Tropical Grasslands-Forrajes Tropicales

Tropical forage legumes for environmental benefits: An overview

Abstract Ruminant livestock production in the tropics, particularly when based on pastures, is frequently blamed for being detrimental to the environment, allegedly contributing to: (1) degradation and destruction of ecosystems, including degradation and loss of soil, water and biodiversity; and (2) climate change (global warming). In this paper we argue that, rather than being detrimental, tropical forage legumes can have a positive impact on the environment, mainly due to key attributes that characterize the Leguminosae (Fabaceae) family: (1) symbiotic nitrogen fixation; (2) high nutritive value; (3) deep-reaching tap-root system; (4) wide taxonomic and genetic diversity; and (5) presence of particular secondary metabolites. Although there are also potential negative aspects, such as soil acidification and the risks of introduced legumes becoming invasive weeds, we submit that legumes have potential to contribute significantly to sustainable intensification of livestock production in the tropics, along with the provision of ecosystem services. To further assess, document and realize this potential, research for development needs in a range of areas are indicated.

Resumen La producción ganadera de rumiantes en el trópico, especialmente cuando es basada en pasturas, frecuentemente es considerada como perjudicial para el medio ambiente, ya que supuestamente contribuye con: (1) la degradación y destrucción de ecosistemas, incluyendo la pérdida de suelo, agua y biodiversidad; y (2) el cambio climático (calentamiento global). En el artículo se exponen argumentos para mostrar que, en lugar de ser perjudiciales, las leguminosas forrajeras tropicales pueden impactar positivamente en el medio ambiente, principalmente debido a sus atributos clave que son característicos de la familia de las Leguminosae (Fabaceae): (1) fijación simbiótica de nitrógeno; (2) alto valor nutritivo; (3) sistema de raíz pivotante profundo; (4) amplia diversidad taxonómica y genética; y (5) presencia de metabolitos secundarios particulares. Aunque se deben reconocer aspectos negativos como la contribución potencial a la acidificación del suelo y el riesgo de convertirse en malezas invasoras, concluimos que las leguminosas forrajeras tienen un potencial significativo para contribuir a la intensificación sostenible de la producción ganadera en el trópico, junto con la prestación de servicios ecosistémicos. Sugerimos una serie de áreas donde se requiere de investigación para evaluar más a fondo, documentar y realizar este potencial.

Soil attributes of a silvopastoral system in Pernambuco Forest Zone

Abstract This research evaluated soil properties in a silvopastoral system using double rows of tree legumes. Treatments were signalgrass (Brachiaria decumbens) in monoculture or in consortium with sabiá (Mimosa caesalpiniifolia) or gliricidia (Gliricidia sepium). Treatments were arranged in a complete randomized block design, with 4 replications. Response variables included chemical characteristics and physical attributes of the soil. Silvopastoral systems had greater (P<0.001) soil exchangeable Ca (gliricidia = 3.2 and sabiá = 3.0 mmolc/dm3) than signalgrass monoculture (2.0 mmolc/dm3). Water infiltration rate was greater within the tree legume double rows (366 mm/h) than in signalgrass (162 mm/h) (P = 0.02). However, soil moisture was greater in signalgrass pastures (15.9%) (P = 0.0020) than in silvopastures (14.9 and 14.8%), where soil moisture levels increased as distance from the tree rows increased. Conversely, the light fraction of soil organic matter was greater within the tree legume double rows than in the grassed area (P = 0.0019). Long-term studies are needed to determine if these benefits accumulate further and the productivity benefits which result.

Resumen Entre enero 2012 y diciembre 2013 en Itambé, Pernambuco, Brasil, se evaluaron algunas propiedades físicas y químicas del suelo en un sistema silvopastoril, utilizando filas dobles de leguminosas arbóreas. Los tratamientos consistieron en Brachiaria decumbens sola o en asociación con sabiá (Mimosa caesalpiniifolia) o gliricidia (Gliricidia sepium) en un diseño de bloques completos al azar, con 4 repeticiones. Los sistemas silvopastoriles presentaron mayor contenido (P<0.001) de calcio intercambiable (gliricidia = 3.2 y sabiá = 3.0 mmolc/dm3) comparados con la gramínea sola (2.0 mmolc/dm3). La tasa de infiltración de agua fue mayor en el suelo dentro de las filas dobles de los árboles leguminosos (366 mm/h) en comparación con la gramínea sola (162 mm/h) (P = 0.02). No obstante, la humedad fue más alta en el suelo con gramínea (15.9%) (P = 0.0020) comparada con los sistemas silvopastoriles (14.9 y 14.8%, respectivamente para sabiá y gliricidia). La humedad en el suelo aumentó con la distancia a partir de la línea de árboles. Por el contrario, la fracción ligera de la materia orgánica del suelo fue mayor (P = 0.0019) dentro de las filas dobles de árboles (0.071 mg/kg) comparada con el suelo fuera de la línea de árboles. Se requieren estudios a largo plazo para determinar si estos beneficios continuan acumulándose y si resultan en mayor productividad.

Germination of tropical forage seeds stored for six years in ambient and controlled temperature and humidity conditions in Thailand

Abstract The germination performances of fresh seed lots were determined for 5 tropical forage species: Mulato II hybrid brachiaria [Urochloa ruziziensis (syn. Brachiaria ruziziensis) x U. decumbens (syn. B. decumbens) x U. brizantha (syn. B. brizantha)], Mombasa guinea [Megathyrsus maximus (syn. Panicum maximum)], Tanzania guinea [M. maximus (syn. P. maximum)], Ubon paspalum (Paspalum atratum) and Ubon stylo (Stylosanthes guianensis), stored under ambient conditions in Thailand (mean monthly temperatures 23-34 °C; mean monthly relative humidity 40-92%) or in a cool room (18-20 °C and 50% relative humidity) for up to 6 years. The first paper of this study showed all seeds, except unscarified Ubon stylo seed, were dead after a single year of storage in ambient conditions. This second paper shows that cool-room storage extended seed viability, but performance varied considerably between species. Germination percentage under laboratory conditions declined to below 50%, after 3 years storage for Mombasa guinea seed and Tanzania guinea seed, 4 years for Ubon paspalum seed and 4-5 years for Mulato II seed. Ubon stylo seed maintained high germination for 5 years, in both cool-room storage (96%) and ambient-room storage (84%). Apparent embryo dormancy in acid-scarified Mulato II seed steadily increased with time in cool-storage and this seed had to be acid-scarified again each year at the time of germination testing to overcome dormancy. Physical dormancy of Mulato II seeds, imposed by the tightly bound lemma and palea in unscarified seed, was not overcome by length of time in cool-storage and these seeds had to be acid-scarified to induce germination. Hardseeded percentage in Ubon stylo seed remained high throughout the study and could be overcome only by acid-scarification. The difficulties of maintaining acceptable seed germination percentages when storing forage seeds in the humid tropics are discussed.

Resumen En Tailandia se determinó la germinación de semilla de 5 cultivares de forrajeras tropicales: Urochloa híbrido cv. Mulato II, Megathyrsus maximus cv. Mombasa, M. maximus cv. Tanzania, Paspalum atratum cv. Ubon, y Stylosanthes guianensis cv. Ubon stylo, almacenadas bajo condiciones ambientales (temperaturas promedio mensuales 23-34 °C; humedad relativa 40-92%) o controladas en cuarto frío (18-20 °C; 50% humedad relativa) durante 6 años. Mientras en un estudio previo se encontró que bajo condiciones ambientales todas las semillas, excepto las de Ubon stylo no escarificadas con ácido, perdieron su viabilidad después de 1 año de almacenamiento, en este segundo estudio se encontró que el almacenamiento en cuarto frío prolongó su viabilidad, aunque con una alta variabilidad entre especies. La germinación bajó a <50% después de 3 años de almacenamiento para M. maximus cvs. Tanzania y Mombasa, 4 años para Paspalum atratum cv. Ubon y 4-5 años para Urochloa híbrido cv. Mulato II. La semilla de S. guianensis cv. Ubon-stylo mantuvo una alta germinación durante 5 años de almacenamiento tanto en cuarto frío (96%) como bajo condiciones ambientales (85%). La dormancia del embrión en las semillas de cv. Mulato II, escarificadas con ácido, aumentó constantemente con el tiempo de almacenamiento en cuarto frío; por tanto, para romperla fue necesario escarificar la semilla con ácido nuevamente cada año en el momento de la prueba de germinación. De la misma forma, la dormancia física de las semillas del cv. Mulato II impuesta por la lemma y pálea fuertemente unidas en semillas no escarificadas con ácido, no se rompió con el tiempo de almacenamiento en cuarto frío, por lo que fue necesario escarificar con ácido para inducir la germinación. El porcentaje de semilla dura de S. guianensis cv. Ubon-stylo permaneció muy alto durante todo el estudio y la germinación solo se pudo inducir mediante escarificación con ácido. Se discuten las dificultades para mantener la germinación de las semillas y almacenar semilla de forrajeras en el trópico húmedo.

Evaluation of growth parameters and forage yield of Sugar Graze and Jumbo Plus sorghum hybrids under three different spacings during the maha season in the dry zone of Sri Lanka

Abstract A field experiment to evaluate the growth parameters and fodder yields of Sugar Graze and Jumbo Plus under occasional irrigation was conducted at 3 different plant spacings (30 x 15, 30 x 45 and 30 x 60 cm) on a red-yellow latosol in the dry zone of Sri Lanka from August 2015 to January 2016. The design was a randomized block with 3 replications. Initial harvesting of fodder was done 60 days after planting and 2 ratoon yields were assessed at successive 60-day intervals. Plant spacing was inversely related (P<0.05) to dry matter (DM) yield with the narrowest spacing (30 x 15 cm) producing yields of 14.1 t DM/ha for Sugar Graze and 12.6 t DM/ha for Jumbo Plus at the initial harvest. Plant spacing also influenced leaf area, stem girth, root length and plant height in the initial harvest. Sugar Graze produced higher yields than Jumbo Plus at the initial and second ratoon harvests. Yields from ratoon crops were about 30% of those for the initial harvest. Further studies are needed to determine how these findings apply under the low-rainfall conditions of the yala season, and chemical analyses and animal feeding studies would provide valuable information on the nutritional value of the different forages.

Resumen En un latosol rojo-amarillo de la zona seca al norte de Sri Lanka entre agosto de 2015 y enero de 2016 se evaluaron algunas características de crecimiento y los rendimientos de forraje de los cultivares Sugar Graze y Jumbo Plus bajo riego ocasional usando 3 distancias de siembra (30 x 15, 30 x 45 y 30 x 60 cm). Los tratamientos se dispusieron en un diseño de bloque al azar con 3 repeticiones. La primera cosecha de forraje se realizó 60 días después de la siembra, seguida por 2 cosechas de rebrote a un intervalo de 60 días cada una. Los resultados mostraron que la distancia de siembra se relacionó de manera inversa (P<0.05) con el rendimiento de materia seca (MS), siendo este más alto (14.1 t MS/ha) en la distancia 30 x 15 cm en la primera cosecha para el cv. Sugar Graze en comparación con el cv. Jumbo Plus (12.6 t MS/ha). La distancia de siembra también influyó en el área foliar, el grosor del tallo, la longitud de las raíces y la altura de la planta en la primera cosecha. Sugar Graze produjo mayores rendimientos que Jumbo Plus en la primera cosecha y en la segunda cosecha de rebrote. Los rendimientos en las dos cosechas de rebrote fueron de alrededor del 30% de la primera cosecha. Se requieren estudios adicionales para determinar cómo se comparan estos resultados con los que se puedan obtener en época seca (temporada yala). Además, análisis químicos y estudios nutricionales con animales proporcionarían información valiosa sobre el valor nutritivo de los diferentes forrajes.

Variation in carbohydrate and protein fractions, energy, digestibility and mineral concentrations in stover of sorghum cultivars

Abstract The nutritional attributes of stover from 11 sorghum cultivars (SP 18005A x 220-2,3,6,7; PC-5; GGUB44 x SSG-59-3; ICSV-700; CSV-17; NRF-526; FM-1; SPV-1616; PVK-809; UPMC-503; and HC-308), selected on the basis of their diverse genetic backgrounds and use, were evaluated to aid in selecting parents superior in protein concentration and digestibility for use in sorghum breeding programs. Samples of stovers were collected after grain harvesting and analyzed. The CP concentrations in different cultivars differed (3.7-6.7%; P<0.05) as did NDF, ADF, cellulose and lignin concentrations (P<0.05). Total carbohydrate, non-structural carbohydrate and structural carbohydrate concentrations differed (P<0.05) amongst cultivars as did carbohydrate fractions (CA, CB1, CB2, CC; P<0.05). Protein fractions (Pb1, Pb2, Pb3 and Pc) except Pa differed (P<0.05). Concentrations of stover protein fractions Pa and Pb3 were lower than Pb1, Pb2 and Pc. Unavailable protein fraction Pc was highest (P<0.05) in stover of SPV-1616 (36.8% CP) and lowest in ICSV-700 (20.4% CP). Concentrations of gross energy (GE), digestible energy (DE), metabolizable energy (ME) and total digestible nutrients (TDN) varied (P<0.05) and ICSV-700 had highest concentrations of DE, ME and TDN (2.60 kcal/g DM, 2.13 kcal/g DM and 59.0%, respectively). Energetic efficiency for maintenance (NEm), lactation (NEl) and growth (NEg) differed (P<0.05) with ranges of 1.13-1.42, 0.41-0.70 and 0.95-1.33 kcal/g DM, respectively. Values for estimated DM intake, estimated digestible DM and relative feed value for stovers also varied (P<0.05) with ranges of 1.76-2.19%, 55.3-61.4% and 75.4-104.1%, respectively. In vitro dry matter digestibility was highest (P<0.05) for cultivars PVK-809 (55.7%) and ICSV-700 (54.3%). Macro- and micro-mineral concentrations also differed (p<0.05) across cultivar stovers. The wide genetic variability for nutritional attributes in stovers of sorghum cultivars indicates significant potential for improvement of stover quality through sorghum improvement programs, but care needs to be taken that grain and stover yields do not suffer.

Resumen En Hyderabad, India se evaluaron los atributos nutritivos de residuos de cosecha (rastrojo) de 11 cultivares de sorgo de grano (SP 18005A x 220-2,3,6,7; PC-5; GGUB44 x SSG-59-3; ICSV-700; CSV-17; NRF-526; FM-1; SPV -1616; PVK-809; UPMC-503; y HC-308), seleccionados por su diversidad genética y formas de uso, con el objeto de identificar líneas parentales superiores por concentración de proteína y digestibilidad, para uso eventual en programas de fitomejoramiento. Las concentraciones de proteína cruda difirieron entre los cultivares (3.7-6.7%; P<0.05) al igual que las concentraciones de NDF, ADF, celulosa y lignina (P<0.05). También difirieron (P<0.05) las concentraciones de carbohidratos totales, no estructurales y estructurales, y las fracciones de carbohidratos (Ca, Cb1, Cb2, Cc). Con excepción de Pa, las demás fracciones de proteína (Pb1, Pb2, Pb3 y Pc) también difirieron (P<0.05). Las concentraciones de las fracciones proteicas Pa y Pb3 fueron inferiores a Pb1, Pb2 y Pc. La mayor (P<0.05) fracción de proteína no disponible (Pc) se encontró en el rastrojo de SPV-1616 (36.8% CP) y la más baja en ICSV-700 (20.4% CP). Las concentraciones de energía bruta, energía digestible, energía metabolizable y nutrientes digestibles totales (NDT) variaron entre los cultivares (P<0.05); ICSV-700 presentó las concentraciones más altas de energía digestible y metabolizable, y NDT (2.60 kcal/g MS, 2.13 kcal/g MS y 59.0%, respectivamente). La eficiencia energética para mantenimiento, lactancia y crecimiento difirieron entre los cultivares (P<0.05) con rangos de 1.13-1.42, 0.41-0.70 y 0.95-1.33 kcal/g de MS, respectivamente. El consumo estimado de MS, la MS digestible estimada y el valor relativo del alimento para los rastrojos también variaron (P<0.05) con rangos de 1.76-2.19%, 55.3-61.4% y 75.4-104.1%, respectivamente. La digestibilidad in vitro más alta de la MS (P<0.05) se encontró con los cultivares PVK-809 (55.7%) e ICSV-700 (54.3%). Las concentraciones de macro- y micro-minerales también variaron (P<0.05) entre cultivares. La amplia variabilidad genética de los atributos nutritivos en los rastrojos de los cultivares de sorgo indica un potencial significativo para mejorar la calidad del rastrojo a través de programas de fitomejoramiento, pero se debe considerar el riesgo de comprometer los rendimientos de grano y rastrojo.

Long-term assessment of a new rotational-grazing management strategy called PUP-grazing (proportion of un-grazed pasture)

Resumen Una nueva estrategia de pastoreo rotativo - Renopa (remanente no pastado) - fue comparada productiva y económicamente con el pastoreo rotativo tradicional (PRT) en pasturas de Axonopus catarinensis durante dos periodos (2013/14 y 2015/16) en la provincia de Misiones, Argentina, utilizando terneros de cruza Cebú. El promedio del remanente no pastado del Renopa y el PRT fue 11.5 y 3.4% del área de pastura, respectivamente. La ganancia diaria de peso fue significativamente más alta (P<0.05) para el Renopa que para el PRT (606 vs. 420 g/día). La ganancia de peso por hectárea también fue 35% más alta para el Renopa (194 vs. 144 kg/ha por periodo). El ingreso bruto por hectárea fue mucho más alto para el Renopa (US$ 85.7 vs. 8.4/ha por periodo). Concluimos que el Renopa tiene un alto potencial para mejorar la productividad de pasturas de A. catarinensis.

Abstract A new rotational-grazing management strategy called PUP-grazing (proportion of un-grazed pasture, which is the estimated percentage of pasture vegetation without signs of being consumed) was compared with the traditional rotational-grazing management strategy (TGMS, which is based on residual sward height) using Brahman cross steers on Axonopus catarinensis over two periods (2013/14 and 2015/16) in Misiones, Argentina. The proportion of un-grazed pasture for PUP and TGMS was 11.5 and 3.4%, respectively, of the pasture area. Average daily liveweight gain/animal was significantly higher for PUP than for TGMS (606 vs. 420 g/d; P<0.05) while liveweight gain per hectare was 35% greater for PUP (194 vs. 144 kg/ha/period). The gross margin per hectare was much higher for PUP than for TGMS (US$ 85.7 vs. 8.4/ha/period). These results indicate that on A. catarinensis pastures PUP-grazing has the potential for greater animal and economic performance than the TGMS.