Tropical Grasslands-Forrajes Tropicales

Got forages? Understanding potential returns on investment in Brachiaria spp. for dairy producers in Eastern Africa

Abstract Production of livestock and dairy products in Sub-Saharan Africa struggles to keep pace with growing demand. The potential exists to close this gap in a climate-friendly way through the introduction of improved forage varieties of the Brachiaria genus. We assess the potential economic impact of the development and release of such varieties in 6 Eastern African countries using an economic surplus model. Results are presented across a range of potential scenarios involving different adoption rates and percentage increases in production. For all but the lowest levels of adoption and production increases, improved forages have the potential for positive return on investment. Using these results, we present formulae that help readers calculate the adoption rate or percentage increase in production necessary to achieve specific desired levels of net benefit. Overall, the model output suggests that investment in a forages research program related to the qualities of the forage itself as well as programs to enhance dissemination and adoption of new materials would be low risk and have high likelihood for positive outcomes, generating discounted net benefits in the order of multiple tens of millions of dollars over a 30-year time horizon.

Resumen La producción pecuaria, incluyendo la láctea, en África subsahariana exige un alto esfuerzo para mantenerse al ritmo de la creciente demanda. No obstante existe la posibilidad de cerrar esta brecha de una manera amigable con el clima mediante la introducción de variedades de forrajeras mejoradas del género Brachiaria. En el estudio se evaluó el potencial impacto económico del desarrollo y liberación de estas variedades en 6 países de África Oriental utilizando un modelo de excedentes económicos. Los resultados se presentan a través de un rango potencial de escenarios que implican diferentes tasas de adopción e incrementos porcentuales de producción. Para todos ellos, excepto los niveles más bajos de adopción y aumento de producción, los forrajes mejorados tienen el potencial de un retorno positivo en la inversión. Usando estos resultados, presentamos fórmulas que ayudan a los investigadores a calcular la tasa de adopción o aumento porcentual de la producción necesaria para lograr niveles deseados de beneficio neto. En general, el resultado del modelo sugiere que la inversión en un programa de investigación de forrajes y programas básicos de diseminación y adopción de nuevos materiales es de bajo riesgo y con alta probabilidad de obtener resultados positivos, generando beneficios netos en el orden de varias decenas de millones de dólares sobre un horizonte temporal de 30 años.

Variability for salt tolerance in a collection of Panicum coloratum var. makarikariense during early growth stages

Abstract Our aim was to investigate variability for salt tolerance in a collection of Panicum coloratum var. makarikariense of INTA EEA Rafaela, Argentina. Panicum coloratum is a C4 perennial grass to be potentially used to increase forage production in areas affected by abiotic factors which reduce their productivity. We evaluated the response of half-sib families from different accessions to increasing salt concentrations under growth chamber conditions. Germination percentage (GP), GP (% of control) and index of germination decreased with increasing salinity, while mean germination time increased (P<0.001). After being exposed to saline conditions ungerminated seeds were able to recover in distilled water and many germinated. Salt tolerance was more variable between families within accessions than between accessions in all evaluated variables. At the seedling stage, morphological and physiological variables allowed differentiation among families on the basis of salt tolerance. Molecular characterization by ISSR molecular markers demonstrated variability within parent material and grouped families by accessions. A positive but low correlation between morphological and molecular distances was detected (r = 0.24; P = 0.032). Nonetheless, even after selection, enough molecular variability remained within tolerant families grouped by principal components analysis. In summary, materials of P. coloratum var. makarikariense from INTA EEA Rafaela showed both morphological and genetic variability for salinity tolerance and the contrasting genotypes could be used as parent materials to conduct breeding studies to improve salt tolerance in this species.

Resumen El objetivo del trabajo fue determinar la variabilidad en tolerancia a la salinidad en una colección de Panicum coloratum var. makarikariense existente en la estación experimental (EEA) Rafaela, INTA, Argentina. Panicum coloratum es una gramínea perenne tipo C4 con potencial para incrementar la productividad ganadera en zonas afectadas por factores abióticos. En el estudio se evaluó la respuesta de familias de medios hermanos de diferentes accesiones de P. coloratum al incremento de la concentración salina. El porcentaje de germinación, la germinación con respecto al tratamiento control y el índice de germinación, disminuyeron con el incremento de la salinidad mientras el tiempo medio de germinación se incrementó (P<0.001). Las semillas sobrevivieron en agua destilada luego de ser expuestas a condiciones salinas. En salinidad, la variabilidad entre las familias dentro de las accesiones fue mayor que entre las accesiones, en todas las variables evaluadas. En estado de plántula, las variables morfológicas y fisiológicas mostraron diferencias entre las familias por tolerancia a la salinidad. La caracterización molecular mediante marcadores moleculares ISSR demostró la existencia de variabilidad en el material parental y agrupó las familias por accesiones. Entre las distancias morfológicas y moleculares se detectó una correlación positiva pero baja (r = 0.24; P = 0.032). No obstante, aún después de la selección, las familias agrupadas como tolerantes por el análisis de componentes principales mantuvieron suficiente grado de variabilidad. En conclusión, el material de P. coloratum var. makarikariense del INTA EEA Rafaela mostró variabilidad tanto morfológica como genética en tolerancia a la salinidad para ser utilizado como material parental para programas de selección.

How does seed size of Arachispintoi affect establishment, top-growth and seed production?

Abstract The adoption of Arachis pintoi in mixed pastures in the humid tropics remains limited to specific success cases, mainly because of high seed cost. The search for methods to reduce these costs is a key challenge towards promoting wider adoption of this legume in livestock production systems in the tropics. One possible option is to select for smaller seeds, which would allow lower sowing rates, while ensuring similar plant numbers. Alternatively, high seed production costs could be offset by utilizing forage from seed production fields for hay or silage prior to seed harvest. This study evaluated the effects of seed size on crop performance of A. pintoi cv. BRS Mandobi in a tropical forage + seed production system, plus the effects of harvesting forage during the growth stage on seed production. Parameters measured were: ground cover, height, pest and disease incidence, total forage and leaf yield plus seed yield and seed sizes. Smaller seeds resulted in morphologically smaller plants and lower forage mass during the initial phase of crop establishment. However, seed size had no effect on ground cover at the end of the establishment period or on seed production and quality. Harvesting forage during the growth cycle had no effect on seed production. This indicates the possibility of harvesting forage from seed crops of A. pintoi during growth without jeopardizing seed yields as a means of offsetting high costs of seed production. However, the study has failed to provide conclusive evidence whether variation in seed size in BRS Mandobi is mainly genetic or a response to micro-environmental conditions. Further studies with individual plants from BRS Mandobi are necessary to determine the heritability of seed size.

Resumen La adopción de Arachis pintoi en pasturas mixtas en el trópico húmedo se limita a casos específicos de éxito, principalmente debido al alto costo de la semilla. La búsqueda de métodos para reducir esos costos es un desafío clave para promover la adopción a gran escala de esta leguminosa en sistemas de producción pecuaria en el trópico. Una posible opción es seleccionar semillas más pequeñas, lo que permitiría tasas de siembra más bajas, pero un número de plantas similar. Además, la utilización de la masa forrajera de los campos de producción de semillas para heno o ensilaje puede compensar los altos costos de producción de semillas. Este estudio se realizó en Rio Branco, Acre, Brasil con el fin de: (1) evaluar el efecto del tamaño de la semilla en el establecimiento y la producción de A. pintoi cv. BRS Mandobi en un sistema tropical de producción de forraje + semilla, y (2) medir los efectos de la cosecha de forraje en la producción de semilla. Los parámetros evaluados fueron: cobertura del suelo, altura de planta, incidencia de plagas y enfermedades, producción de forraje total y rendimiento foliar; además, rendimiento y tamaño de semilla. Las semillas pequeñas produjeron igualmente plantas morfológicamente pequeñas y con menor masa de forraje durante el establecimiento. Sin embargo, el tamaño de la semilla no tuvo ningún efecto sobre la cobertura del suelo al final del período de establecimiento o sobre el rendimiento y la calidad de la semilla producida. La cosecha de forraje durante el período de crecimiento de A. pintoi no afectó la producción de semillas. Esto indica que la cosecha de forraje en los cultivos de semillas durante el crecimiento puede contribuir a compensar los altos costos de la producción de semillas. Los resultados no son concluyentes sobre si la variabilidad en el tamaño de la semilla en BRS Mandobi es debida principalmente a la genética o las condiciones microambientales. Se necesitan estudios con plantas individuales para inferir sobre la heredabilidad del tamaño de la semilla.

Effects offertilization of Brachiaria humidicola cv. Llanero on pasture productivity in the foothills region of the Llanos Orientales, Colombia

Resumen En una pastura de Brachiaria humidicola cv. Llanero no degradada, manejada con una fertilización de mantenimiento bianual durante 15 años, ubicada en un Oxisol ácido y de baja fertilidad en el Piedemonte llanero de Colombia, se evaluaron 3 tratamientos de fertilización: T1 - sin fertilización (testigo); T2 - fertilización básica (kg/ha: P 20, Ca 18, Mg 20, K 18, S 31 y N 18); y T3 - fertilización básica+urea (kg/ha: P 20, Ca 18, Mg 20, K 18, S 31 y N 110). Cada tratamiento estuvo compuesto por 4 potreros de 0.8 ha cada uno donde pastaron en forma secuencial grupos de toretes Cebú Brahman, con un período de ocupación de 7 días y un período de descanso de 21 días. Tanto en época lluviosa como seca la producción de forraje durante cada descanso fue más alta en T3 (1,540 y 940 kg MS/ha, respectivamente) que en T2 (979 y 665 kg MS/ha) y T1 (958 y 613 kg MS/ha). La fertilización básica+urea también aumentó la concentración de PC en el forraje en época lluviosa (9.9%, en comparación con 8.4 y 8.1% en T2 y T1, respectivamente). En 250 días de pastoreo del experimento, incluyendo 173 días de época lluviosa y 77 días de época seca, la producción de peso vivo por hectárea fue de 317, 599 y 870 kg/ha para T1, T2 y T3, respectivamente, con cargas animal de 2.2, 3.0 y 3.8 unidades animal/ha (1 UA = 400 kg peso vivo) en la época lluviosa, y 1.6, 2.1 y 3.2 UA/ha en la época seca, respectivamente. Las ganancias de peso vivo por animal y día fueron, en el mismo orden, 589, 782 y 878 g/an/día en la época lluviosa y 379, 642 y 721 g/an/día en la época seca. En términos económicos, T3 (fertilización básica+urea) representó un ingreso neto adicional de US$ 658/ha respecto al testigo y de US$ 349 respecto a T2. Mientras que el estudio presenta evidencia del potencial de la fertilización, sobre todo nitrogenada, de pasturas de B. humidicola cv. Llanero para la intensificación de la producción ganadera en la región, se requieren experimentos a largo plazo para confirmar la sostenibilidad de estos sistemas.

Abstract In the foothills region of the Llanos Orientales, Colombia the effects of 3 fertilizer treatments, based on regionally available fertilizers: T1 - no fertilizer (control); T2 - basic fertilizer (kg/ha: P 20, Ca 18, Mg 20, K 18, S 31 and N 18); and T3 - basic fertilizer + additional urea (kg/ha: P 20, Ca 18, Mg 20, K 18, S 31 and N 110), were studied on a non-degraded Brachiaria humidicola cv. Llanero pasture located on an acid, infertile Oxisol that had received biannual maintenance fertilizer for 15 years. Each treatment was composed of 4 paddocks of 0.8 ha each, which were rotationally grazed (7 days grazing and 21 days rest) by a group of Brahman Cebu bulls. Forage production during the rest periods was higher in T3 in both the rainy and dry seasons (1,540 and 940 kg DM/ha, respectively) than in T2 (979 and 665 kg DM/ha) and T1 (958 and 613 kg MS/ha). In T3 also CP concentration in rainy season forage was higher (9.9%) than in T2 and T1 (8.4 and 8.1%, respectively). After a total of 250 days of grazing during the rainy (173 days) and dry seasons (77 days), liveweight production was 317, 599 and 870 kg/ha for T1, T2 and T3, respectively, with stocking rates of 2.2, 3.0 and 3.8 animal units/ha (1 AU = 400 kg live weight) in the rainy and 1.6, 2.1 and 3.2 AU/ha in the dry season, respectively. Daily liveweight gains were, in the same order, 589, 782 and 878 g/animal/day in the rainy season and 379, 642 and 721 g/an/day in the dry season. In economic terms, T3 (basic fertilizer plus urea) represented an additional net income of $US 658/ha in comparison with the control treatment and $US 349/ha in comparison with T2. While the study provides evidence that fertilizing of pasture, particularly with N, has potential to contribute to intensification of livestock production in the region, long-term experiments are required to confirm the sustainability of such systems.

Ecological implications of bush encroachment on foraging behavior of dairy cows and goats at SUA farm, Morogoro, Tanzania

Abstract The study was carried out at SUA Magadu Farm to investigate the influence of bush encroachment in a native rangeland on foraging behavior and grazing distribution of dairy cows and goats. Characterization of bush in terms of woody density was done using the PCQ method. A mixture of animals (150 cows and 60 goats) were rotationally grazed on areas with 3 different levels of bush encroachment (dense - 60%; moderate - 35%; and open grassland - <5%) and grazing behavior of 3 cows and 3 goats was monitored. Six trained observers recorded behavior of these animals for 2 hours in the morning and 2 hours in the afternoon for 9 days on a rotational basis. There were significant interactions between animal species in terms of grazing behavior and level of bush encroachment. Both species spent similar amounts of time grazing on open grassland (>75% of total feeding time) but on treatments with moderate and dense bush encroachment levels goats spent at least 70% of their time browsing, while grazing time of cows did not change. Goats took many more bites than cows on all treatments and as a result spent more time walking than cows. The implications of these findings for management of bush encroachment are discussed. Further studies on nutritive values and chemical composition of key forage species in the study area are recommended as well as the changes in behavior with different seasons and the impacts on animal production.

Resumen En el SUA Magadu Farm, Morogoro (37°39' E, 06°05' S; 500-600 msnm), Tanzania, se evaluó el efecto de la colonización de especies leñosas (sobre todo Acacia spp.) en el comportamiento del pastoreo de vacas y cabras lecheras en un pastizal nativo compuesto por una diversidad de gramíneas de variable utilidad forrajera. Las lecturas de la densidad de especies leñosas (matorrales) se hizo utilizando el método PCQ. Para el efecto, se empleó un grupo de animales compuesto por una mezcla de 150 vacas y 60 cabras que pastaron en forma rotacional en áreas con 3 niveles diferentes de densidad de vegetación leñosa (denso - 60%, moderado - 35% y campo abierto - <5%). Se escogieron al azar 3 vacas y 3 cabras para la toma de datos por 6 observadores entrenados, quienes registraron el comportamiento de estos animales durante 2 horas en la mañana y 2 horas en la tarde por un período de 9 días en forma rotatoria. Los resultados mostraron interacciones (P<0.05) entre las especies animal en términos de comportamiento del pastoreo, y la densidad de las especies leñosas. En campo abierto tanto las vacas como las cabras permanecieron períodos similares de tiempo pastando (>75% del total de tiempo usado para pastoreo más ramoneo); por otra parte, en los niveles moderados y densos de vegetación leñosa las cabras permanecieron al menos 70% de su tiempo ramoneando, mientras que el tiempo de pastoreo de las vacas no cambió. Las cabras tomaron un número muy mayor de bocados que las vacas en todos los tratamientos y consecuentemente pasaron más tiempo caminando que las vacas. Se discuten las implicaciones de estos resultados para el manejo de las especies leñosas en pastizales. Se recomiendan estudios sobre el valor nutritivo y la composición química de las especies forrajeras más importantes en el área de estudio, así como sobre los cambios en el comportamiento de pastoreo en función de la época de año y su impacto en la producción animal.