Effect of the Application of Bovine and Goat Manure as a Fertilization Alternative on the Production, Nutritional Quality, and Health of African Star Grass (Cynodon nlemfuensis) at the Santa Lucía Experimental Farm, Heredia

Authors

DOI:

https://doi.org/10.15359/prne.22-44.14

Keywords:

biomass, quality, bovine manure, ruminant excreta, fertilization, sanitation

Abstract

Livestock activity in Costa Rica triggers a growing demand for quality forage for dairy production. Fertilization, a key factor in this process, poses environmental and economic challenges for the sector. The objective of the study was to evaluate the use of bovine and caprine excreta on biomass, nutritional quality, and disease incidence in African star grass, as a nitrogen fertilization alternative in specialized dairy systems. Conducted at the Santa Lucia Experimental Farm of the National University, the study utilized a block design with three repetitions and four treatments. Biomass production was assessed by weighing harvested material, while quality and health were evaluated in the laboratory. The results show that biomass production was not reduced with excreta application, and the grass maintained its nutritional quality, making it a viable fertilization alternative. Puccinia sp. was identified as the main pathogen present in the pasture; however, its incidence is not attributed to the excreta applied. Additionally, no direct effect of the treatments was observed on the nematode population density present in the pasture.


References

Aboukhaddour, R., Turkington, T. K., & Strelkov, S. E. (2013). Race structure of Pyrenophora tritici-repentis (tan spot of wheat) in Alberta, Canada. Canadian Journal of Plant Pathology, 35(2), 256–268. https://doi.org/10.1080/07060661.2013.782470

Alonzo, Y. (2019). Evaluación de la eficiencia biológica de CUSTOM NC®, Micos Plag®, Nano Steel®, Paecilomyces® Versus Vydate® 24 SL, en el control de los fitonemátodos Radophulus spp., Helicotylenchus spp., Criconemoide spp. y Pratylenchus spp., que afectan el cultivo de plátano (Musa paradisiaca L.)”. [Trabajo de Graduación. Universidad de Panamá]. yasseth_alonzo.pdf (up.ac.pa)

Álvarez, J., Gómez A., León, N., y Gutiérrez, E. (2010). Manejo integrado de fertilizantes y abonos orgánicos en el cultivo de maíz. Agrociencia 44 (5), 575-586.

AOAC (1990). Associaton of Official Analytical Chemestri, Washington D. C.,

AOAC. (1990). Official Methods of Analysis 15th Edition, U. S. A.

AOAC. (1980). Official Methods of Analysis. 13th ed. Washington D. C., U. S. A., Association of Official Analytical Chemists.

Arauz, L. (1998). Fitopatología: un enfoque agroecológico. Editorial de la Universidad de Costa Rica. San Pedro de Montes de Oca. San José, C. R.

Avasthi, S., Gautam, A., Niranjan, M., Verma, R., Karunarathna, S., Kumar, A., & Suwannarach, N. (2023). Insights into Diversity, Distribution, and Systematics of Rust Genus Puccinia. Journal of fungi (Basel, Switzerland), 9(6), 639. https://doi.org/10.3390/jof9060639

Badilla Jiménez, F. A. (2018). Identificación de nematodos fitoparásitos asociados al cultivo de chile dulce (Capsicum annuum L.) en las principales zonas productoras de Costa Rica. [Tesis de Licenciatura, Universidad de Costa Rica].

Banco Mundial. (22 de junio de 2022). Actualización sobre la seguridad alimentaria. https://www.bancomundial.org/es/topic/agriculture/brief/food-security-update

Barnett, H. y Barry B. Hunter. (1998). Illustrated genera of imperfect fungi-fourth edition.

Bertsch, F. (1987). Manual para interpretar la fertilidad de los suelos en Costa Rica. 2.a ed. Editorial Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica.

Bhatt, K., Maheshwari, D. (2019). Decoding multifarious role of cow dung bacteria in mobilization of zinc fractions along with growth promotion of C. annuum L. Scientific Reports 9, 14232 (2019). https://doi.org/10.1038/s41598-019-50788-8

Cabrales. E., Estrella, G., Vásquez, E. (2015). Evaluación comparativa de poblaciones de nemátodos de tres pasturas en el bajo cauca – Colombia. Suelos Ecuatoriales, 45(2), 65-7.

Calvo, O. (2021). Estimación del costo de producción de un kilogramo de leche y sus variables más influyentes. Revista e-Agronegocios, 7(2), 44-62. https://revistas.tec.ac.cr/index.php/eagronegocios/article/view/5682

Castaño, J., Guzmán, O., Villegas, B. (2011). PRINCIPALES NEMATODOS FITOPARÁSITOS Y SÍNTOMAS OCASIONADOS EN CULTIVOS DE IMPORTANCIA ECONÓMICA. Agronomía, 20(1), 38-50.

Celletti, S., Paolacci, A., Mimmo, T., Pii, Y., Cesco, S., Ciaffi, M., Astolfi, S. (2016). The effect of excess sulfate supply on iron accumulation in three graminaceous plants at the early vegetative phase. Environmental and Experimental Botany, 128, 31-38. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2016.04.004

Clarke, R., & Eagling, D. (1994). Effects of pathogens on perennial pasture grasses. New Zealand Journal of Agricultural Research, 37(3), 319-327. https://doi.org/10.1080/00288233.1994.9513070

Cook, J; Baker, K. (1983). The nature and practice of biological control of plant pathogens. The American Phytopathological Society. St. Paul, Minnesota, USA.

Crespo, G. (2015). Factores que influyen en el reciclaje de nutrientes en pastizales permanentes, avances en el desarrollo de su modelación. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, 49(1), 1-10. Disponible en http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=193036208001

Crous P., Verkley G., Groenewald J, y Houbraken J. (2019). Fungal Biodiversity, Second Edition.

Di Rienzo, J. A., Casanoves, F., Balzarini, M. G., Gonzalez, L., Tablada, M., y Robledo, C. W. (2020). InfoStat, versión 2020. Centro de Transferencia InfoStat, FCA, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. Recuperado de http://www.infostat.com.ar

Eastburn, D. M.; Butler, E. E. (1988). Microhabitat characterization of Trichoderma harzianum in natural soil: evaluation of factors affecting population density. Soil Biology & Biochemistry 20, 541-545.

Elizondo, J., y Espinoza, H. (2021). Evaluación de los purines como una alternativa de fertilización orgánica en pasto estrella africana. Nutrición Animal Tropical 15(2), 25-4. https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/nutrianimal/article/view/48001

Garza, J. (2022). Sector lechero mantiene empleos a pesar de la pandemia. La República. https://www.larepublica.net/noticia/sector-lechero-mantiene-empleos-a-pesar-de-la-pandemia#:~:text=EL%20sector%20dedicado%20a%20la,Nacional%20de%20Productores%20de%20Leche.

Goering, H., Van Soest, P. (1970). Agricultural Handbook n.° 379. Agriculture Research Service. U. S. A. Washington.

González, P. (2019). Consecuencias ambientales de la aplicación de fertilizantes. Biblioteca del Congreso Nacional de Chile. https://obtienearchivo.bcn.cl/obtienearchivo?id=repositorio/10221/27059/1/Consecuencias_ambientales_de_la_aplicacion_de_fertilizantes.pdf

Guzmán, O., Pérez, L., Patiño, A. (2012). Reconocimiento de nematodos fitoparásitos en pitahaya amarilla (Selenicereus megalanthus HAW.). Boletín Científico Centro de Museos Historia Natural, 16(2), 149-161.

Han, S., Young, j., Hwang, J., Bin, S., Bac, B. (2016). The effects of organic manure and chemical fertilizer on the growth and nutrient concentrations of yellow poplar (Liriodendron tulipiferaLin.) in a nursery system. Forest Science and Technology, 12 (3), 137-143. http://dx.doi.org/10.1080/21580103.2015.1135827

IMN (Instituto Meteorológico Nacional). (2017). Datos climáticos. Instituto Meteorológico Nacional de Costa Rica. https://www.imn.ac.cr/web/imn/inicio

Instituto Nacional de Estadística y Censo [INEC]. (2020). Encuesta Nacional Agropecuaria 2019. Resultados generales de la actividad ganadera vacuna y porcina. San José, Costa Rica.

INTA (Instituto Nacional de Innovación y Transferencia en Tecnología Agropecuaria de Costa Rica). (2015). Suelos de Costa Rica orden inceptisol. Boletín técnico 5. San José, Costa Rica.

Jenkis, W. R. (1964). А rapid centrifugal-flotation technique for separating nematodes from soil. Plant Disease Reporter, 48, 692.

Ji, P.; Wilson, M. (2002). Assessment of the importance of similarity in carbon source utilization profiles between the biological control agent and the pathogen in bacterial control of bacterial speck of tomato. Applied and Environmental Microbiology, 68, 4383-4389.

Jiménez, L., Larreal, M., y Noguera, N. (2004). Efectos del estiércol bovino sobre algunas propiedades químicas de un Ultisol degradado en el área de la Machiques Colón, estado Zulia. Revista de la Facultad deAgronomía, 21(4), 311-321.http://ve.scielo.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0378-78182004000400001&lng=es&tlng=es

Krupinsky, J. (1992). Grass Host of Pyrenophora tritici-repentis. Plant Disease, 76(1).

L. I. Barton, J. Abadia (Eds.), Iron Nutrition in Plants and Rhizospheric Microorganisms, Springer, Dordrecht, 229-250.

Lancashire, J., & Latch, G. (1966). Some effects of crown rust (Puccinia coronata Corda) on the growth of two ryegrass varieties in New Zealand. New Zealand Journal of Agricultural Research, 9(3), 628-640. http://dx.doi.org/10.1080/00288233.1966.10431554

Leveau, J. H. (2006). Microbial communities in the phyllosphere. In Riederer, M.; Müller, C. Eds. Biology of the Plant Cuticle. Blackwell Publishing Ltd. Chennai, India, pp. 334-367.

Lima, I., Bravo, R., Aguilar, M. (2018). Nematodos fitoparásitos asociados al cultivo de Maíz (Zea mais L.) en las regiones de Puno y Cusco. Journal of High Andean Research, 20(1), 31-38. http://dx.doi.org/10.18271/ria.2018.328

López-Mtz., J. D., Díaz Estrada, A., Martínez Rubin, E., y Valdez Cepeda, R. D. (2001). Abonos orgánicos y su efecto en propiedades físicas y químicas del suelo y rendimiento en maíz. Terra Latinoamericana, 19(4), 293–299. Sociedad Mexicana de la Ciencia del Suelo, A.C. Recuperado de http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=57319401

Mai, W. F.; Lyon, H. H.; Kruk, T. H. (1964). Pictorial key to genera of plant parasitic nematodes. 5 ed. New York, USA, Department of plant pathology, New York state College of Agriculture.

Martínez, J. (2019). Tabla de composición bromatológica de forrajes utilizados para la alimentación de animales en Costa Rica. Centro de Investigaciones en Nutrición Animal, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica.

Maywald, N., Francioli, D., Mang, M., & Ludewig, U. (2023). Role of Mineral Nitrogen Nutrition in Fungal Plant Diseases of Cereal Crops. Critical Reviews in Plant Sciences, 42(3), 93-123. https://doi.org/10.1080/07352689.2023.2196100

Müller, C., Silveira, S., Daloso, D., Mendes, G., Merchant, A., Kuki, K., Oliva, M., Loureiro, M., & Almeida, A (2017). Ecophysiological responses to excess iron in lowland and upland rice cultivars. Chemosphere, 189, 123-133.

Núñez, J., Jiménez, J., Tobía C., Arias, L., Jiménez, E., y Padilla, J. (2022). Efecto de la edad de rebrote y época del año sobre la biomasa y calidad bromatológica en gramíneas utilizadas en tres zonas agroclimáticas de Costa Rica (I PARTE). Nutrición Animal Tropical, 16 (1), 31-52. DOI: https://doi.org/10.15517/nat.v16i1.50370

Núñez, J., Jiménez, J., Tobía C., Arias, L., Jiménez, E., y Padilla, J. (2022). Efecto de la edad de rebrote y época del año sobre la biomasa y calidad bromatológica en gramíneas utilizadas en tres zonas agroclimáticas de Costa Rica (II PARTE). Nutrición Animal Tropical, 16 (1): 31-52. https://doi.org/10.15517/nat.v16i2.52729

Pérez, E. (2013). Análisis de fertilidad de suelos en el laboratorio de Química del Recinto de Grecia, Sede de Occidente, Universidad de Costa Rica. InterSedes, 14(29), 06-18. http://www.scielo.sa.cr/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2215-24582013000300001&lng=en&tlng=es.

Pezo, D., y García, F. J. (2018). Uso eficiente de fertilizantes en pasturas. Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza. Boletín técnico 98. https://repositorio.catie.ac.cr/bitstream/handle/11554/9227/Uso_eficiente_de_fertilizantes_en_pasturas.pdf?sequence=1

Picarelli, M., Alves, F., Harakava, R., Rivas, E., & Colariccio, A. (2020). Primeiro relato de Rhizoctonia solani Kühn AG 2-2 LP em Zoyzia japonica Steud no Brasil. Summa Phytopathologica, 46(4), 289-298. https://doi.org/10.1590/0100-5405/221916

Pinos, J., García, J., Peña, L., Rendón, J., González, C., y Tristán, F. (2012). Impactos y regulaciones ambientales del estiércol generado por los sistemas ganaderos de algunos países de américa. Agrociencia 46, 359-370. https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-31952012000400004

Quirós-Castro, A., y Peraza-Padilla, W. (2023). Evaluación de un nematicida biológico y un bioestimulante radical sobre Meloidogyne exigua en café en Naranjo, Costa Rica. Agronomía Costarricense, 47(1), 25–36. Recuperado de https://www.researchgate.net/publication/368387391

Ramírez, R., Ramírez, R., y López, F. (2002). Factores estructurales de la pared celular del forraje que afectan su digestibilidad. Ciencia UANL, 5 (2), 1080-189.

Rodríguez, J., y Elizondo, J. (2012). Consumo, calidad nutricional y digestibilidad aparente de morera (Morus alba) y pasto estrella (Cynodon nlemfuensis) en cabras. Agronomía Costarricense, 36(1), 13-23.

Rojas, L., y Elizondo, J. (2020). Evaluación del efecto de los purines vacunos sobre la producción de pasto Taiwán (Pennisetum purpureum) en un suelo Andisol. Nutrición Animal Tropical, 14 (2), 251-268 https://doi.org/10.15517/nat.v14i2.45172

Rosales, L. (2022). Nematodos fitoparasíticos que afectan cultivos agrícolas en Venezuela.

Sánchez, J., Vargas, E., y Campabadal, C. (1987). Composición mineral y de proteína cruda de los forrajes en los distritos de Venecia, Pital y Aguas Zarcas, cantón de San Carlos. Agronomía Costarricense, 11(1), 25-31.

Sánchez, W. y Mesén, M. (2018). Establecimiento y manejo del pasto kikuyo. Alcances Tecnológicos, 8(1), 73-82. https://doi.org/10.35486/at.v8i1.81

Sarubbi, H., Gody, M. M.; Jara, M.; Albertini, H. (2023). Rusts of pastures implanted in the paraguayan chaco. Journal of Agricultural Sciences Research (2764-0973). https://doi.org/10.22533/at.ed.973332329034

Schmidt. W. (2006). Iron stress responses in roots of strategy I plants. In L. I. Barton, J. Abadia (Eds.), Iron Nutrition in Plants and Rhizospheric Microorganisms, Springer. Dordrecht, 229-250

Schubiger, F. X.; Baert, J; Bayle, B.; Bourdon, P.; Cagas, B.; Cernoch, V.; Czembor, E.; Eickmeyer, F.; Feuerstein, U.; Hartmann, S.; Jakesova, H.; Johnston, D.; Krautzer, B.; Leenheer, H.; Lellbach, H.; Persson, C.; Pietraszek, W.; Posselt, U.; Romani, M.; Russi, L.; Schulze, S.; Tardin, M.; VanHee, F.; van Kruijssen, L.; Wilkins, P.; Willner, E.; Wolters, L; Boller, B. (2010). Susceptibility of European cultivars of Italian and perennial ryegrass to crown and stem rust. Euphytica (2010), 176,167-181.

Simon, A.; Sivasithamparam, K. (1989). Pathogen suppression: a case study in biological suppression of Gaeumannomyces graminis var tritici in soil. Soil Biology & Biochemistry 21, 331-337.

Singh, Y., B. Singh, M. S. Maskina y O. P. Meelu. (1995). Response of wet land rice to nitrogen from cattle manure and urea in a rice wheat rotation. Trop. Agric. 72(2), 91- 96.

Siquiera, A., Rios, C., Pereira, E. (2019). Iron toxicity resistance strategies in tropical grasses: The role of apoplastic radicular barriers. Journal of Environmental Sciences, 78, 257- 266. https://doi.org/10.1016/j.jes.2018.10.005

Strelkov S. E., Lamari L., Sayoud R., Smith R. B. (2002). Comparative virulence of chlorosis- inducing races of Pyrenophora tritici-repentis. Canadian Journal of Plant Pathology 24, 29-35. https://doi.org/10.1080/07060660109506967

Torres, E., Ariza, D., Baena, C., Cortés, S., Becerra, L., y Riaño, C. (2016). Efecto de la fertilización en el crecimiento y desarrollo del cultivo de la avena (Avena sativa). Pastos y Forrajes, 39 (2), 102-110. https://www.redalyc.org/pdf/2691/269146602004.pdf

Trudgill, D., & Blok, V. (2001). Exceptionally Successful and Damaging Biotrophic Root Pathogens. Annual Review of Phytopathology, 39(1), 53-77.

Van Soest, P., Robertson, J. & Lewis, B. (1991). Methods for Dietary Fiber, Neutral Detergent Fiber, and Nonstarch Polysaccharides in Relation to Animal Nutrition, Journal of Dairy Science, 74 (10), 3583-3597. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(91)78551-2.

Vélez, S., y Guzmán, A. (2022). Técnicas de identificación del nematodo agallador Meloidogyne. Manglar, 19(2), 209-215. http://doi.org/10.17268/manglar.2022.026

Villalobos, L., y Arce, J. (2014). Evaluación agronómica y nutricional del pasto Estrella africana (Cynodon nlemfuensis) en la zona de Monteverde, Puntarenas, Costa Rica. II. valor nutricional. Agronomía Costarricense, 38(1), 133-145. https://www.scielo.sa.cr/pdf/ac/v38n1/a08v38n1.pdf

Vitosh, M. L., J. F. Davis y B. D. Knezek. (1973). Long term. Effects of manure, fertilizer and plow depth on chemical properties of soil and nutrient movement in a monoculture corn system J. Environ-Qual 2, 269-299

Wakelin, S. A.; Sivasithamparam, K.; Cole, A. L. J.; Skipp, R. A. (1999). Saprophytic growth in soil of a strain of Trichoderma koningii. New Zealand Journal of Agricultural Research 42, 337-345.

WingChing, R., y Salazar, L. (2014). Variación poblacional de nematodos a lo largo de un año en pastos Estrella, Tanner, Ratana y San Juan, en Alajuela, Costa Rica. Research Journal of the Costa Rican Distance Education University, 7(1), 49-57.

World Bank Group. (2021). Commodity Markets Outlook: Causes and Consequences of Metal Price Shocks, April 2021. World Bank, Washington, D. C.

Zak, J. (2002). Implications of a leaf surface habitat for fangal community structure and function. In Lindow, S.E; Hecht-Poinar, E. E.; Elliot, V.J. eds. Phyllosphere Microbiology. APS, St. Paul, Minnesota, U. S. A., p. 299-315.

Zhu, Z., Zheng, L., Pan, L., Hsiang, T. and Huang, J. (2014). Identification and characterization of Fusarium species associated with wilt of Eleocharis dulcis (Chinese water chestnut) in China. Plant Disease, 98, 977-987.

Published

2024-12-12

How to Cite

Meza Chaves, K. M., Jiménez Castro, J. P., Calvo Araya, J. A., & Castillo Umaña, M. Ángel. (2024). Effect of the Application of Bovine and Goat Manure as a Fertilization Alternative on the Production, Nutritional Quality, and Health of African Star Grass (Cynodon nlemfuensis) at the Santa Lucía Experimental Farm, Heredia. Perspectivas Rurales Nueva Época, 22(44), 1-32. https://doi.org/10.15359/prne.22-44.14