Tesis / 0013 / I.AG.

EVALUACIÓN DEL EFECTO DE DOS TIPOS DE FERTILIZANTES SOBRE EL CRECIMIENTO, DESARROLLO Y PRODUCTIVIDAD DE FORRAJE VERDE HIDROPÓNICO DE AVENA (Avena sativa, L) Y RAYGRASS (Lolium multiflorum).

ANDRÉS MAUIRICIO SUA VILLAMIL

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA PROGRAMA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL BOGOTÁ D.C. 2015

1

EVALUACIÓN DEL EFECTO DE DOS TIPOS DE FERTILIZANTES SOBRE EL CRECIMIENTO, DESARROLLO Y PRODUCTIVIDAD DE FORRAJE VERDE HIDROPÓNICO DE AVENA (Avena sativa, L) Y RAYGRASS (Lolium multiflorum).

ANDRÉS MAURICIO SUA VILLAMIL

TRABAJO DE GRADO PRESENTADO COMO REQUISITO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO AGROINDUSTRIAL

DIRECTOR ING. DEIVIS SUÁREZ RIVERO INGENIERO AGRÓNOMO MÁSTER EN BIOLOGÍA VEGETAL

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA PROGRAMA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL BOGOTÁ D.C. 2015 2

Nota de aceptaci贸n: ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________

_____________________________________ Firma del presidente del jurado

_____________________________________ Firma del jurado

_____________________________________ Firma del jurado

Bogot谩, D.C.___________de______________de 2015

3

AGRADECIMIENTOS

El autor expresa su agradecimiento a:

Mi principal agradecimiento se dirige a quien ha forjado mi camino y me ha dirigido por el sendero correcto, Dios, por su infinita misericordia y bondad, por ser mi fuerza y mi guía en esta etapa de la vida que ahora culmina satisfactoriamente para mí.

A mi madre que ha sido el apoyo fundamental para alcanzar este logro, con su formación de buenos sentimientos, hábitos y valores, que me han fortalecido en los momentos más difíciles.

A mi hermano Oscar que siempre ha estado junto a mí brindándome su apoyo, muchas veces poniéndose en el papel de padre.

A mi padre y hermano por la inquebrantable voluntad de estar a mi lado apoyándome y por creer en mí.

Al Ingeniero Deivis Suárez, mi Director de Tesis, por su presencia incondicional, sus apreciados y relevantes aportes, críticas, comentarios y sugerencias durante el desarrollo de esta investigación.

A la Fundación Universitaria Agraria de Colombia y en especial a la dirección del programa de Ingeniería Agroindustrial, por el apoyo brindado durante mi proceso de formación.

4

A Dios por permitirme dar otro pasĂł en la vida, a mis familiares y amigos pero en especial a mi madre, padre y hermanos que siempre creyeron en mis sueĂąos.

ÂĄGracias!

5

CONTENIDO

Página

RESUMEN

14

ABSTRACT

15

INTRODUCCION

16

1. PROBLEMA

17

2. OBJETIVOS

19

3. MARCO TEORICO

19

3.1. MORFOLOGÍA DE LAS PLANTAS POACEAE.

19

3.1.1. Partes vegetativas de la planta.

19

3.1.2. Partes reproductivas de la planta.

21

3.2 SEMILLAS SELECCIONADAS.

24

3.2.1. Características de las semillas de Avena y Raygrass.

24

3.2.2. Avena (Avena sativa, L).

24

3.2.3. Raygrass (Lolium multiflorum).

25

3.3. GENERALIDADES DE LOS CULTIVOS HIDROPÓNICOS.

26

3.4. FORRAJE VERDE HIDROPÓNICO (FVH).

27

3.5. FERTILIZACIÓN EN LA PRODUCCIÓN DE FORRAJE VERDE HIDROPÓNICO.

28

3.6. FACTORES AGROECOLÓGICOS QUE INFLUYEN EN LA PRODUCCIÓN DE FORRAJE VERDE HIDROPÓNICO.

30

3.7. IMPORTANCIA DEL FVH EN LA NUTRICIÓN DE LOS HERBÍVOROS.

35

4. MATERIALES Y METODOS.

36

4.1. LOCALIZACIÓN DEL ESTUDIO.

36

4.2. MATERIALES.

37

4.2.1. Instalaciones de Campo.

37

4.2.2. Fertilizantes.

37

4.2.3. Herramientas.

38

4.3. EQUIPOS.

38

6

4.4. MÉTODOS.

39

4.4.1. Condiciones experimentales.

39

4.4.2. Preselección de la semilla.

40

4.4.3. Desinfección de las semillas.

40

4.4.4. Hidratación de las semillas.

40

4.4.5. Traslado de las semillas a bandejas exteriores.

40

4.4.6. Riego de los germinados.

41

4.4.7 Solución nutritiva.

42

4.4.8. Recolección.

45

4.4.9. Medición de parámetros de crecimiento y desarrollo.

45

4.4.10. Parámetros de productividad de FVH.

48

4.5. DISEÑO EXPERIMENTAL

48

4.5.1. Contexto del diseño experimental.

48

4.5.2. Variables.

49

4.5.3. Análisis estadístico de los datos.

51

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN.

52

5.1. PARÁMETROS DE CRECIMIENTO Y DESARROLLO DE AVENA SEGÚN EFECTO DE LAS SOLUCIONES NUTRITIVAS.

52

5.1.1. Determinación de variables morfológicas del cultivo de Avena en FVH.

52

5.1.1.1. % de germinación de Avena en FVH.

52

5.1.1.2. Altura de las plantas de Avena en FVH.

53

5.1.1.3. Número de hojas en plantas de Avena en FVH.

54

5.1.1.4. Dinámica de crecimiento de plantas de Avena en FVH.

55

5.1.2. Determinación de variables relacionadas al desarrollo del cultivo de Avena en FVH.

57

5.1.2.1. Comportamiento del área foliar (AF) en plantas de Avena en FVH.

57

5.1.2.2. Comportamiento de las variables masa fresca (MF) y masa seca (MS) en plantas de avena en FVH.

59

7

5.1.2.3. Índices de desarrollo del cultivo de Avena en FVH.

61

5.2. PARÁMETROS DE CRECIMIENTO Y DESARROLLO DE RAYGRASS SEGÚN EFECTO DE LAS SOLUCIONES NUTRITIVAS.

67

5.2.2. Determinación de variables morfológicas del cultivo de Raygrass en FVH.

67

5.2.2.1. % de germinación de Raygrass en FVH.

67

5.2.2.2. Altura de las plantas de Raygrass en FVH.

68

5.2.2.3. Número de hojas en plantas de Raygrass en FVH.

70

5.2.1.4. Dinámica de crecimiento de plantas de Raygrass en FVH.

70

5.2.2. Determinación de variables relacionadas al desarrollo del cultivo de Raygrass en FVH.

72

5.2.2.1. Comportamiento del área foliar (AF) en plantas de Raygrass en FVH.

72

5.2.2.2. Comportamiento de las variables masa fresca (MF) y masa seca (MS) en plantas de Raygrass en FVH.

73

5.2.2.3. Índices de desarrollo del cultivo de Raygrass en FVH.

76

5.3. PRODUCTIVIDAD DE FVH DE AVENA SEGÚN EFECTO DE LAS SOLUCIONES NUTRITIVAS.

80

5.3.1. Conversión del cultivo de Avena en FVH.

80

5.3.2. Rendimiento del cultivo de Avena en FVH.

81

5.4. PRODUCTIVIDAD DE FVH DE RAYGRASS SEGÚN EFECTO DE LAS SOLUCIONES NUTRITIVAS.

82

5.4.1. Conversión del cultivo de Raygrass en FVH.

82

5.4.2. Rendimiento del cultivo de Raygrass en FVH.

84

CONCLUSIONES

86

RECOMENDACIONES

87

BIBLIOGRAFÍA

88

8

LISTA DE TABLAS

Página

Tabla 1. Descripción de materiales y herramientas

38

Tabla 2. Descripción de riegos para la producción de FVH

42

Tabla 3. Composición química de la solución nutritiva sintética madre Tabla 4. Composición madre del humus empleado para la fertilización del FVH. Tabla 5. Índices fisiológicos empleados

43

44

47

9

LISTA DE FIGURAS

Página

Figura 1. Grano o cariopsis

22

Figura 2. Embrión

23

Figura 3. Localización del proyecto, Susa Cundinamarca Colombia

36

Figura 4. Localización del estudio, Fundación Universitaria Agraria de Colombia

37

Figura 5. Módulo de 24 bandejas para producción de FVH

39

Figura 6. Siembra de semillas en las bandejas

41

Figura 7. Sistema hidropónico para la producción de FVH

49

Figura 8. Comportamiento de la germinación de semillas de Avena para FVH

52

Figura 9. Representación gráfica del factor altura de las plantas de Avena para FVH

54

Figura 10. Representación gráfica número de hojas en plantas de Avena para FVH

55

Figura 11. Dinámica de crecimiento de plantas de Avena para FVH durante 15 días después de la germinación

56

Figura 12. AF de plantas de Avena para FVH en dos momentos de evaluación (A– día 5 después de germinado y B– día 15 después de germinado)

58

Figura 13. Representación gráfica de las Masas Frescas y secas (MFi - A, MSi –B, MFf - C, MSf – D de plantas de Avena para FVH en dos momentos de evaluación (momento 1 – día 5 después de germinado y momento 2 – día 15 después de germinado)

10

60

Figura 14. Comportamiento de los índices: A. tasa de crecimiento relativo – TCR (g/g*día) y B. tasa de asimilación neta - TAN (g/cm2 *día) para plantas de Avena en FVH

62

Figura 15. Comportamiento de los índices: A. índice de Área Foliar – IAF (Dimensional), B. Área Foliar Específica – AFE (cm2/g) y C. Duración del Área Foliar - DAF (cm/día) para plantas de Avena en FVH.

64

Figura 16. Comportamiento de los índices Tasa de Crecimiento de Cultivo – TCC (g/g*día) y Tasa Absoluta de Crecimiento - TAC (g/día) para plantas de Avena en FVH

66

Figura 17. Comportamiento de la germinación de semillas de Raygrass para FVH.

67

Figura 18. Representación gráfica del factor altura de las plantas de Raygrass para FVH

69

Figura 19. Representación gráfica número de hojas en plantas de Raygrass para FVH

70

Figura 20. Dinámica de crecimiento de plantas de Raygrass para FVH durante 15 días después de la germinación

71

Figura 21. Representación gráfica del AF de plantas de Raygrass para FVH en dos momentos de evaluación (A – día 5 después de germinado y B – día 15 después de germinado)

73

Figura 22. Representación gráfica de las Masas Frescas y secas (MFi - A, MSi –B, MFf - C, MSf – D de plantas de Raygrass para FVH en dos momentos de evaluación (momento 1 – día 5 después de germinado y momento 2 – día 15 después de germinado)

75

Figura 23. Comportamiento de los índices: A. tasa de crecimiento relativo – TCR (g/g*día) y B. tasa de asimilación neta - TAN (g/cm2 *día) para plantas de Raygrass en FVH.

11

77

Figura 24. Comportamiento de los índices: A. índice de Área Foliar – IAF (Dimensional), B. Área Foliar Específica – AFE (cm2/g) y C. Duración del Área Foliar - DAF (cm/día) para plantas de Raygrass en FVH.

78

Figura 25. Comportamiento de los índices Tasa de Crecimiento de Cultivo – TCC (g/g*día) y Tasa Absoluta de Crecimiento - TAC (g/día) para plantas de Raygrass en FVH

79

Figura 26. Representación gráfica del índice de conversión de la Avena en FVH tomando como referente el peso de las semillas (peso total) sembradas respecto al peso del tapete al momento de cosecha

80

Figura 27. Representación gráfica del rendimiento expresado en kg/ha de la Avena en FVH

82

Figura 28. Representación gráfica del índice de conversión de la Raygrass en FVH tomando como referente el peso de las semillas (peso total) sembradas respecto al peso del tapete al momento de cosecha

83

Figura 29. Representación gráfica del rendimiento expresado en kg/ha de la Avena en FVH

84

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LISTA DE SIGLAS

Abreviatura FVH ha UFL CE mS/cm g kg cm Cm2 ppm Tª ºC

Significado Forraje Verde Hidropónico hectárea Unidad Forrajera Láctea Conductividad Eléctrica milisiemens por centímetro gramo kilogramo centímetro centímetro cuadrado partes por millón temperatura grados Celsius

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RESUMEN

El cultivo de Forraje Verde Hidropónico – FVH es una alternativa que cobra auge a nivel internacional con el fin de garantizar alimentos para los animales herbívoros principalmente en tiempos de sequía. Es por lo anterior que esta investigación determinó la influencia que ejercen dos soluciones nutritivas (con dos diluciones en cada caso) dentro del sistema de producción de FVH para Avena y Raygrass sobre los parámetros de crecimiento, desarrollo y productividad de ambas especies. Para ello se construyó de forma artesanal un invernadero dentro del cual se dispusieron dos módulos de siembra con el montaje de un sistema de fertirrigación para las especies Avena y Raygrass. Los ensayos evidenciaron en las dos especies evaluadas que el empleo de soluciones orgánicas estimulan significativamente las variables conversión y rendimiento de masa fresca por unidad de superficie; lo anterior unido a un incremento en la Tasa de Crecimiento Relativo, Tasa de Asimilación Neta, Tasa de Crecimiento del Cultivo y Tasa Absoluta de Crecimiento. Así mismo al realizar análisis de costos se observó que los montajes más económicos resultaron ser aquellos en los que se empleó como solución nutritiva el humus líquido a 1/20 V. V. y 1/40 V. V. Lo anterior permite concluir que con el empleo de las soluciones nutritivas orgánicas pueden obtenerse FVH de alta calidad, superando en parámetros de desarrollo a los producidos con el empleo de soluciones nutritivas convencionales (sintéticas).

Palabras clave: Forraje Verde Hidropónico, índices de crecimiento, desarrollo, soluciones nutritivas.

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ABSTRACT

Cultivating Hydroponic Green Fodder - HGF is an alternative that comes booming internationally in order to ensure food for herbivorous animals mainly in times of drought. It is for this that the research determined the influence of two nutrient solutions (with two dilutions in each case) into HGF production system for Avena and Raygrass on parameters of growth, development and productivity of both species. For it is built in a traditional way in which a greenhouse planting two modules with mounting system for fertigation and Raygrass Avena species they were placed. The tests showed the two species tested that the use of organic solutions significantly stimulate the conversion and yield variables fresh mass per unit area; the above coupled with an increase in the relative growth rate, net assimilation rate, crop growth rate and Absolute Growth Rate. Also the cost analyzes it was observed that the most economical assembly proved those in which nutrient solution was used as the liquid humus 1/20 V.V and 1/40 V.V. This supports the conclusion that with the use of nutrient solutions FVH organic quality can be obtained, exceeding parameters development produced with the use of conventional nutrient solutions (synthetic).

Keywords: Green Forage Hydroponic, rates of growth, development, nutritional

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INTRODUCCIÓN

En Colombia, los pastos naturales son cada vez más escasos debido a muchos factores entre los que se encuentran: la disminución de terreno para siembra de pasto forrajero, las condiciones climáticas adversas, los altos costos tanto de mano de obra como de los concentrados, la utilización abundante de agua de riego, cada vez más escasa y costosa. Lo anterior obliga a los ganaderos a buscar otras posibilidades de alimentación que contengan alto contenido proteico, que sea fresca y abundante, que no se vea afectada por los cambios climáticos, que no requiera grandes extensiones de terreno y sobre todo que sea de bajo costo (Rosas, 2008).

A pesar de esos inconvenientes la agricultura enfrenta otra situación aún más alarmante: fenómenos climáticos, como la sequía y las heladas tempranas. El efecto de esos fenómenos, no obstante disminuyó, en la agricultura protegida pero a campo abierto aún no se han podido controlar plenamente. Esa serie de problemas, que desafía la agricultura, también afecta a la ganadería, pues la relación entre ambas se establece desde el momento en que las diversas especies pecuarias demandan para su alimentación, granos y forrajes en cantidad y calidad adecuada (Romero, M. et al. 2009)

Dentro de las alternativas a dicha situación se encuentra el empleo de la plasticultura y más específicamente de los invernaderos, pues éstos propician las condiciones para obtener cultivos que hagan uso más eficiente del agua, disminuyen al máximo el efecto de los factores climáticos, además de proporcionar una producción constante y de excelente calidad anualmente, en espacios reducidos, factores que por sí solos justifican su empleo. Esa alternativa, hasta el momento, ha sido mayormente aplicado en hortalizas y flores; en las primeras, en cultivos como jitomate, chile, pimiento, pepino y fresa (Gil y Miranda, 2006). Sin embargo, una opción importante es el empleo de los invernaderos para la producción de forraje verde hidropónico (FVH), que puede proveer de forraje en cantidad y calidad a todo tipo de ganado, especialmente al ganado lechero, que es donde se requieren respuestas rápidas a las necesidades de producción de leche y carne.

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1. PROBLEMA

Tomando como referente lo indicado anteriormente y teniendo en cuenta que no se ha determinado el efecto de las soluciones nutritivas de tipo orgánicas sobre el crecimiento y desarrollo de plantas bajo condiciones de invernadero y en cultivo hidropónico, esta investigación se propone dar respuesta al siguiente problema científico:

¿Qué influencia ejercen las soluciones nutritivas dentro del sistema de producción de FVH para Avena y Raygrass sobre los parámetros de crecimiento, desarrollo y productividad de ambas especies?

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2. OBJETIVOS

Para dar solución a este problema científico, el objetivo general a desarrollar en este trabajo es:

Determinar la influencia que ejercen las soluciones nutritivas dentro del sistema de producción de FVH para Avena y Raygrass sobre los parámetros de crecimiento, desarrollo y productividad de ambas especies.

Para lo cual se plantean los siguientes objetivos específicos: 

Evaluar parámetros de crecimiento y desarrollo de Avena y Raygrass bajo condiciones de cultivo en invernadero con sistema hidropónico según la solución nutritiva empleada en cada cultivo.



Calcular

parámetros de productividad de FVH de Avena y Raygrass bajo

condiciones de cultivo en invernadero con sistema hidropónico según la solución nutritiva empleada en cada cultivo.

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3. MARCO TEORICO

Con el fin de puntualizar el marco en el que se desarrolla el proyecto para la determinación de los efectos que tiene la fertilización sobre el FVH de Avena y Raygrass, a continuación se describen aspectos específicos concernientes al contexto general y al proceso experimental del mismo.

3.1. MORFOLOGÍA DE LAS PLANTAS POACEAE.

3.1.1. Partes vegetativas de la planta.

Según, Benito B., et al. 2000, en su libro ¨Especies de gramíneas y leguminosas de interés pastoral¨, las gramíneas están conformadas por raíz, tallo, hojas y la mayor parte desarrollan flores y frutos en ciertos períodos del año. Las particularidades propias en que la planta se desarrolla, las distintas partes de la misma establecen un carácter distinto, adecuado para la supervivencia de la especie, pero conservando unas características generales comunes a todos los miembros de esta familia:



La raíz El órgano radicular de las gramíneas se compone por un sistema de raíces seminales y adventicias. Las raíces principales o seminales son las promovidas por el crecimiento de la radícula del embrión, de esta resulta la raíz primaria, y distintas raíces anexas que se despliegan justo por encima de la raíz primaria. Generalmente, la cantidad de raíces seminales es menor (de 1 a 8) y cambia con la clase, la vitalidad de la semilla y las circunstancias ambientales. Estas raíces duran latentes en las semanas

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iniciales de vida de la planta, con una maduración precoz, pero rápidamente son sustituidas por las raíces secundarias.

El sistema de raíces secundarias, adventicias o nodales (raíces que no resultan de la radícula del embrión o de la raíz principal), formadas en los nudos inferiores del tallo que están fijados y conforman el verdadero órgano radical de las gramíneas. Este sistema radical se caracteriza por ser fasciculado o en cabellera. El cual crece en la base de cada uno de los hijuelos y se renuevan con ellos, de esta manera, el sistema radical de las gramíneas pratenses se traslada hacia la superficie del sustrato a medida en que la planta envejece y se marchitan sus partes básales, y su tendencia será ocupar menor espacio y quedara en un ambiente muy superficial.



Los tallos Los tallos de las gramíneas toman el nombre de cañas y están formados por una sucesión de breves nudos sólidos y más extensos entrenudos huecos (aunque hay excepciones con entrenudos sólidos como el maíz).

Las gramíneas pratenses tienen usualmente un tallo herbáceo, (algunos variedades los tienen leñosos, caña común gen. Arundo, caña de azúcar gen. Saccharum, diferentes especies que se reúnen con el nombre de Bambúes, etc.), cilíndrico, lampiño o velloso, liso o estriado, erecto o geniculado-ascendente, etc. En la inclusión de la hoja con el nudo existe una yema que en entornos propicios logra desplegar y dar lugar a un diferente tallo, de forma similar a la del tallo principal (ahijado). Las derivaciones del tallo logran ser basales, con un crecimiento horizontal, y dar origen a estolones (tallos rastreros) o rizomas (tallos subterráneos). En ocasiones, los entrenudos del principio del tallo se hinchan por acumulación de sustancias de almacenamiento y producen bulbos, que intervienen como ejes de regeneración vegetativa.

20



Las hojas Las hojas se fijan en los nudos del tallo, habitualmente en posición alterna y opuesta. Constituidos por una parte basal, vaina, que rodea al tallo (pueden estar con los bordes separados hasta la base o bien con los bordes pegados hasta su extremo superior o solamente soldadas en parte) y una parte distal, sésil, denominada lámina o limbo, que puede ser estrecha y extensa, de nervadura semejante, plano, plegado, enrollado, etc., con el ápice terminado en pico un poco delgada. Su etapa joven los limbos logran estar plegados (Dactylis, Poa) o enroscados (Phalaris, Festuca), obteniendo la prefoliación, este es un criterio para catalogar las plantas. En la intersección de la vaina y el limbo se origina una variación de orientación como resultado de la cual surgen dos caracteres morfológicos muy significativos en la determinación de las variedades de esta familia: la lígula, pequeña membrana o apéndice cilial a manera de multiplicación de la vaina, y las aurículas u orejuelas, que obtienen el carácter de prolongación del limbo; en el segmento externo dorsal, un fortalecimiento más o menos visible que toma el nombre de collar.

3.1.2. Partes reproductivas de la planta.

Según Benito B, 2000, las gramíneas presentan dos tipos principales de reproducción: sexual, por el desarrollo de un embrión formado por la fertilización del ovulo por el núcleo generativo de un grano de polen y asexual, llamada apomixis, estos clases de reproducción se realizan mediante órganos que se describen a continuación.

21



El fruto y la semilla

La semilla logra ser vestida, si las glumillas de las flores siguen unidas a la semilla, o desnudo, en caso contrario. La semilla podría mostrar simetría bilateral, con una fisonomía dorsal convexa y una ventral deprimida por un surco. En la base de la parte ventral está una mancha denominada hilo que hace referencia a la unión del óvulo con el ovario y podría formar un carácter específico.

Figura 1. Grano o cariopsis

Fuente: (Benito, 2000)

El embrión se localiza en la base de la cara dorsal. En su extremo superior se encuentra la plúmula, o rudimento de la parte aérea, en la que se distingue los primordios foliares; y encima de ella, una vaina protectora: el coleóptilo. En su extremo inferior existe la radícula resguardada por una cubierta denominada coleorriza. En la región ventral se ubica, a un lado, el escutelo (cotiledón único de las gramíneas), órgano situado entre el

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embrión y el endospermo que tiene el trabajo de movilizar las reservas de este último para colocar a disposición de aquel, en el instante de la germinación de la semilla; y al siguiente una prominencia llamada epiblasto, que pertenecería a un segundo cotiledón rudimentario. La región entre la radícula y la plúmula, tiene el calificativo de mesocótilo, que aparta la base del coleóptilo de la parte laminar del escutelo (cotiledón), que se encuentra dentro de la semilla (Benito, 2000).

Figura 2. Embrión

Fuente: (Benito, 2000)

23

3.2. SEMILLAS SELECCIONADAS.

3.2.1. Características de las semillas de Avena y Raygrass.

Según (Méndez D. y Davies P., 2012), las dos especies más empleadas para la producción de forraje son: 

La Avena posee un gran potencial para la producción temprana de forrajes y una buena tolerancia al estrés hídrico, aunque en siembras tempranas la planta puede llegar a inducirse precozmente al estado reproductivo de esta.



El Raygrass y Avena poseen características similares en cuanto a las tasas de crecimiento, pero el Raygrass ofrece una mayor composición nutricional (proteínas solubles, carbohidratos no estructurales) que aportan a los animales una mayor conversión de leche y carne.

3.2.2. Avena (Avena sativa, L).

La Avena (Avena Sativa) es una planta herbácea de producción anual, que pertenece a la familia de las gramíneas. Tiene un sistema radicular que se caracteriza por ser abundante y profundo más que otros cereales; los tallos son gruesos y rígidos, y su altura puede llegar hasta metro y medio, están conformados por diferentes entrenudos que finalizan en gruesos nudos; las hojas son planas y prolongadas; su borde libre es dentado, el limbo de la hoja es angosto y largo; la flor es un ramillete de espiguillas, ubicadas sobre largos pedúnculos y el fruto es en cariópside, con las glumillas fijadas. (García, 2007).

Las particularidades de la Avena son: sistema radicular fibroso, tallo herbáceo, su altura esta entre 0.5 a 1.5 metros, hojas de color oscuro, su lígula es de apariencia ovalada, derivaciones largas soportando cada espiga, y su reproducción es

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autógama. La Avena se caracteriza por tener una buena tolerancia al estrés hídrico (más que otros cereales), para la conversión de un kilogramo de materia seca (Parsons, 2013).

La finalidad de la cosecha puede ser para forraje o para semilla. El aprovechamiento de la Avena para forraje, se cosecha alrededor de los 105 días y la semilla llega a su madurez fisiológica a los 160 días. Para utilizar la Avena como forraje, se corta cuando el promedio de las plantas se hallan cerca de 8cm, debido a que en si no se cosecha se asumiría los mismos efectos del pastoreo intensivo implicando que la recuperación del cultivo sea tardía. Y si se emplea para la producción de heno este posee un porcentaje aproximado de 8.2 % de proteína (Parsons, 2013).

3.2.3. Raygrass (Lolium multiflorum).

El Raygrass es una gramínea de crecimiento recto e inflorescencia en espiga. No es pubescente y es muy utilizado para la producción de forrajes en explotaciones ganaderas para ser utilizado en pastoreo. Sus exigencias hídricas son altas pero su composición nutricional es de buena calidad. Es enormemente utilizado en alimentación de vacas lecheras muy productivas. Es un cultivo que requiere de fertilización y riego para mantener las praderas con buenos rendimientos y mayor productividad. La rotación en pastoreo se maneja cada 45 días y soporta 4 unidades animales por hectárea. (David M, Morris W, 2006).

Se estima que este cultivo varía sus producciones por la incidencia que tienen dos factores limitantes en los que se ven enfrentados la agricultura tradicional: humedad y suelos empobrecidos. En circunstancias de suelos ricos en materia orgánica y buena humedad se logran conseguir unos 20.000 kg de materia seca por Ha y en UFL aproximadamente 12.000 por Ha, (Pozzolo O, 2008).

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3.3. GENERALIDADES DE LOS CULTIVOS HIDROPÓNICOS.

Sholto, citado por Miranda (2006), hace referencia que el término hidroponía se refiere a dos palabras griegas: hydor, agua y ponos, trabajo, que significa “Trabajo en agua” es un término que indica la utilización de soluciones fertilizantes químicas que son empleadas para circular por estructuras cerradas, alimentando a cultivos de grandes densidades sin depender del suelo, esto genera una gran ventaja porque sin importar el suelo ya sea árido o fértil se producen plantas de excelente calidad y además por su grado de automatización se reduce la mano de obra lo que se traduce en reducción de costos.

Urrestarazu (2003) indica que en Inglaterra Woodward, en 1699, fue el primer científico que invento estructuras para que plantas crecieran en medios líquidos y deposito cantidades diferentes de sustrato. Lo que después intento fue eliminar totalmente el sustrato y experimento en líquidos y fue así que en 1860 el químico alemán Sachs empezó, junto a otros autores contemporáneos como Knop, a desarrollar el cultivo en disolución nutritiva, la llamada “nutriculture”, esencialmente su sistema no ha cambiado hasta el día de hoy en la investigación en nutrición mineral y fisiología vegetal.

Regalado (2009) señala que fue recién en los años 1929-1930, en que el profesor norteamericano doctor William F. Gericke, de la universidad de California, convirtió las pruebas de laboratorio de cultivos hidropónicos en producción a gran escala para obtener grandes cosechas; con este paso a la industrialización se descubrió que para la humanidad, la producción de plantas se logra sin el recurso tierra. A esta nueva ciencia la denomino Cultivo Hidropónico y amplió sus investigaciones a cultivos de nuevas especies vegetales como hortalizas, aromáticas, plantas medicinales, frutales, cereales, y tubérculos. Regalado (2009) también señala que, el forraje verde hidropónico (FVH) resulta de un proceso de germinación de los granos de cereales o leguminosas (cebada, maíz, soya, sorgo) que se realiza

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durante 15 a 20 días, alcanzando una altura de 20 a 25 cm., y que los animales consumen por completo: desde la raíz hasta las hojas.

Rodríguez, citado por Miranda (2006), declara que la tendencia al crecimiento de los sistemas hidropónicos dependerán del desarrollo y adaptación de sistemas de producción que se adapten a la competitividad en costos con aquellos de la agricultura tradicional esencialmente en poblaciones vulnerables como una forma de estimular el autoconsumo de hortalizas y de apoyar el ingreso familiar a través de la conformación de microempresas.

Según el MANUAL TÉCNICO DE FORRAJE VERDE HIDROPÓNICO de la FAO (2001), el Forraje Verde Hidropónico (FVH) es una tecnología para producción de biomasa a partir de la germinación y crecimiento de gramíneas y leguminosas, logrando cosechar plántulas en un tiempo record a partir de semillas fértiles. El FVH. o “greenfodder hydroponics” forraje vivo, que se caracteriza por su alta digestibilidad, excelente composición nutricional y apto para la alimentación animal. El mismo manual señala que, en la práctica, el FVH es una técnica de germinación de granos (semillas de cereales) y su futuro crecimiento bajo parámetros ambientales controlados o semi-controlados (luz, temperatura y humedad) en ausencia de sustratos. Comúnmente se utilizan semillas de Avena, cebada, maíz, trigo y sorgo.

3.4. FORRAJE VERDE HIDROPÓNICO (FVH).

El FVH es una técnica de obtención de biomasa vegetal de alta calidad nutricional y sanidad, se produce en pocos días entre 15 a 20 sin importar la época del año y en cualquier terreno, siempre y cuando se garanticen las condiciones mínimas necesarias para ello. El sistema de FVH es complementario y no competitivo a la producción convencional de forraje a partir de especies

27

aptas como la avena, mezclas de trébol y gramíneas, alfalfa, entre otros (FAO, 2001).

El consumo de este forraje ha arrojado excelentes resultados para animales mono gástricos y poligástricos debido a que el animal consume todo el tapete formado por el forraje verde hidropónico donde se encuentran las raíces, semillas sin germinar y la parte verde de la planta, este tapete aporta nutrientes como vitaminas, enzimas, coenzimas y aminoácidos libres (Rodríguez R, 2003). Para la producción de FVH es necesario tener en cuenta variables ambientales y una buena selección de las semillas o granos que generen un gran poder germinativo y la elaboración de un producto óptimo y a bajo costo para la alimentación de los animales.

3.5.

FERTILIZACIÓN

EN

LA

PRODUCCIÓN

DE

FORRAJE

VERDE

HIDROPÓNICO.

Lomelli, (2000) citado por Izquierdo J, (2002), indica que estudio realizados en México, sobre la eficacia del sistema de producción de forraje verde hidropónico (FVH) con un control del volumen de agua a aplicar, luz, nutrientes y CO2 (anhídrido carbónico), demostraron que a partir de 22 kg de semillas de trigo es posible obtener en - 25 - ha área de 11,6 m2 (1,89 kg semilla/m2 ) una óptima producción de 112 kg de FVH por día (9,65 kg FVH/m2 /día).

Arellano L. (2008) manifiesta que los ensayos realizados con una solución nutritiva sintética en la fabricación de FVH de maíz no otorga un resultado satisfactorio en la calidad del FVH.

Una serie de investigaciones sobre la producción de FVH consideran que se debe tener en cuenta factores

como la temperatura de la solución, conductividad

eléctrica o consistencia de sus nutrientes, pH del agua, calidad de agua entre

28

otros, los que pueden afectar a su vez la producción, productividad y calidad de los cultivos hidropónicos (Brooke L. 1998). Calles D. y Capelo W. (2005) alcanzaron aumentos en el contenido de proteína y calidad en el forraje de cebada verde hidropónica con la utilización de 20 ppm de azufre.



Soluciones nutritivas.

Llanos, citado por Paredes (2010), refiere que en los cultivos Hidropónicos todos los compuestos esenciales se proveen a las plantas diluyendo las sales fertilizantes en agua para obtener la solución de nutritiva. La selección de las sales que serán usadas depende de factores propios del sistema. La cantidad relativa de iones que debemos agregar a la composición se cotejara con la necesaria en la formulación del nutriente; por ejemplo una molécula de nitrato potásico KNOɜ proporcionara un ion de potasio K+ y otro ion de nitratoNO³-así como una molécula de nitrato cálcico Ca (NOɜ)² nos dará un ion cálcico Ca++ y dos iones de nitrato.

En los cultivos hidropónicos la solución madre debe tener una alta solubilidad, para que puedan ser asimiladas por las plantas. Por ejemplo el Calcio puede ser proporcionado por el nitrato cálcico o por el sulfato cálcico; este último es más barato, pero su solubilidad es muy baja; por tanto, el nitrato cálcico deberá ser el que usemos para suministrar la totalidad de las necesidades del calcio. El costo de un fertilizante en particular deberá considerarse según cómo vaya a utilizarse; en general, deberá usarse lo que normalmente se denomina como grado técnico donde el costo es más alto que una cantidad agrícola, pero la solubilidad es mucho mayor.

Rodríguez, citado por Miranda (2006), indica que la solución nutritiva es agua con una mezcla de nutrientes, compuesta por macro y micro nutrientes disueltos en ella y en una concentración de ppm adecuadas, de manera que suplan las necesidades nutricionales de las plantas para su crecimiento y desarrollo. Son 13

29

los nutrientes minerales fundamentales que toda solución nutritiva debe proporcionar a las plantas: nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio, azufre, cloro, hierro, manganeso, boro, cobre, zinc, y molibdeno, cada uno de estos nutrientes debe estar dentro de un nivel recomendable de la solución nutritiva para lograr una nutrición balanceada de las plantas. Un elemento es esencial si, ante su falta la planta no puede completar su ciclo de vida por ejemplo: si no hay suficiente nitrógeno, la planta no crecerá normalmente y morirá prematuramente, este es importante porque forma parte de compuestos tan esenciales como proteínas, ácidos nucleicos, hormonas y muchas vitaminas.

Según Carballo (2005) en los últimos años, los productores de cultivos han sido fabricantes de extractos acuosos de compost y humus de lombriz, comúnmente denominados «tés o soluciones orgánicas nutritivas», y se ha considerado especialmente que las soluciones orgánicas nutritivas provenientes de ellos pueden aumentar la germinación de las semillas y el crecimiento de manera similar a los materiales de humus de lombriz sólido y son mucho más fáciles de aplicar a los cultivos y los suelos. Un trabajo en la Universidad Estatal de Ohio ha demostrado que el mejor método de producción de "té" es con equipo de extracción comercial, la utilización de desechos orgánicos que se airean y se sumergen durante 24 horas. Las relaciones de composta o de humus de lombriz con el agua, de 1:20, 1:10, y 1:5 fueron más eficaces y económicas en términos de costos de tratamiento. El "Té" producido en estas diluciones puede afectar el crecimiento de plantas de manera significativa cuando se aplica empapando el suelo. Se recomienda que el 'té' se utilice poco después de ser producido.

3.6. FACTORES AGROECOLÓGICOS QUE INFLUYEN EN LA PRODUCCIÓN DE FORRAJE VERDE HIDROPÓNICO. Ramos (2006), establece que el éxito de un sistema de producción de FVH, está basado en cuidar cada uno de los detalles de la técnica los cuales son:

30



Temperatura

Éste es un parámetro que se relaciona directamente con la germinación. Y con el tipo de semilla que se usara. Para la mayoría de las plantas cultivadas, el rango se sitúa entre los 20 y 30ºC, sin embargo, algunas semillas como el chícharo, la avena, el trigo, la cebada o el centeno, tienen un buen poder de germinación entre los 15 y los 20ºC. (Dosal, 2002)

El factor temperatura es uno de los más importantes en la producción de FVH. La condición óptima para la producción se sitúa siempre entre los 18 y 23 ºC. Las temperaturas óptimas para la germinación y el posterior crecimiento de las semillas en FVH son diversos. Por esta circunstancia los granos de avena, cebada y trigo, entre otros, requieren de temperaturas bajas para germinar (entre los 18 a 21ºC). Sin embargo el maíz necesita de temperaturas óptimas que varían entre los 25 y 28 ºC (Martínez E., 2001, citado por FAO, 2001).

La temperatura está directamente relacionada con la germinación de la semilla, ya que a mayor temperatura, mayor absorción de agua; e influye también en la actividad fotosintética y metabólica, en el crecimiento y en la reproducción de la planta. Esto se debe a la gran variedad de plantas que se han tenido que adaptar durante su proceso evolutivo, encontramos que cada una tiene una necesidad específica de temperatura, al darse entre ellas un índice de transpiración y una resistencia estomática diferentes (Hidalgo, 2005).

En general, el crecimiento se ve favorecido cuando la temperatura aumenta, y se retrasa cuando la temperatura decae. Sin embargo, el

31

crecimiento de cada planta no aumentará con la elevación de la temperatura. Por el contrario, las altas temperaturas pueden un estrés hídrico especialmente durante el día. En el cultivo de forraje verde hidropónico, el aumento o la disminución de temperatura se verá reflejado en el tiempo de producción (Rodríguez M, 2003).

Un equipo esencial que debe estar instalado en los invernaderos de producción es un termómetro de medición para temperatura máxima y mínima que permitirá llevar un control diario de temperaturas y detectar rápidamente posibles problemas debido a variaciones del rango óptimo de la misma. En el caso de épocas frías, se opta por la instalación de calefactores y en caso de épocas de al altas temperaturas, habrá que ventilarlo o enfriarlo. El número de calefactores está en función de la intensidad del frío, y de la temperatura a la cual pretendemos alcanzar (Schneider, 2004).



Humedad

La humedad es una variable vital, pues sin ella se detiene el proceso enzimático; el proceso de germinación debe haber humedad. Para que la semilla se hidrate y complete su germinación y posterior crecimiento.

De todas las variables que afectan la vida de las plantas el agua es el más importante, para realizar procesos fisiológicos estará presente. El agua es vital para las reacciones químicas de la digestión; en la fotosíntesis el hidrógeno del agua se enlaza al dióxido de carbono lo que conlleva a formación de azúcares. Las sustancias minerales y alimentos fabricados por las hojas transitan en forma de solución hacia las otras partes de la planta. El agua empuja el citoplasma contra la pared celular y mantiene la 32

turgencia de las células, de este modo contribuye a la dureza y consistencia de la planta y con la transpiración hay una termorregulación (Rodríguez M, 2003).

El sistema de micro aspersión genera humedad al cultivo, si la humedad relativa en el ambiente del invernadero de producción FVH es baja, mayor será la necesidad de la planta de mantener su propia humedad. Esto último como cabe suponer, traerá consigo un pérdida de eficiencia. El rango óptimo de humedad relativa oscila entre 60 y 80% y es posible medirla con un higrómetro. En estados de mayor humedad relativa, existe el riesgo de que proliferen enfermedades fungosas, como el Damping off y los tizones (Hidalgo, 2005).

La humedad relativa del invernadero de producción no puede ser inferior al 90 %. Valores de humedad que superen este porcentaje y sin buena aireación generan graves problemas sanitarios, debido fundamentalmente a enfermedades fúngicas difíciles de combatir y eliminar, además de incrementar los costos productivos. Mientras que la excesiva ventilación, provoca un ambiente seco y disminución significativa de la producción por deshidratación del cultivo. Por lo tanto, compatibilizar el porcentaje de humedad relativa con la temperatura óptima es una de las claves para lograr una producción exitosa de FVH (FAO, 2001). 

Calidad del Agua de Riego

La condición esencial que debe presentar el agua para ser utilizada en sistemas hidropónicos es de potabilidad y sin trazas de cloro en lo posible.

Si el agua que se utiliza no es potable se podrían presentar problemas fitosanitarios y nutricionales con el FVH. Para el caso anterior, será imprescindible el realizar un detallado análisis químico de la misma, y en

33

base a ello reformular la solución nutritiva, así como evaluar que otro tipo de tratamiento tendría que ser efectuado para asegurar su calidad (filtración, decantación, asoleo, acidificación o alcalinización). La calidad de agua no puede ser desatendida y existen casos donde por desconocer su importancia fue causa de fracasos y pérdidas de tiempo (FAO, 2001).

Ramos (2006), establece razones en la utilizacion de aguas para cultivos hidropónicos respecto a: 1) contenido de sales y elementos fitotóxicos (sodio, cloro y boro); 2) contenido de microorganismos patógenos; 3) concentración de metales pesados; y 4) concentración de nutrientes y compuestos orgánico.



Conductividad Eléctrica (CE)

La CE es un factor importante para la absorción de la solución nutritiva por parte de las plantas, un buen rango de CE estaría en torno de 1.5 a 2.0 mS/cm. Por lo consiguiente, aguas con CE valores a 1.0 serían las más aptas para preparar la solución de riego. Se debe tener presente la concentración de sales en el agua no debe superar los 100 mg de carbonato de calcio por litro y que la concentración de cloruros debe estar entre los 50 – 150 mg por litro de agua (Ramos, 2006).



Oxigenación

La

oxigenación,

es

indispensable

para

que

la

semilla

realice

adecuadamente su respiración y por ende un intercambio gaseoso; si el oxígeno se omitiera, la semilla se intoxicaría con sus propios gases. Las semillas no germinan en condiciones de anegamiento. (Dosal, 2002)

34

La combinación de factores ambientales como aireación, carbono y luz que interactúan unos con otros, para que la planta los capte en el aire y consiga realizar sus procesos de nutrición, la planta lo utiliza para fijarlo y convertirlo en carbohidratos, mediante el proceso de fotosíntesis; si hay poco movimiento de aire adentro del invernadero, le estaremos proporcionando poco carbono. Se considera suficiente cambiar dos o tres veces el aire en el invernadero; (Rodríguez, 2003).

3.7. IMPORTANCIA DEL FVH EN LA NUTRICIÓN DE LOS HERBÍVOROS.

El FVH se caracteriza por su alta palatabilidad, digestibilidad, presentando niveles óptimos, según requerimiento animal de energía, vitaminas y minerales (Chang et al., 2000). Fuentes et al. (2011) evaluaron la respuesta productiva de conejos de raza californiana alimentados con forraje verde hidropónico de avena, como reemplazo parcial de concentrado comercial en el que se utilizó un diseño completamente al azar, con cinco tratamientos y tres repeticiones. Los tratamientos de alimentación se establecieron según el porcentaje de reemplazo con FVH de avena vs la alimentación base, compuesta por concentrado comercial (CC) pelletizado. Los tratamientos utilizados fueron: T1 = 100% CC; T2 = 75% CC + 25% FVH; T3 = 50% CC + 50% FVH; T4 = 25% CC + 75% FVH, y T5 = 100% FVH de avena. La ración diaria de alimento fue de 120 g de materia seca (MS) de CC o su equivalente de reemplazo. Se encontró que hasta un reemplazo de 50% de la dieta a base de CC con FVH de avena, no afectó el consumo del alimento por parte del animal, el tiempo de desarrollo hasta sacrificio, el peso en pie, y el rendimiento de la canal en conejos raza californiana.

35

4. MATERIALES Y METODOS

Con base en las metodologías presentadas a través del marco teórico, se realizó un montaje en invernadero, con el fin de obtener información acertada sobre el efecto de dos tipos de fertilizantes sobre el crecimiento, desarrollo y productividad de forraje verde hidropónico de Avena y Raygrass. Para dicho montaje se especificaron los materiales y métodos como se muestra a continuación.

4.1. LOCALIZACIÓN DEL ESTUDIO.

El

proyecto de investigación se realizó en Susa municipio de Cundinamarca

(Colombia) ubicado en la Provincia del Valle de Ubaté, que se encuentra a 130 km de Bogotá. Con una altura de 2655 msnm, y una humedad relativa del 94% con temperatura anual promedio de 14°C. En la figura 3 se observa un mapa donde se localiza el municipio.

Figura 3. Localización del proyecto en Susa Cundinamarca, Colombia.

Fuente: Google Earth.

36

El procedimiento de caracterización del material vegetal se realizó en el laboratorio de fitoquímica de la Fundación Universitaria agraria de Colombia - UNIAGRARIA. En la figura 4 se puede apreciar un mapa en el que se localiza la institución.

Figura 4. Localización del estudio, Fundación Universitaria Agraria de Colombia.

Fuente: Google Earth

4.2. MATERIALES.

4.2.1. Instalaciones de Campo.

Como se mencionó en párrafos anteriores, la producción de FVH consiste en la germinación de granos (semillas de gramíneas o leguminosas) y su posterior crecimiento bajo condiciones ambientales semicontroladas (luz, temperatura y humedad) en ausencia de suelo.

4.2.2. Fertilizantes.

Para llevar a cabo la producción de FVH se usaron las siguientes soluciones nutritivas: para la fertilización, nutrientes para hidroponía que fueron comprados en la empresa HIDROPONÍA INDUSTRIAL S.A.S y humus líquido que fue adquirido

37

(comprado) a la empresa HUMUS DE LOMBRIZ SAN RAFAEL LTDA; ambos se emplearon a dos diluciones como se refleja en los tratamientos.

4.2.3. Herramientas.

En la siguiente lista (ver tabla 1) se detallan todos los materiales y herramientas que se utilizaron; cabe señalar que estos pueden variar de acuerdo a las condiciones económicas y geográficas o tipos de tecnología que se quiera aplicar en la producción de FVH.

Tabla 1. Descripción de materiales y herramientas

Bandejas para FVH.

Manguera.

Plástico calibre 8-12.

Cinta para medir pH.

Temporizador electrónico

Balanza gramera

Nebulizadores

Jarro graduado de 1 litro

Baldes plásticos de 15 litros.

Flexómetro.

Tanques con capacidad de 200 litros.

Semillas (Avena, Raygrass).

Jeringas plásticas en ml.

Estantería de 24 bandejas

Fuente: El autor.

4.3. EQUIPOS. En cuanto a los equipos, se empleó: bombas de presión ½ pulgada marca Bosch, horno de secado por convección forzada LabTech, balanza analítica modelo XT120A con capacidad de 120 g y una precisión de 0,0001 g, calibrador UPM digital.

38

4.4. MÉTODOS.

4.4.1. Condiciones experimentales.

La producción de FVH de Raygrass y Avena se desarrolló sobre dos módulos de 24 bandejas paralelamente ubicados y en un ambiente semicontrolado (esto se logra con un invernadero que proteja el cultivo de lluvia, viento y factores externos que puedan afectar el óptimo crecimiento del forraje). La figura 5 muestra los módulos donde se desarrolló el cultivo.

Figura 5. Módulo de 24 bandejas para producción de FVH

Fuente: El autor.

39

4.4.2. Preselección de la semilla.

Para la preselección de las semillas se tuvo el criterio de costo de semillas y potencial forrajero. En el caso del Raygrass variedad italiano fue seleccionado por su alto potencial forrajero en ganadería y por no haber sido probada en el sistema de producción de FVH. Por su parte, la Avena variedad cayuse se seleccionó por las bondades nutricionales que ofrece en la dieta a los animales y ser la más barata entre las variedades comercializadas. Posteriormente a la selección de las especies y variedades se procedió a separar granos partidos y materiales extraños que puedan afectar el desarrollo del cultivo por pudrición y proliferación de enfermedades.

4.4.3. Desinfección de las semillas.

La desinfección de las semillas se realizó con hipoclorito al 1% durante 15 minutos. Se desinfectó un total de 16 libras divididas en 8 libras de Raygrass y 8 libras de Avena en diferentes recipientes por modulo.

4.4.4. Hidratación de las semillas.

Las semillas se sumergen durante 24 horas en un balde con tres cuartas partes de agua, hidratando un total de 16 libras divididas en 8 libras de Raygrass y 8 libras de Avena por modulo.

4.4.5. Traslado de las semillas a bandejas exteriores.

Una vez iniciado el proceso de germinación, las semillas se trasladaron a las bandejas esparciéndolas uniformemente 1 libra de semilla por cada bandeja, formando una capa homogénea como se muestra en la figura 6. La evaluación de

40

caracteres morfo-fisiológicos se realizó en 4 bandejas por nivel estudiado de un total de 24 bandejas por cada módulo.

Figura 6. Siembra de semillas en las bandejas

Fuente: El autor.

4.4.6. Riego de los germinados.

El riego se realizó con agua los primeros 8 días y luego se empleó las soluciones nutritivas previamente diluidas y que se describen en el apartado 5.4.7. Para esto se emplearon 4 tanques de 200 litros cuyo volumen total resultó suficiente para realizar la fertirrigación hasta realizar la cosecha del FVH. Los pulsos de riego se establecieron seis veces en el día en intervalos de 2 horas; esto se realizó porque la temperatura en el invernadero aumenta con respecto al ambiente fuera de él y hay mayor evaporación de agua. Cabe resaltar que en el transcurso del día la planta realiza procesos acelerados de transpiración y por ende puede ser muy

41

evidente un estrés hídrico (marchites temporal o permanente). Los ciclos no se colocan en la noche por que la humedad relativa dentro del invernadero aumenta y no hay evaporación hacia el ambiente, permitiendo que la planta tenga reservas de agua. En la tabla 2 se muestran los pulsos de riego programados en la producción de FVH de forma experimental.

Tabla 2. Descripción de riegos para la producción de FVH

CRONOGRAMA PULSOS DE RIEGO DIA FVH Riego # Inicio Riego

Terminación Riego

1

8:00am

8:01am

2

10:00am

10:01am

3

12:00pm

12:01pm

4

2:00pm

2:01pm

5

4:00pm

4:01pm

6

6:00pm

6:01pm

Fuente: El autor.

4.4.7 Solución nutritiva.

Para la evaluación se emplearon dos soluciones nutritivas diferentes (una de origen sintético y una segunda de origen orgánico) a diferentes diluciones. La solución nutritiva sintética

está conformada por una premezcla de elementos

mayores y menores los que se encuentran en bolsas diferentes; cada paquete se diluyó en 5 litros de agua formando la solución madre como se muestra en la tabla 3. Esta solución madre es evaluada en dos diluciones 1/10 v.v. y 1/20 v.v.

42

Tabla 3. Composición química de la solución nutritiva sintética madre Conc

Peso

gr /

Vol en

molecular

litro

cm3/litro

101.1

101.1

6

N

224

236.16

236.16

4

K

235

NH4H2PO4

115.08

115.08

2

Ca

160

MgSO4.7H2O

246.49

246.49

1

P

62

S

32

Mg

24

Compuesto

KNO3 Ca( NO3)2.4H2O

Elemento final en ppm

KCl

74.55

3.728

Cl

1.77

H3BO3

61.84

1.546

B

0.27

MnSO4.H2O

169.01

0.338

Mn

0.11

ZnSO4.7H2O

287.55

0.575

Zn

0.131

CuSO4.5H2O

249.71

0.125

Cu

0.032

161.97

0.081

Mo

0.05

346.08

6.922

Fe

1.12

H2MoO4 ( 85% MoO3 ) Fe-Quelato

1

1

Fuente: Hidroponía Industrial S.A.S.

Por otra parte, al citar la solución nutritiva orgánica empleada (Humus líquido), se puede apreciar en la tabla 4 que tiene una composición muy rica en macro y micro elementos. Este se aplicó en diluciones de 1/20 v. v. y 1/40 v. v. solución madre.

43

Tabla 4. Composición madre del humus empleado para la fertilización del FVH. ELEMENTOS TOTALES

Ppm

%

N-TOTAL

10.000

1.0

Fosforo Total (P2O5)

10.000

1.0

Potasio Total (K2O)

15.000

1.5

Azufre (S)

2.000

0.2

Calcio (CaO)

30.000

3.0

Magnesio (MgO)

13.000

1.3

Hierro (Fe)

10.000

1.0

Manganeso (Mn)

4.000

0.4

Carbono Orgánico Oxidable (Humus)

15

CENIZAS

48

HUMEDAD

30

CAPACIDAD DE RETENCION DE HUMEDAD A SATURACION PERDIDAS POR VOLATILIZACION

195.20 22

NIVELES MAXIMOS DE PATOGENOS (SALMONELLA Y ENTEROBACTERIAS TOTALES) 0 ufc. pH:

8

CAPACIDAD DE CAMBIO CATIONICA (CIC) (meq/100g) : 70 DENSIDAD (g/cc): 0.6 RELACION: C/N 11.0 CONDUCTIVIDAD ELECTRICA (dS/m): 5 CUMPLE CON NORMAS DE PRODUCTO ECOLOGICO Y ORGANICOS DEL “ICONTEC” E “ICA”

Fuente: Humus de Lombriz San Rafael LTDA.

44

4.4.8. Recolección.

La recolección del FVH de Avena y Raygrass se realizó en un período de 15 días a partir de la germinación de las semillas. No se toma como referente la altura promedio por bandeja de la planta para la cosecha por ser este uno de los efectos a evaluar dentro del proceso experimental.

4.4.9. Medición de parámetros de crecimiento y desarrollo.

Durante el proceso de producción de FVH de Avena y Raygrass se midieron los siguientes caracteres morfo-fisiológicos:

a)

Porcentaje de germinación, dado por la relación que existe entre número de semillas sembradas y las germinadas. Para determinar este porcentaje se utilizó

la

siguiente formula:

Porcentaje

de

germinación= (semillas

germinadas / número total de semillas en prueba) X 100 (Baskin, 2001).

b)

Altura de las plantas (cm): Se midió con la ayuda de una cinta métrica (o escuadra) desde la base del tallo hasta el ápice de la última hoja totalmente formada.

c)

Número de hojas por plantas: Se realizó por conteo del número de hojas totalmente extendidas.

d)

Área Foliar (cm2): Se determinó marcando la silueta de todas las hojas de tres plantas por tratamiento (cada una por independiente) en papel bon de una misma resma, estas se recortan y se determina el peso de cada unidad en balanza analítica. Adicionalmente se pesa un (1) cm 2 de papel utilizado y

45

por regla de tres se determinará el área foliar de cada planta por tratamiento. Esta medida se realiza a los quince días posteriores al inicio de la germinación y treinta días después de la primera medición.

e)

Masa fresca de la planta (g): Se determinó con una balanza analítica el peso fresco de tres plantas por cada uno de los tratamientos. Esta medida se realiza a los quince días posteriores al inicio de la germinación y treinta días después de la primera medición.

f)

Masa seca de la planta (g): Se determinó por deshidratación de tres plantas por cada uno de los tratamientos a 105 °C durante 8 horas (Souza y Gloria, 1998) o en su defecto a 60 °C hasta peso constante, pesando con balanza analítica Sartorius®.

g)

Dinámica de crecimiento: Para definir la dinámica de crecimiento, se tomaron 10 plantas por bandeja de forma aleatoria y se evaluó su altura cada 3 días. Este procedimiento se mantuvo durante el periodo experimental y para cada tratamiento por independiente. Se efectuó las mediciones mediante el uso de una regla Ad hoc (Sward stick), conforme a la metodología de Hernández-Garay (1996) y hasta el ápices de la última hoja formada completamente.

h)

Índices de crecimiento y desarrollo. Estos se ven reflejados en la tabla 5.

46

Tabla 10. Ă?ndices fisiolĂłgicos empleados.

Ă?ndice de crecimiento

SĂ­mbolo

Valor

Valor promedio en

instantĂĄneo

un intervalo de

Unidades

tiempo(T2-T1) Tasa de crecimiento

TCR

1 �� � ��

TAN

1 đ?‘‘đ?‘¤ đ??´đ??š đ?‘‘đ?‘Ą

IAF

đ??´đ??š đ??´đ?‘†

relativo

(đ??żđ?‘› đ?‘Š2−đ??żđ?‘› đ?‘Š1)

TCR=

(đ?‘‡2−đ?‘‡1)

g/(g dĂ­a)

Tasa de asimilaciĂłn neta

TAN=

(đ?‘Š2−đ?‘Š1) (đ?‘‡2−đ?‘‡1) (đ??żđ?‘›đ??´đ??š2−đ??żđ?‘›đ??´đ??š1) (đ??´đ??š2−đ??´đ??š1)

g/(cm2 dĂ­a)

Ă?ndice de ĂĄrea foliar

IAF=

(đ??´đ??š2+đ??´đ??š1) 2 1 đ??´đ?‘

Dimensional segĂşn las unidades

Tasa de

TCC 1 đ?‘‘đ?‘¤ đ??´đ?‘ đ?‘‘đ?‘Ą

crecimiento del cultivo

1

TCC=đ??´đ?‘ Ă—

(đ?‘Š2−đ?‘Š1) (đ?‘‡2−đ?‘‡1)

g/(cm2 dĂ­a)

Tasa

crecimiento

�� ��

DuraciĂłn de

-

absoluta de

ĂĄrea foliar

TAC

đ?‘Š2−đ?‘Š1

g/dĂ­a

(đ??´đ??š2+đ??´đ??š1)Ă—(đ?‘‡2−đ?‘‡1)

cm2/dĂ­a

TAC= đ?‘‡2−đ?‘‡1

DAF

DAF=

2

Ă rea foliar especifica

AFE

đ??´đ??š đ?‘€đ??š

đ??´đ??š2 đ??´đ??š1 + đ?‘Š2 đ?‘Š1

AFE=

��

cm2/g

2

( đ?‘‘đ?‘Ą = derivada de la funciĂłn, AF=ĂĄrea foliar, AS= ĂĄrea del suelo, MF= masa seca foliar, T= tiempo, W= masa seca).

Fuente: Gardner et ĂĄl. (2003)

47

4.4.10. Parámetros de productividad de FVH.

Se realizó cuando las dos especies evaluadas alcanzan los 20 cm de altura. Es este el momento en el que se realizaron las siguientes determinaciones:

 Conversión: Se calculó la conversión semilla-forraje fresco (CSF), la cual indica los kg de forraje producidos por kg de semilla utilizada (Vargas, 2008).  Rendimiento: Es una magnitud del forraje en kg·m-2 o kg·ha-1 en base a peso fresco (PF).

4.5. DISEÑO EXPERIMENTAL.

4.5.1. Contexto del diseño experimental.

La base del diseño experimental radica en el montaje de dos módulos de 24 bandejas donde se produjo FVH de Avena y Raygrass (dada por la posición que ocupan las bandejas dentro del módulo nivel 2 y nivel 4) expuestas a dos soluciones nutritivas. La solución nutritiva orgánica contó con dos diluciones: 1/20 v. v. (50 ml de solución madre en 1000 litros de H 2O) y 1/40 v. v. (25 ml de solución madre en 1000 litros de H2O). Por su parte la solución nutritiva sintética se diluyó a 1/10 v. v. (100 ml de solución madre en 1000 litros de H2O) y 1/20 v. v. (50 ml de solución madre en 1000 litros de H2O). Se asperjaron las bandejas según los tratamientos que se muestran en el apartado 2.5.2.

48

Figura 7. Sistema hidropónico para la producción de FVH

Fuente: http://www.engormix.com/MA-ganaderia-carne/nutricion/articulos/forrajeverde-hidroponico.

4.5.2. Variables.

En el diseño experimental se tendrán en cuanta las siguientes variables: 

Variables

Independientes:

Condiciones

ambientales

dentro

del

invernadero, calidad de las semillas. 

Variable

Dependiente:

Productividad,

conversión,

crecimiento

y

desarrollo.

Para estas variables se utilizó un diseño factorial 2x4x2 distribuidos de la de la siguiente forma: Factor A: Especie en estudio a1= Avena a2= Raygrass

49

Factor B: Solución nutritiva b1= solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v. v. b2= solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v. v. b3= solución nutritiva sintética dilución 1/10 v. v. b4= solución nutritiva sintética dilución 1/20 v. v.

Factor C: Nivel de la bandeja dentro del módulo c1= nivel 2 c2= nivel 4 Para poder comprender mejor la combinación de estos factores al momento de realización de las evaluaciones, a continuación se presenta una lista detallada (para Avena y Raygrass) de cada uno de los tratamientos empleados: Avena cayuse N°

Identificación

Tratamientos T1

nivel 2 + la solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v.

T2

nivel 2 + la solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v.

T3

nivel 4 + la solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v.

T4

nivel 4 + la solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v.

T5

nivel 2 + la solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v.

T6

nivel 2 + la solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v.

T7

nivel 4 + la solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v.

T8

nivel 4 + la solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v.

50

Raygrass italiano N°

Identificación

Tratamientos T9

nivel 2 + la solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v.

T10

nivel 2 + la solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v.

T11

nivel 4 + la solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v.

T12

nivel 4 + la solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v.

T13

nivel 2 + la solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v.

T14

nivel 2 + la solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v.

T15

nivel 4 + la solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v.

T16

nivel 4 + la solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v.

4.5.3. Análisis estadístico de los datos.

Se realizó un análisis de varianza (ANOVA) simple entre las medias de las muestras por tratamiento con un nivel de significancia del 95% (α=0,05) para establecer si existen diferencias significativas para las variables en evaluación. En caso de no presentarse diferencias significativas entre las muestras se realizó una prueba de rangos múltiples empleando el paquete estadístico Statgraphics Centurion. .

51

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

5.1. PARÁMETROS DE CRECIMIENTO Y DESARROLLO DE AVENA SEGÚN EFECTO DE LAS SOLUCIONES NUTRITIVAS. 5.1.1. Determinación de variables morfológicas del cultivo de Avena en FVH. 5.1.1.1. % de germinación de Avena en FVH. Al realizar la evaluación del % de germinación en las semillas de Avena se pudo establecer (ver figura 8) que de las 100 semillas colocadas en el germinador sólo un 10% no germinó. Todo parece indicar que factores propios de las semillas que interfieren en la dormancia y viabilidad del embrión pudieron estar afectando este proceso. Lo cual corrobora la información de la ficha técnica (Avena cayuse marca semillas Sáenz certificada) donde especifica que debe ser igual o mayor al 90 % el poder germinativo, Cabe resaltar que en el germinador todas las semillas tuvieron las mismas condiciones de humedad.

Figura 8. Comportamiento de la germinación de semillas de Avena para FVH. 10%

% Semillas Germinadas % Semillas no Germinadas 90%

López (1991) señala que la semilla de buena calidad se caracteriza por su alta capacidad de germinación y vigor, al evaluar estos componentes, el resultado

52

muestra que, la germinación fue de 90 % en semillas de Avena para FVH. Esto se explica porque los granos han desarrollado y madurado fisiológicamente en forma normal, debido a las condiciones de humedad adecuada.

5.1.1.2. Altura de las plantas de Avena en FVH. Al realizar un análisis de la figura 9 se puede evidenciar que la mayor altura de los coleóptilos de avena se logró con el tratamiento T 5 (Avena con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v. v. nivel 2 dentro del módulo) superando los 18 cm seguido del T6 (Avena con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v. v. nivel 2 dentro del módulo), siendo ambas soluciones nutritivas con base a productos sintéticos ricas en nitrógeno (el nitrógeno estimula el crecimiento vegetativo de las plantas). Adicionalmente estas (las plantas crecidas bajo los tratamientos T 5 y T6) no presentaron diferencias estadísticas significativas entre las medias de sus muestras. Por otra parte, el tratamiento que menor respuesta brindó a las mediciones de las variables crecimiento resultó ser el T 1 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v. v. nivel 2 dentro del módulo), al parecer por los bajos contenidos de nitrógeno asimilable que pueden encontrarse en la suspensión de la solución nutritiva en referencia.

53

Figura 9. Representación gráfica del factor altura de las plantas de Avena para FVH. (Letras iguales significa que no hay diferencias significativas entre las medias de los tratamientos y diferentes que si se presentan a un nivel de significancia de 0,05)

De acuerdo con Marschner (2012) el N, P, Ca y Mg son importantes para el desarrollo foliar de las plantas, mientras que García et al. (2003) mencionan que el suministro adecuado de nutrientes, especialmente nitrógeno (N), es un factor determinante que impacta la acumulación de materia seca en cultivos sometidos a altas densidades de siembra, como en el FVH.

5.1.1.3. Número de hojas en plantas de Avena en FVH. La figura 10 indica que el desarrollo foliar fue homogéneo en todos los tratamientos ya que para el tiempo desde la siembra de las semillas hasta la cosecha del tapete (germinado de las semillas) solo se desarrolló la primera hoja u hoja verdadera sin que se presentara desarrollo de otras hojas. Todo parece indicar que esto se debe al corto tiempo en el que se cosecha el cultivo de FVH de Avena después de la germinación.

54

Figura 10. Representación gráfica número de hojas en plantas de Avena para FVH. 1,2

# de hojas

1

T1 T2

0,8

T3 0,6

T4 T5

0,4

T6 0,2 0

T7 T8

tiempo dias 15

Al respecto de las ramificaciones de las plantas de avena Robson et al. (1988) señalan que el primer macollo generalmente emerge de la axila de la primera hoja sobre el tallo principal para que de este se desarrolle la segunda hoja, una vez que se acumulan dos hojas sucesivas expandidas. Esto no se pudo observar al cosechar el cultivo de FVH porque no hubo aparición del primer macollo en ninguna de las plantas por lo que solo se desarrolló la primera hoja verdadera.

5.1.1.4. Dinámica de crecimiento de plantas de Avena en FVH.

Los resultados obtenidos por medio de las curvas de crecimiento FVH de Avena a los 3, 6, 9 y 15 días después de la germinación arrojaron que el tratamiento T 5 (Avena con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v. nivel 2 dentro del módulo) fue el que obtuvo el mayor crecimiento desde el día 9 hasta cosechar. Lo anterior se evidencia en la figura 9 donde se muestra la misma dinámica, seguido por el tratamiento T6 (Avena con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 2

55

dentro del módulo) el cual tuvo un mayor crecimiento desde el día 1 al 6, pero experimentó una reducción del crecimiento a partir del día 9. Por su parte el tratamiento T1 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo) fue él que menor crecimiento logró al momento de cosechar, esto puede atribuirse al efecto que tienen las diferentes soluciones nutritivas a las que

estuvieron

expuestas,

quizás

algún

elemento

este

en

mayores

concentraciones, por tanto, si la concentración de un elemento nutriente esencial en el tejido vegetal está por debajo del nivel necesario para un óptimo crecimiento, la planta es deficiente en ese elemento, lo que puede generar una alteración en su metabolismo en la que participa dicho elemento.

Figura 11. Dinámica de crecimiento de plantas de Avena para FVH durante 15 días después de la germinación.

20 18 16 14

cm

12 10 8 6 4 2 0 DIA 1 T1

DIA 3 T2

DIA 6 T3

T4

56

DIA 9 T5

DIA 12 T6

T7

DIA 15 T8

Amaya (1998) obtuvo una altura de 15-20 cm en un período de 9 a 12 días mientras que Tarrillo (2002) indica que en un período de crecimiento de 10-14 días para obtener forraje de una altura de 20-25 cm. Por otra parte Contreras y Tunque (2011) obtuvieron una altura de 16.78 cm a los 20 días de producción. Castro y Ccencho (2008) obtuvieron alturas de 17.19 cm y 15.75 cm el día 16 en el FVH con soluciones nutritivas de la Universidad Nacional de Huancavelica y la Universidad Nacional Agraria La Molina, respectivamente. Adicionalmente al respecto se puede señalar que Ruiz y Ramos (1999) en pruebas similares a las desarrolladas en esta investigación obtuvieron valores cercanos a los observados en el presente estudio (15,9 y 18,1 cm de altura), indicando que los valores obtenidos superaban los 10.12 cm a los15 días después de completada la germinación. Otros autores plantean que este crecimiento está relacionado con el aumento de biomasa de las plantas las que usan para ello el dióxido de carbono del aire, la energía del sol y los nutrientes que toman del suelo y del agua (Jones y Jacobsen 2001).

5.1.2. Determinación de variables relacionadas al desarrollo del cultivo de Avena en FVH. 5.1.2.1. Comportamiento del área foliar (AF) en plantas de avena en FVH. En la Figura 12 se refleja el A-Fi (Área Foliar inicial) y el A-Ff (Área Foliar final) de las plantas de Avena para FVH durante el período de evaluación que comprendió desde el día 6 hasta el día 15 después de la germinación. Este evidencia que el tratamiento T8 (Avena con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo) logró el mejor desarrollo en el A-Ff. Se puede apreciar la misma tendencia en el tratamiento T7 (Avena con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v. nivel 4 dentro del módulo) pero el A-Fi de estos dos tratamientos resultó ser inferior a los tratamientos T 1 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T2 (Avena con solución nutritiva

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orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 2 dentro del módulo) los cuales obtuvieron similares A-Fi entre todos los tratamientos. Al parecer, lo anterior puede estar dado por la incidencia que tiene la solución nutritiva orgánica, principalmente por la presencia en trazas razonables de ácidos húmicos los cuales poseen acción bioestimulante (se han reportado contenidos de auxinas) que propicia la formación y desarrollo de tejidos vegetales. Por el contrario, la solución nutritiva sintética no posee estos estimulantes (presencia de sustancias húmicas) lo que conlleva a no generar la misma cantidad de biomasa pero si en expansión celular por estar enriquecida en nitrógeno (principalmente urea).

Figura 12. AF de plantas de Avena para FVH en dos momentos de evaluación (A– día 5 después de germinado y B– día 15 después de germinado). (Letras iguales significa que no hay diferencias significativas entre las medias de los tratamientos y diferentes que si se presentan a un nivel de significancia de 0,05)

Desde el punto de vista estadístico la figura 12 deja evidencias de que la solución sintética influye directamente sobre el AF de la planta. Para el momento 1 (A) es evidente que los mejores resultados se obtuvieron en los tratamientos T1, T2 y T3, difiriendo significativamente del resto de tratamientos. En el momento 2 (B) ocurre una conducta diferente, pues las plantas que se fertilizaron con solución sintética presentaron los mayores valores de AF, aunque no difieren significativamente de las que se encontraban en los tratamientos T1 y T4 pero si respecto a los T2 y T3.

58

Si se relacionan los resultados obtenidos para el área foliar y la masa seca foliar (biomasa) es posible sugerir una acción de la solución nutritiva orgánica sobre la expansión foliar, la cuál puede ser atribuida al efecto tipo auxina de las sustancias húmicas presentes en este tipo de humus líquido, o a la existencia de sustancias fitohormonales en este producto. Huelva et al. (2004), encontraron modificaciones favorables en el área foliar específica al aplicar foliarmente este bioestimulante (humus líquido) en el cultivo de la soya, mientras que Dueñas, et al (1977) trabajando con maíz reportan que la aplicación de nitrógeno favorece el desarrollo vegetativo del cultivo y facilita una mayor captación de energía.

5.1.2.2. Comportamiento de las variables masa fresca (MF) y masa seca (MS) en plantas de Avena en FVH. Como se puede observar en la figura 13, el tratamiento T1 (solución nutritiva orgánica nivel 2 dentro del módulo)

fue la variable que obtuvo una mayor

ganancia en M-Fi (masa fresca inicial), M-Si (masa seca inicial), M-Ff (masa fresca final) y M-Sf (masa seca final). Este comportamiento puede estar influenciado por la luminosidad que recibieron las bandejas que se traduce por ende en un proceso de fotosíntesis mucho más activo. Lo anterior conlleva a una acumulación de biomasa más eficiente que en los demás tratamientos. Con igual tendencia a la anterior, todo parece indicar que la solución nutritiva orgánica tuvo un efecto positivo en acumulación de masa seca, al tener en su composición compuestos activos como fitohormonas y otros asimilatos que ayudan a mejorar el metabolismo de la planta, dando como origen la formación de tejido vegetal reflejado en el peso que acumula durante su desarrollo.

El tratamiento T5 (Avena con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v. nivel 2 dentro del módulo) logró tener la mayor acumulación de M-Ff, M-Fi, M-Si y M-Sf, similar a los tratamientos T6 (Avena con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo), T7 (Avena con solución nutritiva sintética dilución

59

1/10 v.v. nivel 4 dentro del módulo) y T8 (Avena con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo), lo que puede deberse al efecto de la solución nutritiva de origen sintético a que fueron expuestos. Esta (solución nutritiva sintética) en su composición contiene nitrógeno y otros elementos que contribuyen al crecimiento vegetativo de la planta.

Figura 13. Representación gráfica de las Masas Frescas y secas (MFi - A, MSi – B, MFf - C, MSf – D de plantas de Avena para FVH en dos momentos de evaluación (momento 1 – día 5 después de germinado y momento 2 – día 15 después de germinado). (Letras iguales significa que no hay diferencias significativas entre las medias de los tratamientos y diferentes que si se presentan a un nivel de significancia de 0,05)

La prueba de rangos múltiples para las variables MFi (A), MFf (C), MSi (B) y MSf (D) en los dos momentos evaluados para avena permite apreciar que en el momento inicial no son grandes las diferencias que existen entre los diferentes

60

tratamientos, solo observándose que el T3 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo), para la MFi (A) difiere significativamente del resto de tratamientos. En el momento final los mejores resultados de MFf (C) los mostró el tratamiento T5 (Avena con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v. v. nivel 2 dentro del módulo) quien no difiere del T1. Al momento final para la MSf (D) se obtuvo una conducta similar, aunque los valores más representativos los presentaron los tratamientos T1, T4, T5 y T8 quienes no difieren entre sí.

Los fertilizantes orgánicos por las propias características de su composición, enriquecen al suelo, modificando algunas de las propiedades y características del suelo como su pH, capacidad de intercambio iónico, quelatación de elementos, disponibilidad de fósforo calcio, magnesio y potasio, y desde luego la población microbiana, haciéndolo más propio para el buen desarrollo y rendimiento de los cultivos.

En este sentido Caro (2002) encontró que la aplicación foliar de un extracto derivado del vermicompost de estiércol vacuno, incrementó algunos indicadores de crecimiento y producción en el cultivo de maíz, estando muy relacionado con un ligero incremento del área foliar.

Estos resultados coinciden con los encontrados por Coronel (1999) trabajando en brócoli (Brassica oleracea L.) quién observó que aumentos de la dosis de humus líquido de lombriz producía incremento en el peso total de la inflorescencia.

5.1.2.3. Índices de desarrollo del cultivo de Avena en FVH. Al observar la figura 14 se aprecia la relación existente entre las gráficas A (Tasa de Crecimiento Relativo - TCR) y B (Tasa de Asimilación Neta - TAN), con la acumulacion de masa seca. El tratamiento que obtuvo mayor contenido de masa seca fue el T1 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2

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dentro del módulo), seguido del T3 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo), esto lo respalda la figura 15 la cual consiguió en el tratamiento T1 la mayor area foliar. Esta relación parece indicar que la solucion nutritiva orgánica no solo estimula la acumulación de masa fresca y seca, sino que adicionalmente impacta sobre los índices de desarrollo TCR y TAN. Es evidente en la figura 17 que los mayores resultados de estos dos indicadores se presentaron en los tratamientos T1 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T3 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo), en la mayoría de los casos duplicando la magnitud respecto al resto de los tratamientos.

Figura 14. Comportamiento de los índices: A. Tasa de Crecimiento Relativo – TCR (g/g*día) y B. Tasa de Asimilación Neta - TAN (g/cm2 *día) para plantas de Avena en FVH. A

B

0,0160

0,0120

0,0140

0,0100

0,0100

g/cm2

g/dia

0,0120 0,0080 0,0060

0,0080 0,0060 0,0040

0,0040 0,0020

0,0020 0,0000

0,0000 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8

T1

T2

T3

T4

T5

T6

T7

T8

La TCR establece la magnitud de la acumulación diaria de materia seca por unidad de materia seca previamente acumulada en el cultivo o la planta individual o sea, es una medida de la eficiencia en la acumulación de materia seca (Blackman, 1951; Watson, 1952, citados por John et al., 2005). La tasa de crecimiento relativo (TCR) disminuyó considerablemente cuando las plantas fueron sometidas al estrés (más del 70%), coincidiendo con el comportamiento

62

observado en las otras dos variables estudiadas (Masa seca y área foliar). Al respecto John et al. (2005), plantea que este comportamiento en la TCR es importante agronómicamente porque indica que el efecto de las prácticas luego de que el cultivo alcanza la máxima TCA, puede ser muy poco significativo para la producción final de biomasa y solamente se justifican para mantener un relativo equilibrio fotosíntesis (respiración-fotorrespiración).

La disminución

de la TAN según Jarma et al. (1999), se debe en parte, al

aumento gradual de tejidos no asimilatorios. El anterior comportamiento es lógico si se tiene en cuenta que el cultivo está establecido y las plantas responden acumulando mayor materia seca total en función de la radiación incidente.

Por otra parte, la figura 15 deja en evidencia que el tratamiento T 1 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo), T2 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T3 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo) en la gráfica A (Índice de Área Foliar - IAF) presentan similares comportamientos.

Esto pudo estar influenciado por una expresión genética de la especie o en su defecto por la composición de la solución nutritiva en cuanto a sus compuestos activos tales como fitohormonas, aminoácidos y ácidos orgánicos que facilitan el desarrollo de las hojas. Si se relacionan los gráficos A (Índice de Área Foliar - IAF) y C (Duración del Área Foliar - DAF) de esta figura, es evidente que el patrón de comportamiento es muy similar lo que puede indicar que la planta tenía más energía metabolizable para la formación en una mayor área foliar. Lo anterior se ve respaldado al analizar el área Foliar Específica (AFE) donde se observa que probablemente la planta ahorra gastos energéticos innecesarios en momentos de estrés y utiliza esa energía para la formación de tejidos foliares; resultados más notorios en los tratamientos T2 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T3 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución

63

1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo), ambos correspondientes a soluciones orgánicas.

Figura 15. Comportamiento de los índices: A. Índice de Área Foliar – IAF (Dimensional), B. Área Foliar Específica – AFE (cm2/g) y C. Duración del Área Foliar - DAF (cm2/día) para plantas de Avena en FVH. B

120,0000000

1200,0000000

100,0000000

1000,0000000

80,0000000

800,0000000

cm2/g

unidades arbitrarias

A

60,0000000 40,0000000 20,0000000

600,0000000 400,0000000 200,0000000

0,0000000

0,0000000 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8

c 300,0000000

cm2/dia

250,0000000 200,0000000 150,0000000 100,0000000 50,0000000 0,0000000 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8

Puede ser que una de las razones que explique los valores más elevados del AFE (área foliar específica) de las hojas de FVH de avena en el presente trabajo bajo las condiciones estudiadas. Son los valores más bajos de iluminación que se pueden presentar en el módulo de producción. Bajo estas condiciones las plantas desarrollan sus hojas menos gruesas y con un área foliar superior, con el propósito de incrementar su capacidad intersección de la luz y a su vez reducir su tasa de respiración (Sanderson et al., 1997; Del Pozo, 1998; Hernández, 2000).

64

El IAF varía con la forma de la hoja y la distribución tanto vertical como horizontal del follaje. El índice de área foliar óptimo es aquel que presenta mayor acumulación en tejido vegetal, (Clavijo, 1989). Al parecer los tratamientos T 1 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T3 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo) lograron un buen desarrollo de su area foliar y por consiguiente una mayor acumulacion de materia seca.

Algunos autores han establecido que la acumulación total de biomasa y el rendimiento son función principalmente de la DAF (Mínguez et al., 1993; De Costa et al., 1997). Sin embargo en mi caso, es el IAF el que indica la mejor relación positiva con la acumulación de materia seca de la bandeja.

En la figura 16 se observa que el tratamiento T1(Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo) fue el que obtuvo mayor peso seco tanto en la TCC y TAC lo cual parece indicar que la solucion nutritiva es la que promueve una mayor eficiencia en la masa seca,lo cual no sucede con los tratamientos T6 (Avena con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T7 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/10 v.v. nivel 4 dentro del módulo) al estar fertilizados con la solucion nutritiva sintetica estos son los que menor acumulacion de materia seca se obtiene al cosechar.

65

Figura 16. Comportamiento de los índices Tasa de Crecimiento de Cultivo – TCC (g/g*día) y Tasa Absoluta de Crecimiento - TAC (g/día) para plantas de Avena en FVH. 0,0005000 0,0004500 0,0004000

g/cm2

0,0003500 0,0003000 0,0002500 0,0002000 0,0001500 0,0001000 0,0000500 0,0000000 T1

T2

T3

T4

T5

T6

T7

T8

La TCC (Tasa de Crecimiento del Cultivo) mide la ganancia de biomasa vegetal en el área de superficie ocupada por la planta. Es aplicable a plantas que crecen juntas en cultivos cerrados (Hunt, 1982). La máxima TCC ocurre cuando las plantas son suficientemente grandes o densas para explotar todos los factores ambientales en mayor grado. En ambientes favorables, la máxima TCC ocurre cuando la cobertura de las hojas es completa, y puede representar el máximo potencial de producción de masa seca y de tasas de conversión en un momento dado (Brown, 1984). Este hecho se reflejó en la mayor área foliar de los tratamientos T1 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T3 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo) al obtener los mejores rendimientos en cuanto a masa seca final.

La tasa absoluta de crecimiento está en función de la cantidad de material en crecimiento presente y de la tasa de crecimiento, motivo por el cual, en el principio del desarrollo existe un periodo en el que esta función del crecimiento es cada vez mayor, posteriormente se mantiene casi constante y luego comienza a disminuir;

66

de tal forma que al final se vuelve negativa porque la muerte de las hojas es superior al crecimiento nuevo (Milthorpe y Mooeby, 1982; citados por Mora, 1998).

5.2. PARÁMETROS DE CRECIMIENTO Y DESARROLLO DE RAYGRASS SEGÚN EFECTO DE LAS SOLUCIONES NUTRITIVAS. 5.2.2. Determinación de variables morfológicas del cultivo de Raygrass en FVH. 5.2.2.1. % de germinación de Raygrass en FVH. Al realizar la evaluación del % de germinación en las semillas de raygrass se pudo establecer (ver figura 17) que de las 100 semillas colocadas en el germinador sólo un 7% no germinó. Lo cual corrobora la información de la ficha técnica (Raygrass italiano marca semillas Sáenz certificada) donde especifica que debe ser mayor al 92 % el poder germinativo, Cabe resaltar que en el germinador todas las semillas tuvieron las mismas condiciones de humedad.

Figura 17. Comportamiento de la germinación de semillas de Raygrass para FVH.

7%

% Semillas Germinadas % Semillas no Germinadas 93%

Según Juárez et al., (2006) indica un porcentaje de germinación para gramíneas del (76 a 96%) previo remojo de 24 horas en agua y estratificación a 2 °C por 21

67

días, en cambio Sorensen (1980) obtuvo un 98% de germinación previo remojo en agua durante 24 horas y estratificación de 3-4 °C durante 32 días.

5.2.2.2. Altura de las plantas de Raygrass en FVH. Al realizar un análisis de la figura 18 se puede evidenciar que la mayor altura de los coleóptilos de Raygrass se logró con el tratamiento T13 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v. nivel 2 dentro del módulo), superando los 18 cm seguido del T14 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo), siendo ambas soluciones nutritivas con base a productos sintéticos ricas en nitrógeno (el nitrógeno estimula el crecimiento vegetativo de las plantas). Por otra parte, el tratamiento que menor respuesta brindó a las mediciones de la variable crecimiento resultó ser el T 9 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo), al parecer por los bajos contenidos de nitrógeno asimilable que pueden encontrarse en la suspensión de la solución nutritiva en referencia.

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Figura 18. Representación gráfica del factor altura de las plantas de Raygrass para FVH. (Letras iguales significa que no hay diferencias significativas entre las medias de los tratamientos y diferentes que si se presentan a un nivel de significancia de 0,05)

Desde el punto de vista estadístico es evidente que los mejores resultados para la altura de la planta se presentaron en los T13 y T14, los que difieren significativamente del resto de los tratamientos.

Según diversos autores (Navarro y Pemán 1997, Peñuelas y Ocaña 2000), la concentración de cada nutriente en la solución del medio de cultivo es el aspecto más importante en un programa de fertilización. Una concentración demasiado baja reduce el crecimiento, mientras que concentraciones altas producen excesos de salinidad y afectan el crecimiento y calidad de las plantas.

69

5.2.2.3. Número de hojas en plantas de Raygrass en FVH. La figura 19 Indica que el desarrollo foliar solo se logró con la primera hoja o hoja verdadera y no hubo desarrollo de otras hojas, probablemente esto se debe al corto tiempo en el que se cosecho el cultivo de FVH de Raygrass.

Figura 19. Representación gráfica número de hojas en plantas de Raygrass para FVH. 1,2

# de hojas

1

T9 T10

0,8

T11 0,6

T12 T13

0,4

T14 0,2 0

T15 T16

tiempo dias 15

Según Fulkerson y Lowe (2002), el Raygrass perenne debe presentar un número máximo de 3 hojas sugerido por los autores citados, después de este estado emerge la cuarta hoja y la primera hoja en emerger se vuelve senescente y la calidad de la pastura declina.

5.2.1.4. Dinámica de crecimiento de plantas de Raygrass en FVH. Los resultados obtenidos por medio de las curvas de crecimiento FVH de Raygrass a los 3, 6, 9 y 15 días después de la germinación arrojaron que el tratamiento T13 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v. nivel 2

70

dentro del módulo), fue el que obtuvo el mayor crecimiento desde el día 1 hasta cosechar, lo anterior se puede evidenciar en la figura 18 donde se muestra la misma dinámica, seguido por el tratamiento T 14 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo) el cual tuvo un mayor crecimiento desde el día 1 al 6, pero decreció en el día 7,el tratamiento T9 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo), fue él que menor crecimiento logro al momento de cosechar, esto puede atribuirse al efecto que tienen las diferentes soluciones nutritivas a las que estuvieron expuestas, quizás algún elemento este en mayores concentraciones por tanto, si la concentración de un elemento nutriente esencial en el tejido vegetal está por debajo del nivel necesario para un óptimo crecimiento, la planta es deficiente en ese elemento, lo que puede generar una alteración en su metabolismo en la que participa dicho elemento.

Figura 20. Dinámica de crecimiento de plantas de Raygrass para FVH durante 15 días después de la germinación.

20 18 16 14

cm

12 10 8 6 4 2 0 DIA 1 T9

DIA 3 T10

DIA 6 T11

T12

71

DIA 9 T13

DIA 12 T14

T15

DIA 15 T16

5.2.2. Determinación de variables relacionadas al desarrollo del cultivo de Raygrass en FVH. 5.2.2.1. Comportamiento del área foliar (AF) en plantas de Raygrass en FVH.

En la Figura 21 Se analizara el A-Fi (área foliar inicial) y el A-Ff (área foliar final) de las plantas de Raygrass para FVH durante el periodo de evaluación que comprendió desde el día 6 hasta el día 15, donde el tratamiento T 11 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo), logro el mejor desarrollo en el A-Ff. Se puede apreciar la misma tendencia en el tratamiento T10 (Raygrass con solución nutritiva organica dilución 1/40 v.v. nivel 2 dentro del módulo), en cuanto al A-Fi de estos dos tratamientos, fue inferior al tratamiento T9 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo) el que menor A-Fi y A-Ff entre todos los tratamientos fue el T15 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v. nivel 4 dentro del módulo), al parecer este comportamiento puede deberse a la incidencia que tiene la solución nutritiva orgánica al contener ácidos húmicos los cuales poseen elementos bioestimulantes como las auxinas que ayudan a la formación del tejido vegetal, por el contrario la solución nutritiva sintética no posee estos estimulantes lo que conlleva a no generar la misma cantidad de biomasa.

Inicialmente al observar la figura 21 A se puede deducir que las mayores expresiones de AF se presentaron inicialmente en los tratamientos T 9(Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo), T13(Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v. nivel 2 dentro del módulo), T14(Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T16(Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo), donde los tratamientos T9 y T13 no difieren entre sí (ni con respecto a los T14 y T16) pero si respecto al resto de tratamientos. En la

72

sección B de la figura 21 se refleja el revertimiento de esta variable, pues tres de los tratamientos con solución orgánica reciben los mayores valores de AF no difiriendo significativamente entre ellos (T9, T10 y T11), presentándose los más bajos para las soluciones sintéticas.

Figura 21. Representación gráfica del AF de plantas de Raygrass para FVH en dos momentos de evaluación (A – día 5 después de germinado y B – día 15 después de germinado). (Letras iguales significa que no hay diferencias significativas entre las medias de los tratamientos y diferentes que si se presentan a un nivel de significancia de 0,05)

Saray & Milera, (2002) plantea que la reducción del IAF es consecuencia de la baja intensidad de luz sobre la fotosíntesis neta; sin embargo, debe considerarse que las alteraciones en el aparato fotosintético, que incluyen la declinación de la actividad de la cadena transportadora de electrones y de las enzimas carboxiladoras, pueden ser también una causa importante de esta disminución.

5.2.2.2. Comportamiento de las variables masa fresca (MF) y masa seca (MS) en plantas de Raygrass en FVH. Como se puede observar en la figura 22 El tratamiento T9 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo) fue la variable que

73

obtuvo una mayor ganancia constante en M-Fi (masa fresca inicial), M-Si (masa seca inicial), M-Ff (masa fresca final) y M-Sf (masa seca final), este comportamiento puede deberse a la intensidad lumínica que tubo, y por ende un proceso de fotosíntesis mucho más rápido lo que conllevo a la acumulación de biomasa más que en los demás tratamientos, de igual forma parece indicar que la incidencia de la solución nutritiva orgánica, al tener en su composición compuestos activos como fitohormonas estás ayudan a mejorar el metabolismo de la planta dando como origen la formación de tejido vegetal, esto se refleja en el peso que almacena durante su proceso de desarrollo. Los tratamientos T 13 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v. nivel 2 dentro del módulo), T14 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T15 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v. nivel 4 dentro del módulo) presentaron un comportamiento similar a la acumulación de M-Ff, M-Fi, M-Sf y M-Si, esto puede deberse a la solución nutritiva de origen sintético que fueron expuestos, al tener en su composición nitrógeno y otros elementos que contribuyen a la altura de la planta mas no a la formación de tejido vegetal.

Por otra parte, si se analiza la prueba de rangos múltiples para las variables MFi (A), MFf (C), MSi (B) y MSf (D) en los dos momentos evaluados para Raygrass permite apreciar que en la variable MFi (A) se presenta una conducta muy similar entre los diferentes tratamientos, solo presentándose diferencias significativas entre los tratamientos T12 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 4 dentro del módulo) y T15 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo) respecto al resto de tratamientos.

Conducta similar se expresó en su MSi (B).

74

Figura 22. Representación gráfica de las Masas Frescas y secas (MFi - A, MSi – B, MFf - C, MSf – D de plantas de Raygrass para FVH en dos momentos de evaluación (momento 1 – día 5 después de germinado y momento 2 – día 15 después de germinado). (Letras iguales significa que no hay diferencias significativas entre las medias de los tratamientos y diferentes que si se presentan a un nivel de significancia de 0,05)

La MFf (C) muestra una conducta similar entre las medias de los diferentes tratamientos, mostrándose una diferencia significativa solo para los tratamientos T11 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo), T14 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T15 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v. nivel 4 dentro del módulo), quienes presentaron los valores más bajos. Los mejores resultados desde el punto de vista estadístico se presentan para el tratamiento T9 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo).

75

Según Donaghy y Fulkerson (2001) citados por Villalobos y Sánchez (2010), la producción de biomasa en pasturas con raygrass perenne y trébol blanco, que se utilizan en muchos países de clima templado, pueden llegar a 18-20 ton MS/ha/año bajo condiciones de manejo y ambiente ideales. La competencia que el kikuyo, caracterizado por su rusticidad, agresividad y facilidad de propagación vegetal, ejerció sobre el Raygrass al momento de la siembra bajo la asociación que se logró establecer, puede estar explicando la menor producción potencial de biomasa del último material.

5.2.2.3. Índices de desarrollo del cultivo de Raygrass en FVH. La figura 23 se analizara la relacion que existe en las graficas A (Tasa de Crecimiento Relativo) y B (Tasa de Asimilación Neta), el mejor tratamiento que obtuvo mayor contenido de masa seca fue el T 12 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 4 dentro del módulo), Seguido del T10 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 2 dentro del módulo), parece indicar que la solucion nutritiva organica ayuda a la formacion de tejidos vegetales por sus componentes bioestimulantes como son fitohormonas en las que intervienen las citoquininas que promueven el crecimiento foliar, el tratamiento que menor materia seca obtuvo fue el T 16 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo), esto podria ser por la carencia que presenta la solucion nutritiva sintetica de estimulantes organicos.

76

Figura 23. Comportamiento de los índices: A. Tasa de Crecimiento Relativo – TCR (g/g*día) y B. Tasa de Asimilación Neta - TAN (g/cm2 *día) para plantas de Raygrass en FVH. B

0,1200

0,0001

0,1000

0,0001

0,0800

0,0001

g/cm2

g/dia

A

0,0600

0,0001

0,0400

0,0000

0,0200

0,0000

0,0000

0,0000 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16

T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16

Según Berroterán y Garcia (1986), las tasas TCR y TAN fueron altas solo cuando el maiz alcanzo su fase de senescencia (140 días) y, por lo tanto disminuyo la competencia por luz y nutrimentos . a partir de esta epoca se presento el mayor indice de area foliar.

En la figura 24 Se observa que el tratamiento T9 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo), T10 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T11 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo) en la gráfica A (IAF) presentan similares comportamientos, esto puede deberse a la captación de energía lumínica y la composición de la solución nutritiva en cuanto a sus compuestos activos como fitohormonas, aminoácidos y ácidos orgánicos que facilita el desarrollo de las hojas, lo cual se relaciona con la gráfica C (DAF) lo que puede indicar que la planta tenía más energía metabolizable para la formación de una mayor área foliar esto lo respalda la gráfica B (AFE) en donde se observa que probablemente la planta ahorra gastos energéticos innecesarios en momentos de estrés y utiliza esa energía para la formación de tejidos foliares.

77

Figura 24. Comportamiento de los índices: A. índice de Área Foliar – IAF (Dimensional), B. Área Foliar Específica – AFE (cm2/g) y C. Duración del Área Foliar - DAF (cm/día) para plantas de raygrass en FVH. B

0,70

40,000

0,60

35,000 30,000

0,50

cm2/g

unidades arbitrarias

A

0,40 0,30

25,000 20,000 15,000

0,20

10,000

0,10

5,000

0,00

0,000 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16

T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16

C

cm2/dia

2,000 1,500 1,000 0,500 0,000 T9

T10

T11

T12

T13

T14

T15

T16

Según Montes, (2009) la edad de las hojas, permite suponer que, la competencia por luz juega un papel importante en detrimento del sorgo, y se manifiesta en los cursos del IAF, en los valores del AFE y en la reducción relativa de la conductividad estomática.

En la figura 25 se observa que el tratamiento T 12 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 4 dentro del módulo) fue el que obtuvo mayor peso seco tanto en la TCC y TAC al parecer indica que la solucion nutritiva es la que promueve una mayor eficiencia en la masa seca,lo cual no sucede con los

78

tratamientos T15 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v. nivel 4 dentro del módulo) y T16 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo)

al estar fertilizados con la solucion nutritiva

sintetica estos son los que menor acumulacion de materia seca se obtiene al cosechar.

Figura 25. Comportamiento de los índices Tasa de Crecimiento de Cultivo – TCC (g/g*día) y Tasa Absoluta de Crecimiento - TAC (g/día) para plantas de raygrass en FVH. 0,0010000 0,0009000 0,0008000

g/cm2

0,0007000 0,0006000 0,0005000 0,0004000 0,0003000 0,0002000 0,0001000 0,0000000 T9

T10

T11

T12

T13

T14

T15

T16

Flórez y Miranda. (2005), quienes aseguran que el cloruro de sodio (NaCl) afecta TCC y TAC en los estados de desarrollo vegetativo y reproductivo y además causa reducciones tanto en la biomasa como en el rendimiento del cultivo.

79

5.3. PRODUCTIVIDAD DE FVH DE AVENA SEGÚN EFECTO DE LAS SOLUCIONES NUTRITIVAS. 5.3.1. Conversión del cultivo de Avena en FVH. En la figura 26 se observa que el tratamiento que genero mayor cantidad de Biomasa fresca al momento de cosechar fue el T 3 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo)

con más de 6 kg, los

siguientes tratamientos que obtuvieron valores cercanos a este fueron los T 2 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T4 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 2 dentro del módulo) con 6 kg en biomasa fresca. En comparación con los tratamientos T 6 (Avena con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T7 (Avena con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v. nivel 4 dentro del módulo) en donde su acumulación en biomasa no superó los 4 kg. El comportamiento que presentaron los tratamientos T 2, T3 y T4 puede indicar que hay estimulación de la productividad biológica en las plantas tratadas con humus líquido y una tendencia al aumento de la productividad.

Figura 26. Representación gráfica del índice de conversión de la avena en FVH tomando como referente el peso de las semillas (peso total) sembradas respecto al peso del tapete al momento de cosecha.

7 6

kg

5 4 3 2 1 0 T1

T2

T3

T4

80

T5

T6

T7

T8

Figueroa et al. (2001) informaron que la aplicación de ácidos húmicos al suelo y al follaje incrementa la fertilidad y mejora sus propiedades físicas, además de aprovecharse mejor algunos nutrientes mayores, aspectos que repercuten de forma importante en el rendimiento de las cosechas. Asimismo, al asperjar disoluciones de este producto en diferentes fases del crecimiento en el cultivo del maíz, Caro (2004) encontró que el ancho de las hojas se incrementó considerablemente con respecto a las no tratadas. Estos resultados pudieran estar influenciados por los ácidos húmicos y fúlvicos o el ácido aspártico, principales aminoácidos relacionados con la formación de otros mediante transaminación, los cuales influyen en la síntesis de proteínas necesarias para la producción de biomasa en la planta.

5.3.2. Rendimiento del cultivo de Avena en FVH. En la figura 27 se observa que el tratamiento que genero mayor cantidad de Biomasa fresca por área de la bandeja al momento de cosechar fue el T3 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo) con más de 6 kg en un área de 2400 cm 2 los siguientes tratamiento que obtuvieron valores cercanos a este fueron los T2 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T4 (Avena con solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 4 dentro del módulo) con 6 kg en biomasa fresca.

En comparación con los tratamientos T6 (Avena con solución nutritiva sintética dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T7 (Avena con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v. nivel 4 dentro del módulo) en donde su acumulación en biomasa no superó los 4 kg, el comportamiento que presentaron los tratamientos T2, T3 y T4 puede indicar que hay estimulación de la productividad biológica en las plantas tratadas con humus líquido y una tendencia al aumento de la productividad.

81

Figura 27. Representación gráfica del rendimiento expresado en kg/ha de la avena en FVH.

300000,0 250000,0

kg/ha

200000,0 150000,0 100000,0 50000,0 0,0 T1

T2

T3

T4

T5

T6

T7

T8

Según Ortega (2007), en siete cultivares comerciales de Avena, arrojaron una producción promedio de 4.503 kg MF/ha. Además, todos los cultivares superaron los 2.800 kg MS/ha, lo cual demuestra el potencial de la especie para aportar forraje de calidad.

5.4. PRODUCTIVIDAD DE FVH DE RAYGRASS SEGÚN EFECTO DE LAS SOLUCIONES NUTRITIVAS. 5.4.1. Conversión del cultivo de Raygrass en FVH. En la figura 28 se observa que el tratamiento que genero mayor cantidad de Biomasa fresca al momento de cosechar fue el T 10 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 2 dentro del módulo) con 4 kg, los siguientes tratamientos que obtuvieron valores cercanos pero similares entre ellos fueron los T9 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo), T11 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo) y T12 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 4 dentro del módulo) con 3.5 kg en biomasa fresca. En comparación

82

con los tratamientos T13 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v. nivel 2 dentro del módulo) y T16 (Raygrass con solución nutritiva sintetica dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo) en donde su acumulación en biomasa no superó los 3 kg. El comportamiento que presentaron los tratamientos T9, T11 y T12 puede indicar que hay estimulación de la productividad biológica en las plantas tratadas con humus líquido y una tendencia al aumento de la productividad.

Figura 28. Representación gráfica del índice de conversión de la Raygrass en FVH tomando como referente el peso de las semillas (peso total) sembradas respecto al peso del tapete al momento de cosecha.

4,5 4 3,5

kg

3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 T9

T10

T11

T12

T13

T14

T15

T16

Las producciones estimadas de Raygrass varían enormemente en función de los dos factores limitantes a los que nos enfrentamos: humedad y abonado. En estado óptimo se pueden conseguir unos 20000 kg de materia seca por Ha y en UFL aproximadamente 12.000 por Ha, con un número de aprovechamientos que puede variar de 4 a 5.Según Aragués y Blanco (2010).

83

5.4.2. Rendimiento del cultivo de Raygrass en FVH. En la figura 29 se observa que el tratamiento que genero mayor cantidad de Biomasa fresca por área de la bandeja al momento de cosechar fue el T 10 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 2 dentro del módulo) con más de 4 kg en un área de 2400 cm 2 los siguientes tratamiento que obtuvieron valores cercanos a este fueron los T 9 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 2 dentro del módulo),T11 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v. nivel 4 dentro del módulo) y T12 (Raygrass con solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v. nivel 4 dentro del módulo) con 3.5 kg de biomasa fresca. En comparación con el tratamiento T 15 (Raygrass con solución nutritiva sintética dilución 1/10 v.v. nivel 4 dentro del módulo) el cual obtuvo la menor conversión en masa fresca de todos los tratamientos, en cuanto al comportamiento que presentaron los tratamientos T 9, T11 y T12 puede indicar que hay estimulación de la productividad biológica en las plantas tratadas con humus líquido y una tendencia al aumento de la productividad.

Figura 29. Representación gráfica del rendimiento expresado en kg/ha de la avena en FVH.

180000,0 160000,0 140000,0

kg/ha

120000,0 100000,0 80000,0 60000,0 40000,0 20000,0 0,0 T9

T10

T11

84

T12

T13

T14

T15

T16

Ortega (2007) reporta que de los 21 cultivares comerciales de Raygrass anual que fueron evaluados, Bisonte fue el que obtuvo mejor rendimiento acumulado, con 3.607 kilogramos de materia seca por hectárea (kg MS/ha) y 0,25 de incidencia de roya –en una escala de 0 a 4– al tercer corte. Otros cultivares –LE 284, Ribeye, Baqueano, Sancho y Yapa– superaron los 3.500 kg MS/ha y la producción promedio de los 21 materiales evaluados fue de 3.365 kg MS/ha. No obstante, al primer y segundo corte, la producción de materia seca fue baja si se consideran la buena implantación y las condiciones hídricas, que fueron favorables.

85

CONCLUSIONES

Se mostró un incremento del crecimiento vegetativo (altura de la planta) más pronunciado para aquellos tratamientos que fueron fertilizados con solución nutritiva sintética indistintamente a la especie forrajera empleada (Avena y Raygrass), lo que al parecer puede estar influenciado por los contenidos de nitrógeno de la misma, lo que proporciona mayor expansión celular pero menor acumulación en fibras y reservas.

Los tratamientos que mostraron resultados más significativos en cuanto a índices de desarrollo resultaron ser los T1 (nivel 2 + la solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v.) y T3 (nivel 4 + la solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v.) para el cultivo de Avena, mientras que al realizar las evaluaciones en el cultivo del Raygrass se mostró que los tratamientos T10 (nivel 2 + la solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v.) y T12 (nivel 4 + la solución nutritiva orgánica dilución 1/40 v.v.) mostraron una TCC, TAC, TCR y TAN superiores al resto de los tratamientos. Lo anterior indica, al parecer, que la posición dentro de los módulos no influyó significativamente sobre estas variables.

Al realizar un análisis de los índices de IAF, AFE y DAF, se puede señalar que los resultados más representativos se mostraron para el cultivo de Raygrass en los tratamientos T9 (nivel 2 + la solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v.) y T11 (nivel 4 + la solución nutritiva orgánica dilución 1/20 v.v.).

Con el análisis del índice de conversión (expresado en kg) y el rendimiento en kg*ha-1 se evidencia que para ambos e indistintamente de la especie, los mayores resultados se mostraron en las plantas que fueron fertilizadas con solución orgánica. Cabe resaltar que esto genera un notable impacto ambiental con la posible sustitución de fertilizantes sintéticos por orgánicos y un consiguiente impacto social al reducir la ingestión por parte de los animales de productos químicos que a corto, mediano y largo plazo serán consumidos por los seres humanos.

86

RECOMENDACIONES

Realizar estudios que contemplen la incidencia de la luz y su intensidad en la velocidad de crecimiento del FVH. Probar experimentalmente otras soluciones nutritivas de origen orgánico así como diferentes diluciones a las ya probadas y su impacto sobre los índices de desarrollo que determinan la productividad y conversión en los cultivos de FVH de Avena y Raygass.

Implementar trabajos de investigación individual para cada especie a fin de expresar su verdadero potencial.

Es importante determinar correctamente las especies a incluir dentro el sistema de producción de FVH, así como abastecerse de semillas de calidad certificada.

Incorporar a la práctica ésta biotecnología, desarrollando innovaciones y adaptaciones de acuerdo al medio que nos rodea permitiendo así colaborar con un modelo de producción organica de FVH que genere la protección del medio ambiente, obtener mayores y mejores rendimientos de producción, reduciendo los costos y minimizando los riesgos productivos.

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ANEXOS

Costos estimados de producción FVH para Avena y Raygrass

COSTO DEL CULTIVO BAJO SOLUCIÓN ORGÁNICA DE AVENA ($) COSTO CANTIDAD UNITARIO ($) REQUERIDA

U/M

1/20 V.V.

1/40 V.V.

COSTO DEL CULTIVO BAJO SOLUCIÓN SINTÉTICA DE AVENA ($) 1/10 V.V.

1/20 V.V.

COSTO DEL CULTIVO BAJO SOLUCIÓN ORGÁNICA DE RAYGRASS ($)

COSTO DEL CULTIVO BAJO SOLUCIÓN SINTÉTICA DE RAYGRASS ($)

1/20 V.V.

1/40 V.V.

1/10 V.V.

1/20 V.V.

$ 1.500,00

$ 1.500,00

$ 1.500,00

$ 1.500,00

REQUERIMIENTOS MATERIA PRIMA Semillas Avena Raygrass Fertilizante Orgánico 1/20 V.V. 1/40 V.V.

Sintético 1/10 V.V. 1/20 V.V.

Agua para mezcla

800 750 22000 22 22 24000 24 24 2.448,75

8 8

lbs lbs

1 10 5 1 20 10 0,2

lts ml ml kg g g m3

4 4

udds udds

$ 50.000,00 $ 15.000,00

$ 50.000,00 $ 15.000,00

udds

$ 60.000,00

udds udds udds udds

$ 50.000,00 $ 12.000,00 $ 37.500,00 $ 3.125,00 $ 227.625,00 $ 229.689,88

SUBTOTAL

$ 1.600,00

$ 1.600,00

$ 1.600,00

$ 1.600,00

$ 220,00

$ 220,00 $ 110,00

$ 110,00 $ 480,00

$ 480,00 $ 240,00 $ 244,88 $ 2.084,88

$ 244,88 $ 1.964,88

$ 244,88 $ 1.854,88

$ 244,88 $ 2.224,88

$ 240,00 $ 244,88 $ 1.984,88

$ 50.000,00 $ 15.000,00

$ 50.000,00 $ 15.000,00

$ 50.000,00 $ 15.000,00

$ 50.000,00 $ 15.000,00

$ 50.000,00 $ 15.000,00

$ 50.000,00 $ 15.000,00

$ 60.000,00

$ 60.000,00

$ 60.000,00

$ 60.000,00

$ 60.000,00

$ 60.000,00

$ 60.000,00

$ 50.000,00 $ 12.000,00 $ 37.500,00 $ 3.125,00 $ 227.625,00 $ 229.579,88

$ 50.000,00 $ 12.000,00 $ 37.500,00 $ 3.125,00 $ 227.625,00 $ 229.949,88

$ 50.000,00 $ 12.000,00 $ 37.500,00 $ 3.125,00 $ 227.625,00 $ 229.709,88

$ 50.000,00 $ 12.000,00 $ 37.500,00 $ 3.125,00 $ 227.625,00 $ 229.589,88

$ 50.000,00 $ 12.000,00 $ 37.500,00 $ 3.125,00 $ 227.625,00 $ 229.479,88

$ 50.000,00 $ 12.000,00 $ 37.500,00 $ 3.125,00 $ 227.625,00 $ 229.849,88

$ 50.000,00 $ 12.000,00 $ 37.500,00 $ 3.125,00 $ 227.625,00 $ 229.609,88

$ 244,88 $ 2.064,88

$ 244,88 $ 1.954,88

$ 244,88 $ 2.324,88

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS 100000 30000

Bomba de Presión Caneca 200 litros Bandejas de plastico termoformado

10000

Estanteria de 24 bandejas

200000 4000 150000 100000

Nebulizadores Temporizador electrónico Invernadero (6X6 m)

SUBTOTAL TOTAL

48 2 24 1 1

95