CIENCIAS AGRÍCOLAS

Contenido de ácido cianhídrico y tasa de crecimiento del sorgo x sudangrass durante el otoño

Contenido de ácido hidrociánico y tasa de crecimiento del híbrido sorgo x sudangrass durante el otoño

Flávia Fernanda SimiliI; Maria Lúcia Pereira LimaII; Maria Izabel Merino de MedeirosIII; Claudia Cristina Paro de PazII; Ana Claudia RuggieriIV; Ricardo Andrade ReisIV

IAgência Paulista de Tecnologia dos Agronogócios/APTA – Secretaria de Agricultura e Abastecimento/SAA – Avenida Bandeirantes – Ribeirão Preto – 14.030-670 – São Paulo – SP – Brasil – [email protected]
Igência Paulista de Tecnologia dos Agronogócios/APTA – Secretaría de Agricultura y Abastecimiento/SAA – Ribeirão Preto – São Paulo – SP – Brasil
IInstituto de tecnologia de Alimentos/ITAL – Agência Paulista de Tecnologia dos Agronogócios/APTA – Secretaría de Agricultura y Abastecimiento/SAA – Ribeirão Preto – São Paulo – SP – Brasil Secretaría de Agricultura y Abastecimiento/SAA – Campinas – SP – Brasil
IVUniversidad Estatal Paulista «Julio de Mesquita Filho»/UNESP – Facultad de Ciencias Agrarias y Veterinarias – Campus de Jaboticabal

ABSTRACT

En el centro de Brasil después de la cosecha de soja u otras especies agrícolas anuales, Los híbridos de sorgo se plantan en otoño para establecer pastos para los animales de pastoreo. Este estudio realizado durante dos años consecutivos tuvo como objetivo cuantificar el contenido de ácido cianhídrico en las hojas y determinar la altura de la planta, el rendimiento de materia seca del forraje y la relación hoja/tallo para el híbrido de sorgo 1P400 a diferentes edades. El análisis estadístico se realizó mediante un análisis de regresión basado en la edad de la planta. El contenido de HCN en la hoja disminuyó con el crecimiento de la planta, pasando de 205,0 y 230,3 mg de HCN/100 g de MS de la hoja a las dos semanas de edad a 5,9 y 6,1 mg de HCN/100 g de MS de la hoja a las cinco semanas de edad en el primer y segundo año, respectivamente. Las alturas medias medidas variaron de 60 y 56 cm, en la cuarta semana, a 117 y 151 cm, en la octava semana, durante el primer y segundo año experimental, respectivamente. La masa de forraje aumentó linealmente con la edad y mostró un promedio de 1.411 y 1.637 kg MS/ha en el primer año y, 2.905 y 3.640 kg MS/ha en el segundo año, durante la 7ª y 8ª semana, respectivamente. La proporción de hojas disminuyó mientras que el tallo aumentó linealmente con la edad de la planta. La proporción hoja/tallo disminuyó con el crecimiento de la planta, el alargamiento y el aumento del peso del tallo. El híbrido de sorgo debe pastorearse sólo después de cinco semanas o cuando la altura de la planta supere los 80 cm, para evitar el riesgo de intoxicación por cianuro.

Términos del índice: Hierbas anuales, plantas cianógenas, prueba de picro-sodio, planta tóxica.

RESUMEN

En Brasil Central, los híbridos de sorgo pueden ser sembrados en el exterior, después de la colecta de la soja u otra especie de planta anual, con el objetivo de proporcionar alimento a los rumiantes por medio de la pasta. El trabajo se desarrolló, durante dos años consecutivos, con el objetivo de cuantificar el contenido de ácido cianhídrico de las hojas y medir la altura de las plantas, la producción de masa seca de forraje y la proporción de hoja y tallo a diferentes edades del híbrido de sorgo IP400. El análisis estadístico se realizó mediante un análisis de regresión en función de la edad de la planta. El contenido de HCN en las hojas disminuyó con el desarrollo de las plantas, presentando 205,0 y 230,3 mg de HCN/100 g de MS foliar, a las dos semanas de crecimiento y 5,9 y 6,1 mg de HCN/100 g de MS foliar, a la quinta semana de crecimiento, en el primer y segundo año, respectivamente. Las plantas alcanzaron una media de 60 y 56 cm en la 4ª semana y de 117 y 151 cm en la 8ª semana en el primer y segundo año, respectivamente. La masa de forraje aumentó linealmente con la edad, presentando, en promedio, en la 7ª y 8ª semana de evaluación, 1.411 y 1.637 kg de MS/ha en el primer año y 2.905 y 3.640 kg de MS/ha en el segundo, respectivamente. A medida que las plantas crecían, la proporción de hojas disminuía y la de tallos aumentaba linealmente. La relación hoja/tallo disminuyó con el crecimiento, con el alargamiento de las plantas y el aumento del peso de los tallos. El híbrido de sorgo debe ser pastoreado, sólo después de la quinta semana de crecimiento o cuando las plantas están por encima de 80 cm para evitar el riesgo de envenenamiento por HCN.

Términos del índice: Hierbas anuales, planta cianogénica, prueba de picro-sodio, planta tóxica.

INTRODUCCIÓN

En regiones tropicales, como el centro de Brasil, los híbridos de sorgo pueden plantarse fuera de temporada en febrero o marzo (otoño), después de cosechar la soja u otra especie anual, con el fin de proporcionar alimento a los rumiantes en pastoreo. Por otra parte, las plantas jóvenes de sorgo se consideran cianógenas porque contienen glucósidos cianógenos, ésteres que pueden liberar sustancias tóxicas cuando la estructura de la planta se rompe debido al estrés causado por el pastoreo, el pisoteo o la sequía (GILLINGHAM, 1969; MELO, 2003; MONTAGNER, 2005).

La durrina, el glucósido cianogénico más importante, en presencia de la enzima b-glucosidasa libera azúcar y ácido cianhídrico (HCN), un líquido incoloro muy volátil, considerado una de las sustancias más tóxicas jamás conocidas. Los rumiantes son más susceptibles a la intoxicación por HCN que los monogástricos. El pH ácido del estómago de los monogástricos no permite la actuación de la enzima linamarasa y, por tanto, la liberación de cianuro se ralentiza, dando tiempo a su eliminación sin alcanzar la dosis letal (DOWLING; MACKENZIE, 1993). Sin embargo, en los rumiantes la combinación de pH neutro y la presencia de bacterias capaces de hidrolizar la linamarina se consideran de alto riesgo ya que el cianuro se libera rápidamente y puede alcanzar la dosis letal antes de ser eliminado del organismo animal. Haque et al. (2002) también estudiaron el efecto del pH y concluyeron que el HCN es más tóxico en pH neutro.

Nóbrega Junior. et al. (2006) investigaron el envenenamiento por HCN en cabras alimentadas con Sorghum halepense (L.) Pers. una especie altamente tóxica e invasora. Las cabras, después de 30 días, mostraron disnea severa y micción frecuente, signo de envenenamiento agudo que conduce a la muerte.

Se han estudiado varias variedades e híbridos de sorgo con diferente potencial de HCN en sus hojas, y se detectó un fuerte efecto/componente genético en el contenido de HCN en las plantas (LAMB et al., 1991). Wheeler et al. (1990) estudiaron los híbridos S. bicolor (L.) Moench y S. sudanense (Piper) Stapf e informaron de la fuerte influencia de la fertilización nitrogenada y la edad de la planta en el contenido de HCN en las hojas. El forraje de rebrote del híbrido Zulu, después de tres semanas, tenía 100 mg de HCN/100 g de MS cuando se fertilizaba con 200 kg de N/ha y 76 mg de HCN/100 g de MS sin recebo, mientras que el híbrido Silk tenía 185 mg de HCN/100 g de MS cuando se fertilizaba con 200 kg de N/ha y 33 mg de HCN/100 g de MS sin recebo, mostrando así un comportamiento diferente para los distintos híbridos. La fertilización con fosfato no afectó a los niveles de HCN, mientras que las concentraciones de HCN descendieron bruscamente con la edad, la altura de la planta y el número de hojas expandidas.

Un factor importante para la acumulación de HCN es el rápido rebrote de la planta después de las primeras lluvias, que puede ser agravado por un período de crecimiento rápido después de períodos de crecimiento lento debido a la sequía o las bajas temperaturas (GORASHI; DROLSOM; SCHOLL, 1980; RADOSTITS, 2002).

Incluso para diferentes regiones y tiempos de evaluación, el híbrido de sorgo muestra flexibilidad con respecto a la temporada de siembra y buen rendimiento de forraje. Simili et al. (2010) estudiaron el sorgo de riego AG 2501C y reportaron 4 ciclos de pastoreo con un rendimiento promedio de 2.800 kg MS/ha por corte, de abril a septiembre de 2002. Otro estudio con dos siembras (diciembre y marzo) tuvo rendimientos similares para el híbrido de sorgo 1P400, 3,234 y 3,135 kg MS/ha por corte, respectivamente (SIMILI et al., 2011).

Es necesario establecer si el híbrido de sorgo 1P400 representa el riesgo de intoxicación por cianuro para el ganado en pastoreo y la edad ideal de la planta cuando el pastoreo proporciona buen forraje para los animales y el riesgo de intoxicación ya no está presente. Estudios de esta naturaleza son de gran importancia para el ganado bovino, ovino y caprino debido al creciente uso de este pasto para el pastoreo en diversas regiones tropicales.

El objetivo de este estudio fue cuantificar los niveles de ácido cianhídrico en las hojas, determinar la altura de la planta, el rendimiento de materia seca del forraje y la relación hoja/tallo en diferentes fechas de cosecha del sorgo híbrido IP400 para establecer el momento ideal para iniciar el pastoreo por el ganado.

MATERIAL Y MÉTODOS

El experimento se realizó durante dos años consecutivos en la finca experimental de la Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA) en Ribeirão Preto, región centro-este del estado de Sao Paulo (21º42’S, 47º24’W y altitud 535 m). El clima es tropical con invierno seco. Las temperaturas altas y bajas, así como las precipitaciones en la región, se muestran en la figura 1.

La zona tiene un relieve ligeramente ondulado y el suelo está clasificado como Latosol Rojo Distroférico (EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA-EMBRAPA, 1999). El sorgo se plantó en un área de 600 m2 dividida en tres parcelas de 200 m2 (4 x 50) cada una, con dos repeticiones por parcela. Las características químicas de las muestras de suelo recogidas en cada parcela fueron: parcela 1, pH CaCl2 = 4,9; materia orgánica = 43 g/dm3; fósforo en resina = 38 mg/ dm3; suma de bases = 48,9 mmol/dm3; y saturación de bases, V% = 51%. Las muestras de suelo de la parcela 2 mostraban CaCl2 = 4,6; materia orgánica = 37 g/dm3; fósforo en resina = 30 mg/ dm3; suma de bases = 42,1 mmol/ dm3; y V% = 42% mientras que para la parcela 3, el pH CaCl2 = 49; materia orgánica = 40 g/dm3; fósforo en resina = 21 mg/ dm3; suma de bases = 45,4 mmol/dm3 ; y V% = 49%.

Las malas hierbas se desecaron utilizando el herbicida glifosato antes de la siembra. La siembra se realizó el 20 de marzo en ambos años experimentales, bajo el sistema de siembra directa, utilizando 12 kg de semilla/ha del híbrido de sorgo (S. bicolor x S. sudanense) 1P400, de Dow Agrosciences, recomendado para pastoreo. En la fertilización se utilizaron 120 kg/ha de abono 8-28-16+Zn, sin recebo ya que había fertilización residual del cultivo de soja sembrado anteriormente en ambos años experimentales.

El muestreo de plantas fue aleatorio dentro de cada parcela y consistió en cortar un metro de hierba a ras de suelo en cada repetición, dos por parcela. Las muestras se llevaron al laboratorio donde se pesaron y se separaron según cada variable de respuesta. Las variables de respuesta estudiadas fueron: contenido de ácido cianhídrico en las hojas, rendimiento de materia seca forrajera (FDM), altura de la planta, proporción de hojas y tallos y relación hoja/tallo (L/S).

Las primeras muestras se recogieron al final de la segunda semana de crecimiento, por lo que las plantas tenían 14 días de edad y se continuó hasta que las inflorescencias emergieron en la octava semana.

El contenido de ácido cianhídrico se midió en las hojas hasta que los valores fueron cercanos a cero, es decir, hasta la 5ª semana para ambos años experimentales. El contenido de HCN se determinó mediante la prueba de Guignard (MONTGOMERY, 1969), que es una prueba de cuantificación semi-analítica en la que los colores resultantes se comparan con un estándar. El papel de picrato de sodio se prepara sumergiendo el papel de filtro (± 1 x 10 cm) en una solución de ácido pícrico y carbonato de sodio. Las hojas del híbrido de sorgo 1P400 se separaron en láminas y tallos (con vaina), se picaron y se pesaron en muestras de ± 0,5 g que luego se colocaron en tubos de ensayo con tapa (2 x 12 cm) y se añadió agua (± 1 mL). Los papeles de filtro de picrato de sodio se suspendieron en los tubos de ensayo de la tapa, que se llevaron a un baño de agua a 38º C, durante al menos 12h. El resultado se consideró positivo cuando el color de la tira de papel de picrato de sodio cambió de amarillo a rojo terroso. Posteriormente, las tiras de papel híbrido de sorgo 1P400 se compararon con una curva estándar preparada para una solución de cianuro de potasio que contenía de 0 a 1 mg de cianuro por mL. A continuación, se determinó la cantidad de ácido cianhídrico a lo largo del tiempo (en semanas) calculando el HCN por gramo de materia seca foliar.

La materia seca almacenada se obtuvo a partir de la submuestra que contenía las sumidades de las plantas que se secaron en una estufa de secado por aire forzado a 55ºC, durante al menos 72 horas hasta peso constante (SILVA; QUEIROZ, 2002).

La altura de la planta se determinó en diez puntos de muestreo por metro utilizando una regla graduada en cm colocada en el punto de inflexión de la hoja o en la punta de la hoja bandera, cuando había inflorescencia.

Las diferentes fracciones de forraje se obtuvieron a partir de las submuestras que se separaron en hoja (lámina foliar) y tallo (con vaina). Estas fracciones también se secaron en una estufa de aire forzado a 55ºC, durante al menos 72 h hasta peso constante para determinar el contenido de materia seca. La relación hoja/tallo se obtuvo dividiendo la materia seca de la hoja y la materia seca del tallo más la vaina.

El análisis estadístico se realizó mediante un análisis de regresión basado en la edad de la planta, utilizando el software PROC GLM (STATISTICAL ANALYSIS SYSTEM – SAS, 2003) para cada año experimental por separado.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Durante el primer año experimental, el contenido de HCN en la hoja disminuyó con el envejecimiento de las plantas (Figura 2). Los valores oscilaron entre 205 y 5,9 mg de HCN/100 g de materia seca foliar para las plantas de dos y cinco semanas, respectivamente. En el segundo año, la curva de ácido cianhídrico se comportó de manera diferente (Figura 2), ya que el contenido de HCN aumentó hasta la cuarta semana, con un promedio de 230,3 mg de HCN/100 g de materia seca foliar, y disminuyó rápidamente hasta la quinta semana, cuando las plantas alcanzaron un promedio de 6,1 mg de HCN/100 g de materia seca foliar (Figura 2).

Haque et al. (2002), también estudiaron el contenido de HCN de las hojas de sorgo (S. vulgare Pers.) en Australia y reportaron al final de la 2da, 3ra y 4ta semana de crecimiento los siguientes niveles tóxicos de HCN: 280, 40 y 60 ppm de HCN en hojas frescas y, por lo tanto, recomendaron que los productores de ganado deben monitorear cuidadosamente la actividad de pastoreo.

Los niveles entre 75 y 100 mg de HCN por 100 gramos de materia seca de la hoja representa un peligro de envenenamiento, cuando las hojas son ingeridas por los rumiantes de acuerdo con Wall y Ross (1975). Los mayores valores encontrados en el presente estudio apuntan hacia un potencial riesgo de envenenamiento en caso de que el híbrido de sorgo IP400 sea consumido por el ganado durante este período.

Un experimento en invernadero, en el que las plantas fueron cultivadas bajo temperatura controlada a 30ºC y 20ºC durante el día y la noche, respectivamente, y otro en el que las temperaturas fueron cambiadas a 20ºC y 10ºC durante el día y la noche, respectivamente, mostraron que los contenidos de HCN fueron mayores en las hojas más jóvenes y aumentaron significativamente a temperaturas más bajas (GORASHI et al., 1980). Este estudio corrobora esta tendencia hacia temperaturas más bajas. Durante el segundo año experimental, cuando las temperaturas eran más bajas, el riesgo de envenenamiento estuvo presente hasta la 5ª semana (plantas de 35 días) cuando la altura de la planta era de 80 cm. Durante el periodo de crecimiento entre 14 y 28 días (del 3 al 17 de abril), en el segundo año, las temperaturas fluctuaron entre 16 y 20ºC (Figura 1) mientras que en el primer año, en la misma época, las temperaturas fluctuaron entre 20 y 32ºC (Figura 1). En este último, cuando la hierba tenía sólo 48 cm de altura a los 21 días de vida, no había riesgo de intoxicación y el pasto era seguro para el pastoreo a partir de la tercera semana. Mulcahy et al. (1992) investigaron algunas variedades de sorgo para el pastoreo y también informaron de una gran diferencia para los niveles de HCN dependiendo del período, en el primer año, el promedio fue de 570 mg/kg de MS mientras que en el segundo año, el promedio fue de 123 mg/kg de MS.

La Figura 3 muestra la altura de la planta frente al tiempo (edad). En ambos años experimentales, la altura de la planta se acercó a los 50 cm al final de la cuarta semana (60 cm y 56 cm de media en el primer y segundo año, respectivamente). Durante el segundo año, la hierba mostró un rápido crecimiento desde la 5ª semana hasta el final del periodo de evaluación y la altura final fue mayor que en el primer año. El híbrido de sorgo 1P400 alcanzó alturas de 117 y 151 cm al final de la 8ª semana, en el primer y segundo año, respectivamente.

Melo et al. (2003) al investigar el híbrido de sorgo AG2501C reportaron una altura de 105 cm para una planta de 50 días de edad, que fue sembrada en noviembre en un área de cultivo en Rio Grande do Sul, similar al resultado reportado en este estudio.

La masa de hierba aumentó linealmente con el tiempo de muestreo para ambos años (Figura 4); además, en el segundo año, las mayores precipitaciones registradas al inicio del año (Figura 1) resultaron en una masa de hierba aún mayor. Las precipitaciones acumuladas durante los primeros 30 días de cultivo fueron de 62,1 y 100 mm en el primer y segundo año, respectivamente.

DM/ha en el primer año y, 2905 y 3640 kg de MS/ha en el segundo, respectivamente, lo que demuestra que las precipitaciones influyeron fuertemente en la tasa de crecimiento de la planta durante el otoño.

Montagner et al. (2005) estudiaron ocho variedades de sorgo híbrido cultivadas en Rio Grande do Sul, de diciembre a enero y reportaron rendimientos de materia seca entre 700 y 1580 kg/ha, para sorgos de 35 y 40 días de edad, valores similares a los encontrados en este estudio para 2005.

Mello et al. (2003) estudiaron el híbrido de sorgo AG2501C y reportaron un rendimiento de 1770 kg MS/ha después de 50 días de crecimiento, valor similar al encontrado en el primer año de este estudio, por otro lado, Simili et al. (2011) encontraron para el híbrido de sorgo 1P400, rendimientos de materia seca de 3234 y 3135 kg/ha por corte para un cultivo de riego, valores más cercanos a los resultados del segundo año de este estudio.

Las figuras 5 y 6 muestran las fracciones de hojas y tallo. La fracción de hojas disminuyó con la tasa de crecimiento (Figura 5) mientras que la relación tallo/vaina aumentó linealmente (Figura 6). El pasto sorgo híbrido presenta un hábito de crecimiento cespitoso con una gran capacidad de crecimiento de tallos, que a pesar de ser nutritivos, no son consumidos eficientemente cuando su altura supera 1,20 m en sistemas de pastoreo.

Las plantas alcanzaron la altura de 90 cm en la sexta y quinta semana en el primer y segundo año, respectivamente, lo que representó el 50% de la fracción foliar.

Melo et al. (2003) reportaron 52,5% de hojas después de 50 días para el híbrido de sorgo AG 2501C, en Rio Grande do Sul, cuando la altura de la planta era de 105 cm, diferente de los valores encontrados en este estudio.

La relación hoja/tallo disminuyó significativamente a partir de la quinta semana de crecimiento (Figura 7) debido a la elongación y consecuente aumento de peso, como es característico de las plantas de sorgo. Mulcahy et al. (1992) estudiaron algunas variedades de sorgo como herbáceo y reportaron una relación hoja/tallo que oscila entre 1,11 y 1,50 para alturas de planta entre 90 y 95 cm, respectivamente, valores más altos y mejores en comparación con este estudio.

La relación hoja/tallo es una característica importante de la estructura del dosel, principalmente en lo que respecta a las gramíneas tropicales que presentan un rápido desarrollo del tallo (STOBBS, 1973; SILVA; GOMIDE, 1994). Esta característica puede influir en el comportamiento de pastoreo de los animales (STOBBS, 1973) y también en su rendimiento (SILVA; GOMIDE, 1994; EUCLIDES, 1999). Así, Stobbs (1973) demostró que los intervalos de pastoreo más largos se asocian a una mayor densidad de biomasa total, pero generalmente a una menor densidad de hojas. Así, el alargamiento del tallo a pesar de intensificar la acumulación de hierba, compromete la estructura del dosel disminuyendo la relación hoja/tallo y la ingesta de sorgo por parte de los animales.

En este contexto, el híbrido de sorgo debe ser pastoreado cuando la altura esté entre 90 y 100 cm, la relación hoja/tallo varíe entre 1,5 y 0,8 y no haya riesgo de intoxicación por HCN. Sin embargo, el tiempo necesario para alcanzar esta altura depende de la cantidad de agua disponible en el suelo para el crecimiento de la planta.

CONCLUSIONES

El riesgo de intoxicación por HCN existe cuando el híbrido de sorgo es joven y, por tanto, no debe consumirse cuando la altura es inferior a 80 cm. En el cultivo de otoño, la mejor altura de prepastoreo del sorgo 1P400 es entre 90 y 100 cm, cuando la relación hoja/tallo es mayor y ya no hay riesgo de envenenamiento.

CONSEJOS

Este estudio fue financiado por la FAPESP (subvención número 2004/13427-3)

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