Resumen: Se evaluó la respuesta del maíz F2, arroz criollo y frijol Vigna a dos densidades de siembra en la producción y contenido nutricional de forraje verde hidropónico. Para la siembra de las semillas fueron utilizadas bandejas de 0.20 m.. Las densidades usadas de semillas en este experimento fueron de 604 y 804 g bandeja-1. Una solución diluida de nutrientes fue aplicada con un sistema de riego por goteo. La cosecha se llevó a cabo a los 12 días después de la siembra. Las variables evaluadas fueron la producción de biomasa, relación semilla/forraje, altura, diámetro de la plántula y análisis bromatológico. Los resultados de este estudio mostraron que el maíz F2 (30 F 87) fue superior a los otros dos cultivos examinados respecto a la altura de la planta y al factor de conversión de la semilla a forraje verde. No existió diferencia significativa en la producción de biomasa entre los cultivos, obteniendo el frijol Vigna los mayores rendimientos. Igualmente, los valores de contenido de proteína cruda del frijol Vigna fueron mayores. Las concentraciones de N, Ca, P, Mg y K en los tejidos, presentaron rangos aceptables para la mayoría de los tratamientos, de acuerdo a los valores requeridos por la National Research Council (1989). Como consideración final la densidad que resultó con una mejor relación semilla/forraje fue la de 604 g bandeja-1 (30 g dm2 -1), sin embargo, la de 804 g (40 g dm2 -1) obtuvo los mejores rendimientos en los tres cultivos. La semilla de maíz, el frijol Vigna y el arroz, podrían ser una alternativa para la nutrición de animales de granjas bajo un sistema de cultivo hidropónico.
Palabras clave: Forraje, hidropónico, proteína, semillas, densidades.
Abstract: The response of corn F2 hybrid, rice and Vigna beans native variety (cowpea) at two seeding rates in green fodder and nutrient values production was evaluated. Seeds of all crops were sown in the 0.20-m2 planting trays. The seeding rates used in this experiment were about 604, 804 g tray... A diluted nutrient solution was apply by drip irrigation. Harvest was make at 12 days after planting. Plant height, green fodder yield, conversion relation from seed to forage, stem diameter and nutritional values were evaluate. The results of this study showed that the corn F2 (30 F 87) forage crop cultivar was superior to the other two tested in respect to plant height, and conversion factor of seeds into green fodder. Non-difference significance among forage crops respect to green fodder yields but yields obtain by Vigna beans were greater than the others were. Results also showed that crude protein content of Vigna bean was superior. Nutrient value contents of N, Ca, P, Mg and K for most treatments were according to the National Research Council (1989) requirements. In conclusion, the 604 g tray -1 (30 g dm2 -1) is the best choice for conversion factor of seeds into green fodder however the 804 g tray -1 (40 g dm2 -1) showed greater green fodder yields in all crops. Corn, Vigna beans and rice could be an alternative for farm animal nutrition under hydroponic production.
Keywords: Fodder, hydroponics, protein, height, seeding rates.
INTRODUCCIÓN
Actualmente los pastos y forrajes constituyen el alimento más abundante y económico para el ganado vacuno en los trópicos; sin embargo, en cierta época del año principalmente en época seca, estos se ven afectados en su crecimiento y rendimiento, debido a los factores del clima y el suelo que impiden el pastoreo continuo durante esos meses. En la época seca, la cual cubre el periodo de diciembre hasta aproximadamente el mes de abril, se produce una reducción en el crecimiento de los animales jóvenes, pérdidas y bajo rendimiento en las ganancias de peso en el hato, además una baja tasa de concepción en las hembras y una fuerte caída en la producción de leche. Las curvas de producción de pasto no se pueden manipular adecuadamente en época seca debido a que
se debe principalmente a factores climáticos como la precipitación, por lo cual los productores pecuarios recurren a la utilización de otras fuentes alimentarias con un adecuado contenido nutricional que satisfagan las necesidades fisiológicas del sector pecuario (Ugarte s. f.). El Forraje Verde Hidropónico (FVH), se presenta como una alternativa para suplir durante esta época los nutrientes necesarios para mantener el crecimiento y producción de animales vacunos, aviares, porcinos y caprinos. Es una tecnología de producción de biomasa vegetal obtenida a partir del crecimiento inicial de las plantas en los estados de germinación y crecimiento temprano a partir de semillas viables. Es un pienso o forraje vivo, de alta digestibilidad, calidad nutricional y muy apto para la alimentación animal. Consiste en la germinación de granos (semillas de cereales o de leguminosas) donde usualmente se utiliza semillas de avena, cebada, maíz, trigo y sorgo y su posterior crecimiento bajo condiciones ambientales controladas (luz, temperatura y humedad) en ausencia del suelo. (Sánchez, 2001).
En Panamá existen pocas experiencias a nivel de investigación, sobre todo, trabajos de grado y réplicas en exhibiciones feriales sin comprobación real de los aportes positivos de este sistema de producción de forraje. En estos ensayos realizados se ha utilizado como principal fuente de forraje la semilla de maíz por ser de fácil adquisición, sin embargo, existen otras especies que se producen como cultivos y existen disponibilidad de semilla como el arroz (0ryza sativa) y el frijol (Vigna spp.) que aún no han sido evaluadas, siendo el propósito de este ensayo el de evaluar dos especies de Poaceae y una Fabaceae en la producción de forraje verde hidropónico.
MATERIALES Y MÉTODOS
El proyecto de investigación en campo fue desarrollado en la Provincia de Chiriquí, Distrito de David, durante el mes de agosto a septiembre del 2014. Las coordenadas del terreno se encuentran a 8° 42’ 30” Latitud norte y los 82° 35’ 05” de longitud oeste respecto al meridiano de Greenwich. La altitud es de 25 m.s.n.m. La precipitación promedio es de 2630.82 mm, con un régimen pluviométrico bimodal, el cual comprende una estación seca de cinco meses y una estación lluviosa de siete meses. Este lugar tiene una temperatura anual de 27.0 °C y una humedad relativa de 80%. (Guerra, 2006).
Para esta investigación se utilizó un invernáculo de cañaza de cuatro metros de ancho por cuatro metros de largo y 2.70 metros de alto, el cual fue cubierto con una tela multi - sombra (malla de sarán) en sus etapas iniciales de 80% de sombra atendiendo a los mejores resultados de crecimiento inicial reportado por Guerra (2006). En los últimos 6 días se le dio una cobertura con malla de sarán de 50% en su parte superior y lateral con el fin de controlar las condiciones ambientales y a la vez favorecer el desarrollo del cultivo. Dentro de este invernáculo se estableció un anaquel con capacidad para 18 bandejas. A estas bandejas se le dio una inclinación del 5% para favorecer el drenaje de las mismas.
Se utilizó variedades criollas obtenidas en la comunidad de dos tipos de Poaceaes y una Fabacea (arroz criollo, maíz F2 30 F 87 (Melo y Cia s.f.) y frijol Vigna) a los cuales se les hizo una prueba de germinación, para verificar que su porcentaje de brotación estuviera dentro del rango permisible entre 85 y 90 por ciento. Se usó un pasto seco (Digitaria swazilandensis) como sustrato para brindar un soporte a las raíces de los cultivos en estudio, además de aportar materia seca y proveer humedad.
Las semillas antes de ser colocadas en las bandejas fueron lavadas con una solución de hipoclorito de sodio al 1% y se sometieron a un proceso de pre germinación en agua aireada por veinticuatro horas para acelerar su emergencia.
Para la preparación de la solución nutritiva final se usó un producto comercial, obtenido en las tiendas agropecuarias cuyo contenido nutricional se describe en la Tabla 1. Estas soluciones se ajustaron a través de diluciones a las concentraciones reportadas por Rodríguez R. (2007) para producir FVH y fueron aplicadas por medio de riego por goteo siguiendo la frecuencia utilizada en investigaciones anteriores por Rodríguez M. (2007),Guerra (2006),Wilcox (2008), Díaz (2010)
y Ortiz (2011) (Tabla 2).
El ciclo de producción se estableció en 15 días, de acuerdo a resultados de investigaciones anteriores para todos los cultivos como se indica en la Tabla 3.
DISEÑO EXPERIMENTAL
En este ensayo se utilizó un arreglo factorial en modalidad de parcelas divididas, implementado en un diseño de bloques al azar (DBCA). El factor de la parcela principal o factor A, fueron las tres especies de cultivos, maíz F2 (30 F 87), arroz criollo y frijol Vigna; el factor de la sub-parcela
o factor B consistió en las densidades de siembra, con dos niveles: a- 30 g dm2 -1 y b- 40 g dm2 -1,
por lo cual en la densidad de 30 g dm2 -1 se utilizó 604 g de semilla y con la densidad de 40 g-dm2
-1 se utilizó 804 g de semillas por bandeja de acuerdo a Rodríguez R. (2007), dando un total de 6 tratamientos y tres repeticiones.
La unidad experimental consistió en cada bandeja con una dimensión de 36 cm de ancho por 56 cm de largo, lo cual representó un área de 0.20 m2. Las variables de repuesta a medir fueron: Producción de biomasa (Kg/m2), relación semilla / forraje, altura (cm), diámetro (mm) y análisis bromatológico.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La posición en que se encontraban distribuidas las bandejas en la estructura no afectó la recepción homogénea de la luz solar, observándose un crecimiento uniforme inicialmente entre las repeticiones, no encontrándose diferencias significativas entre bloques para todas las variables evaluadas, aumentando el grado de confiabilidad del experimento.
Se encontró diferencia significativa entre la altura de las diferentes especies a los seis y doce días después de siembra, donde el maíz independiente de la densidad logró los mejores promedios difiriendo significativamente (P < 0,01) de las dos densidades del arroz, pero no así con las densidades del frijol (Tabla 4). Inicialmente el frijol Vigna obtuvo un crecimiento rápido, posiblemente influenciado por el régimen de luz de 80 % , esto hizo que las plántulas sufrieran acame por lo que su cosecha tuvo que ser adelantada a los 9 días, esto concuerda con Ghazi, Al Karaki y Al-Hashimi (2012), quienes determinaron la cosecha en 8 días bajo condiciones de laboratorio por considerar que el forraje estaba listo para su recolección sin embargo para la segunda semana el régimen de luz de 50% surtió el efecto contrario donde las plántulas crecieron a un ritmo más lento. El maíz alcanzó los veinticinco centímetros de altura registrados para otras variedades en investigaciones anteriores al final del ciclo (Díaz, 2010), (Tabla 4). El arroz tanto a los 6 como a los doce días posteriores a la siembra obtuvo el menor crecimiento, no llegando al promedio esperado de 25 cm de altura durante el ciclo del cultivo hidropónico (Figura 1).
Se observó diferencia en el rendimiento de biomasa de acuerdo a la cantidad de semilla por bandeja (604 y 804 g), donde la densidad más alta obtuvo el mayor rendimiento independientemente de la especie con 3.60 kg 0.20 m2-1 de área sembrada lo cual implica una producción de 18 kg /m2 de forraje, no existiendo diferencia estadística entre las especies. A pesar de que el arroz tenía una menor altura comparativa a las otras especies a los doce días de siembra (Tabla 4), se puede explicar esta igualdad en el rendimiento de acuerdo al número de plantas de cada una de las especies por gramo de semilla, donde el arroz superaba en 45 y 37 veces más plántulas que el maíz y frijol respectivamente aumentando la cantidad de biomasa. Según Carballido (2007), existe un incremento de 1.4 kg de peso diario en ganado vacuno de carne y en ganado de engorde con 7 a 17 kg de consumo de forraje verde. De acuerdo con lo expresado el rendimiento máximo obtenido por metro cuadrado en la investigación sería suficiente para el consumo diario de un animal de engorde bajo este sistema.
La relación semilla forraje más altas fueron obtenidas en el primero y segundo bloque, las cuales tenían mayor incidencia de luz al final del ciclo. La proyección de sombra en el tercer bloque en relación a una mayor densidad, pudo incidir en valores más bajos contrario a lo encontrado por Díaz (2010) donde la variedad de maíz criollo Isleño logró obtener una relación de hasta 1:6.3 en ubicaciones con menores proyecciones de luminosidad.
La población F2 del híbrido de maíz 30 F 87 y el arroz criollo a una densidad de 604 g por bandeja en la prueba de comparación de medias obtuvieron los mejores resultados con 1:5.33 y 1: 5.07 en la relación semilla forraje respectivamente.
Estos resultados indican que no necesariamente una mayor población incidirá en un mejor retorno de rendimiento por unidad de material utilizado. Aunque distan mucho de alcanzar a las relaciones reportadas en la literatura, se acercan a otras obtenidas bajo las mismas condiciones ambientales y de infraestructura; Díaz (2010) y Wilcox (2008) utilizando semilla de vigor híbrido promediaron
5.50 y 5.65 kg obtenidos de biomasa en maíz, por cada kilogramo de semilla utilizada, alcanzando un incremento de 48% en la producción de FVH en comparación con los mayores valores
obtenidos por Rodríguez R. (2007), Rodríguez M. (2007) y Guerra (2006), indicaron que la utilización de un buen material mejorado genéticamente al igual que la utilización de un material criollo con buen manejo post cosecha y almacenamiento puede incidir en la mayor obtención de biomasa. El frijol Vigna obtuvo sus mayores valores (1:4.49) a una densidad de 804 g por bandeja, correspondiendo esto a una mayor producción de biomasa, de acuerdo al incremento de la población en este cultivo. Vargas (2006) citando a Valdivia (1997) y Sneath y McIntosh (2003) indica que se puede considerar un buen rendimiento en forrajes bajo sistemas hidropónicos cuando la relación se mantiene en 1: 5.
Debido a la poca información existente en este sistema de producción de FVH en Panamá, la información acerca del análisis bromatológico es muy escasa, por lo cual al interpretar los niveles de nutrientes obtenidos en la presente investigación destinados para animales domésticos mayores (ganado de carne y leche), se utilizó como fuente de comparación las tablas de requerimiento de nutrientes para ganado de carne y leche de la National Research Council (1989) y Vargas y Fonseca (1989).
El porcentaje de proteína en todas las especies fue alto arriba del ocho por ciento, obteniéndose hasta un 25% en el frijol y reflejando el arroz el valor más bajo con 9.93 %.
Todas las especies criollas, y poblaciones F2, presentaron un buen contenido de fibra según lo exigido, Rosas (1999). En investigación realizada por Vargas (2006), este encontró un mayor
porcentaje en la calidad de fibra en el maíz, comparada al arroz y sorgo, por lo cual se puede asumir que estos resultados estuvieron influenciados por el sustrato utilizado (Digitaria swazilandensis) ya que este formó parte de la muestra.
Todos los tratamientos mostraron niveles aceptables de calcio, fósforo, potasio y magnesio de acuerdo a las tablas de la NRC (1989) y de Vargas y Fonseca (1989), (Tabla 5). Sin embargo, los valores de sodio registraron un descenso de acuerdo a los requisitos expresados en dichas tablas en los tres cultivos; el arroz mostró valores deficitarios en el hierro, cobre y zinc, pero alto en manganeso, y el frijol y maíz presentaron niveles de hierro por encima de lo establecido, pero sin estar en niveles con peligro de toxicidad para los animales no sobrepasando los 140 ppm. Investigaciones realizadas por otros investigadores (Amuerman, Standish y Koong) citados por Wilcox (2008) indican que se observan síntomas de toxicidad a partir de la ingesta de 1000 ppm de hierro en terneros y novillos, por lo cual pudiera realizarse algún ajuste en las concentraciones aplicadas.
CONCLUSIÓN
De lo anteriormente descrito se puede interpretar que los tres cultivos serían de gran utilidad para ser usados en el sistema de producción de forraje hidropónico, siendo el maíz tal como se ha demostrado, el de mayor rendimiento y accesibilidad en el mercado para nuestros productores, sin descartar que el vigor híbrido de la F2, incide en el aumento de la producción de biomasa.
El frijol Vigna mostró su mejor atributo en el contenido de proteína, un elemento escaso durante la época seca en condiciones de pastoreo y sumamente costoso suministrarlo a través de concentrados, por lo cual estableciendo estudios sobre porciones mezcladas con fibra de otras especies vegetales podría ser de gran utilidad en la nutrición de animales domésticos.
El arroz es la semilla menos accesible en el mercado, es de lento crecimiento en comparación a las otras especies estudiadas, pero se presenta como una alternativa que pudiera utilizarse bajo
condiciones de escasez de otros materiales; cultivado, bajo condiciones hidropónicas adecuadas es capaz de producir suficiente biomasa para superar una emergencia en la alimentación animal (Figura 2).
Tanto el frijol como el arroz deberán someterse a más investigaciones para obtener datos que los lleven a producir su máximo potencial. La densidad que resultó con una mejor relación semilla / forraje fue la 30 g dm2 -1; sin embargo, la de 40 g dm2 -1 produjo los mejores rendimientos en los tres cultivos.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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