Tropical Grasslands-Forrajes Tropicales

Survival strategies of Centrosema molle and C. macrocarpum in response to drought

Abstract The response of a genotype each of C. molle and C. macrocarpum to drought (low soil moisture availability) was studied in a seasonally dry tropical environment throughout 3 consecutive years. Changes in soil water content, leaf water relations and gas exchange, chlorophyll fluorescence, forage yield and leaf area index (LAI) were compared in well-watered and draughted plots. Soil water depletion during the study occurred mostly at 0-20 cm depth. Minimum values of leaf relative water content, water potential (Pi) and net photosynthesis in unwatered plants were within the ranges: 68 (C. molle) to 70% (C. macrocarpum); -1.6 (C. molle) to -0.9 MPa (C. macrocarpum); and 8 (C. molle) to 10 (imol/m2/s (C. macrocarpum), respectively. Leaf movements helped to avoid excessive solar radiation incidence, yet efficiency of chloroplast Photosystem II in stressed leaves of C. molle was negatively affected. Above-ground biomass and LAI were reduced only in C. macrocarpum (45-50% reduction) as a result of moisture stress. Leaves of both species behaved as isohydric, though larger declines in Pi in C. molle may suggest a less effective control of water loss; this promoted more leaf senescence. Drought survival in these species depends on a combination of avoidance and tolerance strategies; the relative importance of both mechanisms depends on species and the duration and intensity of water deficit. Further studies with a higher number of accessions/ecotypes of each species are suggested in order to corroborate our findings.

Resumen Entre 2011 y 2013 en un ambiente de trópico estacional seco de Maracay, Venezuela, fueron evaluados por su sobrevivencia a la sequía (baja disponibilidad de agua en el suelo) sendos genotipos de Centrosema molle y C. macrocarpum. Para el efecto en campo se determinaron los cambios en la humedad del suelo, las relaciones hídricas, el intercambio gaseoso de la hoja, la fluorescencia de la clorofila, el rendimiento del forraje y el índice de área foliar (IAF) en plantas bajo riego y con estrés por sequía. El agotamiento de la humedad en el suelo ocurrió principalmente entre 0 y 20 cm. En las plantas bajo condiciones de sequía, los valores mínimos foliares del contenido relativo de humedad, potencial hídrico (Pl) y fotosíntesis neta variaron, respectivamente, dentro de los rangos siguientes: 68 (C. molle) a 70% (C. macrocarpum), -1.6 (C. molle) a -0.9 MPa (C. macrocarpum), y 8 (C. molle) a 10 (imol/m2 por segundo (C. macrocarpum). Los movimientos foliares contribuyeron a la reducción de la alta incidencia de la radiación solar, aunque en las hojas estresadas de C. molle la eficiencia del Fotosistema II del cloroplasto fue disminuida. La biomasa aérea y el IAF fueron afectados solo en C. macrocarpum (45-50% de reducción). Las hojas de ambas especies se comportaron como isohídricas, aunque la caída más pronunciada del Pi en C. molle posiblemente es debida a un control menos efectivo de la pérdida de agua, induciendo así una mayor senescencia foliar. Los resultados sugieren que la sobrevivencia de estas especies ante la sequía está basada en la combinación de estrategias de evasión y tolerancia, donde la importancia relativa de ambas dependerá de la especie y la intensidad y duración del déficit hídrico. Se requieren más estudios con un número mayor de accesiones/genotipos para corroborar los resultados obtenidos.

Forage yield and nutritive value of Arachis spp. genotypes in the Brazilian savanna

Abstract Forage yield, nutritive value, ground cover and mineral concentration of 10 genotypes of Arachis spp. were evaluated over 3 years in Planaltina, Federal District, Brazil. Experimental plots were arranged in a randomized complete block design with 4 replications. Treatments were 5 genotypes of A. pintoi (accessions 2, 4, 5, 6 and 8), 2 genotypes of A. repens (accessions 1 and 7), 1 hybrid A. pintoi x A. repens (accession 3) and 2 A. pintoi cultivars, BRS Mandobi and Belmonte. All genotypes established well and achieved good ground cover in the first year. Cultivar Belmonte and accessions 2 and 4 produced the highest DM yields (means of 8.8, 8.5 and 8.8 t DM/ha/yr, respectively) throughout, while cv. BRS Mandobi and accession 6 were the worst (5.7 and 5.6 t DM/ha/yr). Most genotypes maintained ground cover above 80% throughout the study but cv. BRS Mandobi plus accessions 6 and 8 had declined to 60% or less by the third year. Mean crude protein concentration overall was 166 g/kg with a range of 154-182 g/kg among genotypes. There was no major genotypic variation in mineral concentrations, which in all cases were considered marginal to adequate for tropical forage legumes. In conclusion, accessions 2 and 4 (BRA-039799 and BRA-039187, respectively) of A. pintoi are considered the most promising forage peanut options under the edaphoclimatic conditions of the experimental site. More effort is needed to improve seed set in these genotypes to increase adoption by farmers. Their persistence under grazing and impact on production should also be demonstrated.

Resumen En Planaltina, Distrito Federal, Brasil, se evaluaron la producción de forraje, el valor nutritivo, la cobertura del suelo y la concentración mineral de 10 genotipos de Arachis spp. durante 3 años. Las parcelas experimentales se dispusieron en un diseño de bloques completos al azar con 4 repeticiones. Los tratamientos consistieron en 5 genotipos de A. pintoi (accesiones 2, 4, 5, 6 y 8), 2 genotipos de A. repens (accesiones 1 y 7), 1 híbrido A. pintoi x A. repens (accesión 3) y 2 cultivares de A. pintoi, BRS Mandobi y Belmonte. Todos los genotipos presentaron buen establecimiento y buena cobertura del suelo en el primer año. Considerando los 3 años del experimento, el cultivar (cv.) Belmonte y las accesiones 2 y 4 presentaron los rendimientos de materia seca (MS) más altos, con promedios de 8.8, 8.5 y 8.8 t MS/ha por año, respectivamente, mientras que cv. BRS Mandobi y la accesión 6 fueron los menos productivos, con promedios de 5.7 y 5.6 t MS/ha por año, respectivamente. La mayoría de los genotipos mostraron una cobertura del suelo superior a 80% durante la duración del estudio; no obstante el cv. BRS Mandobi y las accesiones 6 y 8 presentaron una reducción al 5060% al finalizar el tercer año. En total, la concentración promedio de proteína cruda fue de 166 g/kg con un rango de 154-182 g/kg entre genotipos. Las concentraciones de minerales no mostraron mayores variaciones entre genotipos y se consideraron marginales a adecuadas para leguminosas forrajeras tropicales. En conclusión, las accesiones 2 y 4 de A. pintoi (BRA-039799 y BRA-039187, respectivamente) mostraron ser las opciones más promisorias bajo las condiciones edafoclimáticas del sitio experimental. Se requieren esfuerzos para mejorar la producción de semilla de estos materiales para lograr una mayor adopción por los productores. Además su persistencia bajo pastoreo y su impacto en la producción deben demostrarse.

Effects of deferred forage as winter cover on spring growth of the tropical grasses Chloris gayana and Panicum coloratum

Abstract This pot study assessed the effects of deferring forage during autumn and leaving as winter cover on reducing cold damage to plants of 2 tropical (C4) grasses (Chloris gayana and Panicum coloratum) in a temperate environment in La Plata, Buenos Aires, Argentina. Mature plants were subjected to the following treatments: (i) autumn-deferred forage retained (DF) as control; and (ii) autumn-deferred forage removed (DFR) cutting at 15 cm from soil level at beginning of winter. This experiment had 10 replicates per treatment and 1 plant per pot (experimental unit). Plants of both species were extracted from a commercial beef farm and transplanted into an experimental garden in pots where they grew outdoors from 2 February to 23 May (111 days) when treatments were applied. After winter, both grasses were cut to 15 cm in early spring (27 September) and spring growth was measured in November. Shoot biomass was harvested at ground level and separated into lower and upper layers (above and below 15 cm), leaf blades, sheaths and stolons. Daily air temperature, relative humidity and frost events were registered. Allometric analysis of shoot biomass was performed to determine the stress incidence by cold. DF plants achieved 55-80% higher shoot biomass than DFR plants during spring in both species. The allometric analysis revealed for P. coloratum significant relationships between shoot biomass from plant compartments (lower and upper layers, leaf blade and sheath) and total shoot biomass in both treatments, indicating good cold tolerance. However, for C. gayana, unlike DF plants, DFR plants were strongly stressed, showing a lack of shoot biomass fit. These results suggest that deferring autumn forage growth and retaining as winter cover may improve survival during winter and productivity during spring of these two tropical grasses in temperate pastoral systems. However, the study needs to be repeated under field conditions and under grazing or cutting over a number of years in different situations to verify these preliminary results.

Resumen En La Plata, Buenos Aires, Argentina, en un experimento en macetas a aire libre (condiciones de luz y temperatura naturales) se evaluó el efecto del forraje diferido como cobertura invernal en 2 gramíneas tropicales C4 (Chloris gayana y Panicum coloratum). Plantas adultas fueron extraídas de un establecimiento ganadero, trasplantadas a macetas en un jardín experimental y, después de crecer durante 111 días, sometidas el 23 de Mayo a los tratamientos: (1) control [sin remoción del forraje diferido de otoño (DF)]; y (2) remoción del forraje diferido de otoño (DFR) después de un corte a 15 cm del suelo. Se utilizaron 10 repeticiones por tratamiento y una planta por maceta (unidad experimental). Las plantas fueron cosechadas el 27 de Septiembre (después del invierno) y nuevamente en Noviembre, mediante corte a ras del suelo, para medir la biomasa del rebrote primaveral en los estratos superior (>15 cm) e inferior (<15 cm sobre el suelo), láminas, vainas y estolones. Se realizó un análisis alométrico para dilucidar la incidencia del estrés por frio y se registraron la temperatura del aire, la humedad relativa y la ocurrencia de heladas. Las plantas con forraje diferido alcanzaron una mayor biomasa (55-80%) que aquellas con remoción del forraje. Panicum coloratum mostró un ajuste significativo entre la biomasa total y la biomasa de los diferentes estratos para ambos tratamientos, mostrando buena tolerancia al estrés por frio. Por otro lado, C. gayana mostró falta de ajuste de la biomasa y un mayor estrés por la remoción del forraje, mientras que las plantas sin remoción presentaron menor daño por frío y un mayor ajuste. La cobertura invernal del forraje diferido podría mejorar la productividad y supervivencia de estas especies forrajeras cuando son utilizadas en sistemas pastoriles templados. Estos resultados preliminares deben ser evaluados en condiciones de campo durante un mayor número de años, considerando diferentes estrategias de pastoreo.

Evaluation of yield and forage quality in main and ratoon crops of different sorghum lines

Abstract Improving the yield and quality of sorghum (Sorghum bicolor) forage for livestock feeding is a major breeding objective, because of sorghum's inherently high biomass accumulation, high productivity per unit water utilized and its ability to produce a ratoon crop after harvesting of the plant crop. Newly bred sorghum lines, including 36 lines falling in 5 different categories, i.e. 12 experimental dual-purpose lines, 6 germplasm accessions from the ICRISAT collection, 11 commercial varieties and hybrids, 6 forage varieties and 1 bmr mutant line, were evaluated in terms of fodder yield, quality and ratooning ability. The main crop produced more dry biomass (P<0.05) at 80 days after planting (mean 22.87 t DM/ha; range 17.32-33.82 t DM/ha) than the ratoon crop (mean 8.47 t DM/ha; range 3.2-17.42 t DM/ha) after a further 80 days of growth. Mean nitrogen concentration in forage did not differ greatly between main and ratoon crops (2.56 vs. 2.40%, respectively) but there was wide variation between lines (2.06-2.89%). The line N 610 recorded highest N percentage of 2.89%, followed by SSG 59 3 (2.86%) and SX 17 (2.81%). Highest acid detergent fiber % was recorded by ICSV 12008 (42.1%), closely followed by CO 31 and IS 34638 (40.0%). The least acid detergent lignin % was observed in MLSH-296 Gold (3.59%), ICSV 700 (3.75%) and ICSSH 28 (3.83%). Metabolizable energy concentration was highest in N 610, Phule Yashodha and SX 17 (mean 8.34 MJ/kg DM), while in vitro organic matter digestibility ranged from 52.5 to 62.6%. The main crop contained much higher mean concentrations of the cyanogenic glycoside, dhurrin, than the ratoon (639 vs. 233 ppm, respectively) with ranges of 38 to 2,298 ppm and 7 to 767 ppm, respectively. There was no significant correlation between dhurrin concentration and dry biomass yield so breeding and selection for low dhurrin concentrations should not jeopardize yields. Hence, breeding for sorghum can target simultaneously both quality and biomass improvement.

Resumen Mejorar el rendimiento y la calidad del forraje para la alimentación del ganado es un objetivo importante de fitomejoramiento en sorgo (Sorghum bicolor), debido al alto potencial de la especie para acumular biomasa, su alta productividad por unidad de agua utilizada y su capacidad de rebrotar después de la primera cosecha. En un experimento de campo en Patancheru, India, fueron evaluadas por rendimiento de forraje, calidad nutritiva y capacidad de rebrote 36 líneas nuevas de sorgo de 5 categorías diferentes: 12 líneas experimentales de doble propósito (grano, forraje); 6 accesiones de germoplasma de la colección del ICRISAT; 11 variedades e híbridos comerciales; 6 variedades forrajeras; y 1 línea de mutante bmr. En la primera cosecha, realizada 80 días después de la siembra, la producción promedio de MS fue de 22.87 t/ha, con un rango de 17.32-33.82 t/ha), mientras que en la segunda, realizada 80 días después de la primera, disminuyó (P <0.05) alcanzando un promedio de 8.47 t/ha (rango 3.2-17.42 t/ha). La concentración promedio de nitrógeno en el forraje no varió entre cortes (2.56 vs. 2.40%, respectivamente), pero sí se observó una alta variación entre las líneas (2.06-2.89%). La línea N 610 presentó la mayor concentración de N (2.89%), seguida por las líneas SSG 59 3 (2.86%) y SX 17 (2.81%). La concentración más alta de fibra detergente ácida se registró para ICSV 12008 (42.1%), seguida por CO 31 e IS 34638 (40.0%). Los porcentajes más bajos de lignina detergente ácida se observaron en las líneas MLSH-296 Gold (3.59%), ICSV 700 (3.75%) e ICSSH 28 (3.83%). La mayor concentración de energía metabolizable (promedio de 8.34 MJ/kg MS) se presentó en las líneas N 610, Phule Yashodha y SX 17, mientras que la digestibilidad in vitro de la materia orgánica varió de 52.5 a 62.6%. En el forraje de la primera cosecha se encontraron concentraciones mucho más altas de dhurrina, un glucósido cianogénico, que en la soca (639 vs. 233 ppm, respectivamente), con rangos de 38 a 2,298 ppm y de 7 a 767 ppm, respectivamente. No se encontró correlación significativa entre la concentración de dhurrina y el rendimiento de materia seca, por lo que programas de fitomejoramiento y selección buscando concentraciones bajas de dhurrina no estarían comprometiendo el rendimiento. Por tanto, proyectos de fitomejoramiento de sorgo podrían enfocar simultáneamente tanto la calidad de la biomasa como su cantidad.