Zootecnia Tropical, 14(1):51-68.  1996

EFECTO DE LA FERTILIZACIÓN CON CLORO Y NITRÓGENO
EN FESTUCA INFECTADA CON UN HONGO ENDOFITICO^*

Zavala, Y.,¹ Buchholz, D., ²McVay, K., ³ Sleper, D.,⁴ 
y Garner G.⁴ 

* Tesis de Grado presentada para optar Titulo de Maestría en la Universidad de Missouri-Colombia.USA. 
 ¹ FONAIAP, Centro de Investigaciones Agropecuarias del Estado Táchira, Bramón, Venezuela.  
² Director Departamento de Extensión Agrícola de Kansas State university USA 
³ Asistente del Laboratorio de Física de Suelos Georgia State university. USA 
⁴ Profesores del Departamento de Agronomía y Veterinaria de
University of Missouri USA. Desviación de la normal basada
 en un promedio de 31 años.
 
Recibido: 15/02/96  Aceptado: 04/06/96

  INTRODUCCIÓN 

Festuca (Festuca arundinacea, Schreber) es considerada una de las pasturas más abundantes en el este de los Estados Unidos, creciendo en aproximadamente 14 millones de hectáreas. La popularidad de la festuca es debida a sus características agronómicas tales como su fácil establecimiento, adaptabilidad a diversas condiciones climáticas, sequía, pobre drenaje, períodos largos de pastoreo, resistencia a plagas, enfermedades y adaptabilidad a suelos ácidos (3,6,7,18). Sin embargo, cuando el ganado bovino pastorea festuca ha demostrado severos síntomas de toxicidad asociados a un hongo endofitico (Acremonio coenophialum, Morgan-Jones and Gam) presente en ella. Este crece dentro de la pared celular de la planta en forma simbiótica sin destruir su hospedero y sin mostrar su presencia externamente (25). Yates et al. (31) reportaron que muestras con 93 a 98 % de infectación contenían niveles significativos de alcaloides siendo el principal alcaloide detectado, la ergovalina . Rottinghaus (21) reportó que a medida que la espiga madura (formación de semillas) hay un incrementó de la concentración de ergovalina de 1.000 a 5.000 ug Kg^-1. Bacon and Siegal (3) reportaron que el pH óptimo de crecimiento del hongo en condiciones de laboratorio, estaba en el rango de 5.0 a 6.0, sugiriendo que disminuyendo o incrementando el pH se podría retardar su crecimiento. 

El promedio de ganancia diaria y la producción de leche del ganado se ve afectada cuando pastorea festuca infectada (2, 4, 8, 13, 14, 23, 24, 28, ) siendo relacionada al alcaloide (ergovalina) tóxico proporcionado por el hongo presente en la pastura (4, 13,19). Schmidt et al, (23) y Hoveland et al. (14) reportaron reducción del promedio de ganancia diaria en mautes pastoreando festuca infectada comparado con mautes pastoreando festuca libre del hongo. Esta reducción fue asociada a la disminución del consumo de pasto por día .Ellos también reportaron que animales pastoreando festuca infectada presentaban fiebre alta, piel reseca y caída del pelo, excesiva salivación y nerviosismo. Así mismo Siegal et al, (24) reportaron que la disminución en la producción de leche y el incremento en la respiración estaban asociados a la toxicidad de la festuca. 

Por otra parte se ha reportado que la fertilización con cloro (Cl) ha reducido la severidad de un complejo de enfermedades foliares y de la raíz de cultivos caro el trigo (Tricticum aestivum L.) y la cebada (Hordeum vulgare L.) (9,11,12,17,26,30) .Se ha asociado el Cl en reducir la severidad de ciertas enfermedades al reducir la nitrificación y mantener una relación favorable entre el amonio y el nitrato (NH₄ - N :NO₃ -N) en suelos ácidos. Con alta disponibilidad de amonio en el suelo la concentración de aniones absorbidos por la planta como el Cl incrementa para mantener un balance iónico (15). Smith and Fox (27) sugirieron que el Cl podía cambiar el pH entre las células de la planta lo que conduciría a un estrés ácido en la planta y cambios metabólicos. 

Considerando el efecto del Cl en reducir ciertas enfermedades, se diseñó un estudio a fin de determinar la relación de la fertilización con Cl y N en la producción de materia seca y la concentración de Cl y N en la planta, así como, determinar la relación del Cl y N en la concentración de ergovalina en festuca infectada. 

MATERIALES Y MÉTODOS 

Un estudio de campo fue conducido durante dos años en el Centro de Investigaciones de la Universidad de Missouri ubicado cerca de la ciudad de Mt. Vernon, Missouri, USA en una pastura de festuca (Kentucky 31) infectada con el endofítico. El suelo fue un Creldón, fine, mixed, mesic mollic fragiudalf con menos de 1 % de pendiente. El diseño Experimental fue bloques al azar completamente aleatorizado con 4 replicaciones con parcelas individuales de 5 x 3 m. Los tratamientos incluyeron dos niveles de N: 90 y 180 Kg ha^-1 y cuatro niveles de CI: 0, 45, 90 y 180Kg ha^-1. Las fuentes usadas como tratamientos fueron: nitrato de amonio, cloruro de amonio, cloruro de potasio y nitrato de potasio. Todos los tratamientos recibieron adicionalmente 90 kg K ha ^-1, provenientes del cloruro de potasio y nitrato de potasio y 30 kg P ha ^-1 aplicado en forma de fosfato de calcio. Para el primer año de estudio los tratamientos se hicieron en dos aplicaciones (Marzo y Mayo) debido a un error en el cálculo de la dosis de N, P y K (Cuadro 1) .En el segundo año los tratamientos se aplicaron en Marzo. 

Muestras de suelos fueron tomadas antes de la aplicación de los tratamientos para cada año a una profundidad de 0-15 cm, para ser analizadas a través de las metodologías estandarizadas del Laboratorio de Extensión de Suelos de la Universidad de Missouri-Columbia (5). El CI se analizó usando el método colorimétrico de tiocianato de mercurio (II) descrita por Fixer et al. (10) .Los análisis de suelos están reportados en el Cuadro 2. 

Ochenta y cuatro tallos de festuca fueron tomados antes de aplicar los tratamientos desde 1 cm de profundidad hasta 10 cm por encima del suelo y analizados para determinar la infección del endofítico por la metodología descrita por Bacon et al. (2), presentando 82 % del endofítico . 

Tres cortes del pasto se hicieron para el primer año y dos para el segundo año de estudio a intervalos de 30 días cada uno. Se tomaron submuestras para análisis de absorción del Cl y N y materia seca para cada uno de los tratamientos. Las submuestras fueron pesadas inmediatamente y secadas en hornos a 70 °C durante 24 horas. Posteriormente se pesaron para determinar materia seca y se molieron para el análisis de Cl y N. 

El Cl fue analizado usando la metodología de extracción con ácido nítrico 0.1 N y determinación con electrodos específicos para Cl. El N total fue analizado usando la metodología de proteína cruda descrita por Sweeney (29).

Se dejaron hileras de 1.5 m para cortarlas cuando las senillas en las espigas estuvieran bien formadas .Estas espigas se secaron a 70 °C, se molieron y se congelaron para evitar pérdida de ergovalina .La concentración de esta toxina presente en las senillas fue determinada por la metodología de cromatografía descrita por Rottinghaus et al. (20, 21). 

Los datos obtenidos fueron analizados usando análisis de Varianza (ANOVA) del SAS (22) .Se evaluó los efectos estadísticamente significativos para cada año separadamente. Las medidas fueron separadas usando Fisher's protected LSD (P < = 0.05) para efectos principales .Los parámetros medidos son presentados en tablas con las concentraciones de Cl y N en tejidos y niveles de ergovalina en semillas .Solamente aquellos estadísticamente significativos (P < 0.05 ) son discutidos. 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN 

I. EFECTO DE LA FERTILIZACIÓN CON CL Y N SOBRE LA PRODUCCIÓN DE MATERIA SECA EN FESTUCA. 

Los resultados obtenidos de Materia Seca para cada corte son reportados en el cuadro 3, para el primer y segundo año , respectivamente. No se encontró interacción entre los tratamientos con Cl y N en los años evaluados. Las medias de los tratamientos para las diferentes combinaciones se muestran en dicho cuadro.

La aplicación de N incrementó significativamente la producción de forraje para los dos primeros cortes y para el total de producción anual de los dos años de estudio (Cuadro 4). El segundo corte contribuyó notablemente en el total anual para el primer año debido a la aplicación tardía de la mayoría del N. La respuesta total por el incremento de la fertilización N en los dos primeros cortes fue más de 1.400 kg ha^-1 en ambos años (Cuadro 4). Solamente el tercer corte del primer año mostró respuesta estadísticamente significativa a la fertilización con Cl. 

II. EFECTO DE LA FERTILIZACIÓN CON Cl Y N EN SU CONCENTRACIÓN EN EL TEJlDO DE FESTUCA 

No se encontró interacción entre la fertilización con Cl y N sobre la concentración de Cl y N en el tejido de festuca. La concentración de Cl en el tejido de festuca para ambos años de estudio están reportadas en el Cuadro 5. La concentración de Cl en la festuca fue mayor en el primer año para la dosis mas baja de Cl. Este efecto parece no correlacionarse con los niveles de Cl en el suelo mostrado en el cuadro 2.

Considerando el alto nivel de fertilización con Cl, la concentración de Cl en el tejido fue mayor en el segundo año comparada con la del primer año, correlacionándose con el alto nivel de Cl en el suelo para el segundo año (Cuadro 5). Pudo observarse que la concentración de Cl en el tejido de festuca aumento a medida que aumentaron los ni veles aplicados de Cl (Cuadro 6) para ambos años de estudio, siendo significativo durante el primer año para el primero y segundo corte. En el primer corte la concentración de Cl aumento al incrementar la fertilización con N siendo no significativa para el segundo año. Contrario a ello, en el segundo y tercer corte la concentración de Cl en el tejido disminuyó al aumentar la fertilización con N siendo significativa para el tercer corte del primer año. Para el segundo año de estudio no hubo efecto significativo en la concentración de Cl en el tejido al aumentar la fertilización con N. No se encontró explicación para lo ocurrido durante el primer año. En el cuadro 7 se puede observar que la concentración de N en el tejido de festuca fue mayor para la dosis más alta de nitrógeno excepto; el tercer corte del primer año. 

La fertilización con Cl no influyó en la concentración de N en la planta para ambos años (Cuadro 8). Se puede observar un incremento en la concentración de N en el tejido, a medida que aumentó la dosis de N por tratamiento, excepto para el tercer corte del primer año. Esta situación puede atribuirse a dos razones; el segundo corte del primer año posiblemente usó la mayoría de carbohidratos en reserva para producir Materia Seca, consecuentemente más N fue usado, aunado a una mayor precipitación presentada para el segundo corte (cuadro 9) lo cual pudo contribuir para el mayor desarrollo del segundo corte y menos N disponible para el tercer corte. 

III. EFECTO DE LA FERTILIZACIÓN CON Cl Y N SOBRE LA CONCENTRACIÓN DE ERGOVALINA EN SEMILLAS DE FESTUCA 

No se encontró interacción entre la fertilización con Cl y N sobre la concentración de ergovalina en las semillas de festuca infectada. La concentración de ergovalina para ambos años de estudio están reportadas en el cuadro 10. A pesar de que no se encontró estadísticamente influencia de la fertilización con Cl y N sobre la concentración de ergovalina para el primer año, su concentración fue lo suficientemente alta para causar síntomas de toxicidad (cuadro 10). Garner (comunicación personal, 1993) indicó que solamente 200 ug Kg^-1 de ergovalina son suficientes para causar signos clínicos de toxicidad en mautes. 

En el segundo año de evaluación, la concentración de ergovalina en las semillas fue significativamente afectada por la fertilización con N (Cuadro 10).

La misma respuesta fue encontrada por Rottinghaus et al. (21). Ellos reportaron una relación positiva entre la fertilización con N y la concentración de ergovalina en las semillas. La fertilización con Cl no afectó significativamente la concentración de ergovalina encontrada en el segundo año. 

Los tratamientos can Cl y N no tuvieron influencia estadísticamente significativa sobre la concentración de ergovalina para el primer año (Cuadro 11). Sin embargo, se pudo observar una tendencia a incrementar la concentración de ergovalina can la fertilización con N (P > F=0.0683) en el primer año, debiéndose posiblemente a la baja dosis de N aplicada en marzo del primer año. A pesar de que la concentración de ergovalina en las semillas durante este primer año no se mostraron afectadas estadísticamente por los tratamientos con Cl, hubo un incrementó en más de 200 ug Kg^-1 a medida que la fertilización con Cl aumentaba comparada con la dosis más baja (Cuadro 11). 

La concentración de ergovalina encontrada al el segundo año fue menor a la encontrada al el primer año quizás debido a que la espigas cosechadas en el segundo año no habían madurado lo suficiente. Pero las concentraciones de ergovalina al momento del corte fueran suficientemente altas para causar signos clínicos de toxicidad para consumo animal.

 CONCLUSIONES

- La fertilización con Cl no aumentó la producción de materia seca durante los dos años de estudio excepto el tercer corte del primer año. 

- La fertilización con N incrementó significativamente la producción de Materia Seca para los dos primeros cortes y para el total anual de producción en ambos años de estudio. 

- La concentración de N en el tejido fue mayor en el segundo año de estudio. La razón pudo haber sido a la baja dosis de nitrógeno aplicada al primer corte del primer año, pero la producción de materia seca fue casi igual en el primer corte para ambos años. 

- La fertilización con Cl afectó notablemente la concentración de Cl en el tejido de festuca para el primer y tercer corte para el primer año, lo cual puede atribuirse a la fertilización nitrogenada. Pero la tendencia fue diferente. En el primer corte la concentración de Cl aumentó al incrementar la dosis de N y en el tercer corte la concentración de Cl disminuyó al aumentar la dosis de N.

- La concentración de ergovalina en la semilla no fue significativamente afectada por la fertilización con N para el primer año. Sin embargo, hubo un incremento de ergovalina al aumentar la dosis de N. 

- La fertilización con Cl no presentó efecto significativo sobre la concentración de ergovalina. Sin embargo, se pudo apreciar un incremento en su concentración al aumentar la fertilización con Cl cuando se compara con su dosis más baja. 

- El estudio indica que no se recomienda aplicar fertilizante que contenga CI para reducir la concentración de ergovalina presente en festuca infectada con el hongo endofítico. 

- La razón de que la fertilización con CI no tuvo efecto en reducir la producción de ergovalina en la semillas , puede atribuirse al efecto fisiológico-osmótico del CI en la planta favoreciendo la absorción y retención del agua (16).Además, el hongo endofítico causa en la planta un cambio morfológico que contribuye a la conservación del agua, favoreciendo su tolerancia a la sequía (1). Concluyéndose que tanto el endofitico como el CI actúan de igual manera en la planta de festuca. 

RESUMEN 

Con la finalidad de evaluar el efecto de la fertilización con Cl y N m festuca infestada con un hongo endofitico el cual produce una toxina (ergovalina), se instaló un ensayo al suroeste de Missouri USA cerca de Mt .Vernon, en el Centro de Investigaciones de la Universidad de Missouri durante dos años. Se usó un diseño de bloques al azar completamente aleatorizado con 4 replicaciones con dos niveles de N: 90 y 180 Kg ha^-1 y cuatro niveles de Cl: 0,45, 90 y 180 Kg ha^-1. Los resultados indican que la fertilización con Cl no incrementó significativamente la producción de Materia Seca excepto para el tercer corte del primer año. La aplicación con N si incrementó significativamente la producción de Materia Seca para los dos primeros cortes y para el total anual de producción de Materia Seca en ambos años estudiados. Asimismo, se encontró que los niveles de Cl y N en el tejido aumentó a medida que aumentaron los tratamientos aplicados. Tratamientos con Cl y N no mostraron estadísticamente diferencia significativa en la concentración de ergovalina en las semillas en el primer año de estudio, pero si se observó una tendencia a aumentar los niveles de ergovalina en la semilla con la fertilización con N (P > F=0.0683) en este año de estudio. Además se observó un incrementó en más de 200 ug de ergovalina Kg^-1 a medida que incrementó la fertilización con Cl comparado con la dosis más baja. A pesar de que no se encontró diferencia significativa entre los tratamientos aplicados, excepto N para el segundo año, las concentraciones de ergovalina en la semilla fueron lo suficientemente alta para causar toxicidad en animales

EFFECT OF Cl AND N FERTILIZATION ON TALL FESCUE INFECTED WITH 
AN EN DOPHITE 

SUMMARY

In order to evaluate the effect of Cl and N fertilizátion on tall fescue infected with an endophite which produce a toxic alkaloid, ergovaline , a field study was conducted during two years at the Soutwest Research Center of University of Missouri located near Mt .Vernon, Missouri USA. The experimental design was a radanized complete block with four replications, two levels of N: 90 and 180 Kg ha^-1 and four levels of Cl: 0,45,90 y180 Kg ha^-1.The results indicated that Cl fertilization did not inprove Dry aftter yield for the two years studied except for the last cutting of the first year. Nitrogen aplication significantly increased forage yields for the two first cutting and for the total annual forage yield for both years. It was also found that Cl and N levels in the tissues increased as Cl and N treatment increased. Chloride and nitrogen treatments had not statistically significant influence an ergovaline concentration in the seed heads in the first year. However, a trend for increased ergovaline concentration can be seen with N fertilization (P > F=0.0683). In addition, there did appear to be increased of more than 200 ug Kg^-1 of ergovaline as Cl fertilization increased compared to the lower level of Cl aplication. In spite of gettirq no significant effect by eiteher Cl and N fertilization, except N in the second year , the ergovaline concentration in the seed heads for animal consunption was high enough to cause fescue toxicosis symtons. 

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