Agronomía Costarricense 41(2): 79-91. ISSN:0377-9424 / 2017 www.mag.go.cr/rev agr/index.html www.cia.ucr.ac.cr Nota técnica EFECTO DE LA NUTRICIÓN MINERAL SOBRE LA PRODUCCIÓN DE FORRAJE VERDE HIDROPÓNICO DE MAÍZ Carolina Ramírez Víquez*, Freddy Soto Bravo1/* Palabras clave: Hidroforraje; maíz; nutrición animal; valor nutritivo. Keywords: Hydro-forage; maize; animal nutrition; nutritive value. Recibido: 26/01/17 Aceptado: 02/06/17 RESUMEN ABSTRACT El forraje verde hidropónico (FVH) con- Effect of mineral nutrition on green siste en la producción especializada de biomasa hydroponic maize forage production. vegetal a partir del crecimiento inicial de plántu- Hydroponic green forage (FVH) consists of las, la cual representa una alternativa en alimen- specialized production of vegetal biomass from tación animal ante el sistema convencional basa- initial seedling growth, which represents an do en pastoreo. El objetivo de este estudio fue alternative to conventional grazing systems for evaluar el efecto de la nutrición mineral aplicada animal feeding. The objective of this study mediante solución nutritiva, sobre la productivi- was to evaluate the effect of mineral nutrition dad y la composición de nutrientes minerales, applied by a nutrient solution on yield and de FVH de maíz. Se aplicaron 2 tratamientos de mineral composition of maize FVH. Two concentración de nutrientes: Nutrición alta (Na) y nutrient concentration treatments were applied: Nutrición baja (Nb), y un tratamiento control con High nutrition (Na) and Low nutrition (Nb), agua (Te). El estudio se realizó en el 2015, en un and a control treatment with water (Te). The invernadero ubicado en la Estación Experimental study was conducted in 2015, in a greenhouse Agrícola Fabio Baudrit Moreno (EEAFBM), located in the Agricultural Experiment Station Alajuela, Costa Rica. La semilla se seleccionó y Fabio Baudrit Moreno (EEAFBM), Alajuela, se preparó mediante desinfección, imbibición y Costa Rica. Seed was selected and prepared by aireación; seguidamente se pregerminó en cáma- disinfection, imbibition and aeration. It was then ra húmeda (3 días) en bandejas plásticas a una pre-germinated for 3 days in a wet chamber in densidad de 3 kg.m-2. Luego las bandejas se tras- plastic trays at a density of 3 kg.m-2. Plastic trays ladaron a un invernadero de producción, donde were then moved to a production greenhouse in permaneció durante 11 días hasta la cosecha. La which they remained for 11 days until harvest. aplicación de solución nutritiva no tuvo efecto Application of nutrient solution had no significant significativo (p>0,05) sobre la producción de peso effect (p>0.05) on fresh weight (PF), dry matter fresco (PF) y de materia seca (MS), la eficiencia (DM) production, conversion efficiency (EC) 1 Autor para correspondencia. Correo electrónico: * Universidad de Costa Rica, Facultad de Ciencias freddy.sotobravo@ucr.ac.cr Agroalimentarias, Estación Experimental Agrícola Fabio Baudrit Moreno, Costa Rica. 80 AGRONOMÍA COSTARRICENSE de conversión (EC) y la composición mineral del and mineral composition of maize FVH. For all FVH de maíz. Para todos los tratamientos (Na, treatments (Na, Nb and Te), mean values of PF Nb y Te), los valores promedios de producción de (15.28 kg.m -2), EC (5.08 kg.kg-1), height (27.7 PF (15,28 kg.m-2), de EC (5,08 kg.kg-1), de altura cm) and mineral composition of maize FVH, (27,7 cm) y la composición mineral del FVH de presented optimum values compared to what is maíz, presentaron valores óptimos respecto a lo reported by other authors. The results suggest reportado por otros autores. Los resultados sugie- that under conditions similar to this study, the ren que bajo condiciones similares a este estudio, use of nutrient solutions for FVH production is no es necesaria la utilización de soluciones nutri- not necessary. tivas para la producción de FVH. INTRODUCCIÓN la alimentación representa alrededor de 56% a 60% de los costos totales, que es el 82% costos En Costa Rica existen alrededor de 1 575 de suplementos alimenticios (Tobía et al. 2004). 779 bovinos de doble propósito (38%) de carne Actualmente, el cambio climático asociado (34,1%), leche (20,9%) y pie de cría (7,1%), de a la potencial crisis del agua y al agotamiento de los cuales 70,2% pertenecen a pequeñas fincas la frontera agrícola, representan una amenaza (<30 ha) y el 84,9% a fincas de menos de 60 ha sobre la disponibilidad de forrajes para alimen- (CORFOGA 2012). tación animal y plantean la necesidad de inves- La producción bovina depende del sistema tigar otras opciones tecnológicas que aseguren la de pastoreo como principal recurso alimenticio sostenibilidad de los sistemas de producción de (FCGG-MAG 2007). Sin embargo, los fenó- alimentos de origen animal. menos climáticos actuales asociados al cambio La técnica de producción de forraje verde climático, tales como las sequías e inundaciones hidropónico (FVH) representa una alternativa ponen en riesgo la actividad ganadera extensiva, a los métodos convencionales de producción de debido al agotamiento y pérdidas de pastizales forraje, como un suplemento nutritivo en la dieta que afectan sensiblemente la disponibilidad de convencional. La producción de FVH es una tec- forraje para los animales, que han causado alta nología de desarrollo de biomasa vegetal obtenida mortalidad y pérdidas de peso o de producción. del crecimiento inicial de plántulas en los estados La baja producción de forrajes durante la de germinación y crecimiento temprano a partir época seca, una defectuosa mineralización y pro- de semillas, para producir un forraje vivo de alta blemas en la composición genética, ha incidido en digestibilidad, calidad nutricional y apto para la la disminución de la producción y reproducción, alimentación de animales (FAO 2001). entre los que se encuentra una baja tasa de nata- La producción de FVH es una técnica que lidad (54%) y una edad al sacrificio de 3 años o permite obtener de una manera rápida, de bajo más (FCGG-MAG 2007). costo y de forma sostenible, un forraje fresco, Los sistemas de producción animal susten- sano, limpio y de alto valor nutritivo, para ali- tan sus prácticas alimenticias en el suministro de mentar a sus animales en cualquier época del un porcentaje de forraje más un suplemento ali- año (FAO 2001). Es un forraje apto para la ali- menticio (Vargas-Rodríguez 2008). Por tal razón, mentación de cabras, terneros, vacas en ordeño, en Costa Rica, para producción de leche (bovina) caballos, conejos, pollos, gallinas ponedoras y Agronomía Costarricense 41(2): 79-91. ISSN:0377-9424 / 2017 RAMÍREZ & SOTO: Nutrición mineral en forraje hidropónico de maíz 81 patos, entre otros animales, sobre todo durante nitrógeno oscilan desde 5 mg.l-1 (Rivera et al. tiempos de escasez de forraje verde (Cuesta y 2010) hasta 238 mg.l-1 (Salas et al. 2010), mien- Machado 2009). tras que en el caso del hierro las concentraciones El uso de FVH ha dado excelentes resul- varían desde 4,3 mg.l-1 (Salas et al. 2012) hasta tados tanto en animales monogástricos como 800 mg.l-1 (Rivera et al. 2010). poligástricos, debido al aporte de vitaminas, enzi- El objetivo de este estudio fue evaluar el mas, coenzimas y aminoácidos libres (Rodríguez efecto de la nutrición mineral aplicada mediante 2002). Además, presenta un alto valor nutritivo, solución nutritiva, sobre el crecimiento, la pro- alto valor proteico y una alta digestibilidad que ducción y la composición de nutrientes minerales, permite una rápida circulación por el tracto diges- en FVH de maíz. tivo de los animales por ser un forraje tierno y palatable (FAO 2001). MATERIALES Y MÉTODOS Mediante la técnica de FVH, la eficiencia en el uso del agua (EUA) se incrementa sustan- El presente estudio se realizó en la Estación cialmente frente al sistema de producción conven- Experimental Fabio Baudrit Moreno (EEFBM), cional de forrajes a campo abierto. Según Lomelí ubicada en el Distrito San José de Alajuela, Costa (2000), se requiere de 2 a 3 litros de agua para Rica (10º01’N, 84º16’W), a 840 m de altitud y producir 1 kilo de FVH con un 12% a 18% de valores promedios de precipitación anual, tempe- MS, que se traduce en un consumo total de 15 a ratura y humedad relativa, de 1940 mm, 22°C y 20 litros de agua por kilogramo de MS en 14 días. 78%, respectivamente. En un estudio reciente, Ramírez (2016), obtuvo Se utilizó un invernadero multitúnel, con una eficiencia de uso de agua de 1,46 l.kg-1 PF y dimensiones de 9,75 m de ancho y 50 m de largo, 17,7 l.kg-1 MS, lo cual representa un incremento alturas de 6,0 m al centro del túnel y de 4 m al sustancial frente al rango de 270 a 635 l.kg-1 canalón. El invernadero fue construido en hierro MS, en pasturas convencionales a campo abierto galvanizado, con cubierta de polietileno trans- (FAO 2001). parente tricapa de 200 µm de espesor y malla En Costa Rica, la aplicación de la técnica anti-insectos (43x28) en las paredes frontales y para producción de FVH es incipiente, debido laterales. El sistema de ventilación fue pasivo a que existe poca evidencia científica sobre su combinado con el funcionamiento automatizado factibilidad técnica, económica y metodológica de ventanas cenitales según la velocidad de viento para la producción en el trópico (Elizondo 2008). monitoreada con anemómetro. A nivel internacional, la información reportada Durante el periodo del experimento se presenta gran variabilidad en aspectos técnicos monitoreo la temperatura y la humedad relativa y metodológicos, tales como el clima, genotipos (Data logger HOBO U23 Pro v2) de forma conti- usados, densidades de siembra, días de cosecha y nua cada 5 minutos se registraron los promedios el manejo del riego y la nutrición. horarios. Los promedios globales de temperatura Respecto a la nutrición mineral se reporta (°C) y humedad relativa (%), máxima, mínima y una alta variabilidad en las concentraciones de media, fueron 31,5°C; 19,7°C y 23,9°C, y 97,4%; nutrientes minerales en las soluciones nutritivas 59,8% y 86%, respectivamente. utilizadas para la nutrición del FVH (Rivera et Se utilizó semilla de maíz, a partir de su al. 2010, Salas et al. 2010 y 2012, FAO 2001, disponibilidad, volumen de producción y bajo Maldonado et al. 2013, Candía 2014). Mientras costo en Costa Rica, respecto a otros materiales que en algunos casos se aplica únicamente agua importados (Ramírez 2016). Se utilizó la varie- (Cuesta y Machado 2009, Al-Karaki y Al-Hashi- dad local “Diamantes 8843”, de polinización mi 2012) en otros se aplican excesos. Por ejemplo, libre, grano color blanco, con madurez tardía en la producción de FVH de maíz los rangos de (120-135 días), rendimientos de 3 y 6 t.ha-1 de Agronomía Costarricense 41(2): 79-91. ISSN:0377-9424 / 2017 82 AGRONOMÍA COSTARRICENSE grano, y un amplio rango de adaptación a condi- del FVH de maíz. Para ello, se aplicaron 2 trata- ciones agro-agroclimáticas (INTA-AECI 2005). mientos con diferente concentración de nutrientes La investigación se llevó a cabo durante minerales, Nutrición baja (Nb) y Nutrición alta el invierno de 2015, en un ciclo de cultivo de 3 (Na), y un tratamiento testigo solo con agua (Te) días para la etapa de imbibición-germinación, y (Cuadro 1). Las concentraciones de nutrientes de 11 días de crecimiento en invernadero hasta la minerales en los tratamientos Nb y Na, fueron cosecha, para un ciclo total de 14 días. definidas con base en los rangos de concentración El experimento consistió en evaluar el reportados en la literatura (FAO 2001, Cuesta y efecto de la nutrición mineral aplicada mediante Machado 2009, Al-Karaki y Al-Hashimi 2012, solución nutritiva, sobre la producción de peso Rivera et al. 2010, Salas et al. 2010, Salas et al. fresco (PF) y de materia seca (MS), la eficiencia 2012, Maldonado et al. 2013, Candía 2014) y se de conversión (EC) y la composición mineral descartaron los valores extremos. Cuadro 1. Concentración de nutrientes en los diferentes tratamientos utilizados. Mayores (mg.l-1) Menores (mg.l-1) *CE Tratamiento pH N Ca Mg K P Fe Zn Cu Mn Na S (mS.cm-1) Testigo (Te) 8,3 6,2 12,6 5,4 3,6 0,3 ND ND ND ND 9,3 0,9 0,2 Nutrición baja (Nb) 6,7 94,6 94,2 22,3 145,6 18,4 0,3 0,1 0,1 ND 12,1 35 1,3 Nutrición alta (Na) 6,6 227 202,7 49,5 341,4 46,1 1,2 0,5 0,5 0,7 16,3 78,8 2,5 *CE: conductividad eléctrica (mS.cm-1) Para la preparación de las soluciones nutri- Se utilizó un diseño unifactorial e irres- tivas correspondientes a los tratamientos de baja tricto al azar, donde el nivel de nutrición y la y alta concentración de nutrientes, se utilizaron especie vegetal, correspondieron a las variables fertilizantes hidrosolubles como fosfato mono- independiente y dependiente, respectivamente. La potásico, sulfato potásico, sulfato de magnesio, estructura fue dividida verticalmente en 3 seccio- nitrato cálcico, nitrato potásico y pre-mezclas de nes, que fueron asignadas aleatoriamente a cada micronutrientes. Posteriormente, las disoluciones uno de los 3 tratamientos. Cada sección vertical se distribuyeron en 3 tanques de almacenamiento estuvo compuesta por 5 estantes horizontales y para los tratamientos N , N y T , respectivamen- en cada estante hubo 4 repeticiones distribuidas a b e te. Las soluciones nutritivas fueron aplicadas en aleatoriamente. Una repetición correspondió a una bandeja plástica (0,55 m x 0,30 m = 0,165 cada evento de riego mediante sistema de riego m2) con FVH. Las muestras fueron tomadas del por nebulización. centro de cada bandeja, con el fin de descartar Como área experimental para la produc- efectos de borde. Además, entre tratamientos o ción de FVH, se utilizó una estructura metálica sectores, hubo una bandeja de FVH de división 3 m de largo, 1,2 m de ancho y 2 m de altura, la utilizada como borde. cual fue dividida horizontalmente en 5 estantes Para la producción de FVH, se aplicó el separados cada 0,40 m, con un desnivel de 1% procedimiento descrito por Vargas-Rodríguez desde el centro de la estructura hacia el borde, en (2008), que va desde la preparación de la semi- ambos lados. lla hasta la cosecha. El primer paso incluye la Agronomía Costarricense 41(2): 79-91. ISSN:0377-9424 / 2017 RAMÍREZ & SOTO: Nutrición mineral en forraje hidropónico de maíz 83 selección, limpieza y pre-lavado de las semillas. riqueza nutricional del FVH, en cuanto a proteína Seguidamente se desinfectó por inmersión en una cruda y digestibilidad, se alcanza aproximada- solución de 100 g.l-1 de Hidróxido de Calcio (8 mente a los 10-11 días, mientras que inicia un horas), se realizó un lavado de la cal y se sumer- descenso apreciable en el valor de algunos pará- gió en Busamart® (TCMTB: benzotiazol) a una metros nutricionales (Salas et al. 2010, Herrera- dosis de 1 ml.l-1 (5 minutos). A continuación, se Torres et al. 2010). Al respecto Salas et al. (2010), realizó un lavado del TCMTB y las semillas se reportaron un descenso en el contenido de proteí- dejaron expuestas al aire del ambiente (1 hora). na cruda y la digestibilidad, debido al incremento Para pregerminar la semilla, se sometió a del contenido de materia seca estructural confor- un proceso de imbibición, sumergiéndola en agua me aumenta la edad del forraje. por un periodo de 10 horas. Consecutivamente, la El sistema de riego estuvo compuesto por semilla se colocó en bandejas plásticas, cubierta i- tanques de almacenamiento, ii- bombas de con papel húmedo, a una densidad de 3 kg.m-2 impulsión, iii- tubería de conducción (PVC de según promedio reportado en la literatura (FAO 19 mm), iv- microaspersores autocompensados, 2001, Vargas 2008, Salas et al. 2010, Maldonado v- reguladores de presión y vi- manómetros. Cada et al. 2013). estante o nivel tenía 4 líneas de riego (PE de 16 La germinación (3 días) se realizó en mm), provistas de 2 aspersores cada una, para cámara oscura, a una humedad relativa superior a un total de 20 líneas y 40 aspersores en toda la 85% y una temperatura de 23 a 25°C. Concluida estructura. La programación del riego se realizó la germinación, se inició la etapa de crecimiento por tiempos fijos, medidos con un programador (11 días). Para ello, se retiró el papel de protección (timer), con una duración de 15 segundos y una de la semilla y se colocaron las bandejas en la frecuencia cada 45 minutos, en un intervalo hora- estructura de producción de FVH ubicada dentro rio de 6 a.m. a 6 p.m. En el Cuadro 2 se presenta del invernadero. el balance de agua en el sistema de cultivo de La edad de cosecha a los 11 días fue defi- FVH para cada tratamiento, durante 11 días del nida al considerar como criterio, que la mayor ciclo de cultivo. Cuadro 2. Balance hídrico en los diferentes tratamientos utilizados en la producción de forraje verde hidropónico de maíz. Parámetro Testigo Bajo Alto Entradas (l.m-2) Riego 11,7 12,1 8,9 Pérdidas laterales 4,1 4,1 2,6 -2 Drenaje 3,3 4 0,6Salidas (l.m ) ETc 3,6 3,1 5,1 Total salidas 11 11,2 8,3 Balance (l.m-2) 0,6 0,9 0,5 Al final de la etapa de crecimiento del fresco de FVH obtenido por bandeja (0,55 m x FVH de maíz, se determinaron como variables de 0,30 m = 0,165 m2). respuesta, la altura, el peso fresco (PF), la materia La EC (kg.kg-1), definida como la produc- seca (MS), la eficiencia de conversión (EC) y la ción de PF por kg de semilla, se obtuvo como el composición de nutrientes minerales (%) en el -2 FVH. La altura de la planta (cm) se midió diaria- cociente entre el peso fresco (kg.m ) y el peso de -2 mente durante el ciclo de cultivo, desde la base semilla seca utilizada (kg.m ). El contenido de de la plántula hasta el final de la hoja candela. El materia seca (MS) se determinó en horno a 105°C peso fresco (kg.m-2) se calculó a partir del peso hasta peso constante. Agronomía Costarricense 41(2): 79-91. ISSN:0377-9424 / 2017 84 AGRONOMÍA COSTARRICENSE Para el análisis del contenido mineral del y homocedasticidad, con el apoyo del programa FVH, para cada tratamiento, se tomó una muestra informático Infostat (Di Rienzo et al. 2011). Al compuesta a partir de submuestras de MS de las cumplirse dichos supuestos, los datos fueron 4 repeticiones en cada uno de los 5 niveles, con el objetivo de obviar el efecto de la reducción de sometidos a un análisis de varianza (ANDEVA), luz solar, según la posición descendente desde el y si este fue significativo, se procedió a una com- nivel superior hasta el estante inferior. Además, paración múltiple de medias con LSD FISHER Bertsh (2003), recomienda que las muestras de (p<0,05). peso seco se pueden fundir en una sola, ya que el coeficiente de variación entre las repeticiones de concentraciones, experimentalmente ha dado RESULTADOS valores menores a 15%, y que efectuar los análisis individuales para cada repetición y tejido encare- Las variables de respuesta para determinar ce drásticamente los costos. si la aplicación de nutrientes minerales mediante Los datos de las variables de respuesta solución nutritiva afecta la productividad del fueron sometidos a la verificación de normalidad FVH de maíz, se presentan en el Cuadro 3. Cuadro 3. Valores promedio de altura, peso fresco (PF), materia seca (MS) y eficiencia de conversión (EC) de forraje verde hidropónico de maíz. Variables Tratamiento Altura PF MS MS EC (cm) (kg.m-2) (%) (kg.m-2) (kg.kg-1) Testigo (Te) 26,71 a 15,20 8,2 1,26 5,06 Nutrición baja (Nb) 26,05 ab 15,27 8,8 1,35 5,08 Nutrición alta (Na) 30,21 b 15,37 9,0 1,36 5,11 Promedio - 15,28 8,7 1,32 5,08 C.V. 7,60 12,15 5,77 12,20 12,13 Valor p <0,0001 0,9585 0,1193 0,1068 0,9672 Medias con letra distinta presentan diferencias estadísticamente significativas (p<0,05). Respecto a la altura del FVH, el tratamien- promedios de todos los tratamientos fueron 15,28 to Nb no mostró diferencias estadísticamente sig- kg.m-2 de PF, 8,7% de MS, 1,32 kg.m-2 de MS y nificativas (p>0,05) respecto a los tratamientos 5,08 kg.kg-1 de EC (Cuadro 3). Na y Te, sin embargo, el tratamiento Na fue esta- La aplicación de nutrientes minerales dísticamente superior (p<0,05) al tratamiento Te mediante solución nutritiva no afectó la compo- (Cuadro 3). La altura promedio de los tratamien- sición mineral (p<0,05) del FVH, ya que fueron tos Nb-Te fue de 26,38 cm, mientras que el pro- prácticamente similares en todos los tratamien- medio de los tratamiento Nb-Na fue de 28,13 cm. tos. No obstante, el tratamiento Na fue ligera- Por otra parte, no hubo efecto de los mente superior respecto a los tratamientos Te y tratamientos de nutrición sobre la producción Nb (Cuadro 4). Las mayores diferencias de Na de PF, MS y la EC (p>0,05), donde los valores respecto al promedio Nb-Te, fueron 0,32% de N, Agronomía Costarricense 41(2): 79-91. ISSN:0377-9424 / 2017 RAMÍREZ & SOTO: Nutrición mineral en forraje hidropónico de maíz 85 Cuadro 4. Contenido de macro y micronutrientes en forraje verde hidropónico de maíz. % Mg.kg-1 Tratamiento N P Ca Mg K S Fe Zn Mn B Testigo (Te) 3,26 0,53 0,29 0,22 0,92 0,22 70 50 143 <4 Solución Baja (Nb) 3,31 0,56 0,30 0,23 0,99 0,24 78 56 160 <4 Solución Alta (Na) 3,60 0,65 0,53 0,28 1,66 0,32 97 60 158 15 Promedio 3,39 0,58 0,37 0,24 1,19 0,26 82 55 154 15 0,24% de Ca, 0,71% de K para los macronutrien- siembra, días de cosecha, condiciones climáticas tes; y 23 mg.kg-1 de Fe, 7 mg.kg-1 de Zn y 3,5% y el manejo del riego y la nutrición. Esto tiene de Mn en el caso de micronutrientes. como consecuencia una alta variabilidad en los resultados reportados por diferentes autores. En el caso de la nutrición del FVH, las concentracio- DISCUSIÓN nes de nutrientes minerales en solución utilizados para la fertilización varian ampliamente (Cuadro En la literatura reportada, existen diferen- 5), con resultados muy variables y sin un panora- cias en aspectos productivos y metodológicos de ma claro acerca de la justificación de fertilizar el la técnica, tales como genotipos, densidades de cultivo de FVH. Agronomía Costarricense 41(2): 79-91. ISSN:0377-9424 / 2017 86 AGRONOMÍA COSTARRICENSE Agronomía Costarricense 41(2): 79-91. ISSN:0377-9424 / 2017 Cuadro 5. Concentración de nutrientes en diferentes soluciones utilizadas para fertilizar el forraje verde hidropónico. Nutrientes (mg.l-1) Autor Tipo Material N P K Ca Mg S Fe FAO 2001 Sol. Química No indica 207 83 178 - 71 90 10 Cuesta y Machado 2009 Agua Maíz Agua, no especifican concentraciones Al-Karaki y Al-Hashimi (2012) Agua Sorgo Cebada, Trigo 10 4 7 - 0,2 0,8 200 Rivera et al. 2010 Sol. Compuesta Maíz 5 15 5 300 400 1620 800 Sol. Química 202 48 32 81 60 9,4 23 Salas et al. 2010 Té Compost Maíz 238 39 53 80 91 2,6 10,4 Agua nd nd 14 47 8 13 nd Vermicompost 101 10 50,7 200 27 4,3 Salas et al. 2012 Té compost Maíz 170 28 34 245 32 4,5 Sol. Química 202 48 32 81 61 24 Maldonado et al. 2013 Sol. Química Trigo Agua y 5 modificaciones en la relación NO3-/NH4+ 204 87 395 - - - - Candía 2014 Sol. Guano de Cuy Cebada 401 174 791 - - - - RAMÍREZ & SOTO: Nutrición mineral en forraje hidropónico de maíz 87 Por tanto, en este estudio se evaluó el efecto días de cosecha, fertilización y densidad de de la aplicación de soluciones nutritivas sobre la siembra. En estudios realizados por Muñoz et al. altura, el peso fresco (PF), la materia seca (MS) y (2008), reportaron rendimientos 21,8 kg.m-2 de la eficiencia de conversión (EC) (Cuadro 3) y sobre PF para densidades de 6,3 kg.m-2 de semilla. la composición mineral del FVH (Cuadro 4). Respecto a los contenidos (8,2% - 9%) y La altura representó un parámetro importan- rendimientos de MS (1,26 a 1,36 kg.m-2) en el te a considerar para el diseño de la infraestructura, FVH, no fueron afectados (p>0,05) por los trata- ya que permitía determinar la separación entre nive- mientos de nutrición mineral. Lo anterior coincide les o estantes dentro del modulo de producción. Una con estudios similares realizados por Rivera et mayor altura del tratamiento Na respecto al trata- al. (2010), donde no obtuvieron diferencias en miento Te (p<0,05), probablemente se debe al efecto los valores de MS cuando aplicaron 2 diferentes de una mayor concentración de N aplicado en Na, lo soluciones nutritivas, aunque reportaron valores cual favorece el crecimiento vegetativo mediante la superiores de MS (17,2%). Por otra parte, Campêlo elongación celular. Sin embargo, estas diferencias en et al. (2007), obtuvieron 11,54% de MS en FVH altura no afectaron el rendimiento de PF, los conte- de maíz, sin utilizar fertilización mineral; mien- nidos de MS y la EC (Cuadro 3). tras que Vargas (2008) y Meza Carranco (2005) En este estudio, las diferencias en pro- reportaron incrementos significativos de MS en ducción de PF y MS, en la EC y la composición FVH, conforme incrementa la edad de cosecha. mineral del FVH de maíz, respecto a lo reportado En el presente estudio, aún cuando los en la literatura, probablemente obedece a la varia- valores de MS fueron bajos (8,7%), se observó bilidad asociada a los genotipos utilizados, la una alta DMS en el FVH de maíz (88,6% datos no densidad de siembra (kg.m-2), los días de cosecha reportados), al presentar contenidos superiores a (Vargas 2008, Meza Carranco 2005), manejo del los rangos reportados (64,3%-78,7%) por Gómez riego y la nutrición (Maldonado et al. 2013, Salas (2008) y López-Aguilar et al. (2009). et al. 2010 y 2012 y Rivera et al. 2010) y a las Respecto al rendimiento de MS se obtuvo condiciones de clima, entre otros. un promedio de 1,32 kg.m-2, un valor inferior a los La altura del FVH de maíz alcanzada a los reportados en literatura con rendimientos de 1,87- 11 días de cosecha (26-30 cm), fueron similares 2,3 kg.m-2 de MS para FVH de maíz (Gómez a los valores reportados por Rivera et al. (2010) 2008); 1,8 kg.m-2 para maíz amarillo y 2,09 de 28,5 cm; mientras que FAO (2001), Rodríguez kg.m-2 para maíz blanco (Muñoz et al. 2008). Los et al. (2012) y Vargas (2008), reportaron alturas bajos valores de MS obtenidos y altos contenidos inferiores (19,5 cm en promedio) a los 8 días de agua en el FVH, implicarían un incremento en (20 cm), 10 días (22 cm) y 12 días de cosecha, las cantidades necesarias de ingesta animal, para respectivamente. llenar los requerimientos de consumo de MS, En rendimiento, la nutrición mineral apli- lo cual supone una probable limitación desde el cada mediante soluciones nutritivas no tuvo efec- punto de vista práctico y económico. to (p>0,05) sobre el PF de FVH de maíz, lo cual Ante esta situación, una alternativa es coincidió con estudios similares realizados por utilizar el FVH como suplemento nutritivo en Salas et al. (2010 y 2012). Salas et al. (2010) dietas convencionales basadas en el consumo de quienes reportaron rendimientos similares (16,49 forrajes convencionales y heno. De esta forma, se kg.m-2) al cosechar a los 12 días de edad y uti- aprovechan otras ventajas nutricionales del FVH lizar concentraciones de nutrientes similares al tales como su excelente nivel de proteína (Salas tratamiento Na. Por otra parte, los valores de et al. 2010), adecuado balance en la relación fibra PF obtenidos (Cuadro 3), fueron inferiores a los soluble/fibra insoluble (Gómez 2008), alta diges- reportados por otros autores, lo cual probable- tibilidad de MS (Gómez 2008) y buen aporte de mente está relacionado con el genotipo usado, energía (López-Aguilar et al. 2009). Agronomía Costarricense 41(2): 79-91. ISSN:0377-9424 / 2017 88 AGRONOMÍA COSTARRICENSE A pesar de presentar contenidos relativa- Estas diferencias podrían ser atribuibles a las mente bajos de MS en el FVH, si se considera variaciones en los días de cosecha, fertilización, un sistema de producción continuo anual de 30 genotipos y densidad de siembra. ciclos de 12 días, el rendimiento obtenido (1,32 En esta investigación, la aplicación de kg.m-2) equivale a 400 t.ha-1.año-1 de MS. Esto nutrientes minerales no afectó la composición representa un sustancial incremento (733%) res- mineral del FVH de maíz (Cuadro 4). Los estu- pecto al promedio en pastos a campo abierto dios reportados sobre el efecto de la aplicación (48 t.ha-1.año-1) reportado por Villalobos (2006), de la nutrición mineral en FVH, se enfocan en Andrade (2006) y Salazar (2007). la evaluación de variables de producción y bro- Probablemente, en este estudio la calidad matológicas (Rivera et al. 2010, Salas et al. 2010 de la semilla fue un factor que afectó la produc- y 2012, Maldonado et al. 2013), y muy pocos ción de MS en el FVH de maíz. Es fundamental estudios evalúan el efecto sobre la composición considerar la calidad física, fisiológica, genética mineral del FVH. y fitosanitaria de la semilla (FAO 2011), ya que En un estudio similar realizado por López- representó una de las principales limitantes en la Aguilar et al. (2009), con FVH de maíz a una den- producción de FVH (Valdivia 1997), debido a la sidad de 2,5 kg.m-2, 14 días de cosecha y regado reducción del rendimiento, al incremento en los con agua, se observó que el contenido de nutrientes costos de producción y a los riesgos para la salud en los diferentes tratamientos fueron superiores en animal y humana, por la presencia de aflatóxinas P, Ca, K, similares en Mg y Zn y ligeramente infe- (Figueroa 2006, Urrego y Díaz 2006). En este riores en Fe, aunque dicha investigación no reporta estudio, la calidad de la semilla de “Diamantes cuál es el aporte de nutrientes del agua de riego, lo 8843” a pesar de ser una semilla certificada por la cual dificulta las comparaciones. En otro estudio, Oficina Nacional de Semillas, presentó múltiples Bedolla-Torres et al. (2015), al aplicar solución problemas asociados con la calidad fitosanitaria. nutritiva de Hoagland, reportaron contenidos de La EC no fue afectada por los tratamientos potasio y calcio en FVH de maíz, inferiores a las de nutrición (p>0,05), sin embargo, los rendimien- obtenidas, pero no se especifica cuál es la concen- tos obtenidos son aceptables según los valores tración usada de cada nutriente. reportados por diferentes autores. La EC pro- Adicionalmente, en esta investigación se medio de todos los tratamientos de (5,1 kg.kg-1) evaluó el potencial del FVH como fuente para (Cuadro 3), fue similar al promedio de 5 kg.kg-1 suplir los requerimientos minerales en alimenta- reportado por Rodríguez et al. (2012) y Salas et ción animal. Para ello se comparó la composición al. (2012). Valdivia (1997), considera un buen mineral del FVH obtenido, con las recomenda- rendimiento 5 kg.kg-1, aunque señala que lo ópti- ciones de nutrientes minerales en vacas lactantes mo sería una EC de 6 a 7 kg.kg-1. Otros estudios y rumiantes (Cuadro 6) según NRC (1996 y reportaron valores de EC inferiores a los obte- 2001), con los contenidos de nutrientes minerales nidos en esta investigación, tales como 4 kg.kg-1 en forrajes convencionales a campo abierto según con maíz blanco a los 12 días y a una densidad Villalobos (2006), Andrade (2006) y Salazar de siembra de 3,5 kg.m-2 (Muñoz et al. 2008); y (2007) y con los rangos generales en pastos de de 4,3 kg.kg-1 en maíz (Vargas-Rodríguez 2008). Costa Rica según Cabalceta (1999) (Cuadro 7). Agronomía Costarricense 41(2): 79-91. ISSN:0377-9424 / 2017 RAMÍREZ & SOTO: Nutrición mineral en forraje hidropónico de maíz 89 Cuadro 6. Recomendación de niveles de macro y micro nutrientes en vacas lactantes y rumiantes en desarrollo. % Mg.kg-1 Autor P Ca Mg K Fe Cu Zn Mn Rumiantesb 0,18-0,43 0,18-0,60 0,13-0,15 0,60-0,80 40-50 5-20 30-50 ----- Vacas lactantesa 0,32-0,44 0,53-0,67 0,18-0,21 1,01-2 12,3-18 9-11 43-55 12-14 Fuente: aNRC (1996), bNRC (2001). Cuadro 7. Contenidos de macro y micro nutrientes pasturas de campo abierto y en FVH de maíz. % mg.kg-1 Autor Pastura P Ca Mg K Fe Cu Zn Mn Villalobos (2006) Ryegrass 0,39 0,68 0,21 3,64 86,2 12,1 49,8 51,3 Andrade (2006) Kikuyo 0,37 0,41 0,30 2,94 109 10,0 28,6 75,1 Salazar (2007) Estrella 0,33 0,42 0,22 2,73 189,8 11,28 28,9 80,5 Cabalceta (1999) Pastos 0,31-0,60 0,43-0,80 0,20-0,40 0,8-2,0 50-100 10-20 40-100 40-100 López-Aguilar et al. (2009) FVH 0,38 0,26 0,28 0,82 98 15 52 ----- En general, en todos los casos se demostró de concentración mineral en pastos de Costa el potencial del FVH como fuente para suplir Rica reportados por Cabalceta (1999) (Cuadro los requerimientos minerales en alimentación 7), todos los nutrientes se encontraron dentro animal. Según los niveles críticos reportados por del rango óptimo, con excepción del Mn que fue NRC (2001) para vacas lactantes (Cuadro 6), el superior sin alcanzar niveles tóxicos y el Ca, que contenido mineral del FVH de cada tratamiento, se encuentra ligeramente por debajo del valor podría suplir todos los elementos minerales, a crítico en los tratamientos N y T . excepción del calcio en los tratamientos T y N b ee b Por tanto, los resultados obtenidos sugie- (Cuadro 4). De igual forma, según NRC (1996), ren que el FVH es una fuente óptima de macro en todos los tratamientos el FVH presenta con- y micro-nutrientes para alimentación animal, centraciones optimas de minerales, capaz de suplir los requerimientos para mantenimiento y independientemente de la aplicación de solución desarrollo del rumiante. nutritiva como fuente fertilizante durante el Al comparar los valores de nutrientes ciclo de cultivo. minerales de pasturas de campo abierto (Cua- dro 7) con los promedios obtenidos en FVH de CONCLUSIÓN los 3 tratamientos (Cuadro 4), se observó que estos fueron superiores para el P, Zn, Mn y Cu; De acuerdo con los resultados obtenidos similares para el Mg e inferiores para el Ca, K, bajo las condiciones climáticas y de manejo del Fe. Mientras que respecto a los rangos generales presente estudio, se concluye que no es necesaria Agronomía Costarricense 41(2): 79-91. ISSN:0377-9424 / 2017 90 AGRONOMÍA COSTARRICENSE la utilización de soluciones nutritivas para la pro- Cuesta, T; Machado, R. 2009. Producción y evaluación de ducción de Forraje Verde Hidropónico de maíz la calidad nutricional del forraje verde hidropónico (cv. Diamante 8883) a los 11 días de cosecha. (FVH) a base de maíz (Zea mays) como alternativa para la alimentación de pollos de engorde en la La aplicación de solución nutritiva no afectó la Estación Ambiental Tutunendo, Chocó, Colombia. composición mineral, la altura y el rendimiento Biotecnia 6(2):127-134. en términos de PF y EC, del FVH de maíz. Por CORFOGA (Corporación de Fomento Ganadero). 2013. tanto, no se encontraron diferencias atribuibles al Informe Encuesta Ganadera Nacional 2012 (en línea). uso de diferentes concentraciones de nutrientes Madrigal, PJ; Fallas, MA. San José, Costa Rica. Corporación Ganadera. 72 p. Informe. Consultado minerales aplicadas mediante solución nutritiva 9 nov. 2014. 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