Efecto de los cultivos de maíz (Zea mays L.) o vigna (Vigna unguiculata) (L.) Walp) sobre el crecimiento de tres gramíneas forrajeras cuando se establecen en asocio, en Turrialba, Costa Rica

Tesis (Mag Sc)

Inglés. The present work was carried out to study the effect of corn (Zea mays L.) or vigna (Vigna unguiculata (L.) Walp) cultivars on the growth of P. purpureum cv. Mott, Brachiaria brizantha CIAT 6780 (cv. Marandú) and B. dictyoneura CIAT 6133 (cv. Llanero); as well as the feasibility of establishment in association. The work was conducted at the Experimental Station of the Tropical Livestock Area of CATIE, located in Turrialba (Costa Rica), between December 1990 and July 1991. A Randomized Complete Block Design was used, with four replications and the treatments were defined by the factorial arrangement of the two crops with the three forage grasses. Additionally, there were monoculture treatments of forage species and crops. Both crops and forage grasses were planted simultaneously. For forage species, aerial biomass production and leaf area were measured at the phenological stages of tillering, stem elongation, before the beginning of flowering, beginning of flowering and full flowering. In crops, these measurements were made in the growth stages of corn corresponding to V1, R1, R4, R6, R7 and in vines corresponding to V4, R4, R6, R7 and R8. Additionally, grain yield was measured in the crops. These data were used to generate the indices for the morphological, physiological and agronomic components. Maximum total aboveground biomass, aboveground biomass increments and grain yield were analyzed using analysis of variance. Aerial biomass production and leaf-to-stem ratio data were fitted to different regression models in order to verify their trends over time. Additionally, the production costs of the crops and the additional costs for the establishment of the pasture, when grown in association, were estimated. Forage grasses responded differently to the association with corn or vigna crops, in relation to the response variables. P. purpureum cv. Mott, B. brizantha and B. dictyoneura showed a reduction in maximum total aboveground biomass of 56 and 51 percent, 62 and 64 percent, and 32 and 90 percent with respect to monoculture, when established in association with corn or vigna, respectively. In all treatments except the B. dictyoneura/vigna association, changes in aboveground biomass production and leaf area as a function of time were defined by exponential regression models. The association with maize or vigna delayed the time of manifestation of the different growth phases in forage grasses, as well as flowering in B. brizantha and B. dictyoneura. In the case of P. purpureum, flowering did not occur during the experimental period. In maize and vigna, the total aerial biomass and grain yield were not affected by the association with forage grasses; however, the monoculture outperformed the associations, obtaining grain yields of 5,954.21 and 2,564.17 kg/ha in maize and vigna, respectively. Grain reductions were a maximum of 7 and 6 percent for corn and vigna, respectively. It is considered that at the commercial level, to cover the production costs of the crops and the additional costs for the establishment of the pasture (break-even point), when grown in association, it will be necessary to obtain a minimum yield of 3,747 and 1,443 kg/ha (68 and 60 percent) of the yield obtained at the experimental level for corn and vigna, respectively. In general terms, the forage species competed more efficiently for limiting resources with the corn crop than with the vigna crop. The establishment of the three forage grasses in association with corn is feasible and is considered an acceptable option, because it allows the growth of the forage species and, at the same time, the production of grain, which allows covering the additional costs of establishing the pasture. It is recommended that when establishing pastures in association with grain legume crops, cultivars with indeterminate growth habit such as the Chiricano variety of vigna should not be used, because they strongly interfere with the penetration of light into the canopy of the forage species, reducing their photosynthetic efficiency and consequently their growth. It is recommended to continue the studies of the physiological response in the maize-grass association, modifying some agronomic planting practices, such as topological and chronological arrangements.

Español; castellano. El presente trabajo se efectuó con el objeto de estudiar el efecto de los cultivos de maíz (Zea mays L.) o de la vigna (Vigna unguiculata (L.) Walp) sobre el crecimiento de P. purpureum cv. Mott, Brachiaria brizantha CIAT 6780 (cv. Marandú) y B. dictyoneura CIAT 6133 (cv. Llanero); así, como la factilidad de establecimiento en asocio. El trabajo se condujo en la Estación Experimental del Area de Ganadería Tropical del CATIE, localizada en Turrialba (Costa Rica), entre diciembre de 1990 y julio de 1991. Se utilizó un Diseño de Bloques Completos al Azar, con cuatro repeticiones y los tratamientos estuvieron definidos por el arreglo factorial de los dos cultivos con las tres gramíneas forrajeras. Adicionalmente se tuvieron tratamientos de monocultivo de las especies forrajeras y de los cultivos. La siembra, tanto de los cultivos como de las gramíneas forrajeras, se hizo en forma simultánea. En las especies forrajeras se midió la producción de biomasa aérea y el área foliar, en los estadios fenológicos de macollamiento, elongación de tallos, previos al inicio de la floración, inicio de floración y plena floración. En los cultivos, éstas mediciones se hicieron en los estados de crecimiento del maíz correspondiente a V1, R1, R4, R6, R7 y en vigna los correspondientes a V4, R4, R6, R7 y R8. Adicionalmente, en los cultivos se midió el rendimiento en grano. Estos datos se utilizaron para generar los índices para los componentes morfológicos, fisiológicos y agronómicos. La biomasa aérea total máxima, los incrementos en biomasa aérea y el rendimiento en grano, se analizaron utilizando el Análisis de Varianza. Los datos de producción de biomasa aérea y relación hoja/tallo, se ajustaron a diferentes modelos de regresión, con el fin de verificar sus tendencias a través del tiempo. Adicionalmente, se estimaron los costos de producción de los cultivos y los costos adicionales para el establecimiento de la pastura, cuando se cultivan en asocio. Las gramíneas forrajeras respondieron en forma diferente al asocio con los cultivos de maíz o de vigna, en relación a las variables de respuesta. P. purpureum cv. Mott, B. brizantha y B. dictyoneura mostraron una reducción en biomasa aérea total máxima de 56 y 51 por ciento, 62 y 64 por ciento, y 32 y 90 por ciento con respecto al monocultivo, cuando se establecieron en asocio con maíz o vigna, respectivamente. En todos los tratamientos, excepto el asocio B. dictyoneura/vigna, los cambios en la producción de biomasa aérea y el área foliar en función del tiempo, quedaron definidos por modelos de regresión exponencial. El asocio con maíz o vigna retrasó el momento de la manifestación de las diferentes fases del crecimiento en las gramíneas forrajeras, así como la floración en B. brizantha y B. dictyoneura. En el caso de P. purpureum la floración no se manifestó durante el período experimental. En los cultivos de maíz y vigna, la biomasa aérea total y el rendimiento de grano no fueron afectados por el asocio con las gramíneas forrajeras; sin embargo, el monocultivo superó a los asocios, obteniendo un rendimiento de grano de 5,954.21 y 2,564.17 kg/ha en maíz y vigna, respectivamente. Las reducciones en grano fueron como máximo de 7 y 6 por ciento para el maíz y vigna, respectivamente. Se considera que a nivel comercial, para cubrir los costos de producción de los cultivos y los costos adicionales para el establecimiento de la pastura (punto de equilibrio), cuando se cultivan en asocio, se requerirá obtener como mínimo un rendimiento de 3,747 y 1,443 kg/ha (68 y 60 por ciento) del rendimiento obtenido a nivel experimental para maíz y vigna, respectivamente. En términos generales las especies forrajeras compitieron más eficientemente por los recursos limitantes con el cultivo de maíz que con el cultivo de vigna. El establecimiento de las tres gramíneas forrajeras en asocio con maíz es factible y se considera como una opción aceptable, debido a que permite el crecimiento de las especies forrajeras y a la vez, la producción de grano, lo cual permite cubrir los costos adicionales del establecimiento de la pastura. Se recomienda que al establecer pasturas en asocio con cultivos de leguminosas de grano, no se utilizen cultivares con hábito de crecimiento indeterminado como la vigna de la variedad Chiricano, debido a que interfieren fuertemente la penetración de luz a la copa de las especies forrajeras, reduciendo su eficiencia fotosintética y consecuentemente su crecimiento. Se recomienda continuar los estudios de la respuesta fisiológica en la asociación maíz-pasto, modificando algunas prácticas agronómicas de siembra, como son los arreglos topológicos y cronológicos.