Crecimiento, rendimiento y calidad de semillas de tres cv de Cenchrus ciliaris bajo condiciones de salinidad

La salinidad es uno de los mayores factores limitantes para la expansión de la frontera agrícola, afecta a más de 30 millones de hectáreas principalmente en las regiones áridas y semiáridas, donde es una de las principales limitaciones edáficas para la producción de plantas forrajeras. Cenchrus ciliaris (Poaceae), es una especie perenne, nativa de África y de la mitad este de Asia de conocida tolerancia a condiciones de sequía y elevadas temperaturas. Sin embargo la información sobre la tolerancia a condiciones de salinidad es escasa por lo que el objetivo general de este trabajo fue aportar conocimientos sobre los efectos de la salinidad en el rendimiento de forraje y semilla de Cenchrus ciliaris y algunos de los mecanismos fisiológicos subyacentes. Para esto se utilizaron tres cv Americana, Biloela y Texas, que se cultivaron en containers de 1000 litros sobre arena lavada durante dos temporadas. Este sistema de cultivo permitió controlar los niveles de salinidad en el sustrato, similar a una hidroponía, pero mantener a las plantas en condiciones de campo en cuanto a temperatura, radiación, humedad, vientos etc. Haciendo así que los resultados sean mucho más próximos y extrapolables a una condición real de cultivo. Los tratamientos consistieron en riegos con soluciones de NaCl de 8, 13 y 18 dS/m, sobre una base de solución nutritiva. El control consistió solamente en la mencionada solución nutritiva (3 dS/m). Para evitar la acumulación de sales en el perfil se diseñó un sistema de drenaje que permitió monitorear diariamente el lixiviado de riego y mantener el sistema estable. Los efectos de los tratamientos se evaluaron sobre variables de crecimiento y de rendimiento reproductivo. También se realizaron mediciones de potencial hídrico, osmótico, contenido relativo de agua (RWC) y acumulación de iones en lámina foliar. Para determinar si la semillas obtenidas de plantas estresadas toleran mejor condiciones de estrés durante la germinación, estas se incubaron en soluciones de NaCl de -0.5, -1, -1.5, -2, -2.5 y -3 MPa. Los resultados mostraron que los tres cv responden de manera similar frente al estrés, disminuyendo el crecimiento vegetativo y el rendimiento conforme aumenta la salinidad. Como respuesta general a los tratamientos salinos el crecimiento disminuyó al igual que lo observado para condiciones de estrés hídrico. De todas las etapas del ciclo ontogénico estudiadas la más susceptible fue la inicial que comprendió plantas que estaban iniciando la etapa reproductiva, siendo el cv Biloela el más susceptible. Luego hacia el final de la temporada de crecimiento las diferencias entre el control y el tratamiento menos salino (8 dS/m) desaparecieron. Esto indica que el cultivo es más sensible a la salinidad en la etapa vegetativa y el inicio de la etapa reproductiva. De las componentes del rendimiento reproductivo sólo el número de espigas por planta y el peso de 100 cariopses se vieron afectados. Con respecto a las variables hídricas los tres cv modificaron tanto el potencial hídrico como el osmótico y mantuvieron su RWC constante. Los iones adicionados con los tratamientos Na+ y Cl- se acumularon en hoja conforme aumentó la conductividad de las soluciones de riego. El análisis de K+ para cada cv mostró que en todos los casos los niveles de este ion fueron significativamente mayores en el control que en los tratamientos. En los tres cv estudiados se observó que semillas provenientes de plantas que crecieron en condiciones de salinidad germinaron en mayor cantidad y más rápido que las provenientes del control. En el cv Texas estas diferencias son especialmente marcadas, así semillas provenientes del tratamiento con mayor nivel de salinidad (18 S/m) germinaron casi un 50 por ciento más que las provenientes del control. El efecto de la salinidad durante el desarrollo de las semillas incrementó los niveles de germinación en los controles (0 Mpa) y en condiciones moderadas de salinidad (-0,5 a -1,5 MPa)

Crecimiento, rendimiento y calidad de semillas de tres cv de Cenchrus ciliaris bajo condiciones de salinidad

La salinidad es uno de los mayores factores limitantes para la expansión de la frontera agrícola, afecta a más de 30 millones de hectáreas principalmente en las regiones áridas y semiáridas, donde es una de las principales limitaciones edáficas para la producción de plantas forrajeras. Cenchrus ciliaris (Poaceae), es una especie perenne, nativa de África y de la mitad este de Asia de conocida tolerancia a condiciones de sequía y elevadas temperaturas. Sin embargo la información sobre la tolerancia a condiciones de salinidad es escasa por lo que el objetivo general de este trabajo fue aportar conocimientos sobre los efectos de la salinidad en el rendimiento de forraje y semilla de Cenchrus ciliaris y algunos de los mecanismos fisiológicos subyacentes. Para esto se utilizaron tres cv Americana, Biloela y Texas, que se cultivaron en containers de 1000 litros sobre arena lavada durante dos temporadas. Este sistema de cultivo permitió controlar los niveles de salinidad en el sustrato, similar a una hidroponía, pero mantener a las plantas en condiciones de campo en cuanto a temperatura, radiación, humedad, vientos etc. Haciendo así que los resultados sean mucho más próximos y extrapolables a una condición real de cultivo. Los tratamientos consistieron en riegos con soluciones de NaCl de 8, 13 y 18 dS/m, sobre una base de solución nutritiva. El control consistió solamente en la mencionada solución nutritiva (3 dS/m). Para evitar la acumulación de sales en el perfil se diseñó un sistema de drenaje que permitió monitorear diariamente el lixiviado de riego y mantener el sistema estable. Los efectos de los tratamientos se evaluaron sobre variables de crecimiento y de rendimiento reproductivo. También se realizaron mediciones de potencial hídrico, osmótico, contenido relativo de agua (RWC)y acumulación de iones en lámina foliar. Para determinar si la semillas obtenidas de plantas estresadas toleran mejor condiciones de estrés durante la germinación, estas se incubaron en soluciones de NaCl de -0.5, -1, -1.5, -2, -2.5 y -3 MPa. Los resultados mostraron que los tres cv responden de manera similar frente al estrés, disminuyendo el crecimiento vegetativo y el rendimiento conforme aumenta la salinidad. Como respuesta general a los tratamientos salinos el crecimiento disminuyó al igual que lo observado para condiciones de estrés hídrico. De todas las etapas del ciclo ontogénico estudiadas la más susceptible fue la inicial que comprendió plantas que estaban iniciando la etapa reproductiva, siendo el cv Biloela el más susceptible. Luego hacia el final de la temporada de crecimiento las diferencias entre el control y el tratamiento menos salino (8 dS/m)desaparecieron. Esto indica que el cultivo es más sensible a la salinidad en la etapa vegetativa y el inicio de la etapa reproductiva. De las componentes del rendimiento reproductivo sólo el número de espigas por planta y el peso de 100 cariopses se vieron afectados. Con respecto a las variables hídricas los tres cv modificaron tanto el potencial hídrico como el osmótico y mantuvieron su RWC constante. Los iones adicionados con los tratamientos Na+ y Cl- se acumularon en hoja conforme aumentó la conductividad de las soluciones de riego. El análisis de K+ para cada cv mostró que en todos los casos los niveles de este ion fueron significativamente mayores en el control que en los tratamientos. En los tres cv estudiados se observó que semillas provenientes de plantas que crecieron en condiciones de salinidad germinaron en mayor cantidad y más rápido que las provenientes del control. En el cv Texas estas diferencias son especialmente marcadas, así semillas provenientes del tratamiento con mayor nivel de salinidad (18 S/m)germinaron casi un 50 por ciento más que las provenientes del control. El efecto de la salinidad durante el desarrollo de las semillas incrementó los niveles de germinación en los controles (0 Mpa)y en condiciones moderadas de salinidad (-0,5 a -1,5 MPa)

Determinación de los requerimientos de energía para mantenimiento y crecimiento en borregos pastoreando en una pradera de buffel (Cenchrus ciliaris L.).

Tesis (Maestría en Ciencias en Producción Animal) UANL

Influencia de la precipitación y la carga animal sobre la productividad del Buffel (Cenchrus ciliaris L.), utlizando análisis de sistemasy simulación

Tesis (Maestría en Ciencias en Producción Animal) UANL

Dinámica estacional del valor nutritivo y cinética ruminal de la planta completa, hojas y tallos del zacate buffel (Cenchrus ciliaris L.) así como los híbridos nueces y llano

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Recursos Alimenticios y Producción Acuícola) UANL

Producción de materia seca y digestibilidad in situ del forraje de 85 genotipos del pasto Buffel ( Cenchrus Ciliaris L.)

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Recursos Alimenticios y Producción Agrícola) UANL

Efecto del tipo e intensidad de utilización y del nivel de humedad en la producción y calidad nutricional de zacate Buffel (Cenchrus ciliaris cv nueces) en Marín, Nuevo León

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Producción Animal) UANL

Determinación de fracciones de carbohidratos y proteínas y del valor nutricional de pasto buffel (Cenchrus ciliaris L.) asociado con dos subproductos agroindustriales.

Tesis (Maestría en Ciencia Animal) UANL, 2014.

Estimación del valor nutritivo y digestión ruminal de cinco líneas apomíticas y un híbrido de pasto buffel (Cenchrus Ciliaris L.)

Tesis ( Doctorado en Ciencias con Especialidad en Alimentos) UANL

Managed livestock grazing is compatible with the maintenance of plant diversity in semidesert grasslands

Even when no baseline data are available, the impacts of 150 years of livestock grazing on natural grasslands can be assessed using a combined approach of grazing manipulation and regional-scale assessment of the flora. Here, we demonstrate the efficacy of this method across 18 sites in the semidesert Mitchell grasslands of northeastern Australia. Fifteen-year-old exclosures (ungrazed and macropod grazed) revealed that the dominant perennial grasses in the genus Astrebla do not respond negatively to grazing disturbance typical of commercial pastoralism. Neutral, positive, intermediate, and negative responses to grazing disturbance were recorded amongst plant species with no single life-form group associated with any response type. Only one exotic species, Cenchrus ciliaris, was recorded at low frequency. The strongest negative response was from a native annual grass, Chionachne hubbardiana, an example of a species that is highly sensitive to grazing disturbance. Herbarium records revealed only scant evidence that species with a negative response to grazing have declined through the period of commercial pastoralism. A regional analysis identified 14 from a total of 433 plant species in the regional flora that may be rare and potentially threatened by grazing disturbance. However, a targeted survey precluded grazing as a cause of decline for seven of these based on low palatability and positive responses to grazing and other disturbance. Our findings suggest that livestock grazing of semidesert grasslands with a short evolutionary history of ungulate grazing has altered plant composition, but has not caused declines in the dominant perennial grasses or in species richness as predicted by the preceding literature. The biggest impact of commercial pastoralism is the spread of woody leguminous trees that can transform grassland to thorny shrubland. The conservation of plant biodiversity is largely compatible with commercial pastoralism provided these woody weeds are controlled, but reserves strategically positioned within water remote areas are necessary to protect grazing-sensitive species. This study demonstrates that a combination of experimental studies and regional surveys can be used to understand anthropogenic impacts on natural ecosystems where reference habitat is not available.

A comparison of the excretion rate of endogenous purine derivatives in the urine of Bos indicus and Bos taurus steers

Estimates of microbial crude protein (MCP) production by ruminants, using a method based on the excretion of purine derivatives in urine, require an estimate of the excretion of endogenous purine derivatives (PD) by the animal. Current methods allocate a single value to all cattle. An experiment was carried out to compare the endogenous PD excretion in Bos taurus and high-content B. indicus (hereafter, B. indicus) cattle. Five Holstein–Friesian (B. taurus) and 5 Brahman (> 75% B. indicus) steers (mean liveweight 326 ± 3.0 kg) were used in a fasting study. Steers were fed a low-quality buffel grass (Cenchrus ciliaris; 59.4 g crude protein/kg dry matter) hay at estimated maintenance requirements for 19 days, after which hay intake was incrementally reduced for 2 days and the steers were fasted for 7 days. The excretion of PD in urine was measured daily for the last 6 days of the fasting period and the mean represented the daily endogenous PD excretion. Excretion of endogenous PD in the urine of B. indicus steers was less than half that of the B. taurus steers (190 µmol/kg W0.75.day v. 414 µmol/kg W0.75.day; combined s.e. 37.2 µmol/kg W0.75.day; P < 0.001). It was concluded that the use of a single value for endogenous PD excretion is inappropriate for use in MCP estimations and that subspecies-specific values would improve precision.

Can competition with pasture be used to manipulate bellyache bush (Jatropha gossypiifolia L.) population biology?

Bellyache bush (Jatropha gossypiifolia L.) is an invasive weed that poses economic and environmental problems in northern Australia. Competition between pasture and bellyache bush was examined in North Queensland using combinations of five pasture treatments (uncut (control); cut as low, medium, and high pasture; and no pasture) and four bellyache bush densities (0, 2, 6 and 12plantsm(-2)) in a buffel grass (Cenchrus ciliaris L.) dominated pasture. The pasture treatments were applied approximately once per year but no treatments were applied directly to the bellyache bush plants. Measurements of bellyache bush flowering, seed formation, and mortality were undertaken over a 9-year period, along with monitoring the pasture basal cover and plant species diversity. Maximum flowering rates of bellyache bush occurred after 9 years (97%) in plots containing no pasture, with the lowest rates of 9% in uncut control plots. Earliest flowering (322 days after planting) and seed formation (411 days) also occurred in plots with no pasture compared with all other pasture treatments (range 1314-1393 days for seed formation to occur). No seeds were produced in uncut plots. At the end of 9 years, mortality rates of bellyache bush plants initially planted averaged 73% for treatments with some pasture compared with 55% under the no-pasture treatment. The percentage of herbaceous plant basal cover in uncut plots was increased 5-fold after 9 years, much greater than the average 2% increase recorded across the low, medium, and high pasture treatments. The number of herbaceous species in uncut plots remained largely unchanged, whereas there was an average reduction of 46% in the cut pasture treatments. Buffel grass remained the species with the greatest basal cover across all cut pasture treatments, followed by sabi grass (Urochloa mosambicensis (Hack.) Dandy) and then red Natal grass (Melinis repens (Willd.) Ziska). These results suggest that grazing strategies that maintain a healthy and competitive pasture layer may contribute to reducing the rate of spread of bellyache bush and complement traditional control techniques such as the use of herbicides.

Evaluating pasture species for less fertile soils in a subtropical aseasonal low rainfall zone

Grasses, legumes, saltbushes and herbs were evaluated at 6 sites in southern inland Queensland to identify potential pasture and forage plants for use on marginal cropping soils. The region experiences summer heat waves and severe winter frosts. Emphasis was on perennial plants, and native species were included. Seedlings were transplanted into the unfertilized fields in either summer or autumn to suit the growing season of plants, and watered to ensure estab-lishment. Summer-growing grasses were the most successful group, while cool season-growing perennials mostly failed. Summer legumes were disappointing, with Stylosanthes scabra and Indigofera schimperi performing best. Some lines such as I. schimperi and the Eragrostis hybrid cv. Cochise were assessed as potential weeds owing to low animal acceptance. Native Rhynchosia minima grew well at some sites and deserves more study. Cenchrus ciliaris was always easy to establish and produced the highest yields. Persistence of some Digitaria and Bothriochloa species, Eragrostis curvula and Fingerhuthia africana at specific sites was encouraging, but potential weediness needs careful assessment. Standard species were identified to represent the main forage types, such as Austrostipa scabra for cool season-growing grasses, for incorporation into future trials with new genetic materials. The early field testing protocol used should be considered for use elsewhere, if unreliable rainfall poses a high risk of establishment failure from scarce seed.

Floristic composition and pasture condition of Aristida/Bothriochloa pastures in central Queensland. I. Pasture floristics

A survey was conducted in central inland Queensland, Australia of 108 sites that were deemed to contain Aristida/Bothriochloa native pastures to quantitatively describe the pastures and attempt to delineate possible sub-types. The pastures were described in terms of their floristic composition, plant density and crown cover. There were generally ~20 (range 5–33) main pasture species at a site. A single dominant perennial grass was rare with three to six prominent species the norm. Chrysopogon fallax (golden-beard grass) was the perennial grass most consistently found in all pastures whereas Aristida calycina (dark wiregrass), Enneapogon spp. (bottlewasher grasses), Brunoniella australis (blue trumpet) and Panicum effusum (hairy panic) were all regularly present. The pastures did not readily separate into broad floristic sub-groups, but three groups that landholders could recognise from a combination of the dominant tree and soil type were identified. The three groups were Eucalyptus crebra (narrow-leaved ironbark), E. melanophloia (silver-leaved ironbark) and E. populnea (poplar box). The pastures of the three main sub-groups were then characterised by the prominent presence, singly or in combination, of Bothriochloa ewartiana (desert bluegrass), Eremochloa bimaculata (poverty grass), Bothriochloa decipiens (pitted bluegrass) or Heteropogon contortus (black speargrass). The poplar box group had the greatest diversity of prominent grasses whereas the narrow-leaved ironbark group had the least. Non-native Cenchrus ciliaris (buffel grass) and Melinis repens (red Natal grass) were generally present at low densities. Describing pastures in terms of frequency of a few species or species groups sometimes failed to capture the true nature of the pasture but plant abundance for most species, as density, herbage mass of dry matter or plant crown cover, was correlated with its recorded frequency. A quantitative description of an average pasture in fair condition is provided but it was not possible to explain why some species often occur together or fail to co-exist in Aristida/Bothriochloa pastures, for example C. ciliaris and E. bimaculata rarely co-exist whereas Tragus australianus (small burrgrass) and Enneapogon spp. are frequently recorded together. Most crown cover was provided by perennial grasses but many of these are Aristida spp. (wiregrasses) and not regarded as useful forage for livestock. No new or improved categorisation of the great variation evident in the Aristida/Bothriochloa native pasture type can be given despite the much improved detail provided of the floristic composition by this survey.