evaluación de gramíneas y leguminosas de trópico alto en
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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Zootecnia Facultad de Ciencias Agropecuarias
1-14-2015
Evaluación de gramíneas y leguminosas de trópico alto en cultivo Evaluación de gramíneas y leguminosas de trópico alto en cultivo
hidropónico como alternativa de producción orgánica para la hidropónico como alternativa de producción orgánica para la
nutrición animal nutrición animal
Camilo Jordan Gamero Patarroyo Universidad de La Salle, Bogotá
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Citación recomendada Citación recomendada Gamero Patarroyo, C. J. (2015). Evaluación de gramíneas y leguminosas de trópico alto en cultivo hidropónico como alternativa de producción orgánica para la nutrición animal. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/zootecnia/215
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EVALUACIÓN DE GRAMÍNEAS Y LEGUMINOSAS DE TRÓPICO ALTO EN CULTIVO
HIDROPÓNICO COMO ALTERNATIVA DE PRODUCCIÓN ORGÁNICA PARA LA
NUTRICIÓN ANIMAL
Modalidad de grado
Participación activa en proyectos de investigación disciplinar o interdisciplinar:
“Fortalecimiento de las capacidades de Investigación del Semillero de Investigación
en Ciencia Animal”
Presentado por
CAMILO JORDAN GAMERO PATARROYO
Código estudiantil 13101007
Directora
LAILA CRISTINA BERNAL BECHARA
Zoot. M. Sc. Agrarias- Producción Animal Tropical. Est. Doctorado en Agrociencias
SEMILLERO DE INVESTIGACIÓN EN CIENCIA ANIMAL –SICA
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PROGRAMA DE ZOOTECNIA
ENERO 14
2015
2
Tabla de contenido
1. Introducción. ............................................................................................................... 4
2. Resumen de la propuesta de investigación adelantada. ............................................. 5
2.1 Titulo. ........................................................................................................................ 5
2.2 Resumen. .................................................................................................................. 5
2.3 Introducción. .............................................................................................................. 6
2.4 Planteamiento del Problema y Justificación. .............................................................. 7
2.5 Objetivo general. ....................................................................................................... 9
2.6 Marco teórico. .......................................................................................................... 10
2.7 Metodología. ............................................................................................................ 14
2.8 Resultados. ............................................................................................................. 16
2.9 Conclusiones. .......................................................................................................... 18
3. Competencias adquiridas en el proceso investigativo. .............................................. 19
4. Impacto ..................................................................................................................... 20
5. Referencias bibliográficas consultadas a lo largo del proceso. ................................. 21
3
Índice de Tablas y Figuras
Figuras
Figura 1. Tasa de crecimiento de las especies vegetales (cm/d) .................................... 17
Tablas
Tabla 1.Altura (A), a tres edades de crecimiento de las especies vegetales (cm/día)……15
Tabla 2. Largo de lámina foliar (LLF) a diferentes edades de crecimiento de las especies
vegetales evaluadas……………………………………………………………………………...16
4
EVALUACIÓN DE GRAMÍNEAS Y LEGUMINOSAS DE TRÓPICO ALTO EN CULTIVO
HIDROPÓNICO COMO ALTERNATIVA DE PRODUCCIÓN ORGÁNICA PARA LA
NUTRICIÓN ANIMAL
1. Introducción.
En el contexto de la identidad, misión y visión de la universidad de la Salle, se resalta la
formación académica de las personas promoviendo la dignidad y desarrollo integral a
partir de la educación superior. Adicionalmente la institución tiene como uno de sus
pilares, la investigación con pertinencia e impacto social, proyectándose a la
transformación social. Para esto, se han generado espacios apropiados para la formación
investigativa y generación de conocimiento que promueven y van en pro del enfoque
investigativo. Por su parte, el programa de zootecnia acoge la investigación en el área de
la ciencia animal como una labor del zootecnista con el fin de establecer mecanismos que
optimicen la producción pecuaria.
Durante el proceso de formación universitario como estudiante de pregrado, se presentó
la oportunidad de ser miembro del Semillero de Investigación de Ciencia Animal SICA,
coordinado por los profesores Laila Bernal y Javier Gómez, en febrero de 2013.
Esta vinculación brindó la posibilidad de participar en el proyecto “Fortalecimiento de las
capacidades de Investigación del Semillero de Investigación en Ciencia Animal SICA”
presentado en la Convocatoria 617 de Colciencias, donde se aportó a la consecución de
los siguientes objetivos:
- Objetivo 3. Desarrollar trabajos experimentales con pollos de engorde y forrajes
para fortalecer la línea de investigación en Sistemas de Producción animal
Sostenible y alternativas de alimentación animal mediante la ejecución de
investigaciones en dichos temas.
- Objetivo 4. Fomentar la participación activa de los estudiantes del semillero en
espacios académicos para divulgar los avances y resultados de investigación en
como seminarios, foros, congresos entre otros.
Durante este proceso formativo en el ámbito investigativo se contribuyó con el objetivo 3
en la estructuración y desarrollo de la propuesta experimental titulado “Evaluación de
gramíneas y leguminosas de trópico alto en cultivo hidropónico como alternativa de
producción orgánica para la nutrición animal”, la cumplió con la estructura de introducción,
planteamiento del problema, objetivos, hipótesis de investigación, marco teórico o revisión
de literatura, metodología, resultados y discusión, impacto y conclusiones.
5
Como consecuencia de lo anterior, se desarrollaron habilidades y competencias en la
socialización de resultados, que permitieron la participación en los diferentes encuentros
de orden nacional como internacional, donde se obtuvo reconocimientos y premios como
indicador de los resultados alcanzados en cada evento. Al finalizar de esta trayectoria se
logró que por primera vez la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad de La
Salle clasificará en las competencias regionales, nacionales y clasificar por el primer aval
internacional para participar en la XI Feria Internacional de Ciencias y Tecnologías –
CIENCAP realizado en Asunción, Paraguay, donde a logró a su vez el segundo aval o
acreditación del proyecto para participar en la Feria Expociencias a realizarse en México
en noviembre de 2015.
Dicho proceso formativo en los diferentes encuentros, ha sido un medio introductorio al
ámbito investigativo, cuyo producto no se limita a los reconocimientos y premios obtenidos
a lo largo de los eventos, sino a proceso de formación integral como ser humano, que
pudo insertarse al trabajo en equipo, la búsqueda de información, la necesidad de
manejar un segundo idioma y a la generación de conocimiento para el sector
agropecuario colombiano.
2. Resumen de la propuesta de investigación adelantada.
A continuación se presenta el resumen ejecutivo de la propuesta de investigación
adelantada en el marco de la investigación en Semillero:
2.1 Titulo.
Evaluación de gramíneas y leguminosas de trópico alto en cultivo hidropónico como
alternativa de producción orgánica para la nutrición animal.
2.2 Resumen.
El forraje verde hidropónico (FVH) es una alternativa para producir forraje de buena
calidad nutricional en pequeños espacios y a bajo costo. Se evaluó la utilización de la
gramínea Raygrass (Lolium multiflorium) y la leguminosa Vicia (Vicia sativa) comparadas
con el cultivo del trigo (Triticum spp) como (FVH). Se evaluó el Raygrass (R), Vicia (V) y
trigo (T), cada 12 días para altura (A), largo de lámina foliar (LLF) y biomasa (FVH); como
calidad nutricional (MS, PC, EB, FDN, FDA y DIVMS) y el costos de producción de un kilo
de FVH. El diseño experimental fue de bloques completamente al azar, con 3 tratamientos
y 4 repeticiones. La variable (A) presentó diferencia significativa (P<0.0001) entre los
tratamientos para el día 6, 9 y 12, siendo la mayor (A) la reportada para el trigo (6.98,
16.77 y 22.43 cm). La tasa de crecimiento fue mayor para (T) 2.57 (V) 1.45 y (R) 1.44
6
cm/d. La producción de biomasa para (T) y (R) fue de 7 kg FVH/Kg y para Vicia de 2.4 Kg.
El (LLF) mostró diferencia significativa (P<0.001) entre los tratamientos y para cada día
de evaluación. Se destaca que al día 6 el (T) y (R) no presentaron diferencia estadística
para el (LLF) 3.77 vs 3.64 cm respectivamente. Estos resultados permiten concluir
parcialmente que las gramíneas crecen más rápido que las leguminosas, siendo el trigo la
especie superior. La utilización de estas especies se considera como una alternativa
viable para ser empleado en la obtención de alimentación para rumiantes.
2.3 Introducción.
La ganadería bovina es uno de los sectores más importantes dentro del sector
agropecuario en Colombia, teniendo en cuenta que él sector contribuye con el 7% del PIB
nacional, y la ganadería con el 1.6% del PIB nacional. Dentro del Producto Interno Bruto
Agropecuario la ganadería representa el 20% y el 53% del PIB pecuario. La ganadería
supera al sector avícola, cafetero, floricultor, porcicola, y palmicultor en el orden de 2.5,
3.3, 3.2, 4.9, y 9 veces respectivamente, generando al menos 950.000 empleos directos a
nivel nacional. De 50’707.627 hectáreas de superficie para el 2010 un 77% (39’150.220
Ha) de estas son destinadas al sector pecuario, 14% (7’148.612) a bosques, 7
(3’353.058) son destinados a la agricultura y 2% (1’055.739) restante recibe otros usos.
De las 39’150.220 hectáreas destinadas al sector pecuario al menos un 80% (31’235.778
Ha) se encuentra sembrado con pastos y vegetación de sabana y el 20% (7’914.441 de
hectáreas) restante se encuentra con malezas y rastrojos (FEDEGAN, 2012).
La producción de forraje verde hidropónico es considerada como una alternativa de
alimentación basada en la producción de forraje rico en nutrientes en un tiempo total de
12 días desde su “siembra” en las bandejas, lo cual agiliza la disponibilidad de forraje
fresco para el ganado bovino y permite la estabulación o semi estabulación del mismo,
debido a su fácil manejo desde el momento de la siembra hasta la cosecha en el día 12.
Así pues, la disponibilidad forrajera constante y la rápida renovación es de vital
importancia para las épocas de escases de forraje ya sea por sequias, inundaciones o
porque simplemente los precios de compra son muy altos (Rosas, 2013) .
El método de forraje verde hidropónico es una práctica totalmente aislada del ambiente
exterior debido a la ubicación del mismo dentro de un invernadero, lo cual le permite al
productor controlar las condiciones ambientales para la producción de forraje de alta
7
calidad nutricional y sanitaria. Adicionalmente este método mantiene la semilla y el forraje
fuera del suelo y alejado de todo tipo de plagas, enfermedades o arvenses que logran
afectar el rendimiento y calidad, lo cual no sucede en el caso de las siembras en potrero
donde la cantidad de plagas y arvenses que retrasan o detienen el crecimiento del forraje
son innumerables. Cabe aclarar que la planta no se estresa buscando nutrientes ya que
estos son suministrados homogéneamente mediante un sistema de riego programado
enriquecido con macro y micro minerales (Rosas, 2013), a diferencia de la siembra directa
donde las fertilizaciones del suelo nunca son del todo confiables y la disponibilidad de los
nutrientes no es garantizada en un cien por ciento a causa de las distintas variables
ambientales que afectan la disponibilidad mineral (Estrada, 2002).
La presente investigación se propone no competir con los alimentos propios de la canasta
familiar de los seres humanos como maíz, cebada y trigo, y poder producir forraje verde
en cultivo hidropónico, como una opción alternativa a la que se obtiene de manera directa
en el potrero, para tener forraje en menor tiempo y de mejor calidad por las variables
climáticas controladas, en aras de disminuir costos de producción, y poder obtener mayor
biomasa en la misma unidad de área por el mayor aprovechamiento del espacio.
2.4 Planteamiento del Problema y Justificación.
El departamento de Boyacá ha sido uno de los más afectados por el intenso verano que
impacto al país en los últimos meses. Concretamente un total de 250.000 hectáreas de
cultivos de papa y forraje para la ganadería bovina se han visto perjudicadas debido a la
disminución en la disponibilidad de agua a causa de la ola de calor. En consecuencia con
el fin de prevenir la disminución en la disponibilidad del líquido se ha venido racionando
destinándola principalmente para el consumo humano, solicitándole a todos los
ganaderos y agricultores la optimización en el uso del mismo (Contexto ganadero, 2013).
En los últimos años los distintos fenómenos climáticos como las sequias o las
inundaciones han afectado directa e indirectamente la producción pecuaria del país, sobre
todo se han visto afectadas las praderas y por ende la disponibilidad de forraje o alimento
para la ganadería bovina específicamente. Adicionalmente a la escasez de alimento se
suma la inflación de los precios de compra de recursos alimenticios como heno, ensilajes
y concentrado provocando un alza en los costos de producción. Como es el caso del 2012
8
donde ganaderos en el trópico bajo fueron testigos de alzas del 35% en los precios del
forraje a causa del clima, sin embargo los fenómenos climáticos no solo afectaron el
precio del forraje, también el de aditivos como la melaza y los suplementos minerales en
un 17 y 15% respectivamente, sin contar el incremento en los precios de fertilizantes, y
drogas (Anti-mastiticos) los cuales incrementaron en un 9.2 y 29% respectivamente. El
2012 también registro un incremento del 5.1% en el precio de los concentrados a lo cual
FEDEGAN responde a esto como un hecho de alta incidencia en el costo de la leche pues
el insumo representa un 34% de los costos de producción lechera. (Contexto ganadero,
2013).
Es necesario aclarar que el sector pecuario ha competido a lo largo de los años con el ser
humano en el consumo de determinados productos agrícolas tales como el maíz, la soya,
el trigo y la cebada. Lo cual ha ocasionado serias dificultades en la obtención y calidad de
estos productos, teniendo en cuenta que son utilizados en la nutrición animal, convirtiendo
este caso en otro factor que afecta e incrementa los costos de producción pecuaria.
Finalmente un factor crucial que afecta también los costos de producción y la producción
como tal de forraje son los factores climáticos tales como heladas, sequias, invierno
intenso o arvenses, así como la incidencia de plagas y enfermedades, las cuales son
capaces de no solo reducir el rendimiento productivo de determinada especie si no de
causar grandes pérdidas económicas al productor sin antes haber recuperado la
inversión (Estrada, 2002).
Como consecuencia de lo anterior, se ve la necesidad de buscar e identificar nuevas
alternativas de producción de forraje para la ganadería bovina, que aumente su oferta y la
hagan disponible todo el tiempo, las cuales no dependan estrictamente de las condiciones
ambientales y mucho menos se vean afectados por el cambio de las mismas, con el fin de
no solo obtener forraje o alimento en las épocas críticas del año si no a lo largo del año.
Con el fin de evitar tragedias tales como lo sucedido en Cundinamarca, Boyacá, Nariño y
Cauca para el año 2010 donde al menos 58.000 hectáreas de cultivo se vieron afectadas
por las heladas y 7.500 hectáreas de pastura en Ubaté, 7.000 en Villa pinzón, 2.700 en
Cajica y 4.000 en Zipaquirá (ElTiempo, 2010).
A causa de las difíciles condiciones ambientales y climáticas propias de Colombia, se ha
visto afectada la producción y calidad del forraje, para lo cual se han planteado
9
alternativas tales como la producción del forraje verde hidropónico a base de cereales en
su mayoría. De este modo a pesar de presentar buenos resultados se ve necesario el
planteamiento de nuevas alternativas de producción de forraje de mejor calidad,
desempeño, mayor rentabilidad y sobre todo que no compita con el consumo humano,
teniendo en cuenta que estos cereales hacen parte de la canasta familiar incrementando
los costos de la semilla y por ende de producción.
Así pues debido a las dificultades ambientales que también afectan la producción de
henos, henolajes, ensilajes y hasta de concentrados. Se ve la necesidad de crear y
proponer nuevas alternativas para la producción de alimentos o suplementos alimenticios
de alta calidad para la nutrición animal y que sobre todo cumpla con el hecho ser una
opción económica con indicadores productivos tales que se pueden llegar a producir 6.07
Kg/día de forraje fresco y nutritivo en un metro cuadrado, produciendo en 10 días un total
de 3.300 Kg de FVH en 56 metros cuadrados que necesita el invernadero (Rosas, 2013).
Es de vital importancia tener en cuenta que en Colombia no se ha trabajado sobre la
producción de forraje verde hidropónico con enfoque a la nutrición animal en especies
diferentes al maíz, la cebada, avena y el trigo. Lo que indica que es un área sin explorar y
una posible alternativa de producción y nutrición animal limpia.
Una vez planteada la problemática, la hipótesis a evaluar es: La siembra de gramíneas y
leguminosas bajo cultivo hidropónico es una estrategia que favorece la producción de
forraje en menos tiempo, con buena calidad nutricional, garantizando mayor disponibilidad
de alimento para el consumo animal.
2.5 Objetivo general.
Evaluar la utilización de la gramínea Raygrass (Lolium multiflorium), y la leguminosa Vicia
(Vicia sativa) a nivel agronómico y nutricional, obtenidas en cultivo hidropónico bajo
invernadero como estrategia de alimentación animal.
10
2.6 Marco teórico.
El sistema de invernadero es una forma de producción agrícola mediante la cual
dependiendo de su instalación se puede contar con una capacidad de control ambiental
mayor o menor, sin embargo este sistema permite proteger o refugiar las plantas de
aquellas condiciones que no sean favorables para su crecimiento y desarrollo.
Adicionalmente este sistema permite el desarrollo de un micro ambiente al interior el cual
es derivado de las condiciones ambientales del exterior, sin embargo este micro ambiente
permite condiciones de temperatura, luz, humedad, entre otras que benefician al cultivo
bajo un área cubierta (Gonzalez, 1991).
La hidroponía como un método de producción agrícola está ligada totalmente con el
sistema invernadero, ya que para el desarrollo del mismo es necesario de las condiciones
ambientales y de resguardo que brinda el invernadero. El cultivo hidropónico brinda las
condiciones nutricionales necesarias a la planta, reduciendo el gasto energético de la
misma en la absorción de nutrientes, adicionalmente este sistema evita o suprime por
completo la tarea de alistar el suelo ya que el mismo prescinde del uso de la tierra. La
siembra hidropónica permite unas condiciones sanitarias ideales por el uso de sustratos
(en el caso de hortalizas) o bandejas (para la producción de forraje) completamente
esterilizados lo cual no permite la contaminación del producto. Este sistema productivo se
caracteriza por ser en cierto modo un ciclo cerrado ya que los excesos de agua
enriquecida con nutrientes los cuales no se filtran al suelo, esta es reciclada y vuelve al
proceso de fertilización. Cabe aclarar que el agua es uno de los factores con mayor
importancia en la hidroponía, donde se puede llegar a ofrecer hasta 25 riegos diarios con
una duración de entre 3 a 4 minutos en las condiciones más desfavorables, sin embargo
el agua aparte de ser agua de buena calidad esta enriquecida con todos los nutrientes
vitales para la planta tales como macro y micro minerales. (Sanz, Uribarri, Sádaba,
Aguado, & del castillo, 2003).
Es necesario hacer énfasis en el forraje verde hidropónico (FVH) como uno de los
productos producidos mediante este método. El FVH o “Green fooder hydroponics” es una
tecnología de producción de forraje vivo “a partir del crecimiento inicial de plantas en
estado de germinación y crecimiento temprano de plántulas de semillas viables”. El forraje
producido mediante este método se caracteriza por su alta digestibilidad, su excelente
calidad nutricional y finalmente por ser un alimento apto para la alimentación tanto de
11
rumiantes en cualquier estado fisiológico, como de equinos, aves y conejos (Rosas,
2010). Usualmente la producción de FVH está basada en la germinación de cereales
(Cebada, Maíz, Trigo, y Sorgo) y algunas leguminosas hasta el día 12 - 15, brindando
buenas condiciones de luz, temperatura y humedad, sin el uso del suelo, brindando las
condiciones correctas de sanidad. Adicionalmente el forraje verde hidropónico aparte de
tener todas las bondades sanitarias y nutricionales ya dichas , es una alternativa
suplementaria en casos de escases o deficiencia de alimento tal como henos, forraje o
ensilaje por factores propios a la producción de los mismos a causa de fenómenos
climáticos y ambientales (FAO, 2001).
Como ya se dijo el forraje verde hidropónico es recomendado como un excelente alimento
para rumiantes y equinos según la FAO (2001), adicionalmente evaluó la producción de
biomasa y el valor nutricional del FVH de trigo y la avena en el 2012 con el fin de
determinar el uso del forraje verde hidropónico en sistemas de alimentación de rumiantes
mediante el análisis de variables nutricionales, económicas y agronómicas (Cerrillo, y
otros, 2012). De este modo Cerrillo et al. (2012) concluyeron que el FVH podría reducir los
costos de alimentación de rumiantes teniendo en cuenta que las variables nutricionales
evaluadas arrojaron resultados de una buena calidad nutricional, con valores entre el 12 y
19% de PC para la avena y 13 a 17% de PC en caso del trigo, con respecto a la Fibra en
detergente neutro hubo un contenido promedio de 52,6% lo cual es sobresaliente y
finalmente en cuanto al contenido energético (EM Mcal/Kg MS) la media de los cereales
fue de 2.5 Mcal/Kg MS. Bajo el mismo método de producción de FVH es posible que el
trigo obtenga valores de hasta el 21,49% de PC al décimo día, favoreciendo el empleo
para la nutrición ya que obtiene mejores valores de PC y EM que a los 8 y 12 días, lo cual
se podría traducir en mejores rendimientos productivos (Herrera, y otros, 2010).Por otro
lado Adrover et al. (2009) Reporto el uso de aguas residuales para la producción de
forraje verde hidropónico de cebada (Hordeum vulgare) donde la producción de materia
seca (MS) se vio reducida en valores del 17 y 49% en los tratamientos cuya fuente de
nutrientes eran las aguas residuales, en comparación al tratamiento tratado con una
solución nutritiva comercial cuya producción promedio estuvo entre los 14 y 17g de
rebrotes y raíces.
Otros autores coinciden con que el forraje verde hidropónico (FVH) es una buena
alternativa de producción en ganaderías ubicadas en zonas áridas o semi-áridas
contribuyendo a la producción de tipo orgánica. En el caso del maíz el cual es otro cereal
12
típico de este procedimiento la densidad de siembra ideal fue de 2Kg/m2 donde es posible
obtener rendimientos de MS similares a los de especies forrajeras en una superficie 100
veces menor, sin la necesidad de utilizar agroquímicos, con un consumo de agua entre 30
a 50 veces menor y una producción de materia seca promedio del 20.9% para un total de
21.16 toneladas de MS al año en un espacio de 90 m2. Adicionalmente es posible un nivel
de inclusión de hasta entre el 25 al 70% con una ganancia de peso en cabras de
144,3g/día y 134,7g/día respectivamente. En cuanto a la calidad nutricional el FVH de
maíz logra valores promedio de 15,2% para la Proteína cruda, 2.5 Mcal/Kg Ms Energía
metabolizable y 28.7%. FDA (López, Murillo, & Rodriguez, 2009). Dicho anteriormente
este alimento puede ser utilizado en la nutrición de todo tipo de rumiantes, así pues se
han reflejado incremento hasta del 11.4% en la producción de vacas lecheras cuya
alimentación fue suplementada con FVH de maíz (Martinez & Baquero, 2007). Por otro
lado la cebada es también una buena fuente de producción de FVH en condiciones
desérticas, donde también al décimo día de cosecha se caracteriza por niveles de materia
seca de hasta 14,79%, PB de14,79%, 18,77% de fibra cruda y como lo reporta la FAO
(2001) de buena condición sanitaria (Fuentes, Pabolete, Herrera, & Palape, 2011).
Para ser más especifica la idea del cultivo hidropónico en función de la producción de
forraje verde hidropónico, Rosas (2010) reporta que en un invernadero mediano con
medidas 7m por 8m es posible producir 24 bandejas al día, capaces de almacenar 14 kg
de forraje cada una, para un total de 330 Kg de FVH al día, teniendo en cuenta que el
espacio es capaz de sostener un total de 240 bandejas para una producción constante y
continua para suplementar al menos 30 vacas en producción. Cabe aclarar que por cada
bandeja se siembran 2kg de semilla del cereal en este caso donde cada kilogramo de
semilla es capaz de producir entre 6-8 Kg de forraje (Rosas, 2010).
La cebada uno de los cereales con mejores indicadores y resultados bajo hidroponía será
en este caso concreto el cereal control. Este es uno de los cultivos en el mundo con
mayor importancia, siendo el cuarto cereal más cultivado después del trigo, el maíz, y el
arroz. Esto se debe no solo a su calidad nutricional si no a su adaptabilidad a diferentes
condiciones ambientales. (Climente, 1999). Es de aclarar también que el crecimiento de
este cereal es muy precoz por lo que se obtienen resultados con mayor rapidez, y
permite la elaboración de productos como el ensilaje y henos. Adicionalmente la cebada
como todos los cereales tiene una excelente calidad nutricional cuando es cortado en
etapas tempranas de desarrollo, siendo este el caso de la hidroponía (Gómez, 1999).
13
En Colombia, dos estudios arrojaron excelentes resultados en cuanto a rendimientos y
calidad nutricional, donde se obtuvo un nivel de proteína promedio entere los 24 y 35 días,
de 25%, 19,61 de fibra, y 4,3% de grasas. Adicionalmente, un estudio arrojo como
resultado que el contenido de minerales presenta los niveles adecuados de acuerdo con
los requerimientos nutricionales para ganado vacuno, recomendándolo por esta y otras
cualidades como una buena alternativa en la producción de forraje de buena calidad,
obteniendo 488,87 g FVH/dm2 (Bohorquez & Bohorquez, 1987). Para el caso del maíz y la
cebada se obtuvo rendimientos de 7.5kg/m2 y 12,36Kg/m2 respectivamente, a los 17 días
post-siembra, con 7,95% y 20,10% de MS correspondientemente. Se obtuvo una
digestibilidad In vivo de 83,94% para el maíz y 64,01% para la cebada (Cristancho &
Reina, 1991).
La Vicia (Vicia sativa) es una leguminosa capaz de sobrevivir en la penumbra y a
temperaturas altas pero con precipitaciones superiores a los 350mm, esta planta no
soporta suelos húmedos ni encharcamientos pero resiste suelos con pH acido entre 5.5
hasta 8 y niveles de salinidad no muy altos. La vicia se da lugar en alturas entre los 2250
– 3000 m.s.n.m. Se caracteriza por ser una leguminosa con alturas de 0.30 a 90cm con la
facilidad de enredarse en otras plantas como granos (Avena sativa). Es una planta que no
es exigente en nutrientes pues solo es necesario de algunos fosfatos, N y K para su
buena producción. (Ciampitti & Garcia, 2007). Nutricionalmente es un alimento
posiblemente proteico con niveles de proteína cruda de 16 a 17% y niveles de FDN del
51.99% (Urdaniz, 2002).
En lo que a gramíneas respecta el Raygrass (Lolium multiflorium) es una de las
gramíneas más comunes en Colombia conocido también como Raygrass anual, esta
gramínea se adapta en zonas comprendidas entre los 2000 y 3200 m.s.n.m. sin embargo
es exigente en su proceso de desarrollo ya que necesita de suelos fértiles, bien drenados
y ricos en nitrógeno que le permita un mejor desarrollo foliar. El Raygrass se comporta
como una gramínea anual con persistencia de hasta 18 meses, sin embargo los
rendimientos del mismo se reducen después del tercer mes de producción. Esta gramínea
es comúnmente utilizada en pastoreo y en asocio con otras leguminosas, adicionalmente
permite que sea ofrecido tanto al corte como en heno y ensilaje. Productivamente el
Raygrass logra naturalmente producciones de hasta 60 t/ha/año de forraje verde o 12
t/ha/año de forraje seco. A los 32 días de cosecha y con todas las condiciones necesarias
14
este logra un porcentaje de proteína cruda igual a 28 y un 46.31% de FDN (Estrada,
2002).
2.7 Metodología.
2.7.1 Localización.
La investigación y montaje se llevara a cabo en Bogotá a 2.640 m.s.n.m, y una
temperatura promedio de 14°C.
2.7.2 Descripción del cultivo hidropónico.
El cultivo hidropónico se dará lugar en un recinto semi cerrado de 3 metros por 2 metros,
con techo en vidrio, donde se dará lugar a un tanque de reserva de agua con capacidad
para 200 litros de agua, junto con la estantería de 4 pisos con capacidad para dos
bandejas por piso (Bandejas de 60x80), para un total de 8 bandejas. Se realizaran 4
riegos al día mediante riego por cascada con ayuda del desnivel de las bandejas con el fin
de nutrir todo el material sembrado y reciclar el líquido. Se dará lugar a kilo y medio
(1,5Kg) de semilla de trigo, un kilo (1Kg) de semilla de Ryegrass, 1Kg de Vicia. Se
cosecharan 12 días después de la siembra y se llevara la medición de las variables
agronómicas al día 6, 9 y 12. Adicionalmente con el fin de medir la calidad nutricional del
mismo se tomaran muestras de los mismos al día 10 y 12 para determinar el estado
óptimo nutricional y económicamente hablando.
Cabe aclarar también que se hará un sorteo para fijar la ubicación de cada una de las
especies.
2.7.3 Diseño experimental.
Se empleará como diseño experimental un bloque completo al azar, con 3 tratamientos, 4
repeticiones. Teniendo en cuenta que bajo este mismo criterio se realizaran 3
evaluaciones.
15
El modelo estadístico es:
Finalmente los datos obtenidos para las variables agronómicas y nutricionales se
estudiarán mediante una análisis de varianza, con el fin de detectar diferencias entre la
media de los tratamientos mediante la prueba Tukey con ayuda del paquete estadístico
SAS versión 9.2 de 2008.
2.7.4 Variables.
Agronómicas.
Las variables a analizar a lo largo de la investigación serán las variables agronómicas o
dasométricas tales como alto de planta en cm y largo de lámina foliar en cm, Para
estas se tomará una regla que permita determinar estas medias, y para la producción
de biomasa se extraerán las plántulas y se realizar el pesaje del forraje verde por
unidad de área con ayuda de una balanza, y finalmente con estos datos se determinará
la tasa de crecimiento. Cada una de estas medidas serán tomadas para cada
tratamiento y evaluación en los días 6, 9 y 12.
Bromatología.
Se realizarán las pruebas de materia seca (MS%), proteína cruda (PC%), Fibra en
detergente neutro (FDN%), fibra en detergente ácido (FDA%), Energía Bruta (kcal/kg),
digestibilidad In vitro de la materia seca DIVMS, Calcio y Fosforo.
En el caso concreto de materia seca, proteína cruda y FDN se utilizara el método
(AOAC, 1996). Para la digestibilidad in vitro de la materia seca será utilizado el método
(Tilley & Terry, 1963). Y finalmente para la determinación de la Calcio y Fosforo se
16
dará uso del mismo modelo utilizado para la determinación de proteína cruda y materia
seca.
2.7.5 Costo de producción
Con el fin de evaluar la rentabilidad de la producción de forraje verde hidropónico y la
rentabilidad en las diferentes semillas se evaluara el costo de producción de 1kg de
FVH en fresco y el costo de producir 1Kg de Materia Seca, donde se involucrarán
todos los aspectos en los que se incurra para esta cuantificación como insumos, macro
y micro minerales, mano de obra, servicios públicos, entre otros.
2.8 Resultados.
Los resultados de las variables dasométricas se presentan en la tabla 1.
Tabla 1.Altura (A), a tres edades de crecimiento de las especies vegetales (cm/día).
Días Trigo Ryegrass Vicia P
6 6.98 ± 1.91 a 5.13± 1.1 b 3.73 ±0.8 c 0,0001
9 16.77± 3.17 a 10.74±2.84 b 10.14 ± 2.11 b 0,0001
12 22.43± 3.52 a 14.30± 1.53 b 14.73± 3.09 b 0,0001
Letras diferentes indican diferencia significativa entre los tratamientos (P<0.0001)
Promedios ± desviación estándar
La variable (A) presento diferencia altamente significativa (P<0,0001) entre los
tratamientos para el día 6, 9 y 12, siendo la mayor (A) la reportada para el trigo en
cada edad de evaluación comparada con los datos encontrados para (R) y (V).
Estos datos de altura, corresponden con la tendencia mostrada, para las tasas de
crecimiento de cada una de las especies vegetales que se reporta a continuación,
donde la dinámica semanal fue semejante.
La producción biomasa encontrada en términos del FVH para Trigo y Raygrass fue
semejante de 7 kg FVH/Kg sembrado mientras que para vicia fue tan sólo de 2.4 Kg, a
17
pesar de que la tendencia de crecimiento fue diferente, el peso del forraje obtenido fue
similar para los gramíneas y superior a la leguminosa.
Las tasas de crecimiento y la tendencia del mismo para las tres especies se reportan
en la figura 1.
La figura 1 deja en evidencia que el crecimiento de las tres especies fue bajo un modelo
lineal, con alto coeficiente de determinación, los cuales explican bien el modelo. La tasa
de crecimiento fue mayor para trigo 2.57 cm/d, seguido por la vicia 1.45 cm/d y el
Ryegrass 1.44 cm/d.
En la tabla 2 se presentan los resultados encontradas para el largo de la lámina foliar
(LLF).
y = 2.575x - 7.7817 R² = 0.9767
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
0 5 10 15
A l t u r a
(
c m
) Días
y = 2.05x - 10.83 R² = 0.9766
0
5
10
15
0 5 10 15
A l t u r a
(
c m
) Días
y = 1.5233x - 5.34 R² = 0.9963
0 2 4 6 8
10 12 14
0 5 10 15
A l t u r a
(
c m
) Días
Trigo (cm/día)
Ryegrass (cm/día)
Vicia (cm/día)
Figura 1. Tasa de crecimiento de las especies vegetales (cm/d)
18
Tabla 2. Largo de lámina foliar (LLF) a diferentes edades de crecimiento de las especies
vegetales evaluadas.
Días Trigo Ryegrass Vicia P
6 3.77 ± 1.35 a 3.64 ± 1.09 a 0.92± 0.56 b 0,0001
9 11.04± 3.54 a 8.69 ±2.31 b 8.72 ± 2.10 b 0,0001
12 19.63±3.41 a 12.78 ± 1.59 b 13.22 ± 3.06 b 0,0001
Letras diferentes indican diferencia significativa entre los tratamientos (P<0.0001); Promedios ± desviación estándar
El (LLF) mostró diferencia estadísticamente altamente significativa entre los tratamientos
(P<0,001) para cada uno de los días de evaluación. Se destaca que al día 6 el (T) y (R) no
presentaron diferencia estadística entre ellos, siendo semejante los valores encontrados
para el (LLF) 3.77 vs 3.64 cm respectivamente. En los días 9 y 12 el (T) presentó mejores
resultados que las otras dos especies, evidenciando su superioridad.
Las variables ambientales en promedio durante los 12 días tuvieron un comportamiento
estable, la temperatura mínima estuvo en 14.1 °C, la temperatura máxima en 26 °C y la
humedad relativa fue de 66.5% aproximadamente.
2.9 Conclusiones.
Con los resultados parciales obtenidos se observa que el trigo experimenta un mayor
crecimiento comparado con raygrass y vicia para el día 6, 9 y 12, pero entre raygrass y
vicia no se observan muchas diferencias al día 9 y 12 siendo el comportamiento muy
similar. Se identifica que las gramíneas crecen más que la leguminosa. Trigo y Raygrass
tiene la mayor producción de forraje verde hidropónico.
19
3. Competencias adquiridas en el proceso investigativo.
La vinculación como miembro del semillero de investigación, y la participación en el
proyecto de investigación de Colciencias, permitió adquirir habilidades y lograr
competencias:
Capacidad para la formulación de una propuesta de investigación: a partir de una
idea de investigación, se pudo generar el proceso de estructuración de una
propuesta con sus diferentes componentes: introducción, planteamiento del
problema, objetivos, hipótesis de investigación, marco teórico o revisión de
literatura, metodología, resultados y discusión, impacto, conclusiones y
bibliografía.
El uso de una segunda lengua facilitó la búsqueda de información, en diferentes
bases de datos, ayudando a la comprensión y análisis de información de mayor
calidad y actualizada a nivel mundial y de carácter científico.
Buena disposición para el trabajo en equipo y acatar la orientación de los tutores
impartida durante el proceso de investigación.
Se logró mejorar la redacción en la elaboración de resúmenes cortos, ampliados y
presentación de informes técnicos de la investigación.
Habilidad en la toma de datos y procesamiento de la información para el análisis y
su posterior discusión.
Socialización de resultados bajo presentación oral y presentación en poster ante
dos o tres jurados externos de calidad nacional e internacional, de diferentes áreas
del conocimiento, edades y nacionalidades, fortaleciendo la expresión oral en
diversos contextos.
Capacidad de argumentación de hipótesis y discusión de resultados por la revisión
de literatura actualizada y apropiada.
Buena representación como estudiante del Programa de Zootecnia, miembro del
Semillero y embajador de la Universidad de La Salle ante diferentes escenarios,
dejando en alto el buen nombre del alma mater.
Si bien las sustentaciones realizadas en los encuentros fueron individuales, el trabajo en
grupo y la colaboración los diferentes integrantes y coordinadores del semillero, fue de
gran ayuda para la mejorar en la estructuración, metodologías, discusión y socialización
de información, ésta dinámica de trabajo en equipo permitió lograr los resultados que
hasta el momento se han alcanzado.
No obstante, todo lo anterior hace referencia a un proceso formativo que sigue en curso,
donde se continuará con el proceso de aprendizaje, que ayudará a afianzar las
competencias ya logradas, y adquirir nuevas habilidades y destrezas que permitan estar
en la frontera del conocimiento.
20
4. Impacto
El impacto del proceso formativo y de participación en los diferentes encuentros de
semilleros de investigación, se ve reflejado en el desempeño y los logros obtenidos en
cada uno de los eventos donde se pudo participar a lo largo del año 2013 y 2014, como
se presenta a continuación:
Reconocimiento Sobresaliente en el I Encuentro lasallista semilleros de
investigación en la modalidad proyecto de investigación - Marzo de 2013.
Reconocimiento Sobresaliente en el XI Encuentro Regional de Semilleros de
investigación en la modalidad proyecto de investigación, - Mayo de 2013.
Reconocimiento Meritorio en el XVI Encuentro nacional y X internacional de
semilleros de investigación REDCOLSI - Octubre de 2013.
Premio Daniel Julián González Patiño a la excelencia en investigación, otorgado
por la Vicerrectoría de Investigación y Transferencia en la modalidad Jóvenes en
Semilleros de investigación, por la trayectoria obtenida en los anteriores tres
eventos.
Premio destacado en la XI CIENCAP 2014 con Acreditación a participar en
Expociencias México 2015, - Octubre 2014.
Reconocimiento por parte del programa de Zootecnia, por la participación y logros,
en el semillero de investigación SICA, en el marco del Día de la zootecnia.
Publicación:
Como uno de los resultados tangible del proceso de investigación del proyecto nombrado
anteriormente, está la publicación del capítulo “Evaluación de gramíneas y leguminosas
de trópico alto en cultivo hidropónico como alternativa de producción orgánica para la
nutrición animal” en el libro “Cosechando investigadores: Una ruta hacia el
conocimiento”, de la editorial Unisalle en 2014 con registro ISBN: 978-958-8844-22-0.
Además en cada uno de los eventos los resúmenes fueron publicados como memorias de
la actividad investigativa.
21
5. Referencias bibliográficas consultadas a lo largo del proceso.
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