Biomass Production and Nutritional Profile of Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray. at varying stages of growth - 4, 8 and 12 weeks

Abstract

Tithonia diversifolia (Helms.) A. Gray., is a robust shrubby forage plant with high biomass production (stem and leaves) and nutritional value. This study was aimed at evaluating the biomass production and nutrient profile of Tithonia diversifolia (TD) at different growth stages in order to determine the optimal stage for maximum productivity and nutritional value of the plant as fodder for ruminants in the tropics. The study site is located within the tropical rainforest zone of southwestern Nigeria Tithonia diversifolia was established in a completely randomized block design with three replications and were harvested at 4, 8 and 12 weeks of growth. Results revealed that all parameters (fresh yield and dry matter yield (t/ha), leaf, stem and crude protein DM yield (t/ha), plant height (cm), no of leaves per stand, leaf:stem ratio) measured for production potential increased significantly (p < 0.05) with age of maturity, except leaf dry matter yield. Dry matter (DM) and crude protein (CP) yield ranged from 3.23 to 6.43and 0.73 to 1.82 t/ha for 4 - 12 weeks old plants, respectively. The DM increased significantly from 4  to 12 weeks old plants, ranging from 68.93 to 72.64; 81.03 to 82.88 and  73.35 to 78.12%  for leaf, stem and leaf plus stem respectively. The CP content decreased significantly with age.  Highest CP (28.00 %) was obtained in 4 weeks old leaf, while the lowest (0.73 %) was obtained in 12 weeks old stem. The neutral detergent fibre increased significantly with age, recording the highest (54.24 %) for 12 weeks old stem and lowest (39.73 %) for 4 weeks old leaf. Significant (p<0.05) differences were observed for macro and micro elements investigated. The macro and micro mineral concentrations of leaf, stem and leaf plus stem decreased with maturity, with the leaf recording highest concentrations of macro and micro elements than the stem and leaf plus stem, except for potassium that is highest in the stem. Phytochemical contents were similar for different growth stages, although the values obtained in this study were within limit that is safe for animal consumption. During the study period (January – June, 2025), average monthly temperatures ranged between 27.04 ⁰C and 28.15 ⁰C, with relative humidity increasing from 78.75% during dry months to 81.65% at the onset of rainy season. Rainfall typically begins in April, contributing to favourable growth conditions. Agro-meterological variables were not directly measured in this study, however, Tithonia diversifolia exhibited consistent biomass yield and nutrient composition across the 4-, 8-, and 12- week growth stages. This suggests that the plant can maintain a good productivity and nutritional quality under the prevailing climatic conditions typical of southwestern Nigeria during the study period. It can be concluded that Tithonia diversifolia plant maintains a good production yield and nutrient composition under the prevailing climatic conditions of the study region.

Tithonia diversifolia (Helms.) A. Gray., est une plante fourragère arbustive robuste avec une production de biomasse (tige et feuilles) élevée et une valeur nutritionnelle élevée. Cette étude visait à évaluer la production de biomasse et le profil nutritionnel de Tithonia diversifolia (TD) à différents stades de croissance afin de déterminer le stade optimal pour une productivité et une valeur nutritionnelle maximales de la plante comme fourrage pour les ruminants sous les tropiques. Le site d'étude est situé dans la zone de forêt tropicale humide du sud-ouest du Nigeria. Tithonia diversifolia a été établi selon un plan en blocs entièrement randomisé avec trois répétitions et a été récolté à 4, 8 et 12 semaines de croissance. Les résultats ont révélé que tous les paramètres (rendement en frais et en matière sèche (t/ha), rendement en feuilles, en tiges et en protéines brutes MS (t/ha), hauteur de la plante (cm), nombre de feuilles par peuplement, rapport feuille:tige) mesurés pour le potentiel de production augmentaient significativement (p < 0,05) avec l'âge de maturité, à l'exception du rendement en matière sèche des feuilles. Les rendements en matière sèche (MS) et en protéines brutes (CP) variaient respectivement de 3,23 à 6,43 et de 0,73 à 1,82 t/ha pour des plants âgés de 4 à 12 semaines. La MS a augmenté de manière significative des plantes âgées de 4 à 12 semaines, allant de 68,93 à 72,64 ; 81,03 à 82,88 et 73,35 à 78,12 % pour la feuille, la tige et la feuille plus tige respectivement. Le contenu en CP diminuait significativement avec l'âge.  Le CP le plus élevé (28,00 %) a été obtenu dans une feuille âgée de 4 semaines, tandis que le plus faible (0,73 %) a été obtenu dans une tige âgée de 12 semaines. La fibre au détergent neutre a augmenté de manière significative avec l'âge, enregistrant la plus élevée (54,24 %) pour une tige âgée de 12 semaines et la plus faible (39,73 %) pour une feuille âgée de 4 semaines. Des différences significatives (p <0,05) ont été observées pour les macro et micro éléments étudiés. Les concentrations de macro et micro minéraux de la feuille, de la tige et de la feuille et de la tige diminuaient avec la maturité, la feuille enregistrant les concentrations de macro et de micro éléments les plus élevées que la tige et la feuille et la tige, à l'exception du potassium qui est le plus élevé dans la tige. Les contenus phytochimiques étaient similaires pour les différents stades de croissance, bien que les valeurs obtenues dans cette étude se situent dans les limites de sécurité pour la consommation animale. Au cours de la période d'étude (janvier - juin 2025), les températures mensuelles moyennes variaient entre 27,04 0C et 28,15 0C, avec une humidité relative augmentant de 78,75 % pendant les mois secs à 81,65 % au début de la saison des pluies. Les pluies commencent généralement en avril, contribuant à des conditions de croissance favorables. Les variables agro-météorologiques n'ont pas été directement mesurées dans cette étude, cependant, Tithonia diversifolia a présenté un rendement en biomasse et une composition en éléments nutritifs constants tout au long des stades de croissance de 4, 8 et 12 semaines. Cela suggère que la plante peut maintenir une bonne productivité et une bonne qualité nutritionnelle dans les conditions climatiques typiques du sud-ouest du Nigeria pendant la période d'étude. On peut conclure que la plante Tithonia diversifolia maintient un bon rendement de production et une bonne composition nutritionnelle dans les conditions climatiques dominantes de la région d’étude.