Potencial productivo de Crotalaria Juncea CV. Tropic Suns en agroecosistemas de Puerto Rico

Abstract

Sunn hemp (Crotalaria juncea L.) is a multipurpose legume of fast growth and high N2 fixation ability, thus justifying its use on degraded soils in the tropic to improve their fertility. However, there is limited information about the time of planting as well as the date of harvest to maximize biomass production and nitrogen (N) accumulation in Puerto Rico. The objective of this study was to assess two planting dates of cv. Tropic Sun and three harvest dates effects on biomass and nitrogen accumulation in two agroecosystems of Puerto Rico. In the first experiment, Tropic Sun was seeded at 7 kg ha¯¹ on a Mollisol (San Antón series) at the Agricultural Experimental Sub-station of Lajas, University of Puerto Rico. At 84, 121 and 177 days after planting (DAP), biomass was estimated for May and October planting dates. Although there was no significant harvest date effect, there was planting date effect on biomass production (p<0.05). Sunn hemp produced 5,384 to 9,111 kg ha¯¹ dry matter in a 84 to 121 days period when planted on May, surpassing the biomass produced when planting on October. Mean values for N accumulation were 123 to 127 kg N ha¯¹ from 84 to 121 DAP for the first planting season. Significant differences were found (p<0.05) in N concentration when upper and lower plant canopy was compared. Mean values were 2.12% and 1.00% for upper and lower canopy, respectively. Nitrogen content in upper and lower canopy was also expressed as crude protein (CP) percentage. Maximum values were obtained when harvesting the upper plant canopy (16.05% CP) when planting in May. For the second experiment, Tropic Sun was seeded (10 kg ha-1) on an Oxisol (Cotito series) at the Agricultural Sub-station of Isabela, University of Puerto Rico. At 71, 92 and 121 DAP, biomass was estimated for June and November planting dates. There was time of planting and harvest date effects (p<0.05) on biomass production. Maximum biomass was produced at the June planting at the 121-DAP harvest (20,734 kg ha-1) and was three times higher than the November planting (6,062 kg ha-1). When comparing date of harvest, biomass at 71-DAP in June exceeded the 71-DAP in the November harvest by 6,363 kg ha-1. Because of the higher yield for the June planting, maximum N accumulation (471 kg ha-1) was obtained at 121 DAP and was significantly different (p<0.05) when compared to the 121 DAP harvest for the November planting (134 kg ha-1). N concentration differed (p<0.05) when canopy position was compared. Mean values were 2.67% and 0.64% for upper and lower canopy, respectively. There was a significant effect (p<0.05) of canopy position, planting and harvest date on CP content. Maximum values were obtained when harvesting the upper plant canopy at 92 DAP for the November planting (19.00% CP), and was significantly higher when compared to lower canopy content during the same period (4.72%). In summary, Sunn hemp was more productive when planted in June. Although Sunn hemp has good protein content, further research on nutritional value can be helpful to determine its potential as a forage crop. Depending on the date of planting and harvest, various benefits can be obtained from this legume when included in short rotation sustainable production systems because of its good biomass production and N accumulation. The data suggested that when planted on summer, Sunn hemp has good potential as a cover crop and green manure in two agroecosystems of Puerto Rico.

Sunn hemp (Crotalaria juncea L.) es una leguminosa multiusos de rápido crecimiento y buena habilidad para la fijación de N2, lo cual justifica su uso en suelos degradados del trópico para mejorar su fertilidad. Sin embargo, información sobre épocas de siembra y fechas de corte para maximizar la producción de biomasa y acumulación de nitrógeno (N) es muy limitada en Puerto Rico. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de dos épocas de siembra y tres fechas de corte en la producción de biomasa y acumulación de nitrógeno (N) del cv. Tropic Sun en dos agroecosistemas de Puerto Rico. El primer experimento se realizó en la Sub-estación Experimental Agrícola de Lajas de la Universidad de Puerto Rico. Sunn hemp se sembró en un Molisol (serie San Antón) a una densidad de 7 kg ha-1. Se estimó la biomasa producida a los 84, 121 y 177 días después de la siembra (DDS) para las siembras realizadas en mayo y octubre. A diferencia de la fecha de corte, la época de siembra tuvo un efecto significativo (p<0.05) sobre la producción de biomasa y la acumulación de N. Sunn hemp produjo de 5,384 a 9,111 kg ha-1 de biomasa en un periodo de 84 a 121 DDS cuando se sembró en mayo, sobrepasando a la producción de la siembra en octubre. Los promedios para acumulación de N fueron 123-127 kg N ha-1 en un periodo de 84 a 121 DDS en la primera época de siembra. Se encontraron diferencias significativas (p<0.05) en la concentración de N al comparar el dosel superior e inferior de la planta. Los promedios fueron 2.12% y 1.00% para el dosel superior e inferior, respectivamente. Al expresar el contenido de N como porcentaje de proteína bruta (PB), el valor máximo fue obtenido al cosechar el dosel superior (16.05% PB). El segundo experimento se realizó en la Sub-estación Experimental Agrícola de Isabela, Universidad de Puerto Rico, donde Tropic Sun se sembró en un Oxisol (serie Cotito) a una densidad de 10 kg ha-1. Se estimó la biomasa producida a los 71, 92 y 121 DDS para siembras en junio y noviembre. Se encontraron efectos significativos (p<0.05) de época de siembra y fecha de corte sobre la producción de biomasa. Al sembrar en junio y cosechar a los 121 DDS se obtuvo la producción máxima de biomasa (20,734 kg ha-1) y fue tres veces mayor que la obtenida en la siembra de noviembre (6,062 kg ha-1). Cuando se compararon las fechas de cosecha, la biomasa producida a los 71 DDS en la siembra de junio, excedió la de noviembre por 6,363 kg ha-1. Debido a mayores rendimientos en la siembra de junio, la acumulación máxima de N (471 kg ha-1) se obtuvo en la cosecha a los 121 DDS, siendo significativamente diferente (p<0.05) en comparación con la de los 121 DDS en noviembre (134 kg ha-1). Se encontraron diferencias (p<0.05) entre las concentraciones de N al comparar la posición del dosel, con valores promedio de 2.67% y 0.64% para el dosel superior e inferior, respectivamente. Al expresar el contenido de N en PB, los valores máximos fueron obtenidos al cosechar el dosel superior de las plantas a los 92 DDS para la siembra de noviembre (19.00% PB), siendo diferente (p<0.05) en comparación con el contenido del dosel inferior durante este mismo periodo (4.72%). En resumen, Sunn hemp fue más productiva al sembrar en junio. Aunque tiene buen contenido de proteína, investigaciones futuras sobre su valor nutritivo son necesarias para determinar su potencial como forraje. Dependiendo de la época de siembra y cosecha, esta leguminosa puede ofrecer múltiples beneficios al incluirse en rotaciones cortas dentro de sistemas de producción sustentables debido a su buena producción de biomasa y acumulación de N. Los datos sugieren que Sunn hemp, sembrado en verano, tiene buen potencial como cultivo de cobertura y abono verde en dos agroecosistemas de Puerto Rico.