Uso del forraje de maíz (Zea mays) hidroponico en la alimentación de toretes mestizos

RESUMEN Con la finalidad de evaluar el valor nutritivo y cambio de peso en bovinos con el uso de forraje de maíz hidropónico (FMH), se llevó a cabo un experimento en el campo experimental ubicado en Maracay, estado Aragua, Venezuela a 463 msnm. (10º17’N y 67º37’O). La precipitación promedio de la zona es de 1.013 mm con temperatura media de 25ºC. Los suelos son de textura franca con contenidos medios de fósforo (12 a 14 ppm) y pH 8,5. Se utilizaron diez toretes mestizos de la raza Holstein x Brahman, separados en corrales diferentes (cinco animales/corral), bajo el sistema de estabulación. Se evaluaron dos tratamientos: T1 (testigo): animales alimentados con pasto picado y T2: animales alimentados con 70% de pasto picado y 30% de FMH. Los animales fueron previamente alimentados con las dietas experimentales por un período de siete días y luego por un lapso de siete semanas consecutivas se tomaron los pesos de los animales. Las variables estudiadas fueron: valor nutritivo del pasto y el FMH, contenido de nitrógeno en sangre y semen y cambio de peso. El diseño utilizado fue un completamente al azar, donde cada animal constituyó una repetición. Los resultados de laboratorio mostraron que el valor nutritivo del FMH fue superior al pasto utilizado, donde sobresale el alto contenido proteico que presenta en las hojas y planta entera (33,5 y 19,4%, respectivamente) (P<0,01). Asimismo, se observaron mayores tenores minerales en el FMH. El contenido de nitrógeno en sangre y semen de los toretes fue el mismo para ambos casos (1,3 y 0,7%, respectivamente). La ganancia de peso fue superior en los animales que consumieron pasto más FMH (1.123 g/animal/día). Se concluye que el FMH podría ser una alternativa de utilización para la alimentación de toretes en estabulación como suplemento de la dieta base. Palabras clave: forraje hidropónico, valor nutritivo, semen, cambio de peso. Use of hydroponics forage corn in the feeding of 5/8 Holstein x Brahman bovine ABSTRACT To evaluate the nutritive value of hydroponics forage corn (HFC) and the effects on bovine weight change, it was carried out an experiment in experimental farm located in Maracay, Aragua state, Venezuela at 463 masl,  10º17’N and 67º37’W. The total annual rainfall was 1,013 mm with a mean temperature of 26ºC. The soils were loam texture with 12 ppm of phosphorous and pH 8.5. Ten growing bovines crossbreed 5/8 Holstein x Brahman were used, separated in different corrals (five animals/corral), under a stalled system. Two treatments were evaluated: Control, animals fed with grass only, and animals fed with 70% grass plus 30% of hydroponics forage corn. The animals were previously fed with the experimental diets for a period of 7 days and then for seven continuous weeks. The  variables were: nutritive value of the grass and the HFC, nitrogen content in blood and semen, and weight change. The design was a complete randomize, where each animal was a repetition. The results showed that the nutritive value of the HFC was higher than the grass with a high protein content in the leaves and the whole plant (33.5 and 19.4%, respectively) (P<0.01). Also, higher mineral content was observed in the HFC. Significant differences were observed (P<0.05) between treatments for the consumption and use of the HFC. The nitrogen content in blood and semen of the animals showed no significant differences (1.3 and 0.7%, respectively) from the control. The weight gain was higher in the animals that consumed grass plus HFC (1.123 g/animal/d). It is concluded that the HFC could be a feeding alternative for the growing bovines in stalled conditions as a supplement in the base diet.  Key words: hydroponics forage, nutritive value, semen, weight change. INTRODUCCIÓN La situación actual que vive el país ha hecho que los productores de ganado hayan tenido que realizar ciertos cambios en el suministro de productos alimenticios a sus rebaños, reduciendo en primer lugar el uso de los alimentos concentrados. Esto, debido a la limitación de adquirir materias primas necesarias para la elaboración de los alimentos balanceados, además de la prohibición nacional e internacional de la utilización de subproductos proteicos de origen animal, como consecuencia de la reciente aparición de la enfermedad de las vacas locas (Encefalopatía Espongiforme Bovina) en Canadá, Estados Unidos y Europa. Por ello, es necesaria la búsqueda de alternativas proteicas de origen vegetal que ayuden a solventar la deficiencia de este importante componente para la nutrición animal. En este sentido, el forraje de maíz hidropónico (FMH) podría constituir una vía alterna para suplir proteína en las raciones o dietas de los animales, tanto en rumiantes (bovinos, ovinos, caprinos, búfalos), como en no rumiantes (aves, cerdos, conejos, equinos). No obstante, a pesar que no es una tecnología reciente a nivel mundial, si lo es para Venezuela, ya que el uso de la hidroponía ha sido estudiado solamente para la obtención de productos alimenticios para consumo humano. La hidroponía es una palabra compuesta que proviene del griego y se deriva de Hydro (agua) y Ponos (labor o trabajo), lo que significa trabajo en agua. Es una ciencia que estudia los cultivos si tierra. No obstante, existen otros métodos donde se emplea sustratos como la grava, arena, aserrín, cascarilla de arroz, entre otros, a los cuales se les añade una solución nutritiva esencial para el crecimiento de las plántulas (Estrada y Romero, 2003). De allí, que los autores anteriores consideran que la hidroponía es el cultivo de plantas en un medio acuoso recibiendo los nutrientes minerales necesarios para crecer de sales disueltas en el agua de riego. El uso de esta tecnología en la producción de forraje hidropónico tiene su importancia en la gran flexibilidad del sistema, ya que puede ser aplicado en muy variadas condiciones (Glosam, 2003; Estrada y Romero, 2003; Howard, 1982), con las siguientes ventajas: Producción en cualquier época del año y en cualquier lugar del país, por lo que no depende de los fenómenos meteorológicos. Alimento ecológico, es decir, sin uso de herbicidas o plaguicidas, por lo cual es un ahorro de estos insumos. Alta producción de forraje en reducidos espacios con bajo costo de infraestructura. Alimento de alto contenido nutricional de manera uniforme. Mínimo recurso humano y eliminación del uso de maquinarias. Consumo de agua menor a 500 lts/día. Rápida recuperación de la inversión. El objetivo del presente trabajo de investigación fue evaluar el valor nutritivo del forraje de maíz (Zea mays) hidropónico y su efecto en la ganancia de peso en toretes mestizos lecheros Holstein x Brahman; así como también determinar el contenido de nitrógeno en sangre y semen. MATERIALES Y MÉTODOS El ensayo se llevó a cabo en la Unidad Experimental de Bovinos del Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias (Ceniap), ubicado en Maracay, estado Aragua a 423 msnm, 10º17´N de latitud y 67º37´O de longitud, durante ocho semanas del período lluvioso del año 2003 (agosto – octubre). La precipitación promedio anual en la zona es de 1.012,6 mm y temperatura media de 25,1ºC. Los suelos en general son de textura franco a franco-arenosa, pH de 8,5 con altos contenidos de calcio, medios en fósforo y bajo en potasio. Se utilizaron 10 toretes pertenecientes al cruce 5/8 Holstein x Brahman con un peso inicial promedio de 384 ± 32 kg, los cuales fueron separados en dos grupos de cinco cada uno en corrales diferentes, los cuales correspondieron a los tratamientos a evaluar: T1 (Testigo): animales alimentados con pasto. T2: animales alimentados con 70% de pasto y 30% de FMH. Los animales fueron alimentados en corrales de 10 x 6 m (60 m2) con pasto compuesto por las especies: pasto elefante (Pennisetum purpureum, cv Napier), guinea (Panicum maximum), yaraguá (Hyparhenia rufa), barrera (Urochloa decumbens), sabanero (Andropogon gayanus) y marandú (Urochloa brizanta), además de la presencia de leguminosas nativas como el bejuquillo (Centrosema pubescens y Centrosema macrocarpum), añil dulce (Indigofera hirsuta) y trébol de sabana (Alysicarpus vaginalis). Esta composición es debido a que los animales de la Unidad se encuentran bajo el sistema de estabulación y son alimentados por los diferentes lotes de pasto establecidos en el área. A estos animales se les suministró una ración en base al equivalente del 14% del peso vivo de cada animal con la finalidad de mantener alimento constante durante las 24 horas. Los animales fueron previamente desparasitados y se les suministró agua ad libitum. No obstante, durante las semanas dos y cinco por desperfecto de la bomba, el consumo de agua fue restringido. Antes del inicio del experimento a los animales del tratamiento dos se les suministró el forraje de maíz hidropónico y pasto por una semana como dieta de acostumbramiento, después de la cual se comenzó con las toma de las muestras. Las variables evaluadas fueron: valor nutritivo del pasto y el FMH, consumo y utilización, tanto del pasto como del FMH, contenido de nitrógeno en sangre y semen, ganancia diaria de peso semanal y final. En cuanto al valor nutritivo, se tomaron al azar tres muestras del pasto y FMH semanal (seis en total/semana) a fin de determinar la composición bromatológica (extracto etéreo, proteína cruda y materia seca) mediante análisis proximal (AOAC, 1980); contenido estructural (FND y FAD) a través de la metodología de Van Soest y Wine (1967) y el contenido de minerales por colorimetría (Fiske y Subarrow, 1925) y espectrofotometría de absorción atómica. Para ello, el FMH fue separado en dos fracciones: el follaje del maíz germinado y la raíz o substrato de dicho maíz.  A fin de obtener el número de plantas por bandeja y su contenido de materia seca (peso seco/peso fresco x 100), se tomaron 15 bandejas al azar, y en cada una de ellas se tomaron tres submuestras de 20 x 20 cm. (400 cm2), las cuales fueron enviadas a estufa a una temperatura de 60ºC hasta obtener peso constante. Los animales fueron sometidos a extracción de sangre por sangrado yugular y extracción de semen, éste último mediante el método de la electro-eyaculación (Ávila et al., 1984), para la determinación del contenido de nitrógeno en sangre y semen. Para la determinación de la ganancia diaria de peso (GDP), los animales fueron pesados cada ocho días a una misma hora (8 AM) a fin de monitorear el comportamiento de los animales, así como también observar el peso final por animal y lote. Se utilizó un diseño completamente aleatorizado, donde cada animal representó una réplica (cinco repeticiones/tratamiento). Las medias fueron comparadas a través de la prueba de Tukey. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Valor nutritivo En el Cuadro 1 se muestra la composición bromatológica y estructural de tanto del pasto suministrado a los animales y de las diferentes partes del forraje de maíz hidropónico.  Se observa que el contenido de proteína cruda fue de 33,5; 13,8; 19,4 y 8,2% para el follaje, la raíz o substrato, planta entera del FMH y del pasto, respectivamente. El  pasto suministrado superó el mínimo necesario (7%)  para cubrir las necesidades ruminales de los animales (NAP, 1985), por lo que existió un mayor aporte proteico cuando los animales fueron alimentados con FMH. El rendimiento promedio de la planta entera (follaje y raíz) obtenido por bandeja de 0,5 m2 (1 x 0,5 m) cada nueve días fue de 936,5 g MS con una densidad de plantas de 2.462 plantas/bandeja; lo cual equivale a un rendimiento de 18.730 kg MS/ha/día con 49.240.000 plantas/ha, valores éstos imposibles de comparar entre especies forrajeras por los diferentes sistemas de uso de la tierra. Al relacionar éstos últimos valores con los porcentajes de proteína cruda obtenidos en el laboratorio para la planta entera (Cuadro 1), se estarían produciendo por cada bandeja 205,8 g PC/bandeja cada 9 días (11,96 g PC/planta); así, para un área de 100 m2 con capacidad para la obtención de 50 bandejas/día se producen 3.756 kg PC/año (equivalente a 375,6 t PC/ha/año).  Estos valores tan elevados son debido a que la producción de FMH se realiza en áreas reducidas y se puede aprovechar eficientemente el espacio disponible, por lo que su producción se basa principalmente en volumen mas que  superficie.  Cuadro 1. Composición bromatológica y estructural del pasto suministrado y las diferentes partes del forraje de maíz hidropónico. Parte de la planta Parámetro Planta entera (FMH) Pasto Follaje Raíz Extracto Etéreo (%)† 7,39 a 3,73 c 5,00 b 1,87 d Proteína cruda (%) 33,54 a 13,76 c 19,44 b 8,20 d Materia Seca (%) 7,72 c 15,50 b 14,43 b 25,32 a Fibra Ácido Detergente, (%) 29,06 b 14,62 d 20,94 c 46,96 a Fibra Neutro Detergente ,(%) 52,55 b 36,71 c 41,46 c 67,36 a † Letras distintas en una misma fila indicaron diferencias significativas (Tukey, P<0,01) Trabajos realizados por otros autores han encontrado rendimientos de proteína cruda en Leucaena (Leucaena leucocephala) de 46 y 124 g PC/planta (Espinoza, 1996; Soler, 1998, respectivamente), 131 g PC/planta en Gliricidia sepium (Soler, 1998) y 1900 Kg PC/ha/cosecha de tubérculos de Pachyrhizus ahipa en ciclos entre 4,5 y 6 meses (Grau, 1997). El contenido de fibra ácido y neutro detergente fue mayor para el pasto suministrado con valores de 47 y 67%, respectivamente (P<0,01) (Cuadro 1), mientras que para el FMH en planta entera fue de 21 y 41% para FAD y FND, respectivamente, observándose menor contenido de éstos en el substrato o raíz del FMH (P>0,01). Se encontró diferencia altamente significativa para el contenido de extracto etéreo, obteniendo mayor valor en el follaje del FMH (7,4%) y con un valor promedio de 5% en la planta entera. El Cuadro 2 muestra el contenido de minerales del FMH y del pasto ofrecido. Se observa que para el caso del FMH, a excepción del calcio y el potasio en la raíz, todos los demás valores se encuentran por encima de los requerimientos minerales en los animales bovinos (Mc Dowell et al., 1993), por lo que resultó ser una excelente fuente de minerales para los animales en experimentación. En lo que a la dieta base se refiere (pasto) se obtuvieron valores por debajo de los requerimientos de fósforo y cerca del nivel crítico en calcio y manganeso. En ninguno de los casos se encontraron niveles que pudieran ser tóxicos para los animales. Cuadro 2. Contenido de macro y micronutrimentos del pasto suministrado y las diferentes partes del forraje de maíz hidropónico. Parte de la planta del FMH Mineral Planta entera (FMH) Pasto Follaje Raíz Calcio (%)† 0,32 ab 0,23 bc 0,39 ab 0,58 a Fósforo (%) 0,80 a 0,40 c 0,57 b 0,22 d Magnesio (%) 2,14 ab   1,24 bc  3,61 a   2,32 ab Potasio (%) 1,59 a  0,39 b   0,74 b  1,52 a Sodio (%) 0,20 a  0,13 b     0,17 ab  0,13 b Hierro (ppm)  138,00 b  112,50 b  154,75 ab 221,25 a Cobre (ppm) 45,25 a    20,75 b    26,25 b   20,50 b Manganeso (ppm)  19,00 ab   8,25 b    12,75 b   31,50 a Zinc (ppm) 167,00 a  136,00 a 175,25 a   55,00 b † Letras distintas en una misma fila indicaron diferencias significativas (Tukey, P<0,05).  La dieta base suministrada presentó un buen valor nutritivo, debido a la composición de especies a base de gramíneas y leguminosas señaladas previamente, posiblemente producto del buen manejo realizado a los diferente potreros bajo corte. No obstante, el hecho de que el FMH sea una buena fuente de minerales aunado al alto contenido proteico, lo convierten en una alternativa para la alimentación de bovinos en fase de crecimiento. Contenido de Nitrógeno en sangre y semen No se observaron diferencias estadísticas (P>0,05) en la cantidad de nitrógeno, tanto en semen como en sangre (Cuadro 3), por lo que probablemente el nitrógeno proteico producto del FMH haya sido utilizado para la formación de proteína microbiana, lo cual posiblemente permitió la multiplicación de la flora microbiana para una mayor degradabilidad del pasto suministrado. Además, es probable que parte de ella sea degradada por las enzimas de las secreciones digestivas a nivel del intestino delgado (Dearriba Concepción, 1988). Cuadro 3. Efecto de la dieta suministrada sobre el número de espermatozoides y su vitalidad, contenido de nitrógeno en plasma sanguíneo y semen, ganancia de peso y peso del lote. Mediciones Pasto Pasto + FMH Concentración espermática (esperm./mm3) 446.000 337.000 Concentración Total (N° espermatozoides) 1.465 x 106 1.377 x 106 Vitalidad del semen (%) 68 85 Nitrógeno en sangre (%) 1,3 1,3 Nitrógeno en semen (%) 0,7 0,7 Peso inicial (kg) 389 ± 37 380 ± 26 Peso final (kg) 428 ± 45 442 ± 23 Ganancia de peso (g/animal/día) †           696 ± 145 b 1.107 ± 236 a Peso del lote (kg/toril) 195 310 † Letras distintas en una misma fila difieren estadísticamente, Tuckey (P<0,05).  Se observó una tendencia a una mayor vitalidad de los espermatozoides en aquellos animales que consumieron el FMH (P>0,05) a pesar de haber contabilizado una menor concentración espermática (P>0,05). Ganancia de peso No se encontraron diferencias significativas (P>0,05) dentro de cada semana de evaluación en la ganancia diaria de peso, a excepción de la última semana (P<0,01), la cual fue de 1.457 g/animal/día para los animales del tratamiento dos, mientras que para el testigo fue de -679 g/animal/día. Sin embargo, la ganancia de peso final fue de 696 y 1.107 g/animal/día (P<0,01) en los tratamientos a base de pasto fresco picado y pasto más 30% de forraje de maíz hidropónico, respectivamente (Cuadro 3). Los resultados con el uso de FMH son superiores a los obtenidos por otros autores con animales de raza similares (Holstein x Cebú) utilizando otras fuentes proteicas como cama de pollo (680 a 990 g/animal/día; Saddy et al., 2002) y cultivo de levadura (780 g/animal/día; Combellas et al., 2002); pero en animales de raza indefinida con predominancia Cebú. En otro trabajo usando también cama de pollo los resultados de peso fueron similares al presente ensayo (1.240 g/animal/día; Gerig et al., 2000). No obstante, los valores obtenidos en el ensayo fueron inferiores a los encontrados por Godoy et al. (1993), utilizando animales de la misma raza con pesos similares en dietas a base de harina de pescado y harina de ajonjolí con el uso o no de formaldehído (1.399 a 1.543 g/animal/día). Si bien no son resultados comparables literalmente, sirven como ejemplo de calidades de fuentes alternativas de proteína. Figura 1. Cambios diarios de peso de toretes consumiendo pasto y forraje de maíz hidropónico. En la Figura 1 se observan las mediciones de los cambios de pesos por día (g/animal/día) obtenidos en cada semana de evaluación, donde se puede apreciar que cuatro semanas los animales de T2 obtuvieron ganancias de pesos superiores a 1,5 kg/animal/día en el tratamiento de pasto más FMH, notándose que no hubo pérdidas de peso, mientras que para el grupo testigo durante la última etapa de la evaluación presentaron pérdidas de peso superiores a los 500 g/animal/día. Los cambios de peso que se presentaron durante la evaluación, probablemente se debieron a las diferentes especies de pastos suministrados en cada semana, al consumo de agua en aquellas semanas en la cual fue restringida, además de la competencia en el consumo entre los animales, entre otras posibles causas. No obstante,  el tiempo de evaluación fue corto. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Mediante el presente estudio se pudo comprobar la alta calidad nutritiva del forraje de maíz hidropónico, lo cual la convierte en una alternativa tecnológica para la alimentación animal. La relación entre el contenido de materia seca y el porcentaje de proteína permite inferir que con este sistema de FMH en áreas pequeñas (100 m2) se podría obtener lo equivalente a 3.756 kg PC/año. Se obtuvo una mayor ganancia total promedio de peso para los animales que consumieron pasto más FMH (1,1 kg/animal/día), lo que redundará en mayores beneficios económicos para el productor. No se encontraron respuestas a nivel del contenido de nitrógeno en sangre, por lo que es muy probable que el nitrógeno proteico producto del FMH haya sido utilizado para la síntesis de proteína bacteriana a nivel del rumen, aspecto relevante desde el punto de vista nutricional. Asimismo, no hubo respuesta en cuanto a la evaluación del semen de los animales. Se recomienda analizar en próximas investigaciones, análisis económicos para determinar la factibilidad real de uso. BIBLIOGRAFIA Association of Official Agricultural Chemists (AOAC.). 1980. Official Methods of Analysis. 13 th ed. A. O. A. C., Washigton. 1018 pp. Ávila, A., O. Rodríguez, A. Zapièn, R. Sánchez y C. Vásquez. 1984. Influencia de la temperatura ambiental sobre la calidad del semen en tres razas de bovinos productores de carne. Técnica Pecuaria en México. Disponible online: http://patrocipes.uson.mx/patrocipes/invpec/reproduccion/R84003.html  Consultado: 09/12/04. Combellas J., S. Jacqueline, M. Tesorero y L. Gabaldon. 2002. Respuesta productiva de mautes a la adición de un cultivo de levaduras a una dieta de pasto, cama de pollos y afrechillo de trigo. Zoot. Trop., 20(3):373-382. De arriba Concepción J. 1988. Fisiología y Bioquímica de la digestión en el Rumiante. Editorial Oriente, Santiago de Cuba, 83 pp Espinoza F. 1996. Producción, valor nutritivo y consumo de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit por ovinos en Maracay. Tesis de M. Sc. UCV-FCV, Maracay, Venezuela, 150 pp. Estrada F. y E. Romero. 2003. Hidroponía. Disponible online: http://www.geocities.com/CollegePark/Dorm/7635//Hidroponia/main.html  Fecha consulta: 12/11/03. Fiske C. y I. Subarrow. 1925. Colorimetric determination of phosphorous. J. Biol. Chem., 66:375. Gerig N., H. Rodríguez, J. Combellas y L. Gabaldon. 2000. Influencia del nivel de cama de pollos en la ración sobre algunas características de la digestión ruminal y la ganancia de peso de toros en ceba. Zoot. Trop., 18(3):323-335. Glosam 2003. Ventajas de la Hidroponía. Disponible online: http://www.glosam.com/ventajas.htm . Fecha consulta: 12/11/03. Godoy, S., C. Chicco y N. Obispo. 1993. Suplementación de bovinos en crecimiento y engorde con concentrados nitrogenados con y sin tratamiento de formaldehído. I. Ganancia de peso y digestibilidad. Zoot. Trop., 11(2):211-240. Grau A. 1997. Ahipa, La legumbre tuberosa de los Andes. Ciencia Hoy, 7(42). Disponible online: http://www.ciencia-hoy.retina.ar/hoy42/ahipa1.htm  [Octubre 13, 2004]. Howard R. 1982. De cultivos hidropónicos. Nuevas técnicas de producción. Ediciones Mundo Prensa, Madrid, 120 pp. McDowell L., J. Conrad, F. Glen Hembry, L. Rojas, G. Valle y J. Velásquez. 1993. Minerales para Rumiantes en Pastoreo en Regiones Tropicales. 2da Ed. Universidad de Florida, Gainesville, 76 pp. National Academy Press. 1985. Nutrients Requeriments of Sheep. 6th rev. Ed., NAP, Washington, 99 pp. Saddy J., J. Combellas, M. Tesorero y L. Gabaldon. 2002. Comparación de dos sistemas de alimentación con cama de pollos sobre la ganancia de peso en bovinos. Zoot. Trop., 20(1):111-120. Soler P. 1998. Estudio comparativo sobre la producción de leche y la utilización de dos leguminosas arbustivas tropicales. Tesis de M. Sc. Univ. Central de Venezuela. Fac. Ciencias Veterinarias, Maracay, Venezuela, 112 pp. Van Soest, P. y R. Wine. 1967. Uses of detergent in the analysis of fibrous forages. IV Determination of plant cell-wall constituents. J. Assoc. Off. Anal. Chem., 50:50-55.

SUSTRATOS O MEDIOS DE CULTIVO PARA HIDROPONIA

Características de un buen sustrato
Los sustratos deben tener gran resistencia al desgaste o a la meteorización y es preferible que no tengan sustancias minerales solubles para no alterar el balance químico de la solución nutritiva que será aplicada (según se explicará más adelante). El material no debería ser portador de ninguna forma viva de macro o micro organismo, para disminuir el riesgo de propagar enfermedades o causar daño a las plantas, a las personas o a los animales que las van a consumir.

Lo más recomendable para un buen sustrato es:
- que las partículas que lo componen tengan un tamaño no inferior a 0,5 y no superior a 7 milímetros
- que retengan una buena cantidad de humedad (ver la capacidad de retención de distintos materiales en el suelo en el Anexo II), pero que además faciliten la salida de los excesos de agua que pudieran caer con el riego o con la lluvia
- que no retengan mucha humedad en su superficie
- que no se descompongan o se degraden con facilidad
- que tengan preferentemente coloración oscura
- que no contengan elementos nutritivos
- que no contengan micro organismos perjudiciales a la salud de los seres humanos o de las plantas
- que no contengan residuos industriales o humanos
- que sean abundantes y fáciles de conseguir, transportar y manejar
- que sean de bajo costo.
- que sean livianos (ver la densidad de diferentes sustratos en elAnexo III).
Los materiales ya probados en varios países de América Latina y el Caribe y que cumplen con la mayoría de estos requisitos se clasifican como sigue:

Sustratos de origen orgánico
- Cascarilla de arroz
- Aserrín o viruta desmenuzada de maderas amarillas. Cuando se utilizan residuos (aserrín) de maderas, es preferible que no sean de pino ni de maderas de color rojo, porque éstos contienen sustancias que pueden afectar a las raíces de las plantas. Si sólo es posible conseguir material de estas maderas, se lava con abundante agua al aserrín o viruta y se lo deja fermentar durante algún tiempo antes de utilizarlo. No debe ser usado en cantidad superior al 20 por ciento del total de la mezcla. Si se utiliza cascarilla de arroz, es necesario lavarla, dejarla fermentar bien, humedecerla antes de sembrar o trasplantar durante 10 a 20 días, según el clima de la región (menos días para los climas más caliente) (ver video). Las características, propiedades físico químicas y ventajas de la cascarilla de arroz están descritas en el Anexo IV.
Sustratos de origen inorgánico
- Escoria de carbón mineral quemado
- Escorias o tobas volcánicas
- Arenas de ríos o corrientes de agua limpias que no tengan alto contenido salino
- Grava fina
- Maicillo.
Cuando se usan escorias de carbón, tobas volcánicas o arenas de ríos, estos materiales deben lavarse cuatro o cinco veces en recipientes grandes, para eliminar todas aquellas partículas pequeñas que flotan. El sustrato ya está en condiciones de ser usado cuando el agua del lavado sale clara. Si las cantidades de sustrato que se necesitan son muy grandes, entonces se deben utilizar arneros o mallas durante el lavado, para retener las partículas de tamaño superior a medio milímetro. También deben excluirse las que tengan tamaño superior a 7 mm. El exceso de partículas con tamaños inferiores al mínimo indicado dificultan el drenaje de los excedentes de agua y, por lo tanto, limitan la aireación de las raíces. Los tamaños superiores impiden la germinación de las semillas pequeñas, como la de apio y lechuga, y además restan consistencia al sustrato. Lo anterior limita la retención de humedad y la correcta formación de bulbos, raíces y tubérculos.

Algunas escorias de carbón o de volcanes tienen niveles de acidez muy altos y algunas arenas (como las arenas de mar) los tienen muy bajos (son alcalinas). Estos materiales deben ser lavados muy cuidadosamente, hasta que no les queden sustancias que los hagan muy ácidos o muy básicos.
Si no es posible acondicionar con el lavado estos materiales a niveles de acidez ligeramente ácidos o próximos a la neutralidad (pH 6,5- 7,0) es preferible excluirlos y utilizar otros. Ello es preferible antes que afectar la eficacia de las soluciones nutritivas que se aplicarán y, por lo tanto, el desarrollo de los cultivos en una HHP.

Mezclas
Todos los materiales mencionados se pueden utilizar solos. Sin embargo, algunas mezclas de ellos han sido probadas con éxito, en diferentes proporciones, para el cultivo de más de 30 especies de plantas.
Las mezclas más recomendadas de acuerdo con los ensayos hechos
en varios países de América Latina y el Caribe son:
- 50% de cáscara de arroz con 50% de escoria de carbón
- 80% de cáscara de arroz con 20% de aserrín
- 60% de cáscara de arroz con 40% de arena de río
- 60% de cáscara de arroz con 40% de escoria volcánica.

En el sistema HHP con sustrato sólido, la raíz de la planta crece y absorbe agua y nutrientes que son aplicados diariamente a la mezcla de materiales sólidos.

En el método de sustrato líquido o raíz flotante, el agua se usa con el mismo fin, permitiendo el desarrollo de las raíces, y la absorción de agua y de las sustancias nutritivas adicionales. Este sistema sólo se recomienda para el cultivo de lechugas de diferentes variedades, apio y albahaca. Se han probado otros cultivos, pero los resultados no han sido satisfactorios en todos los lugares, por lo que preferimos no generalizar la recomendación. Los sistemas de cultivo en medios sólidos o líquidos serán explicados en detalle en la clase número cinco.

Hidroponía comercial en pocos metros

La producción obtenida en media hectárea de terreno orgánico equivale a los resultados de un cultivo hidropónico realizado en un invernadero de sólo doscientos metros cuadrados. Ello significa, ni más ni menos, que un metro cuadrado de suelo inerte rinde lo mismo que cinco metros de superficie orgánica o tal vez más.

A ojos vista, el valor de los suelos agrícolas se vuelve paradójicamente relativo frente a esta tecnología de las plantaciones.

Con ella, la producción de alimentos vegetales se separa de los sustratos a los cuales siempre había estado sujeta, aventajando los métodos convencionales con una significativa reducción de los espacios necesarios para producir hortalizas de manera rentable.

La relación observada en numerosas experiencias por Manuel Sanz Portela, fundador de Hidroponía-Chile y estudioso del tema, es asombrosa para cualquier observador, pero especialmente para quienes están acostumbrados a trabajar con las variables de la madre tierra.
La inversión

De acuerdo a los cálculos realizados por Sanz, el cultivo de 200 metros cuadrados tiene un costo aproximado de 400 a 450 mil pesos, considerando implementación de riego, estructuras, cubierta, camas de arena y semilla. Esta estimación contempla un invernadero rústico con sistema de autoconstrucción y sin inversión mayor en sustratos ni semillas.

En esta extensión, dispuesta de modo que tenga diez metros de frente por veinte de fondo, las camas peparadas acogen fácilmente unas mil plantas de tomate, por ejemplo. Con el método hidropónico, el primer racimo de frutos estará maduro entre los 100 y 120 días desde el trasplante de las plántulas, con una producción de alrededor de mil kilos de tomate. Luego, sobre los 130 días desde la plantación, el volumen de frutos maduros se multiplica progresivamente.

La confección de la cama requiere de un procedimiento sencillo, consistente en excavar 15cm de profundidad y un metro de ancho por el largo del invernadero, cubriendo el interior con plástico. Luego se rellena con arena gruesa, preferentemente de Lepanto.

Para producir tomates, junto al camino que queda entre una cama y otra se coloca una hilera de tomates, y a 25 centímetros la siguiente. Los 50 centímetros que quedan libres se emplean con otro tipo de cultivo, ojalá de menor altura que el anterior, pero que tenga el mismo pH que el tomate, como es el caso de las lechugas.
El sabor de los vegetales orgánicos

Del mismo modo se puede cultivar pimientos morrones, berenjenas, frutillas, plantas medicinales y otras que no se

dan bien en exteriores, debido a las condiciones climáticas de la zona o porque, en general, no ofrecen garantías de una producción segura y constante. La fórmula hidropónica protegida, en cambio, permite al agricultor intervenir en materia de suelo, temperatura, humedad y luminosidad, entre otras variables.

Por todo ello y porque las plantas reciben el aporte nutritivo adecuado a lo largo de todo su ciclo, se obtienen productos de muy buen sabor.

Lechugas cultivadas en agua. Una plancha de aislapol las sostiene por el cuello, soportándolas sobre una bandeja que contiene los nutrientes.

Las condiciones de resguardo en que se mantiene a las plantas restringen también la aparición de enfermedades fungosas, bacterianas y virales, que suelen estar asociadas a ciertos insectos vectores.

Sin embargo, cuando un invernadero es muy pequeño, es preciso tener cuidado con la humedad y temperaturas muy altas, que, de no ser controladas, suelen favorecer la presencia de afecciones fungosas. Si la regulación se ve obstaculizada, conviene aplicar remedios preventivos en forma de pulverizaciones.
Abundante forraje

Entre las experiencias más exitosas desarrolladas por Manuel Sanz, se encuentra el cultivo de forraje, porque los ganaderos dedicados a la producción de leche necesitan normalmente de una gran superficie de terreno para alimentar a sus animales.
Tomando en cuenta que cada vaca consumee cerca de 20 kilos de forraje diario, unos .50 animales pueden ser nutridos mediante una unidad hidropónica de 50 metros cuadrados, disponiendo de 70 bandejas diarias. En éstas, cada metro cuadrado con cinco kilos de semilla produce 20 kilos, mientras que en total alcanza a una tonelada por día durante todo el año. Todo esto es muy rápido, porque el forraje alcanza 25cm en cinco días, en el caso de la cebada, avena y centeno.

Fresa Hidroponica

La Fresa

Sobre el cultivo de la fresa se tienen las primeras pruebas documentadas desde el año 1300. Antes de esa fecha las fresas sólo fueron frutas silvestres que se recolectaban por temporada anual.

Desde esa época la fresa ha venido presentando cambios en su forma, olor, color sabor y tamaño, por las modificaciones genéticas y su adaptabilidad a un buen número de climas y terrenos donde ha sido sembrada.

Su atractiva apariencia además de su olor y características organolépticas, la han colocado como una opción para un negocio próspero y rentable.

La producción comercial de fresa va desde principios de 1900 en adelante, sobre todo por la diversidad de aplicaciones que se le pueden dar, pues va desde el consumo en fresco, hasta la deshidratación o cristalización, pasando por la industrialización para dulces y mermeladas.

El valor de esta fruta depende mucho de tamaño firmeza color y sabor, características que se obtienen, tanto de la genética de la planta como de las condiciones en que se cultive.

Los países que cuentan con mayor producción a nivel mundial de esta fruta son:

Los Estado Unidos con casi el 28 %de la producción, otro productor mayoritario es España con el 14-15% y en México ya se llega al 6 % del total de la producción.

El cultivo de la fresa en suelo es difícil por la aplicación de pesticidas necesarios para el control de plagas y enfermedades. Sin las fumigaciones se llevaría al cultivo a una importante disminución en la producción y en la calidad, por lo que no resultaría rentable en algunos lugares.

La fresa como planta nueva y perenne: en algunos cultivares produce una alta cantidad y calidad en su primera cosecha, pero al paso del tiempo disminuye su producción y en algunos casos es remplazada después de 2-3 cosechas, resultando un alto costo, remover la planta envejecida y replantar.

Tanto Estados Unidos como y Holanda, Australia, Nueva Zelanda, Italia y Bélgica, han complementado a sus cultivos extensivos de fresa, el cultivo hidropónico intensivo, usando diversas formas de siembra, Se ha considerado el más común el sistema .N.F.T. ( Nutrient Film Technique) o de película Nutritiva. Este sistema tiene como principal objetivo recircular el agua a mínima profundidad sobre canales ex profeso construidos en PVC grado alimenticio. Las producciones alcanzadas con este sistema han ganado simpatizadores y a menor escala ya se practica en otros países de Europa. Aplicando recirculación que viene a ser el sistema más común. También se cultiva con el sistema en sustrato inerte incluyendo la lana de roca, así como los cultivos verticales.

En algunas regiones de Australia como Queenslad por ejemplo, cuenta extensiones comerciales en el sistema NFT y con una excelente luminosidad y un invierno muy corto, por lo tanto el cultivo de la fresa hidropónica les resulta muy económico. Las producciones hidropónicas de Nueva Zelanda y Australia en NFT, se consideran las más rentables en fresa. Aunque en Nueva Zelanda se utiliza en algunas temporadas, el enfriamiento o calentamiento de las instalaciones.

Las variedades aptas para sembrar hidroponicamente son las del tipo de día neutro por ejemplo: “La Selva” que produce la fruta de tamaño grande (con algunas excepciones) el color de su piel es rojo brillante y su carne pálida, el sabor muy ligero , por lo que es necesario cosecharla muy madura para obtener un buen sabor, su forma es variable, su planta es vigorosa, pero muy susceptible a la deficiencia de potasio.

O bien aquellas variedades que se desarrollan en días cortos, como la “Camarosa”. El color de su fruta es medianamente rojo, su tamaño es grande y de consistencia firme, su forma es cónica de buen sabor y su planta es consistente.

La” Chandler” también de día corto, su carne es de rojo mediano firme y de buen sabor. Estas variedades producen una gran cantidad de coronas, pero es susceptible a la Botrytis en condiciones de alta humedad. Tiende a producir gran número de pequeñas frutas después de varias semanas de cosecha, las muy pequeñas se eliminan y mejora el tamaño del resto.

“La Oso Grande” también de día corto, de tamaño grande, pero su forma puede variar y el color de su piel es más rojo oscuro que en otras variedades, la carne de la fruta es ligeramente roja, moderadamente firme y de buen sabor.

La variedad “Pájaro” que gusta de días cortos, de frutos muy grandes y firmes con piel roja y brillante de excelente sabor cuando se cosecha madura y puede tener problemas de sabor si se corta de pinta.

“Sweet Charly” excelente para cultivarse en días cortos, esta variedad produce frutos grandes de color naranja rojizo con buen sabor y bajo contenido de ácido, es altamente productiva, también es muy resistente a la Antracnosis y pudrición de tallo. Su vida de anaquel puede ser corta en condiciones cálidas.

“EarliGlow” Produce frutas de excelente calidad, sus frutas con medianas, simétricas de buen sabor piel satinada y resistente a la pudrición.

Los cultivos hidropónicos pueden realizarse al aire libre si las condiciones ambientales lo permiten: También bajo túneles plásticos o en invernaderos. Lo importante es proteger al cultivo de la lluvia, del rocío, o condensación de humedad, daños de pájaros, prevenir antes y después de la cosecha, la pudrición (patógenos). Sombrear el cultivo puede reducir el exceso de radiación y bajarla temperatura en climas de alta intensidad lumínica, haciendo posible la cosecha en regiones extremadamente cálidas.

El cultivo de fresas en los diferentes sistemas hidropónicos, permiten al cultivador ofertar fresa de excelente calidad todo el año, aún en la temporada que no es posible cultivar en forma tradicional.

La Fresa Hidropónica.

Hidroponicamente la fresa se puede cultivar al aire libro o en invernadero, dependiendo de las condiciones climatológicas del lugar; por ejemplo algunos lugares de Europa, donde predomina el clima invernal se cultivan ya sea en invernadero o en túneles, pero desde luego aportándoles calor, pero en lugres cálidos como centro América es muy común la siembra al aire libre.

Desde luego que en un invernadero puede protegerse al cultivo, además aprovisionarlo de un recambio de aire para evitar la condensación o punto de roció tan perjudicial resulta para el cultivo de la fresa; También brindarle a través de pantallas térmicas la luminosidad y temperaturas adecuadas, aplicar al cultivo un enriquecimiento de CO2 dosis periódicas y en concentración óptimas, con este gas, es posible elevar la productividad y calidad de la siembra.

Para el cultivo de la fresa hidropónica se han usado varios sistemas como hemos visto anteriormente y en su momento los analizaremos paso a paso. En es capítulo en particular hablaremos solamente del cultivo hidropónico de fresa en la modalidad de cultivos verticales, específicamente el cultivo en macetas apilables.

Una de las ventajas de esta modalidad de cultivo consiste en utilizar en cascada la solución nutritiva con que se riega la planta. El riego por goteo se aplica distribuyendo los goteros en macetas intercalas y desde la primera maceta y la solución viaja a la segunda, tercera, cuarta y así sucesivamente hasta la 4-5 macetas, según sea el caso.

Otra ventaja es la optimización del espacio, el manejo de poda y cosecha que pueden hacerse de pie, ahorrando tiempos y movimientos, pues al evitar la constante flexión de cuerpo, se evita el cansancio, se incrementa la velocidad de poda o corte, logrando mayor rendimiento en el volumen de corte.

Sustratos:

Los sustratos útiles para el cultivo de fresa son muy variados, por ejemplo:

Lana de roca, perlita vermiculita, agrolita, tezontle, tepojal etc, pero se debe cuidar que la granulometría quede contemplada entre 8-12 milímetros, y que el sustrato sea ligero, cuente con retención de humedad, buena aireación para las raíces y sea fácilmente drenable.

En el caso del uso de cubos de lana de ropa para implantar el material vegetativo, es necesario que necesario saturar de solución nutritiva el cubo con un pH calibrado que no debe exceder de 6.-6.5 y ya con experiencia puede llegarse a 5.8.

La perlita es uno de los sustratos más comunes y su pH varía 6-7, se encuentra disponible en grados fino y mediano, facilitando, la siembra o transplante, su vida útil puede variar de 2-4 años dependiendo del manejo, pero al igual que todos los sustratos industrializados que tienen un costo mayor que los sustratos naturales como sería la grava, o el tezontle que además son de larga vida útil y de gran disponibilidad

Para una segunda siembra en el mismo sustrato es necesario realizarle una desinfección y una de las formas fáciles y baratas para ello, consiste en clorar agua al 1% y sumergir el sustrato por espacio de 2-3 horas dependiendo del uso anterior (si ha tenido alguna enfermedad presente). Después de retirar el agua clorada; el sustrato se inundará con agua natural y debe reposar de 5-10 minutos después se retira el líquido. Para evitar el desperdicio de agua, se puede dejar secar el sustrato o solarizarlo, pues el sol degrada el cloro (también las plantas consumen 2-3 ppm. de cloro).

Las macetas apilables que hasta ahora han dado excelentes resultados:

Selección de plántula para la siembra.

La fresa puede reproducirse en varias formas, pero las dos más comunes son por: plántula o división de la corona. Cuando la planta es adulta, sana y fuerte se puede dividir su corona, en 2-3 partes si la planta lo permite. Para la siembra o transplantes en ambos casos deben ser clasificadas eligiendo plántulas fuertes o bien las partes de la corona que cuenten con mayor cantidad de raíces suculentas. Si las plántulas o fresa dividida provienen de cultivo tradicional, es necesario hacerles una desinfección antes de ser sembradas en cualquiera de los sistemas hidropónicos. El primer paso consiste en enjuagar el material vegetativo con agua natural a temperatura ambiente, eliminando en todo lo posible la tierra, piedritas y otras impurezas pero teniendo sumo cuidado de no dañar las raíces. Todo el proceso debe realizarse en horas tempranas, evitando el exceso de calor y en áreas cubiertas y ventiladas pues de ningún modo deben exponerse al sol, ya que esto provocaría deshidratación al material vegetativo.

Después del enjuagar es necesario eliminar el exceso de agua y colocar el material vegetativo en zona sombreada, fresca y ventilada para permitirle un oreo moderado, si se sospecha de fungosis es recomendable enjuagar la raíz con algún funguicida o con una mezcla de oxicloruro de cobre y azufre elemental.

La siembra.

Realizada la desinfección y oreo moderado; se deben eliminar la mayor cantidad de hojas, de ser posible sólo dejar de 4-6 para que la plántula realice su fotosíntesis. La quita de hojas no influye en el desarrollo de la planta. Esta práctica le es favorable, para evitar un desgaste de energía, para una mejor conservación de sus reservas y mejorar la aireación Pero el sistema radicular no se debe alterar en lo posible.

Para favorecer un rápido desarrollo vegetativo es importante aplicar a la plántula un periodo de frío, con una temperatura que puede variar de 0ºC a 1ºC y de 4 a 6 ºC dependiendo del manejo que se desea hacer a la planta.

Las plantas que han estado sometidas a periodos de enfriamiento presentan un desarrollo más vigoroso y su actividad estolónica y foliar aumentan: su periodo productivo también, y el volumen productivo es mayor.

Si se desea un brote precoz :

Después del enjuáguese y oreo de las plántulas, éstas se seleccionan por tamaños para hacer atados de preferencia entre 15 a 20 plántulas y se colocan en bolsas de polietileno de acuerdo al tamaño de la plántula y las bolsas se deben conservar cerradas en todo lo posible para conservar la humedad necesaria para mantener turgentes las plántulas.

Las bolsas se colocan en un medio frío con una temperatura de – 6ºC el periodo de frío puede variar dependiendo de variedad y clima a donde debe ser sembrada la plántula. Lo recomendable para nuestra región es mantenerlas 100 a 150 horas frío. Para mejorar

Los contenedores:

Pueden ser de una gran diversidad: bolsas de plástico, cajas de madera recubiertas de plástico, macetas verticales u horizontales (con riego por goteo) etc. Dependiendo del sistema hidropónica que se haya decidido usar.

La siembra en macetas.

Se realiza en las horas más frescas para evitar el estrés a la planta

El sustrato elegido debe humedecerse con anticipación ( si es gravilla con 4 horas de anticipación), cuando es perlita basta media hora antes de la siembra. La lana de roca, o fibra e coco, sólo debe empaparse en el momento de la siembra.

La raíz de la plántula o la raíz de la corona dividida, debe introducirse en el sustrato hasta un poco antes de la corona y compactar un poco el sustrato alrededor de la plántula para fijarla en el medio. En el caso de macetas verticales: las macetas se apilan ajustando la esquina de cada parte inferior de la maceta en las muescas de la maceta que sirve de base, de modo que cada maceta podrá contener 4 plantas, multiplicando así el espacio disponible. La planta quedará colocada en cada una de las 4 esquinas de las macetas.

El primer riego puede aplicarse después de 2 a 3 horas de la siembra (dependiendo del sustrato).

Es recomendable usar una solución nutritiva madre para dilución y aplicarse a una conductividad de 2.00 a 2.5 y con un pH de 5.8 a 6.

Solución madre para fresa después del transplante:

Solución A.

Nitrato de Calcio 7.300 gr.

Nitrato de Potasio 2,500.gr.

Quelato de Fierro 50 gr

Solución B.

Nitrato de Potasio 2,600 gr.

Fosfato Monopotásico 3.900 gr

Sulfato de Magnesio 580 gr.

Sulfato de Manganeso 80 gr.

Sulfato de Zinc. 10 gr

Ácido bórico 30 gr

Sulfato de cobre 3 gr

Molibdato de amonio 1 gr.

Cuando la planta se ha sembrado, la aceptación a la temperatura esta influenciada también por el foto período, pues los cambios de luz actúan en la diferenciación y los movimientos vegetativos.

Dependiendo de la adaptación de la planta, pues si se ha adaptado a clima frío con esta temperatura entrará en reposo. Si ha sido adaptada a climas cálidos, y se somete a una temperatura de –20-25 ºC disminuye su producción.