EVALUACIÓN DE LA CALIDAD NUTRITIVA Y RENDIMIENTO DEL

FORRAJE VERDE HIDROPÓNICO FERTILIZADOS CON DIFERENTES

SOLUCIONES NUTRITIVAS ORGÁNICOS.

Liz Seth L. Candia Albornoz

Setiembre 2011

1. RESUMEN

El objetivo del presente estudio fue determinar la calidad nutritiva y el rendimiento del

forraje hidropónico de cebada (Hordeum vulgare) fertilizados con diferentes soluciones

nutritivas orgánicas, constituyendo guano de cuy (300 gr/L. agua), guano de isla (21

gr/ L. agua), compost (300 gr/L agua y 400 gr/ L agua) y una mezcla de guano de cuy

con guano de islas (50 gr/L. agua y 14 gr/ L. agua respectivamente). La evaluación se

realizó de acuerdo al día de cosecha que se efectúa en el CPD Huacataz, siendo a los 18

días de edad. Las variables que se evaluaron fueron: longitud del tallo, raíz y altura de la

planta (cm.), así como variables que determinan la calidad nutritiva siendo: Materia

Seca (MS), Proteína (PC) y Fibra Detergente Neutro (FDN) y Fibra Detergente Acido

(FDA). Los resultados de longitud de tallo, raíz y altura de planta muestran uniformidad

con aquellas soluciones nutritivas basadas en la mezcla de guano de cuy e islas, guano

de cuy, guano de islas, teniéndose los mayores resultados con Compost 1 y Compost 2,

sin embargo ambas soluciones son las que presentan los resultados más frustrantes en

relación a las variables de Peso Fresco y rendimiento/ Kg, siendo las variables más

importantes en la producción de biomasa forrajera por m2. De acuerdo a los resultados

obtenidos, podemos se concluye que el fertilizante preparado de guano de cuy a 50 gr/

L y guano de islas 7 gr/ L de agua, presentó los mejores resultados de rendimiento/Kg ,

MS y PC que superó al resto de fertilizantes, incluido al de guano de cuy. Sin embargo,

en el análisis de las soluciones nutritivas, el fertilizante que obtuvo las mejores

características en cuanto a la cantidad de sólidos disueltos o nutrientes disponibles para

la planta y de un mayor Poder Oxido Reducción fue el de guano de cuy a 300 gr/L de

agua, confiriéndole un mayor tiempo de utilización, sin descartarlo como el mejor

fertilizante debido que los resultados de rendimiento/Kg, Ms y PC se acercan a los

resultados obtenidos con la mezcla de guano de cuy e islas, convirtiéndolo en un

fertilizante preparado con insumos disponibles en el medio del poblador cajamarquino.

2. MATERIALES Y MÉTODOS

Los fertilizantes que se usaron fueron a partir de los siguientes insumos:

1. Guano de cuy (300 gr/Litro de agua)

2. Guano de isla (21 gr/ Litro de agua)

3. Guano de cuy (50 gr/Litro de agua) + guano de isla (14 gr/Litro de agua)

4. Compost (300 gr/ Litro de agua)

Por otro lado, los resultados se contrastaron con un grupo Testigo, en la que no se

utilizo ningún tipo de fertilizante.

2.1 PROCEDIMIENTO EN LA ELABORACION DE SOLUCIONES

NUTRITIVAS

Los insumos que se utilizaron para la elaboración de las soluciones nutritivas fueron:

1. Guano de cuy (300 gr/Litro de agua)

2. Guano de isla (21 gr/ Litro de agua)

3. Guano de cuy (50 gr/Litro de agua) + guano de isla (14 gr/Litro de agua)

4. Compost (300 gr/ Litro de agua)

El procedimiento de obtención estas soluciones nutritivas fue elaborada y preparada de

la siguiente manera:

1. Mezcla del insumo con 1 Litro de agua proveniente del tanque.

2. Luego se comenzó a estrujar la mezcla con un listón de madera y se hizo reposar

por 2 horas.

3. La solución se pasó por un colador para quitar las partículas grandes de los

insumos.

4. Una vez obtenida la solución con menor cantidad de partículas grandes se filtró

por una tela para quitar partículas medianas y pequeñas.

5. Posteriormente la solución se almacenó en botellas para la posterior fertilización

del FVH.

2.3 PARÁMETROS EVALUADOS

Los parámetros que se evaluaron en el presente estudio fueron:

1. Peso Fresco (PF), obtenidos en diferentes días de cosecha

2. Rendimiento (R), obtenidos en diferentes días de cosecha

3. Análisis nutricional (se realizó de acuerdo al día de cosecha establecido)

- Materia Seca (MS): La Materia seca de los alimentos es donde se contiene todos los

nutrientes (excepto agua), que puede variar de acuerdo a la edad que la planta o

forraje se encuentre.

- Proteína (PC): Las proteínas son el principal constituyente de los órganos y

estructuras blandas del cuerpo animal, se requiere de una provisión abundante y

continua de ellas en el alimento durante toda la vida para crecimiento y

reposición. Su deficiencia provoca una depresión de varias actividades

metabólicas. Es por esto que es importante tenerlo presente en la dieta.

- Fibra Detergente Neutro (FDN): La FDN ofrece una estimación más precisa del total

de fibra o pared celular en el alimento, midiendo la celulosa, hemicelulosa ,

lignina , cutina y sílica. De las diferentes fracciones de los alimentos y forrajes,

la FDN es la que mide mejor la capacidad de los mismos de ocupar volumen en

el tracto gastrointestinal, por lo que generalmente se asocia con el llenado físico

del animal o sea con su capacidad de consumo de materia seca (MS)

- Fibra Detergente Acido (FDA): La FDA es una medida de la celulosa, lignina, cutina

y sílice. Esta fracción se correlaciona negativamente con la digestibilidad de los

alimentos y por consiguiente con su aporte de energía. El contenido de FDA de

los alimentos fibrosos se ha utilizado para estimar el contenido de energía de los

mismos. A partir de la FDA se determinan los contenidos de lignina y sílice.

ANÁLISIS DE SOLUCIONES:

- pH: El pH es una medida para evaluar la acidez o alcalinidad de una solución.

Una sustancia ácida es aquella que libera protones (H+) en su medio, mientras que

las sustancias alcalinas aportan ion hidroxilo (OH) al medio. El ph 7 es el que

simboliza la neutralidad, si el pH es <7 la solución es considerada ácida, por el

contrario si el ph es > 7, la solución se considera alcalina.

- Conductividad eléctrica: Es la expresión numérica de la capacidad de una

solución para transportar una corriente eléctrica. Esta capacidad depende de la

presencia de iones en el agua, de su concentración total, de su movilidad, de su

carga o valencia y de las concentraciones relativas.

- Solidos Disueltos Totales: Solidos Disueltos Totales, es la cantidad de

nutrientes disueltos en las soluciones, que por el pH podemos encontrar Hidróxidos,

por ser materia orgánica la presencia de sulfatos disueltos, cloruros, por otro lado

también habrá nitratos que a las 48 horas se reducirán y se obtendrán hidróxidos de

amonio.

-Oxígeno Disuelto: El oxígeno disuelto proviene de una mezcla del agua con el

aire, y es importante en los procesos de: fotosíntesis, oxidación-reducción, solubilidad

de minerales y la descomposición de materia orgánica. Cuando existe abundante materia

orgánica, el crecimiento bacteriano se ve favorecido enormemente, y como

consecuencia de ello, los niveles de oxígeno disuelto dentro de la masa de agua se

reducen rápidamente a cero. La solubilidad del oxígeno depende de la presión

atmosférica, temperatura así como la presencia de sales disueltas como algunos

minerales presentes en una solución que reducen la solubilidad de los gases, ya que

reducen los espacios intermoleculares disponibles para la disolución del oxígeno.

3. RESULTADOS Y DISCUSION

Los resultados de las variables relacionadas al crecimiento del tallo y raíz fertilizados

con las diferentes soluciones nutritivas orgánicas y con la solución A y B, se pueden

apreciar en los siguientes gráficos:

3.1 LONGITUD DE TALLO

De acuerdo a la gráfica 1, podemos observar que el mayor crecimiento de tallo fue con

la solución en base a compost 1 (22,57cm.), y Compost 2 (20,37cm.), seguido por

guano de cuy (19,5 cm.). El que muestra menor crecimiento de tallo fue el FVH

fertilizado con Solución A y B. Por otro lado, se tiene un mayor crecimiento de raíz, con

el uso de Compost 2 (17,37cm.), seguido por compost 1 (16,97cm.) y la combinación de

guano de islas con cuy (15,97cm.)

Según un trabajo de investigación realizado con las mismas soluciones pero en menor

concentración, se obtuvo que a los 19 días de edad, el crecimiento del tallo de aquellas

plántulas fertilizadas con abono de cuy (50 gr/L) fue de 15.0 cm, y de compost (50 gr/L)

fue de 15,15 cm. Por otro lado, el tamaño de la raíz de aquellas plántulas fertilizadas

con abono de cuy (50gr/L) fue de 15,65 cm., seguido de compost líquido (50 gr/L) fue

de 15,15 cm. y de guano de isla (7 gr/L) fue de 14,7cm. De igual manera estos

resultados son superados por las soluciones que se utilizaron en este trabajo debido a la

mayor concentración de nutrientes contenida en su medio, lo que hace que las plántulas

sean capaces de captar la mayor cantidad de nutrientes para su crecimiento de tallo y

raíz.

GRÁFICO 1

3.2 ALTURA DE PLANTA

De acuerdo al gráfico 2, el mayor tamaño de planta se obtuvo con el Compost 1 (39,53

cm.) y compost 2 (37,73 cm.), seguido de manera uniforme con el guano de cuy (34,17

cm.), de islas (33,03cm.) y la combinación de guano de islas y cuy (33,87 cm.). El que

presentaba un menor crecimiento fue con la Solución A y B (31,13 cm.).

Según un estudio de investigación sobre el tamaño de la longitud de la raíz y tallo de

FVH fertilizados con guano de cuy, guano de islas y compost, a concentraciones de 50

gr./L., 3 gr./L y 50 gr./L respectivamente, detallan un menor crecimiento de tallo y raíz

y tamaño total de la plántula, donde los promedios obtenidos fueron de 28,8cm; 28,37

cm y 27,9 cm respectivamente. Estos resultados son nuevamente superados a las

soluciones que se utilizaron en este trabajo de investigación, debido a la utilización de

una mayor concentración en la fertilización.

GRAFICO 2

*Los resultados obtenidos fueron en base al promedio de tres muestras tomadas de cada

variable analizada.

3.3 PESO FRESCO

Los siguientes resultados fueron a partir del peso fresco del forraje obtenido a partir de

1 kg de semillas sembradas. La gráfica 3, muestran que el mayor peso fresco se obtuvo

con la aplicación de guano de islas + cuy (3,543 Kg.), y guano de islas (3,558 Kg),

seguido de guano de cuy (3,362 Kg). A pesar que el Compost 1 y Compost 2 se obtiene

un mayor crecimiento de tallo y raíz son los que muestran los resultados más bajos,

siendo 2,976 y 3,026 kg de forraje obtenido por kilo de semilla respectivamente.

Comparando los pesos obtenidos en una anterior investigación, el peso fresco por

kilogramo obtenido fueron de 2,190 kg., 2,500 kg, y 2.250 kg con guano de isla, abono

de cuy, compost respectivamente. Siendo nuevamente superados con los resultados

obtenidos en esta investigación.

GRÁFICO 3

3.4 RENDIMIENTO

El rendimiento fue tomado en base a la medición en 50 cm2. Donde se obtuvo un

mayor rendimiento de forraje hidropónico fertilizado con guano de cuy+ islas (2,053

Kg.), seguido de guano de islas (2,064 kg.) y de guano de cuy ( 1,698 kg.). Los

resultados mas bajos fue con Compost 2 siendo de 5,424. Lo que se traduce que no es

recomendable utilizar esta solución para la producción de FVH debido al pobre

rendimiento/m2.

GRÁFICO 4

3.5 ANÁLISIS BROMATOLÓGICO DEL FVH A LOS 18 DÍAS DE COSECHA

El análisis bromatológico de las muestras de FVH fertilizado con las diferentes

soluciones nutritivas, se realizó con el equipo analizador Diode Array 7200. Que tiene

las características de obtener los resultados a los 6 segundos, preciso y versátil, que

mide los parámetros de Humedad, proteína, grasa/aceite, fibra, aminoácidos, almidón,

ácidos grasos, azucares, etanol y muchos otros. A continuación se muestra el análisis

bromatológico del Forraje verde hidropónico de parte tallo y raíz a los 18 días de edad

fertilizados con los 6 tipos de soluciones nutritivas.

FORRAJE VERDE HIDROPONICO de 18 dias(Tallo) FERTILIZADO CON:

Parámetro/ Días de cosecha

Compost 1

Compost 2

Guano de islas

Guano de cuy

G. islas + G. cuy

Solución A y B

HUMEDAD 85,72 85,67 85,77 85,620 85,640 85,590MATERIA SECA 14,28 14,33 14,23 14,38 14,36 14,41PROTENIA BS 10,32 10,65 10.110 10.730 10.530 10.760FDA 27,80 27,68 28.390 27.450 27.960 27.270FDN 43,71 43,17 44.280 42.450 43.500 42.810

FORRAJE VERDE HIDROPONICO de 18 días (Raíz) FERTILIZADO CON:

Parámetro/ Días de cosecha

Compost 1

Compost 2

Guano de islas

Guano de cuy

G. islas + G. cuy

Solución A y B

HUMEDAD 84,81 85,05 84,64 84,98 84,10 84,81MATERIA SECA 15,19 14,95 15,36 15,02 15,90 15,19PROTENIA BS 14,85 13,79 14.880 13.780 16.700 14.690FDA 24,53 25,35 24.330 26.330 20.220 25.210FDN 36,51 38,74 34.950 38.160 29.970 36.560

*Los datos obtenidos de Compost 1 y Compost 2 son el resultado del promedio de tres

muestras. El resto de fertilizantes es el resultado en base a la toma de una sola muestra.

La medición de la calidad nutritiva fue separando el tallo y raíz, con el fin de obtener

resultados más exactos.

En los siguientes gráficos se mostrará el desempeño nutricional de la parte foliar o tallo

del FVH que fue fertilizado con las diferentes soluciones nutritivas.

3.5.1 MATERIA SECA (% MS)

La composición nutricional de los alimentos es comúnmente expresada como porcentaje

de materia seca (%MS) en lugar de porcentaje del alimento fresco debido que la

cantidad de agua en los alimentos es muy variable y el valor nutritivo es más fácilmente

comparado cuando se expresa en base a materia seca. La materia seca incluye

compuestos orgánicos (carbohidratos, compuestos nitrogenados, lípidos y vitaminas) e

inorgánicas (minerales).

En el siguiente cuadro se puede observar el % de MS del tallo versus la parte radicular o

raíz del FVH. Los % de MS de la parte radicular superó a los % de MS de la parte foliar

del FVH. Además estos resultados muestran que el mayor porcentaje de materia seca se

obtuvo en la parte radicular con el guano de islas + cuy, mientras que en la parte foliar

se puede observar un % de MS relativamente uniforme entre las diferentes soluciones

nutritivas utilizadas. Debido a la escasez de datos sobre este tipo de fertilización no se

puede realizar la discusión externa.

GRAFICO 5

3.5.2 PROTEÍNA (%

PC)

Las proteínas son el principal constituyente de los órganos y estructuras blandas del

cuerpo animal, se requiere de una provisión abundante y continua de ellas en el

alimento durante toda la vida para crecimiento y reposición.

De acuerdo a los resultados obtenidos, se detalla que el mayor % de PC se obtuvo en la

parte radicular del FVH fertilizados con las diferentes soluciones nutritivas. Siendo el

guano de islas+ cuy el que muestra un mayor % de PC. Por otro lado, en la parte foliar

se muestra un % de PC uniforme con los diferentes tipos de soluciones nutritivas.

Debido a la escasez de datos sobre este tipo de fertilización no se puede realizar la

discusión externa.

GRAFICO 6

3.5.3. FIBRA DETERGENTE ACIDO (%FDA) y FIBRA DETEGENTE

NEUTRO (%FDN)

Los alimentos pueden ser clasificados en dos grandes grupos: forrajes y concentrados.

El criterio para la caracterización de ambos grupos es el contenido de fibra bruta (FB);

en general los forrajes contienen más del 18 % de FB y los concentrados menos del 18

%. Sin embargo, ésta clasificación es imperfecta y arbitraria. La FB no incluye

totalmente a la lignina y a la hemicelulosa. Por lo que un nuevo método de química

húmeda fue desarrollado por Van Soest (1970), debido a que la FB no diferencia

suficientemente bien los componentes de la pared celular, y que el sistema de análisis

proximal fue criticado por subestimar forrajes de buena calidad y sobrestimar forrajes

de calidad pobre. El sistema de detergentes es la forma más común de particionar a los

alimentos y propone el siguiente esquema de partición de la materia orgánica:

FDN: Es la fracción insoluble colocada bajo un detergente neutro obteniendo las

paredes celulares siendo celulosa, hemicelulosa y lignina, cuya digestibilidad es

variable ya que depende de la lignificación, silificación y cutinización.

FDA: Es la fracción que se somete en un detergente ácido donde se hidroliza la

hemicelulosa y lignina, quedando celulosa, lignina, compuestos nitrogenados

lignificados, proteína alterada por calor, cutina, sílice. La lignina, cutina y sílice

son indigestibles y que limitan la utilización de la pared celular.

Se ha demostrado que la FDN está correlacionada negativamente con el consumo de

materia seca, y que aumenta con el avance de la madurez de los forrajes. La FDA está

relacionada en forma negativa con el porcentaje de digestibilidad que tiene el forraje al

ser suministrado.

De acuerdo a la gráfica 7, se observa que los mayores % FDA se obtuvieron de manera

uniforme en la parte foliar o tallo del FVH fertilizados con los diferentes tipos de

soluciones nutritivas. El % FDA de la parte radicular muestra variaciones, donde el

guano de cuy muestra el mayor % FDA. No hay mucha diferencia entre el % de FDA de

la parte radicular y foliar. Debido a la escasez de datos sobre este tipo de fertilización no

se puede realizar la discusión externa.

De acuerdo a la gráfica 8, se observa que el % del FDN de la parte foliar es uniforme y

supera de manera significativa al % de FDN de la parte radicular en el FVH fertilizados

con los diferentes soluciones nutritivas. Debido a la escasez de datos sobre este tipo de

fertilización no se puede realizar la discusión externa.

GRAFICO 7

GRAFICO 8

3.6 ANÁLISIS DE SOLUCIONES ORGANICAS

El análisis de las sustancias se realizó solo una fecha, siendo analizados 5 días después

de su elaboración.

FECHA MUESTRAS pH

C.E. a 25 °C

C.E. actual

POR SDTSa D

OD OD

(µS/cm)

(µS/cm)

(mV)(ppm

)(g/l) (%) (ppm)

13/09/2011

Guano de Cuy (300 g/l)

7,07 8958 7450 -235,70 4838 5,04 2,50 0,17

13/09/2011

Guano de Islas (21 g/l)

8,01 3235 2711 -82,20 1747 1,70 3,60 0,25

13/09/2011

G. Cuy + G. Islas

7,67 3365 2858 -122,40 1817 1,78 2,40 0,17

13/09/2011

Compost (300 g/l)

8,67 8855 7466 -115,20 4782 4,98 1,80 0,13

13/09/2011

Compost (400 g/l)

8,73 8285 7153 -221,30 4474 4,63 1,30 0,09

3.6.1 pH: El pH es una medida para evaluar la acidez o alcalinidad de una solución.

Una sustancia ácida es aquella que libera protones (H+) en su medio, mientras que las

sustancias alcalinas aportan ion hidroxilo (OH) al medio. El ph 7 es el que simboliza la

neutralidad, si el pH es <7 la solución es considerada ácida, por el contrario si el ph es >

7, la solución se considera alcalina.

En el siguiente GRÁFICO 9 podemos observar que el guano de cuy representa una

sustancia con pH neutro, mientras que las soluciones que contienen compost representan

sustancias más alcalinas, esto es debido a la presencia de cal. No se puede realizar la

discusión externa debido a la falta de información sobre el análisis de este tipo de

sustancias.

GRÁFICO 9

3.6.2 C.E. (Conductividad eléctrica medido a 25ºc): Es la expresión numérica de la

capacidad de una solución para transportar una corriente eléctrica. Esta capacidad

depende de la presencia de iones en el agua, de su concentración total, de su movilidad,

de su carga o valencia y de las concentraciones relativas. De acuerdo al GRÁFICO 10

podemos observar que el guano de cuy es el que mayor conductividad eléctrica posee

esto debido a la mayor cantidad de iones que tiene en su medio, seguido de compost 1 y

compost 2. Mientras que el guano de islas; y guano de islas con guano de cuy son los

que menor C.E. poseen.

GRÁFICO 10

3.6.3 POR: Es el Potencial óxido reducción, o el consumo de oxigeno de parte de

microorganismos presentes en las soluciones. En el GRÁFICO 11, podemos observar

que el guano de cuy es el que posee el POR (-235,7) más negativo dentro del grupo ya

que es el que contiene mayor cantidad de materia orgánica que se está descomponiendo,

y el que posee las cadenas alifáticas que aportan una mayor cantidad de nutrientes

disponibles para la planta, seguido de Compost 2. Mientras que el resto de las sustancias

son las que están más descompuestas, el guano de islas y compost 1 son los más

descompuestos, y que son los que aportarán menor cantidad de nutrientes.

GRÁFICO 11

3.6.4 SDT: Solidos Disueltos Totales, es la cantidad de nutrientes disueltos en las

soluciones, que por el pH podemos encontrar Hidróxidos, por ser materia orgánica la

presencia de sulfatos disueltos, cloruros, por otro lado también habrá nitratos que a las

48 horas se reducirán y se obtendrán hidróxidos de amonio. Según el GRÁFICO 12

podemos observar que el guano de cuy es el que contiene la mayor cantidad de SDT

siendo de 4838 ppm, esto coincide con la alta conductividad eléctrica y el POR más alto

que el resto del grupo, principalmente por la cantidad de nutrientes y sales que contiene

en su medio que se encuentran aún disponibles para su utilización en la fertilización de

las plantas.

GRÁFICO 12

3.6.5 OD (%) (Oxígeno Disuelto)

El oxígeno disuelto proviene de una mezcla del agua con el aire, y es importante en los

procesos de: fotosíntesis, oxidación-reducción, solubilidad de minerales y la

descomposición de materia orgánica. Cuando existe abundante materia orgánica, el

crecimiento bacteriano se ve favorecido enormemente, y como consecuencia de ello, los

niveles de oxígeno disuelto dentro de la masa de agua se reducen rápidamente a cero. La

solubilidad del oxígeno depende de la presión atmosférica, temperatura así como la

presencia de sales disueltas como algunos minerales presentes en una solución que

reducen la solubilidad de los gases, ya que reducen los espacios intermoleculares

disponibles para la disolución del oxígeno. En el GRÁFICO 13, el guano de islas es el

que está más oxigenado debido a la menor presencia de microorganismos que estén

consumiendo el oxígeno. Por otro lado, el resto de soluciones nutritivas son los que

tienen menor cantidad de oxígeno disuelto debido a la presencia de microorganismos

que lo están consumiendo. Tales como el compost 1 y compost 2 son los que presentan

los valores más bajos de OD, debido que contiene mayor cantidad de microorganismos

que están consumiendo el oxígeno. Mientras que el guano de cuy se mantiene dentro de

un promedio de 2,4% de OD.

GRÁFICO 13

4. CONCLUSION

De acuerdo a los resultados obtenidos, se concluye que el fertilizante preparado de

guano de cuy a 50 gr/ L y guano de islas 7 gr/ L de agua presento los mejores resultados

de rendimiento/Kg , MS y PC que supero al resto de fertilizantes, incluido al de guano

de cuy. Sin embargo, en el análisis de las soluciones nutritivas, el fertilizante que

obtuvo las mejores características en cuanto a la cantidad de sólidos disueltos o

nutrientes disponibles para la planta fue el de guano de cuy a 300 gr/L de agua, así

mismo es el que posee un mayor tiempo de utilización ya que tiene una mayor cantidad

de Poder Oxido Reducción, sin descartarlo como el mejor fertilizante debido que los

resultados de rendimiento/Kg, Ms y PC se acercan a los resultados obtenidos con la

mezcla de guano de cuy e islas, convirtiéndolo en un fertilizante preparado con insumos

disponibles en el medio del poblador cajamarquino.

5. AGRADECIMIENTOS

Lic. Javier Alvarado Araujo

Dr. Jiefar Diaz Navarro,

Técn. Agrop.Tomás Calderón Ilmán,

Equipo de Seguridad Alimentaria.