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PRODUCCIÓN DE FORRAJE VERDE HIDROPÓNICO
Porfirio Juárez-López^1 , Héctor J. Morales-Rodríguez^2 , Manuel Sandoval-Villa^3 , Alejandro
A. Gómez Danés^4 , Elia Cruz-Crespo^1 , Cecilia R. Juárez-Rosete^1 , Jorge Aguirre-Ortega^5 ,
Gelacio Alejo-Santiago^1 , Margarito Ortiz-Catón^1
(^1) Unidad Académica de Agricultura,Universidad Autónoma de Nayarit (^2) Maestría en Ciencias Biológico Agropecuarias, Universidad Autónoma de Nayarit. 3 Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo. (^4) Unidad Académica Escuela Nacional de Ingeniería Pesquera (UAENIP), UAN. (^5) Secretaría de Investigación y Posgrado, UAN.
El forraje verde hidropónico (FVH) es una tecnología de producción de biomasa vegetal que se obtiene a partir de la germinación y crecimiento de semillas de cereales. El FVH es de alta digestibilidad, calidad nutricional y es apto para la alimentación animal.
El FVH se produce en ausencia del suelo y en condiciones protegidas donde se controlan algunas variables ambientales (luz, temperatura y humedad). Usualmente se utilizan semillas de maíz, avena, cebada, trigo y sorgo. La producción del FVH es una de las derivaciones prácticas que tiene el uso de la técnica de los cultivos sin suelo o hidroponía. El proceso se realiza en contenedores de plástico rígido (charolas) por un periodo de entre 10 y 14 días, con riegos de agua hasta que los brotes alcancen un largo de 3 a 4 cm; a partir de ese momento, se continúan los riegos con una solución nutritiva con el fin de proporcionarle los nutrimentos necesarios para el óptimo crecimiento del forraje. Con esta producción se obtiene en corto tiempo un alimento de alta sanidad y calidad nutricional para el ganado, en cualquier época del año y localidad geográfica, siempre y cuando se establezcan las condiciones mínimas necesarias para ello.
La tecnología de FVH es complementaria y no competitiva con la usada en la producción convencional de forraje. El FVH es una alternativa para la alimentación de animales como bovinos, caprinos, ovinos, equinos, porcinos, aves, entre otros; y es especialmente útil en periodos de escasez de forraje verde.
Ventajas del FVH
Las ventajas del sistema de producción de forraje verde hidropónico son:
Ahorro de agua. Al utilizar el sistema de producción FVH la pérdida de agua por escurrimiento superficial, infiltración y evapotranspiración es mínima comparada con la producción convencional de forraje. La técnica del FVH emplea menos de dos litros de agua para producir un kg de forraje, lo que equivale a 8 litros para promover un kg de materia seca de FVH (considerando un 25% de materia seca del FVH), cantidad notablemente menor a los 635, 521, 505, 372 y 271 litros de agua por kg de materia seca producida de avena, cebada, trigo, maíz y sorgo respectivamente, cultivados a campo abierto.
Menor costo de producción y eficiencia en el uso del espacio. En general, el costo de
producción de FVH es 10 veces menor comparado con la producción de cualquier forraje en espacios abiertos. El sistema de producción de FVH puede ser instalado en forma modular en sistema vertical lo que optimiza el uso del espacio útil por metro cuadrado. Se ha estimado que 170 m^2 de instalaciones con bandejas modulares en 4 pisos para FVH de avena son equivalentes a 5 hectáreas con producción convencional de forraje de la misma especie.
Eficiencia en el tiempo de producción. La producción de FVH tiene un ciclo de 10 a 14 días. En algunos casos, por estrategia de manejo interno de los establecimientos, la cosecha se realiza después de los 14 días, a pesar de que el óptimo definido por varios estudios ha mostrado que la cosecha no debería extenderse más allá del día 12, debido a que a partir de ese día el valor nutricional del FVH disminuye.
Calidad del forraje. El FVH es un alimento suculento de aproximadamente 20 a 30 cm de altura (dependiendo del periodo de crecimiento) y de adecuada aptitud comestible para los animales. Su valor nutritivo deriva de la germinación de las semillas. El FVH es rico en vitaminas, especialmente la A y E, contiene carotenoides que varían de 250 a 350 mg por kg de materia seca (MS), posee una elevada cantidad de hierro, calcio y fósforo, su digestibilidad es alta puesto que la presencia de lignina y celulosa es escasa.
Inocuidad. El FVH producido en condiciones adecuadas de manejo representa un forraje limpio e inocuo sin la presencia de plagas ni enfermedades. Con el FVH los animales no comen hierbas o pasturas indeseables que dificulten o perjudiquen los procesos de metabolismo y absorción.
Desventajas del FVH Las principales desventajas de producción de FVP son las siguientes:
Desinformación y falta de capacitación. En la producción de FVH se debe considerar la especie forrajera y sus variedades, su comportamiento productivo, plagas, enfermedades, requerimientos de agua, nutrientes, condiciones de luz, temperatura, humedad relativa, entre otros. Asimismo, la producción de FVH es una actividad continua y exigente en cuidados diariamente, por lo que la falta de conocimientos e información pueden representar desventajas para los productores.
Costos de instalación. Algunos autores mencionan como desventaja el costo de instalación, sin embargo, se ha demostrado que utilizando estructuras de invernaderos de bajo costo (tipo túneles), se pueden obtener excelentes resultados.
Bajo contenido de materia seca. En general, el FVH tiene bajo contenido de materia seca, lo que se resuelve agregando diversos rastrojos o alimento concentrado para complementar la ración en la alimentación del ganado.
Como se puede apreciar, al comparar las ventajas con las desventajas imperan las ventajas, sobre todo por la posibilidad de producir forraje inocuo en corto tiempo, con menor cantidad de agua y en menor espacio.
Las condiciones climáticas durante el año 2012 han sido críticas debido a la sequía que afectó principalmente a la región norte de México, Adicionalmente, diversos escenarios climáticos prevén aumento de la temperatura en varias regiones de México así como mayor incidencia de eventos extremos durante los próximos años, por lo que se considera que la producción de FVH podría representar una alternativa para complementar la alimentación del ganado y contrarrestar los efectos de cambio climático en los sectores agrícola y ganadero.
Proceso de producción de forraje verde hidropónico (FVH)
Selección de las especies utilizadas en FVH. Generalmente se utilizan semillas de cebada, avena, maíz, trigo y sorgo. La elección de la semilla depende de la disponibilidad local y de su precio. La producción de FVH con semillas de alfalfa no es tan eficiente como en los granos de gramíneas debido a que su manejo es delicado y los volúmenes de producción obtenidos son similares a la producción convencional.
Selección de semilla. Se debe emplear semilla de excelente calidad, de origen conocido, adaptadas a las condiciones locales, disponibles y de probada germinación y rendimiento (Figura 1A). Se pueden usar semillas de cereales que se producen a nivel local. Es conveniente que las semillas se encuentren libres de piedras, paja, tierra, semillas partidas que podrían ser fuente de contaminación, semillas de otras plantas y fundamentalmente saber que no hayan sido tratadas con agroquímicos. En este sentido, se debe evitar el empleo de semillas que se destinan para siembra (certificadas) puesto que tienen un tratamiento que incluye fungicidas e insecticidas, si bien esto favorece la germinación, tiene un inconveniente, los residuos de pesticidas pueden generar problemas en la alimentación del ganado. Se sugiere sembrar la F2 de esas semillas, es decir, se puede sembrar la semilla que se cosecha de las semillas híbridas.
Lavado y desinfección de semillas. Las semillas se deben lavar y desinfectar (Figura 1B), con una solución de hipoclorito
de sodio al 1% (10 mL de hipoclorito de sodio por cada litro de agua). El lavado y desinfección tiene por objeto eliminar hongos y bacterias contaminantes, liberarlas de residuos y dejarlas limpias. El tiempo que se dejan las semillas en la solución de hipoclorito, no debe ser menor a 30 segundos ni exceder los tres minutos. Sumergir las semillas por más tiempo en la solución desinfectante puede perjudicar la viabilidad de las mismas causando importantes pérdidas de tiempo y dinero. Una vez que se termina de lavar se procede a enjuagar las semillas de manera vigorosa con agua limpia.
Pre-germinación (remojo de las semillas). Esta etapa consiste sumergir completamente las semillas por un periodo no mayor a 24 horas para lograr una completa imbibición (Figura 1C). Este tiempo se divide en 2 periodos de 12 horas cada uno. A las 12 horas de estar las semillas sumergidas se sacan para escurrirlas durante 1 hora. Después, se sumergen nuevamente por 12 horas, para finalmente escurrirlas por última vez. Mediante este fácil proceso se induce la rápida germinación de la semilla. Esta pre- germinación asegura un crecimiento inicial uniforme del FVH. Cambiar el agua cada 12 horas facilita y ayuda a una mejor oxigenación de las semillas.
Siembra y densidad. Las densidades óptimas por metro cuadrado oscilan entre 2.2 a 3.4 kg de semillas. Para la siembra, se distribuirá una delgada capa de semillas pre-germinadas, la cual no debe ser mayor a 1.5 cm de altura o espesor (Figura 1D).
Figura 1A. Selección de semillas. Figura 1B. Lavado y desinfección de la semilla.
Figura 1C. Pre-germinación (remojo de la semilla).
Figura 1D. Siembra.
Figura 1. Proceso de producción de forraje verde hidropónico. Se muestra desde la selección de la semilla hasta la siembra. Rancho “Los Limones”. Ahuacatlán, Nayarit, México.
Germinación. Después de la siembra, las semillas se cubren con papel periódico (Figura 2A) para proporcionar condiciones de semioscuridad y se moja con la finalidad de generar alta humedad y temperaturas óptimas para favorecer la germinación y el crecimiento inicial. Una vez detectada la germinación de las semillas se retira el papel (Figura 2B).
Riego. El riego de las bandejas de crecimiento del FVH puede realizarse a través de micro aspersores, nebulizadores (Figura 2C) o con una bomba aspersora portátil (mochila de mano). El riego por inundación no es recomendado dado que causa excesos de agua que provocan asfixia radicular, ataque de hongos y pudriciones que pueden causar inclusive la pérdida total del cultivo.
Para producción de FVH se deben
aplicar las soluciones nutritivas
propuestas al 50 %. Por ejemplo, se
pueden obtener las soluciones al 50 %
agregando los fertilizantes indicados a
2,000 L de agua o agregando la mitad
de la cantidad de los fertilizantes
recomendados en 1,000 L de agua.
Como fuente de micronutrimentos se
puede usar una mezcla comercial de
quelatos. Por ejemplo, Ultrasol Micro
Rexene®^ de la empresa SQM, en dosis
de 20 g por cada 1,000 litros de agua.
La composición de esta mezcla es:
Fierro (Fe-EDTA) 7.5 %, Manganeso
(Mn) 3.7 %, Boro (B) 0.7 %, Zinc (Zn) 0.
%, Cobre (Cu) 0.3 %, Molibdeno (Mo)
Los últimos dos días antes de la
cosecha el riego se realiza únicamente
con agua para eliminar rastros de sales
minerales que pudieran haber quedado
sobre las hojas y raíces.
Existen investigaciones que se han
realizado sin la aplicación de riegos con
soluciones nutritivas, es decir, se riega
solamente con agua; sin embargo, el
máximo rendimiento de FVH se obtiene
cuando se aplican riegos con solución
nutritiva.
Cosecha y rendimiento. La mayor
riqueza nutricional de un FVH se
alcanza en los días 7 y 8 después de la
siembra, por lo que el mayor volumen y
el rendimiento deben ser valorados con
la calidad, dado que el factor
tiempo es un elemento negativo en
términos de una producción eficiente.
En términos generales, de 10 a 14 días
es el periodo óptimo de cosecha del
FVH; sin embargo, en función del
requerimiento de forraje, se puede
cosechar antes o después.
La cosecha del FVH comprende el total
de la biomasa que se encuentra en la
bandeja o franja de producción (Figura
2D). Esta biomasa comprende a las
hojas, tallos, el abundante colchón
radicular, semillas germinadas y no
germinadas. Lo anterior forma un sólo
bloque alimenticio, el cual es fácil de
sacar y de entregar a los animales en
trozos, desmenuzado o picado. Se
recomienda utilizar el FVH recién
cosechado, aunque no existen
problemas sanitarios de conservación
por dos o tres días, salvo el asociado a
un descenso de la calidad nutricional.
La conversión de semilla a pasto
aproximadamente es de un kg de
semilla por siete kg de forraje, y por su
valor nutritivo, un kg de FVH reemplaza
entre 3.1 y 3.4 kg de alfalfa verde.
Alimentación de ganado con FVH. En el
Cuadro 2 se presentan las dosis
recomendadas de FVH en función de la
especie animal.
Figura 2A. Semillas cubiertas con papel periódico después de la siembra para favorecer la germinación.
Figura 2B. Germinación de semillas de maíz para forraje verde hidropónico, 3 días después de la siembra.
Figura 2C. Riego de las plántulas de forraje verde hidropónico mediante nebulizadores, 5 días después de la siembra.
Figura 2D. Forraje verde hidropónico listo para cosecharse, 12 días después de la siembra.
Figura 2. Proceso de producción de forraje verde hidropónico. Se muestra desde la germinación hasta la cosecha. Rancho “Los Limones”. Ahuacatlán, Nayarit, México.
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DATOS DE LOS AUTORES
Dr. Porfirio Juárez López
Coordinador del Cuerpo Académico de
Agricultura Protegida
Universidad Autónoma de Nayarit (UAN)
Unidad Académica de Agricultura (UAA)
Xalisco, Nayarit, México
porfiriojlopez@yahoo.com
MVZ. Héctor J. Morales-Rodríguez
Estudiante del Posgrado en Ciencias
Biológico Agropecuarias (CBAP)
UAN, UAA.
hector_moro59@hotmail.com
Dr. Manuel Sandoval-Villa
Profesor Investigador
Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo
Montecillo, Estado de México, México.
msandoval@colpos.mx
Revista Fuente nueva época Año 4, No. 13, abril - junio 2013 ISSN 2007 - 0713
Dr. Alejandro Ángel Gómez-Danés
Profesor investigador
Unidad Académica Escuela Nacional
de Ingeniería Pesquera (UAENIP), UAN
Compostela, Nayarit, México
alangoda@gmail.com
Dra. Elia Cruz-Crespo
Profesora Investigadora
UAN, UAA.
Xalisco, Nayarit, México
ccruzc2006@yahoo.com.mx
Dra. Cecilia Rocío Juárez-Rosete
Profesora Investigadora
UAN, UAA.
Xalisco, Nayarit, México
cecirjr_uan@hotmail.com
Dr. Jorge Aguirre-Ortega
Profesor-Investigador
Secretaría de Investigación y Posgrado, UAN
Tepic, Nayarit, México
jorgea@nayar.uan.mx
Dr. Gelacio Alejo-Santiago
Profesor Investigador
UAN, UAA.
Xalisco, Nayarit, México
gelacioalejo@hotmail.com
Dr. Margarito Ortiz-Catón
Profesor Investigador
UAN, UAA.
Xalisco, Nayarit, México
margaritooc1@hotmail.com
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