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Variacion de caracteres morfologicos del pasto kikuyo (Cenchrus clandestinus) en el tropico alto de Antioquia.

Morphological variation of characters of kikuyu grass (Cenchrus clandestinus) in the high tropics of Antioquia

Variacao de caracteres morfologicos de Kikuyu Grass (Cenchrus clandestinus) na alta Tropico de Antioquia

Introduccion

El pasto kikuyo (Cenchrus clandestinus) representa cerca del 80% de la base de toda la alimentacion forrajera de la lecheria especializada del pais; su amplia distribucion por el territorio y multiples atributos, como su respuesta eficiente a la fertilizacion y caracter invasivo, lo convierten en un elemento clave de la productividad y economia de la cadena lactea (1, 2, 10).

Aunque se origino en habitats de prominentes alturas y bajas temperaturas del este y centro de Africa (7), se ha establecido internacionalmente en zonas subtropicales humedas, paises cercanos a la linea ecuatorial y muchos otros donde ha mostra do un gran potencial productivo como Costa rica, Panama, Nigeria Camerun, Brasil, Paraguay, Hawaii, Taiwan, Madagascar, Angola etc. (5, 6, 11, 14). Por ende su gran distribucion geografica en diferentes circunstancias climaticas y lugares marginales que separan las regiones de su ambiente natural pueden propiciar un entorno adecuado para la formacion de ecotipos (11).

Con base a esta hipotesis, en el ano 1937, el Departamento de Agricultura de Kenia, se empeno en identificar variaciones del pasto kikuyo en diferentes areas ecologicas de Africa, reconociendo la presencia de 3 diferentes categorias, a las cuales se le nombro ecotipos, donde las caracteristicas particulares de cada uno se concentraban principalmente en el comportamiento de la floracion y morfologia de la hoja. Adicionalmente caracteristicas morfologicas se han asociado con aspectos nutricionales como por ejemplo algunos cultivares que muestran un mayor contenido de proteina (13).

En la actualidad aun son pocos los estudios relacionados con variabilidad fenotipica dentro de las poblaciones del pasto kikuyo, ya que la alta plasticidad de este, ha dificultado la diferenciacion del material vegetativo; pero eventos como su capacidad de propagacion por accion humana y natural permiten su presencia en una alta gama de microclimas, por lo cual se podria esperar el desarrollo de poblaciones variables como producto de ambientes con estres biotico. El conocimiento de estas poblaciones podria permitir la posibilidad de acceder a una gama mas amplia de opciones en cuanto a ventajas y cualidades de este recurso a nivel productivo. El objetivo de este trabajo fue evaluar y comparar algunos caracteres morfologicos en poblaciones de pasto kikuyo (Cenchrus clandestinus) ubicadas en el tropico alto Antioqueno.

Materiales y metodos

Area y poblacion de estudio

Se recolectaron 384 muestras de material vegetativo de pasto kikuyo (Cenchrus clandestinus) en tres zonas. Los muestreos se clasificaron de la siguiente manera, Zona Norte que comprendio los municipios de Belmira, Entrerrios y San Pedro; Zona Oriente que incluyo los municipios de Marinilla y Rionegro y la Zona del Valle de Aburra y alrededores como el corregimiento de Santa Elena y San Felix (Tabla 1).

Dentro de los criterios de inclusion para el estudio se consideraron fincas en el tropico alto Antioqueno que hubieran participado en proyectos de programas de control de produccion lechera, predominara la produccion de pasto kikuyo y tuvieran un nivel tecnologico medio. Se seleccionaron potreros con condiciones de manejo similar (fertilizacion de 50 Kg de nitrogeno por hectarea, sin actividades de arado, pastoreo etc.), que se caracterizaran por tener entre 35-38 dias de descanso. La toma del material vegetal se realizo estableciendo un patron en forma de "X" en cada uno de los potreros, donde cada linea abarco una longitud de 50 metros. Cada punto se georreferencio por el sistema de coordenadas geograficas

Mediciones de caracteres morfologicos

Para las mediciones y agrupacion del material vegetativo se tuvo en cuenta los siguientes caracteres morfologicos: ancho y largo de la lamina, longitud de entrenudos, diametro de entrenudos, ancho de los nudos, y ancho y largo de la vaina.

Las mediciones para la longitud de entrenudos, diametro y ancho de nudos se tomaron como el promedio de 4 mediciones desde el cuarto nudo visible desde la punta del estolon (13).

Analisis estadistico

Con el fin de representar en un espacio geometrico bidimensional las proximidades existentes entre las unidades experimentales colectadas en los diferentes municipios, se realizo un analisis de escalamiento multidimensional (MDS) utilizando el programa R15, aplicado sobre la matriz de distancias euclideas teniendo en cuenta todas la medidas de caracteres morfologicos.

Adicionalmente los resultados se analizaron mediante modelos lineales para cada variable dependiente, utilizando el paquete estadisticos SAS v 9.2, para determinar el efecto del municipio, la altitud y el tiempo de descanso de los potreros.

El modelo lineal generalizado que se llevo a cabo fue el siguiente:

[Y.sub.ijkl] = [my] + [G.sub.i] + [H.sub.j] + [M.sub.k] + [E.sub.l] + eijk

[Y.sub.ijkl] = Ancho de los nudos, diametro y longitud entre nudos, largo y ancho de la lamina, largo y ancho de la vaina del individuo X ubicado municipio i, con una altitud j y una edad de descanso k.

[my]= Media para la caracteristica

[G.sub.i] = Efecto fijo del Municipio(i=1 ... 7)

[H.sub.j] = Efecto fijo de la Altitud (j = 2000 ... 2750)

[E.sub.K] = Efecto fijo de la edad de descanso (l=35 ... 38).

eijk= Error experimental

Resultados

Analisis de escalamiento multidimensional (MDS)

En la figura 1. Se muestra el analisis de escalamiento multidimensional incluyendo todas las mediciones de caracteres morfologicos, clasificadas por el municipio donde fue recolectado el material vegetativo. Segun la grafica no se presentan medidas ni patrones de similaridades o disimilaridades entre los caracteres por municipio.

Cada punto representado en la distribucion, simboliza las muestras de material vegetativo que fue medido para los caracteres morfologicos (ancho y largo de la lamina, longitud de entrenudos, diametro de entrenudos, ancho de los nudos, y ancho y largo de la vaina). Segun la distribucion de cada uno de los puntos se puede observar que no hay similitud del material vegetativo entre los diferentes municipios.

Analisis descriptivo

Se obtuvieron en total 384 mediciones para cada uno de los caracteres morfologicos analizados. Las medias y desviaciones estandar para longitud, diametro de los entrenudos y ancho de los nudos fueron 2,94 [+ o -] 1,66 cm; 3,15 [+ o -] 0,75 mm y 4,0 [+ o -] 0,96 mm, respectivamente. Para el ancho y largo de la lamina se obtuvieron medias de 6,08 [+ o -] 1,84 mm y 17,4 [+ o -] 7,77 cm, y para el ancho y largo de vaina se obtuvo 10,51 [+ o -] 3,54 mm y 4,77 [+ o -] 1,6 cm. Las caracteristicas de mayor variabilidad fueron la longitud de entrenudos y el largo de la lamina con un coeficiente de variacion de 56.6% y 44.4% respectivamente, mientras que las demas tuvieron una variacion media-alta. Los resultados descriptivos para cada uno de los caracteres morfologicos se presentan en la tabla 2.

Longitud de los entrenudos (LENTRE), Diametro de los entrenudos (DENTRE), Ancho de los nudos (AENTRE), ancho de la lamina (ALAMIN), largo de la lamina (LLAMIN), ancho de la vaina (AVAINA), largo de la vaina (LVAINA), Numero de repeticiones (N), Desviacion estandar (DE), Coeficiente de variacion (CV)

Efectos sobre los caracteres morfologicos

El municipio tuvo un efecto altamente significativo (p<0,01) sobre todos los caracteres morfologicos medidos. Para la caracteristica diametro entrenudos, ancho de nudos, lamina y vaina, los dias del descanso del potrero en el que se realizaron las mediciones taxonomicas y la altitud, tuvieron un efecto altamente significativo (p<0,01). Para los caracteres morfologicos longitud entrenudos, largo de lamina y vaina la altitud tuvo un efecto significativo (p<0,05) (Tabla 3).

Discusion

El kikuyo es un pasto caracterizado por tener un crecimiento rapido y agresivo de sus estolones y rizomas, los cuales pueden ser muy variables en el tamano (12, 13). Se ha reportado que sus tallos pueden alcanzar hasta 90 cm o mas de longitud y sus hojas que generalmente son estrechas y largas, pueden medir hasta 25 cm y 2-5 mm de ancho. Los caracteres morfologicos evaluados como ancho y largo de la lamina (6,08 [+ o -] 1,84mm y 17,4 [+ o -] 7,77 cm respectivamente) son cercanas a las mediciones descritas anteriormente.

Por otro lado, parte de la ausencia de programas de mejoramiento en el kikuyo se han atribuido a su alto nivel de plasticidad (13), lo que coincide con la media a alta variacion de los caracteres morfologicos incluidos en esta investigacion.

Debido a su gran capacidad de adaptacion y a su amplia distribucion geografica, el kikuyo se ha desarrollado en variados microclimas y ambientes diferentes al de su habitat natural, favoreciendo el desarrollo de ecotipos (8, 11). En el ano de 1937 al este de africa, fueron reconocidas diferencias fenotipicas en el material vegetativo recolectado en distintos sectores geograficos (Molo, las mesetas de Kinankop, Monte Kenia, Monte Elgon, Kericho y Upper Gilgil). Edwars D.C del Departamento de Agricultura de Kenia, clasifico estos ecotipos segun el lugar de donde fueron colectados y los nombro como "Kabete", "Molo", y "Rongai"; diferenciados principalmente por caracteres morfologicos de la hoja y del tallo. El ecotipo Molo se diferenciaba por tallos y hojas de estructura fina y estrecha, mientras que en Rongai se caracterizaban por ser anchos y gruesos. Por otro lado Kabete siempre tenia tallos y hojas de tamano intermedios (4, 11).

Lineas de cultivares registradas en Australia tambien se han distinguido por caracteres morfologicos particulares de la hoja y el tallo, por ejemplo, el cultivar "Crofts" tiene una apariencia delgada en el tallo y posee hojas verticales; Whittet tiene un aspecto mas grueso, entrenudos largos y hojas amplias, mientras que Breakwell es provisto de tallos cortos, hojas mas finas y entrenudos cortos (3,13).

Aunque en el analisis de escalamiento multidimensional no se encontro un patron de similitudes entre las caracteristicas morfologicas, los efectos incluidos en los modelos fueron todos estadisticamente significativos para cada uno de estos caracteres. Investigaciones como la de Morris (2009) que evaluaron bajo las mismas condiciones ambientales la longitud y ancho de los entrenudos, ancho de los nudos y caracteristicas de la hoja de poblaciones naturalizadas y cultivares del pasto kikuyo recolectadas en Australia, con el fin identificar ecotipos de diferentes caracteristicas adecuados para el control de la erosion, el uso pastoral y el uso de pista de carreras; encontraron que todos los caracteres morfologicos incluidos tuvieron diferencias estadisticamente significativas (p<0,05), considerando entonces una amplia variacion morfologica y de comportamiento entre las lineas de pasto kikuyo examinados en este estudio.

Algunas de estas lineas se destacaron por sus caracteristicas; como por ejemplo los ecotipos identificados como KC965 y KC930 (recolectados de Morphettville en Australia del Sur y de Grafton en Nueva Gales del Sur, respectivamente) los cuales proporcionaban un punto de referencia solido para futuros programas de mejoramiento genetico. Sin embargo los autores consideran que estos resultados proporcionan solo una idea de la variacion del pasto a nivel experimental, ya que se esperaria mas variacion de los cultivos por la interaccion del medio ambiente por cada genotipo presente en las poblaciones. Por otro lado varios autores han determinado a traves de estudios sobre diversidad, que gran cantidad de variacion genetica encontrada en diferentes poblaciones de kikuyo es consistente con la amplia variabilidad morfologica (9,13,16).

Conclusiones

Por su alto nivel de plasticidad, gran respuesta a la fertilizacion y a diferentes actividades humanas, las evaluaciones de variacion fenotipica del pasto deben realizarse controlando las condiciones ambientales del material vegetativo recolectado. En el presente estudio la altitud tuvo efecto sobre los caracteres morfologicos, como el diametro entrenudos, ancho de nudos, y lamina asi como tambien el municipio tuvo efecto sobre todas las caracteristicas evaluadas; sin embargo para establecer mejores resultados que puedan ser potenciales para futuros programas de mejoramiento genetico se recomienda asociar dicha informacion con estudios de diversidad y variacion genetica.

La reproduccion sexual del kikuyo por semillas, medios de dispersion como las deyecciones del ganado y el viento y la amplia gama de condiciones ambientales en las que se desarrolla, representan una gran oportunidad para que se generen diversidad de genotipos los cuales pueden ser consistentes con la amplia variabilidad morfologica que se observa del pasto.

Referencias

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(2.) Balan D, Duque M, Restrepo L, Saglimbeni S. Ceba de ganado Angus en tropico alto con pasto Kikuyo (Pennisetum clandestinum Exchiov.). Tesis de pregrado. Facultad de medicina veterinaria y zootecnia. Universidad CES, Medellin. 2014. http://bdigital.ces.edu.co:8080/repositorio/bitstream/10946/3874/1/Ceba_Ganado_Angus.pdf

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(8.) Marais JP. Factors affecting the nutritive value of kikuyu grass (Pennisetum clandestinum)-a review. Trop Grasslands. 2001; 35: 65-84 https://www.tropicalgrasslands.asn.au /Tropical%20Grasslands%20Journal%20archive/PDFs/Vol_35_2001/Vol_35_02_01_pp65_84.pdf

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(10.) Marquez S, Mosquera R, Margela M, Monedero C. Estudio de la absorcion y distribucion del clorpirifos en plantas de pasto Kikuyo (Pennisetum clandestinum Hochst ex chiov.) cultivadas hidroponicamente. Rev Colomb Cienc Pecu. 2010; 23:158-165. http://www.scielo.org.co /scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0120-06902010000200004

(11.) Mears PT. Kikuyu (Pennisetum clandestinum) as a pasture grass- a review. Tropi Grasslands. 1970; 4: 139-152. http://tropicalgrasslands.info/public/journals/4/Historic/Tropical%20Grasslands%20Journal%20archive/titles %20only/early%20vol%20pdfs/Vol%204%20No%202/Vol%204%5B2%5D%203%20Mears%20139-152.pdf

(12.) Miyasaka SC, Hansen JD, Fukumoto GK. Resistance to yellow sugarcane aphid: Screening kikuyu and other grasses. Crop Protection. 2007; 26: 503-510. http:// www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0261219406001293

(13.) Morris Brett. Variation and Breeding of Kikuyu Grass (Pennisetum clandestinum). Tesis de doctorado, Facultad de Agricultura, Alimentos y Recursos Naturales, Unidad de Investigacion de Horticultura, Instituto de Fitomejoramiento. Universidad de Sydney. 2009. https://ses.library.usyd.edu.au/bitstream/2123/8961/1/Introduction%20-%20Morris%202009.pdf

(14.) Patrick J. Looking Kindly at Kikuyugrass. Stover seed Company. Green Section Record-July/August. P. 2-5. 2003. http://www.stoverseed.com/PDFs/Looking_Kindly_at_Kikuyugrass.pdf

(15.) R Core Team 2015 R: A language and environment for statistical computing.R Foundation for Statistical Computing,Vienna, Austria. U. https://www.r-project.org/

(16.) Wilen A, Holt S. Spatial Growth of Kikuyugrass (Pennisetum clandestinum). Weed Sci. 1996; 44 (2): 323-330. https://www.jstor.org/stable/4045685?seq=1#page_scan_tab_contents

Juliana Arango Gaviria [1], CvLAC, Zoot, MSc, PhD (est); Felipe Alfonso Cardona Naranjo [2], CvLAC, Biol, MSc; Albeiro Lopez Herrera [3], CvLAC, Zoot, Mv, MSc, PhD; Guillermo Correa Londono [3], CvLAC, Ing Forestal, MSc, PhD; Jose Julian Echeverri Zuluaga [3], CvLAC, Zoot, MSc, PhD.

Fecha correspondencia:

Recibido: 2 de agosto de 2016.

Aceptado: 24 de febrero de 2017.

DOI: http://dx.doi.org/10.21615/cesmvz.12.1.4

Filiacion:

[1] Estudiante de Doctorado en Biotecnologia, Facultad de Ciencias. Universidad Nacional de Colombia, Grupo BIOGEM.

[2] Jefe seccion Herbario Universidad de Antioquia.

[3] Profesor Asociado Universidad Nacional de Colombia, Grupo BIOGEM.

Leyenda: Figura 1. MDS de caracteres morfologicos de pasto recolectados en diferentes municipios de Antioquia.
Tabla 1. Distribucion de las zonas de recoleccion de muestras
de pasto kikuyo.

Zona               Municipio    Temperatura   Altura (msnm)
                                 promedio
                                ([grados]C)

Norte              Entremos         21            2300
                    Belmira         14            2550
                   San Pedro        19            2468
Oriente            Marinilla        20          1900-2400
                   Rionegro        18.5         2060-2600
Valle de aburra   Santa Elena      14,5         2200-2700
                   San Felix        14            2825

Zona               Municipio    No Muestras de material
                                       vegetativo

Norte              Entremos               46
                    Belmira               127
                   San Pedro              27
Oriente            Marinilla              74
                   Rionegro               29
Valle de aburra   Santa Elena             54
                   San Felix              30

Tabla 2. Analisis descriptivo de caracteres morfologicos
y modelos ajustados para cada una de las variables.

Variable       N    Media     DE       CV     Maximo   Minimo

LENTRE (cm)   384   2,947    1,669   56,641   24,250   1,030
DENTRE (mm)   384   3,159    0,758   23,996   5,500    1,500
AENTRE (mm)   384   4,049    0,964   23,824   11,500   2,000
ALAMIN (mm)   384   6,089    1,849   30,365   12,000   1,000
LLAMIN (cm)   384   17,488   7,770   44,429   45,000   1,5000
AVAINA (mm)   384   10,518   3,547   33,723   25,000   0,800
LVAINA (cm)   384   4,771    1,605   33,653   11,000   1,100

Tabla 3. Efectos significativos del modelo sobre caracteres
morfologicos.

Variable              p<0,01   p<0,05

Longitud entrenudos     M        A
Diametro entrenudos   M,D,A
Ancho nudos           M,D,A
Ancho lamina          M,D,A
Largo lamina            M        A
Ancho vaina           M,D,A
Largo vaina             M        A

Municipio (M), Altitud(A), Dias de descanso (D).
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Title Annotation:Articulo de investigacion
Author:Arango Gaviria, Juliana; Cardona Naranjo, Felipe Alfonso; Lopez Herrera, Albeiro; Correa Londono, Gu
Publication:Revista CES Medicina Veterinaria y Zootecnia
Date:Jan 1, 2017
Words:3213
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