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Valor nutritivo del pasto maralfalfa (Pennisetumpurpureum x Pennisetum glaucum) en

condiciones de defoliación

Nutritive value of maralfalfa grass (Pennisetumpurpureum x Pennisetum glaucum) under

defoliation conditions

T. Clavero y R. Razz

Centro de Transferencia de Tecnología en Pastos y Forrajes. Facultadde Agronomía. Universidad del Zulia. Apdo 15908. Maracaibo 4005.Venezuela.

Resumen

El pasto maralfalfa (Pennisetum purpureum x Pennisutum glaucum) esun pasto tropical de alta calidad el cual tiene potencial forrajero para rumian-tes, sin embargo quedan interrogantes relacionadas a la respuesta en calidadde acuerdo a las prácticas de defoliación. Un estudio fue realizado en el noroes-te de Venezuela dirigido a evaluar el efecto de los intervalos de defoliaciónsobre la calidad del pasto maralfalfa. El estudio incluyó tres frecuencias dedefoliación (3, 6 y 9 semanas). Se utilizó un diseño de bloques al azar con tresrepeticiones. Las mediciones incluyeron nitrógeno total (NT), nitrógeno solublecomo porcentaje del nitrógeno total (NS/NT), digestibilidad in vitro de la mate-ria seca (IVDMD), contenido de pared celular (CPC), lignina (L) y carbohidratosno estructurales (CNE). Los datos fueron sometidos a un análisis de varianza,utilizando el procedimiento GLM del paquete estadístico SAS. Las comparacio-nes de las medias se realizaron a través de la prueba de Tukey. El valor nutri-tivo del pasto maralfalfa declinó de tres a nueve semanas de crecimiento. Paracada intervalo los contenidos de NT disminuyeron significativamente (P<0.05),mientras que, el NS/NT disminuyó lentamente de 3 a 9 semanas; sin embargoen todos los tratamientos sobre el 50% del N es soluble, de fácil asimilación. Elcontenido de pared celular y lignina incrementaron significativamente (P<0.05)entre 6 y 9 semanas. Los mayores valores de IVDMD (62.45%) fueron obtenidoscon tres semanas de crecimiento y declinó en 10.35 unidades de digestibilidadentre 3 y 9 semanas. Las concentraciones de carbohidratos no estructuralesaumentaron ligeramente a medida que se incrementó el intervalo de corte. Losvalores estuvieron en un rango desde 13.5 hasta 20.1% para 3 y 9 semanas,

Recibido el 10-9-2007 Aceptado el 3-11-2008Autor de correspondencia e-mail: tclavero@hotmail.com

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respectivamente. Este estudio indica que la calidad del pasto maralfalfa es afec-tada negativamente a medida que avanza la madurez de la planta lo cual pue-de ser debido a incrementos en la acumulación de material muerto en el perfilde la planta y la lignificación de las paredes celulares. Esto sugiere que el pastomaralfalfa debe ser cosechado alrededor de las seis semanas de crecimiento demanera de optimizar su valor nutritivo.Palabras clave: Pasto maralfalfa, valor nutritivo, defoliación.

Abstract

Maralfalfa grass (Pennisetum purpureum x Pennisetum glaucum) is a highquality tropical grass which has potential as forage for ruminants but questionsremain about quality response to defoliation management. A plot studyundertaken on the tropical north west of Venezuela assessed the effect ofdefoliation interval on herbage quality of maralfalfa grass. The study includedthree defoliation frequencies (3, 6 and 9 weeks). Treatments were replicatedthree times in a randomized block design. Measurements included total nitrogen(TN), soluble nitrogen as % of total nitrogen (SN/TN), in Vitro dry matterdigestibility (IVDMD), cell wall content (CWC), lignin (L) and total non-structural carbohydrates (TNC). Data were subjected to analysis of variance,using general linear models procedures of SAS statistical package. Treatmentsmeans were contrasted using Tukey test. Nutritive quality of maralfalfa grassdeclined from three to nine weeks of growth. At each interval TN, CP contentdeclined significantly (P<0.05). NS/NT declined slowly from 3 to 9 weeks,however, in all treatments, over 50% of N was soluble. CWC and L only increasedsignificantly (p <0.05) between six and nine weeks. The highest value of IVDMD(62.45%) was obtained on three weeks of growth and declined on 10.35 digestibleunits from 3 to 9 weeks. TNC concentrations increased linearly as defoliationinterval increased. Values for TNC concentrations ranged from 13.5 to 20.1 %for 3 and 9 weeks, respectively. This study showed that the quality of maralfalfagrass becomes less favorable with advanced maturity, this could be due toincreased and accumulation of dead tissue and the lignification of the cell walls.It is suggested that maralfalfa grass be harvested at about sis weeks of growthto optimize nutritive value.Key words: Maralfalfa grass, nutritive value, defoliation.

Introducción

El pasto maralfalfa (Pennisetumpurpureum x Pennisetum glaucum) esun pasto perenne con alta productivi-dad que ha sido introducido por losproductores en numerosos países de

Introduction

Maralfalfa (Pennisetumpurpureum x Pennisetum glaucum)grass is a perennial grass with a highproductivity that have beenintroduced by producers in numerous

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Latinoamérica (Colombia, Brasil yVenezuela, entre otros) debido a supotencial como forraje para rumian-tes (Correa, 2006; Moreno y Molina,2007).

Pocas evaluaciones científicas sehan realizado en este pasto de mane-ra de definir cuales son las adecua-das prácticas de manejo así como supotencial forrajero y valor nutritivo.Algunas investigaciones realizadascon genotipos de Pennisetum sp., de-muestran que el pasto maralfalfa esuna alternativa forrajera para au-mentar la producción animal por suproductividad de materia seca y va-lor nutritivo (Márquez et al., 2007).

Por estas razones este estudiofue conducido de manera de evaluarla respuesta del pasto maralfalfa a unrango de frecuencias de defoliación aobjeto de obtener mayor informacióndel valor nutritivo y reservas del ma-terial cosechado lo cual permitirá queeste pasto sea utilizado con efectivi-dad optimizando la persistencia delpastizal y el momento óptimo de co-secha.

Materiales y métodos

Ubicación y caracterizacióndel área experimental. El estudiose realizó en una finca comercial ubi-cada en el Municipio Rosario dePerijá, estado Zulia, al nor-oeste deVenezuela. Desde el punto de vistaagro ecológico, el sector es considera-do como Bosque Seco Tropical, conprecipitación promedio de 1100mm.año-1, temperatura media anualde 29ºC, con evaporación media anualde 1600mm, a 100 msnm. El régimenpluviométrico es bimodal con mínimo

countries of Latin America (Colombia,Brazil and Venezuela, among others)because its potential as forage forruminants (Correa, 2006; Moreno andMolina, 2007).

Few scientifical evaluationshave been carried out about this grassfor defining which are the moreadequate management practiceslikewise its fodder potential andnutritive value. Some researchesmade with genotypes of Pennisetumsp., shows that Maralfalfa grass is afodder alternative for increasing theanimal producton by its productivityof dry matter and nutritive value(Márquez et al., 2007).

For these reasons this study wascarried out with the purpose ofevaluating the response of Maralfalfagrass to a rank defoliation frequenciesin order to get information aboutnutritive value and reserves ofharvest material which would permitthat this grass be efectively used byoptimizing pastizal persistance andthe optimum moment of harvest.

Materials and methods

Location and characterizationof experimental area. Study wascarried out on a commercial farmlocated in Rosario de Perijámunicipality, Zulia state, to the north-west of Venezuela. From the agroecological point of view, the area isconsidered like tropical dry forest,with mean rainfall of 1100 mm.year-1,mean annual temperature of 29ºC,with mean annual evaporation of1600mm, to 100 msnm. Pluviometricregime is bimodal with a minimum onFebruary and maximum on October

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en el mes de Febrero y máximo en elmes de Octubre (COPLANARH,1974). Los suelos tienen una profun-didad que va desde 30-45 cm con pHde 6.4, taxonómicamente está clasifi-cado como Tipic Haplustult, con tex-tura franco arenoso y una topografíaprincipalmente plana.

Descripción del experimento.El pastizal utilizado para el ensayotenía un año de establecido, el cual sesembró con material vegetativo, conestacas de 25 cm colocadas horizontal-mente en surcos superficiales, cubier-tos 3-4 cm y con distancia entre hile-ras de 1 m. Se aplicó una lámina deriego de 60 mm en dos riegos semana-les garantizándole los requerimientoshídricos al pastizal. El control de ma-lezas se realizó de forma manual y lafertilización con una fórmula comple-ta, (12-24-12) a razón de 250 kg.ha-1,que se aplicó al pastizal a fin de man-tener el crecimiento activo.

El experimento consistió en eva-luar tres frecuencias de corte (3, 6 y 9semanas). Los tratamientos fueronarreglados en un diseño experimen-tal de bloques al azar con tres repeti-ciones. Al inicio del ensayo se le apli-co un corte de uniformidad a 10 cmde altura. Posteriormente se estudia-ron las tres edades de corte por unperiodo de 18 meses.

Análisis químico. Se realiza-ron los siguientes análisis de labora-torio al material cosechado: nitróge-no total (NT) según métodos de análi-sis de la AOAC (1995), nitrógeno so-luble (NS) por Richard y Van Soest(1977), pared celular (CPC) por VanSoest et al. (1991), digestibilidad invitro de la materia seca (IVDMD) se-gún Tilley and Terry modificado por

(COPLANARH, 1974). Soils have adeep that oscillates from 30-45 cmwith pH of 6.4, taxonomically isclassified like Tipic Haplustult, witha sandy loam texture and aprincipally flat topography.

Experiment description.Grassland used for the essay had oneyear of being established, which wassowed with vegetative material, withstakes of 25 cm horizontally placed insuperficial furrows, covered 3-4 cm andwith a distance between rows of 1 m.An irrigation depth of 60 mm wasapplied in two weekly irrigations toguarantee the hydrical requirements tograssland. Weeds control was made inmanual way and fertilization with acomplete formula, (12-24-12) at areason of 250 kg.ha-1, which was appliedto grassland for keeping active growth.

Experiment consisted inevaluating three harvest frequencies(3, 6 and 9 weeks). Treatments werearrangement in an experimentaldesign of random blocks with threereplications. At the beginning ofessay, a uniformity harvest wasapplied to 10 cm height. After, threefrequencies were evaluated during aperiod of 18 months.

Chemical analysis. Thefollowing laboratory ana,lysis weremade to the harvested material: totalnitrogen (TN) according analysismethods of the AOAC (1995), solublenitrogen (SN) by Richard and VanSoest (1977), cell wall (CWC) by VanSoest et al. (1991), in vitro dry matterdigestibility (IVDMD) acccording toTilley and Terry modified by VanSoest (1975) and Non-structuralcarbohydrates (TNC) by Sniffen et al.(1992).

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Van Soest (1975) y carbohidratos no-estructurales (CNE) por Sniffen et al.(1992).

Análisis estadístico. Los datosse analizaron a través del paqueteestadístico SAS (1989), el análisis devarianza se realizó a través del GLM.Las medias se obtuvieron mediante elprocedimiento de mínimos cuadrados,utilizándose la prueba de Tukey parala comparación de las mismas.

Resultados y discusión

Se encontraron diferencias sig-nificativas en el valor nutritivo delpasto maralfalfa por efecto de las fre-cuencias de corte (cuadro 1). Los con-tenidos de nitrógeno total (NT) ydigestibilidad in vitro de la materiaseca (IVDMD) disminuyeron cuandose incrementaron los intervalos decorte de 3 a 9 semanas. Durante esteperiodo, el NT y la IVDMD tuvierondiferencias de 1 y 10 unidades entrelos valores extremos de defoliación,respectivamente. Las concentracionesde NT y IVDMD obtenidas en estetrabajo fueron inferiores a los valoresreportados para el pasto elefante ena-no (Pennisetum purpureum cv Mott)

Cuadro 1. Valor nutritivo del pasto maralfalfa.

Table 1. Nutritive value of Maralfalfa grass.

Frecuencia NT % CNE % NS/NT % IVDMD % CPC % L %(semanas)

3 2.38a 13.5b 70a 62.45a 55.60c 6.1b

6 1.73b 17.6a 63b 55.75b 59.55b 6.7b

9 1.26c 19.9a 51c 52.10b 62.95a 7.4a

Medias con letras diferentes en la miasma columna difieren significativamente (P<0.05).

Statistical analysis. Datawere analyzed through the statisticalpackage SAS (1989), the analysis ofvariance was made through GLM.Averages were obtained throughminimum squares procedures, beingused the Tukey test for itscomparison.

Results and discussion

Significant differences werefound in the nutritive value ofMaralfalfa grass by effect offrequencies of harvest (table 1). Thecontents of total nitrogen (TN) and invitro dry matter digestibility(IVDMD) decreased when cutintervals were increased from 3 to 9weeks. During this period, the TN andIVDMD had differences of 1 and 10units between defoliation extremevalues, respectively. TN and IVDMDconcentrations obtained in thisresearch were inferior to thosereported for the dwarf elephant grass(Pennisetum purpureum cv Mott) byClavero and Ferrer (1995) to similarages; however, like dwarf elephantgrass, the rate of decrease ofdigestibility is low when the mature

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por Clavero y Ferrer (1995) a edadessimilares; sin embargo al igual que elelefante enano es baja la tasa de dis-minución de la digestibilidad a medi-da que la planta madura mantenien-do valores mayores a los observadosen el promedio de los pastos tropica-les (Clavero, 2003).

En cuanto al contenido de paredcelular (CPC) y lignina (L) se obser-varon incrementos significativos alavanzar la edad de corte (cuadro 1).Cuando una planta madura existencambios en las proporciones de laplanta, presentándose una mezclaheterogénea de hojas jóvenes, en de-sarrollo, maduras, material muerto,tallos e inflorescencias, ladigestibilidad total de la masaforrajera estará en función de la pro-porción relativa de cada componentey de su digestibilidad individual.Cuando las plantas son defoliadas fre-cuentemente (3 semanas), la mayorparte del material cosechado son ho-jas jóvenes principalmente láminas,con gran cantidad de meristemos in-tercalados en expansión los cualespresentan una elevada digestibilidadcomparada a las hojas totalmente ex-pandidas. Así mismo, una vez que lashojas se han expandido totalmente yel collar aparece separando la láminay la vaina, la digestibilidad decrece yes uniforme en toda la hoja. Cuandola planta no es cosechada, la acumu-lación de hojas viejas y material muer-to excede a la iniciación de nuevashojas en la planta lo cual impacta ne-gativamente en la digestibilidad delmaterial cosechado. La reducción enla digestibilidad con incrementos enmadurez es también afectada por losaumentos en el contenido de compo-

plant keeping values higher to thoseobserved in the average of tropicalgrasses (Clavero, 2003).

In relation to the cell wallcontent (CWC) and lignine (L)significant increases were observedwhen advancing the frequency ofharvest (table 1). When a plantbecomes mature, there are changes onplant proportions, by being showingan heterogenous mixture of youngleaves, in development, matures, deadmaterial, stems and inflorescences,the total digestibility of fodder masswill be a function of the relativeproporion of each component and itsindividual digestibility. When plantsare frequently defoliated (3 weeks),the most of harvested material areyoung leaves specially blades, with ahigh quantity of meristems insertedin expansion which shows a highdigestibility compared to those leavestotally expanded. Likewise, onceleaves have been totally expanded andthe neck appears separated fromblade and sheath, digestibilitydecrease and it is uniform in all theleaf. When plant is not harvested, theaccumulation of old leaves and deadmaterial exceed to beginning of newleaves in plant which have a negativeimpact on digestibility of harvestedmaterial. Diminishing on digestibilitywith increases on maturity is alsoaffected by the increases of structuralcomponents (CWC and L). Grasses oftropical origin in the first growthstages shows a thin cell wall, with lowfiber, by permitting an easy breakingand short times of digestion. Whenmaturity increases, the vascularstructures of leaves become morethicks, like the vascular tissue and the

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nentes estructurales (CPC y L). Lospastos de origen tropical en los pri-meros estados de crecimiento presen-tan pared celular delgada, con pocafibra, permitiendo una fácil rupturay tiempos cortos de digestión. Cuan-do incrementa la madurez, las estruc-turas vasculares de las hojas se ha-cen mas gruesas, así mismo el tejidovascular y el esclerénquima tanto delas hojas como los tallos se vanlignificando haciéndose físicamentemas fuertes y difíciles de reducir entamaño. A estas edades las células seunen fuertemente tanto vertical comolateralmente extendiéndose esos fac-tores estructurales a capas delesclerénquima vascular y en los ta-llos a las células del parénquima en-tre los enlaces reduciendo los espaciosintercelulares como consecuencia delignificación entre capas y enlacesmuy fuertes los cuales no dan puntosde quiebre e incrementan la resisten-cia a la digestión microbiana (Silva yCarvalho, 2005).

El contenido de NT declino a unatasa constante a medida que se incre-mento el intervalo de corte (cuadro 1).Estos resultados se encontraron den-tro de los valores reportados porMolina (2005) y Márquez et al. (2007)para este pasto, pero inferiores a losencontrados por Correa (2006) enmaralfalfa cosechado a los 56 y 105días de rebrote.

Esa reducción del N se explicacon lo reportado por Norton (1981)quien concluyó que la edad es el prin-cipal factor que afecta la concentra-ción de N en las partes de la planta.Esto es debido a que con aumentos enla edad de la planta se reduce la rela-ción lámina-vaina. Debido a que la

schlerenchyme of leaves and stemsare lignified making themselvesphysically strongs and hard to bereduced in size. At these ages, cellsare strongly vertically and laterallygrouped, getting these structuralfactors to layers of vascularschlerenchyme and in stems to cellsof parenchyme between the links btyreducing intercellular spaces as aconsequence of lignification betweenlayers and stronger links which do notgive breaking points and increaseresistence to microbial digestion (Sil-va and Carvalho, 2005).

Content of TN declined to aconstant rate when the frequencies ofharvest was also increased (table 1).These results were inside valuesreported by Molina (2005) andMárquez et al. (2007) for this grass,but inferior to those found by Correa(2006) in Maralfalfa harvestedbetween 56 and 105 regrowth days.

This N reduction is explainedwith those reported by Norton (1981)who concluded that age is the mainfactor that affect N concentration inplant parts when plant age increases,the blade-sheath relationship is alsoreduced. Because chloroplasts proteinis the higher protein proportion foundin plant cells, the fact of the greenportion of sheath have a higher N thanthose sheath fraction independent ofdevelopment stage, it would not beamazing. When plant get old thesheath relationship increases, the deadmaterial and the shadow leaves. Likethe chloroplast number is higher in theproportion of leaves exposed to light,the N concentration will be high whensheats relationship in plant be alsohigher, it means, young plants.

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proteína de los cloroplastos es la ma-yor proporción de proteína encontra-da en las células de las plantas, nodebe sorprender que la porción verdede la lámina contenga mayor N quela fracción de la vaina independientedel estado de desarrollo. Cuando laplanta envejece se incrementa la re-lación de vaina, incrementa el mate-rial muerto y las hojas sombreadas.Como el número de cloroplastos esmayor en la porción de las hojas ex-puestas a la luz, la concentración deN será elevada cuando la relación deláminas en la planta sea alta, es de-cir plantas jóvenes.

Las características de la fracciónnitrogenada también se vieron afec-tadas con la edad de la planta. El NScomo porcentaje del NT disminuyó amayor estado vegetativo. Indicandoque parte del N se asocia a las pare-des celulares y demás componentes dela fracción insoluble de la fibra dieté-tica. Sin embargo, por encima del 50%del N presente en el pasto maralfalfaes de fácil disponibilidad.

Se observó en este experimentoque la concentración de carbohidratosno estructurales incrementó como losintervalos se extendieron. Entre 3 y 9semanas, el promedio de las concen-traciones se incrementó en 48.8%.

Reportes de literatura (Clavero,1993) relacionan carbohidratos noestructurales (CNE) en órganos dereserva con persistencia de las plan-tas y rebrote después de la defoliación.Así mismo, indican que la habilidadde los pastos tropicales perennes derebrotar después de una defoliaciónsevera depende en casi su totalidadde la cantidad de reservas de carbóndisponible. Estas reservas de carbón

Characteristics of nitrogenatedfraction also were affected with plantsage. The SN like TN percentagedecreased to an elevated vegetativestage, by showing that part of N isrelated to cell walls and the rest ofcomponents of insoluble fraction ofdietetic fiber. Nevertheless, above50% of N present in Maralfalfa grassis easily available.

In this experiment it wasobserved that non-structuralscarbohydrates concentrationincreased when the intervals wereextended. Between 3 and 9 weeks, theaverage of concentrations increased in48.8%.

Literature reports (Clavero,1993) makes a relationship betweennon-structural carbohydrates (NSC)in reserve organs with plantspersistence and regrowth afterdefoliation. They shows that ability oftropical grasses of regrowth after asevere defoliation depend in almost itstotallity of the available carbon reser-ves quantity. These reserves of carboncould be affected by frequentdefoliations (3 weeks) because areduction in foliar area which redu-ces the photosynthetic capacity andthe possibility of acumulate excedentsof it. Also, defoliated plants with manyfrequency reduces the rhyzomesmass, with thin basal stems, superfi-cial roots with little weight anddevelop and increase on senescence ofthe radicle material, all this have annegative impact on carbohydratesconcentration (Clavero, 1993; Clave-ro, 2003). When these plants aredefoliated with little frequency,increase the rhyzomes and other re-serves accumulation areas likewise its

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pueden afectarse por defoliaciones fre-cuentes (3 semanas) debido a una re-ducción en área foliar la cual reducela capacidad fotosintética y la posibi-lidad de acumular excedentes de lamisma. Además, plantas defoliadascon mucha frecuencia reducen lamasa de rizomas, con tallos basalesdelgados, raíces superficiales con me-nos peso y desarrollo e incremento enla senescencia de material radicular,todo esto impacta en forma negativaen la concentración de carbohidratos(Clavero, 1993; Clavero, 2003). Cuan-do estas plantas son defoliadas conmenos frecuencia, incrementan losrizomas y otras áreas de acumulaciónde reservas así como su área foliarresidual incrementando su actividadfotosintética permitiendo una restau-ración de las reservas de las plantascon rangos de respuesta mínimas en-tre 6 y 9 semanas.

Conclusiones

Con la información obtenida enesta investigación se puede concluir queel pasto maralfalfa posee un valor nu-tritivo ligeramente superior al observa-do en la mayoría de los pastos tropica-les. Valores de digestibilidad, nitróge-no total, NS/NT disminuyeron con laedad mientras que valores de paredcelular, lignina y carbohidratos de re-serva incrementaron, lo cual no difierede otros pastos tropicales actualmenteutilizados en forma comercial. Sin em-bargo, el decrecimiento en IVDMD y Ncon la madurez de la planta es lento,no presentando mayores diferencias aedades entre 6 y 9 semanas.

El valor nutritivo obtenido en esteestudio indica que el pasto maralfalfa

foliar residual foliar increasing itsphotosynthetic activity by permittinga reserves restore of plants withresponse ranks minimum between 6and 9 weeks.

Conclusions

With the information obtainedin this research it can be concludedthat Maralfalfa grass have a nutritivevalue lightly superior to thoseobserved in the most of tropicalplants. The digestibility values, totalnitrogen, SN/TN decreased with agewhereas values of cell wall, lignin andreserve carbohydrates increased,which not differs of another tropicalgrasses actually used in commercialway. Nevertheless, the decreasing onIVDMD and N with plant maturity isslow, do not show high differences atages between 6 and 9 weeks.

The nutritive value obtained inthis research show that theMaralfalfa grass can be used inlivestock production with animals inlactation and in growth in where afodder material of medium to elevatequality.

Results of this experimentshows that with non-structuralcarbohydrates reserves, theMaralfalfa grass can be persistentand survive to stress periods when ismanaged by using defoliationintervals equal or superior to 6 weeks.

End of english version

puede utilizarse en producción ganade-ra con animales lactantes y en creci-miento donde se requiere un materialforrajero de mediana a elevada calidad.

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Resultados de este experimentoindican que con las reservas decarbohidratos no estructurales, elpasto maralfalfa puede ser persisten-te y sobrevivir a periodos de estréscuando se maneja con intervalos dedefoliación iguales o superiores a lasseis semanas.

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