Lucerne and other perennial legumes provide new options for rain fed livestock production in the Mediterranean-climate region of Chile

Carlos Ovalle, Soledad Espinoza, Viviana Barahona, Macarena Gerding, Alan Humphries, Alejandro del Pozo

Abstract


In dryland Mediterranean environments, the productivity of annual legumes is low during autumn and winter, with plant senescence typically beginning by the middle of spring because of low soil water availability. Therefore, the use of deep-rooted perennial legumes may provide an alternative to annual legumes in regions with a soil moisture deficit. We evaluated the germplasm of new perennial legumes with deep rooting systems in two field experiments in the interior drylands of central Chile. In experiment 1, sixteen genotypes of four perennial legume species, nine cultivars (cvs.) of Medicago sativa, two of Hedysarum coronarium, three of Lotus tenuis, and two of Lotus corniculatus were evaluated for three seasons (2012-2014). In experiment 2, eight additional genotypes from two perennial legume species (M. sativa and H. coronarium) were evaluated between 2013 and 2015. Additionally, sixteen cultivars and accessions of M. sativa were evaluated in raised beds, with nine from Australia, two from Spain, two from California and three of Andean origin. We evaluated plant survival, nodulation, plant height at the end of the winter period and temporal distribution of biomass production. The persistence of M. sativa cultivars was high (over 80% survival after three years), but only the lucerne produced high yields (8-11 Mg ha-1 in the third season). Significant differences for winter production were detected among the lucerne cultivars, associated with their winter activity class, but no differences were found in total biomass production. The persistence of L. tenuis, L. corniculatus and H. coronarium was poor, and the biomass production was low, most likely because rhizobia failed to persist. Based on these preliminary results on perennial legumes, lucerne has great potential as a forage crop in the interior drylands of central Chile. However, more research on rhizobial strains, nodulation, plant growth and biomass accumulation, and root distribution and water use, among other factors, is required to better understand the persistence of perennial legumes in rain fed environments.

En ambientes mediterráneos de secano, la productividad de leguminosas anuales es baja durante el otoño y el invierno, y la senescencia típicamente comienza a mediados de la primavera debido a la baja disponibilidad de agua en el suelo. Por lo tanto, el uso de leguminosas perennes con raíces pivotantes profundas puede proporcionar una alternativa a las leguminosas anuales en las regiones con un déficit de humedad del suelo. Se evaluó el germoplasma de nuevas leguminosas perennes con sistemas de raíces profundas en dos experimentos de campo en el secano interior de Chile central. En el experimento 1, se evaluaron dieciséis genotipos de cuatro especies de leguminosas perennes, nueve cultivares (cvs.) de Medicago sativa, dos de Hedysarum coronarium, tres de Lotus tenuis y dos de Lotus corniculatus, durante tres temporadas (2012-2014). En el experimento 2, se evaluaron ocho genotipos adicionales de dos especies de leguminosas perennes (M. sativa y H. coronarium) entre 2013 y 2015. Además, se evaluaron dieciséis cultivares y accesiones de M. sativa en bancadas, nueve de Australia, dos de España, dos de California y tres de origen andino. Se evaluó la supervivencia de la planta, la nodulación, altura de la planta al final del período de invierno y distribución temporal de la producción de biomasa. La persistencia de cultivares de M. sativa fue alta (más del 80% de supervivencia a los tres años), pero sólo la alfalfa produjo altos rendimientos (8-11 Mg ha-1 en la tercera temporada). Se detectaron diferencias significativas para la producción de invierno entre los cultivares de alfalfa, lo que estuvo asociado a la clase de actividad de invierno, pero no se encontraron diferencias en la producción total de biomasa. La persistencia de L. tenuis, L. corniculatus y H. coronarium fue pobre y la producción de biomasa fue baja, muy probablemente porque los rizobios no pudieron persistir. Sobre la base de estos resultados preliminares obtenidos en leguminosas perennes, la alfalfa tiene un gran potencial como cultivo forrajero en el secano interior Chile central. Sin embargo, se requiere de más investigación acerca de las cepas de rizobios, nodulación, crecimiento y acumulación de biomasa, la distribución de la raíz y el uso del agua, entre otros factores, para entender mejor la persistencia de las leguminosas perennes en ambientes de secano.

 


Keywords


Dryland lucerne, perennial legumes, Mediterranean pastures, alfalfa de secano, legumbres perennes, praderas Mediterráneas

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