presentaron efecto (p> 0.05) en la variable evaluada. En cuanto al efecto del momento de la cosecha, se obtuvo una mayor cantidad de plantas a los 45 días en comparación con la evaluación a los 135 días (Tabla 1).
|
Tabla 1. Promedio de número de plantas por 3 metros lineales en dos edades de cosecha bajo tres métodos de preparación de la semilla |
|
|
Preparación |
Número de Plantas |
|
M1 |
36.8 ± 4.97 |
|
M2 |
32.5 ± 4.97 |
|
M3 |
45.3 ± 4.97 |
|
Cosecha |
|
|
45 d |
65.6 ± 4.98a |
|
135 d |
10.8 ± 4.98b |
|
P-valor |
|
|
Preparación |
0.15 |
|
Cosecha |
0.01 |
|
Prep x Cosecha |
0.19 |
|
Bloque |
0.001 |
|
a,b: letras distintas, indican diferencias estadísticas significativas para p<0,05 |
|
La ausencia de diferencias en el número de plantas viables producidas por método de preparación de la semilla plantea la posibilidad de optimizar el proceso de siembra considerando los costos asociados a la producción de semilla pura. Los tratamientos con semilla pura son costosos debido al proceso de separación de impurezas, lo que incrementa el costo de la producción de semilla. Báez-Quiñonez et al (2023) señalan que las actividades de postcosecha de semilla de botón de oro pueden tener un costo de US $265,79/ha y que la eficiencia del proceso dependerá de la producción de semilla pura germinada. Esto resalta la importancia de encontrar un equilibrio entre la dosificación de la semilla y los costos asociados, ya que reducir la cantidad de semilla utilizada puede representar ahorros significativos en los costos de establecimiento.
A pesar de que en este estudio no se encontraron diferencias significativas en el uso de sustratos orgánicos en la germinación de la semilla de botón de oro, existen investigaciones que sugieren mejoras en la germinación al emplear sustratos orgánicos. Según Padilla et al (2021), la incorporación de sustratos como la gallinaza y tierra micorrizada puede mejorar las condiciones de germinación al proporcionar nutrientes adicionales y mejorar la estructura del suelo. Estos sustratos orgánicos actúan como acondicionadores del suelo, mejorando la retención de humedad y proporcionando nutrientes esenciales para la germinación y el crecimiento inicial de las plántulas (Padilla et al 2021; Zhao et al 2020). Además, estudios como el de Khaliq et al (2022) han demostrado que el uso de sustratos enriquecidos con micorrizas puede incrementar la capacidad de absorción de nutrientes y agua por parte de las plántulas, favoreciendo su desarrollo inicial. Aunque nuestro estudio no detectó una diferencia estadísticamente significativa, es importante considerar la variabilidad de las condiciones del suelo y el clima, así como la calidad de los sustratos utilizados, como factores que pueden influir en los resultados de germinación. Por lo tanto, futuras investigaciones deberían explorar más a fondo el impacto de diferentes tipos de sustratos y sus proporciones en la germinación de la semilla de botón de oro, especialmente en diferentes condiciones ambientales y edáficas.
El presente estudio resalta la importancia crítica de la densidad de siembra y el rendimiento de las plantas tanto a los 45 días como en la etapa adulta (135 días), donde se encontraron 65,6 y 10,8 plantas por metro lineal respectivamente. La reducción del 80% en el número de plantas entre los 45 y 135 días puede atribuirse a varios factores interrelacionados como la competencia intensificada por recursos como luz, agua y nutrientes a medida que las plantas crecen es uno de los principales factores. Esta competencia exacerbada en las etapas iniciales, donde la alta densidad de plantas conduce a la mortalidad de individuos más débiles (Nouri et al 2017). Además, las condiciones ambientales cambiantes entre los 45 y 135 días, como variaciones en temperatura, humedad y precipitaciones pueden tener un impacto significativo en la supervivencia y el crecimiento de las plantas. Asimismo, la alta densidad inicial de plantas puede generar estrés por espaciamiento, donde la competencia por espacio físico resulta en la muerte de algunas plantas conforme crecen y el espacio se vuelve limitado (Bastos et al 2020). Estos factores combinados explican la marcada reducción observada en el número de plantas durante el estudio. Optimizar la cantidad de semilla utilizada y aplicar prácticas de manejo agronómico adecuadas podrían mitigar estos efectos adversos, mejorando así la eficiencia y sostenibilidad de las prácticas agrícolas.
Basándose en estos hallazgos, ajustar la dosificación a 6 kg de semilla de botón de oro con impurezas por hectárea podría ser una estrategia efectiva para garantizar un número adecuado de plantas adultas sin comprometer el establecimiento. Lo anterior destaca la necesidad de realizar investigaciones adicionales para revisar y ajustar la dosificación y dilución de la semilla de botón de oro, optimizar su eficiencia y reducir los costos asociados con las acciones de postcosecha de la semilla y el establecimiento de sistemas silvopastoriles que involucren esta arbustiva. Esto podría mejorar la rentabilidad y la sostenibilidad del proceso de siembra de semilla gámica para el botón de oro.
Los autores agradecen por el apoyo en la ejecución de este trabajo a la Universidad de Antioquia, al grupo de Investigación en Ciencias Agrarias-GRICA (Colombia), línea de investigación Sistemas Sostenibles de Producción Agropecuaria y el Centro de Prácticas y Desarrollo Agrario La Montaña, perteneciente a la Universidad de Antioquia
Báez-Quiñonez N, Padilla C, Rodríguez I y Ruíz T 2023 Análisis económico de la producción de semilla gámica de Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray. Forrajes Tropicales 11(1). p 75-82
Bastos L M, Carciochi W, Lollato R P, Jaenisch B R, Rezende C R, Schwalbert R and Ciampitti I A 2020 Winter wheat yield response to plant density as a function of yield environment and tillering potential: A review and field studies. Frontiers in Plant Science, 11, 54. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00054
Castaño-Jiménez GA, Barragán-Hernández WA, Mahecha-Ledesma L y Angulo-Arizala J 2023 Revisión de la calidad nutricional de botón de oro y de afrecho de yuca para la producción de ensilajes en ganadería de leche. Veterinaria México OA, 10. doi: 10.22201/fmvz.24486760e.2023.1201.
Durant N, Lenin J, Ruíz J A, González D, García J, Martínez S y Crespo M 2020 Impacto del cambio climático en la distribución potencial de Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray en México. Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias, 11, 93-106. https://doi.org/10.22319/rmcp.v11s2.4705
Gallego L 2016 Evaluación agronómica y análisis productivo del botón de oro (Tithonia diversifolia Hemsl. A Gray) como suplemento alimenticio de vacas lecheras en trópico alto. Tesis de maestría, Universidad de Antioquia. http://bibliotecadigital.udea.edu.co/handle/10495/6113
Holdridge L R and Grenke W C 1971 Forest environments in tropical life zones: A pilot study . Pergamon Press.
Khaliq A, Perveen S, Alamer KH, Zia Ul Haq, M, Rafique Z, Alsudays IM and Attia H 2022 Arbuscular mycorrhizal fungi symbiosis to enhance plant–soil interaction. Sustainability, 14(13), 7840. https://doi.org/10.3390/su14137840
Nouri H, Khoshgoftarmanesh A H and Schmidhalter U 2017 Effect of plant density and row spacing on growth and yield of wheat (Triticum aestivum L.) under different irrigation regimes. Agronomy Journal, 109(4), 1390-1398. https://doi.org/10.2134/agronj2016.12.0744
Padilla C y Rodríguez I 2021 Gamic seed production of Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray: Sowing and establishment. Cuban Journal of Agricultural Science, 55(3). Retrieved from https://cjascience.com/index.php/CJAS/article/view/1030
Padilla C, Rodríguez I, Ruiz T E, Ojeda M, Sarduy L y Díaz L 2020 Evaluación de diferentes prácticas de protección de la semilla gámica en el establecimiento de Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray vc material 16. Livestock Research for Rural Development. Volume 32, Article #50. Retrieved July 14, 2024, from http://www.lrrd.org/lrrd32/3/idal32050.html
Rivera J H 2020 Variabilidad fenotípica y genética de Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray, una planta para la producción animal sostenible en Colombia. Tesis de doctorado, Universidad de Antioquia, Medellín, Antioquia, Colombia. https://hdl.handle.net/10495/16661
Rodríguez I, Padilla C, Torres V, Herrera M y Medina Y 2021 Efecto del tipo de envase y el ambiente de almacenamiento en la germinación de las semillas de Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray. Livestock Research for Rural Development. Volume 33, Article #76. Retrieved July 14, 2024, from http://www.lrrd.org/lrrd33/6/3376irodr.html
Romero Medina O, Galindo Ospina A, Murgueitio Restrepo E y Calle Díaz Z 2014 Primeras experiencias en la propagación del botón de oro (Tithonia diversifolia Hemsl. Gray) a partir de semillas para la siembra de sistemas silvopastoriles intensivos en Colombia. Tropical and Subtropical Agroecosystems, 17(3),525-528. Recuperado de: https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=93935728011
Porras S 2016 Fenología y fisiología de semillas de botón de oro Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray. Tesis de Maestría, Universidad Nacional. https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/58749
Zhao M, Zhang H and Zhang M 2020 Organic amendments enhance soil fertility and plant growth: A meta-analysis. Soil Use and Management, 36(3), 452-467. https://doi.org/10.1111/sum.12603