Nutrición mineral de forraje verde hidropónico

 

Mineral nutrition of hydroponic green forage

 

Ranferi Maldonado Torres*; Ma. Edna Álvarez Sánchez; David Cristóbal Acevedo; Everardo Ríos Sánchez

 

Universidad Autónoma Chapingo, Departamento de Suelos. km 38.5 carretera México-Texcoco. Chapingo, Estado de México. MÉXICO. C.P. 56230. Correo-e: ranferimt@yahoo.com.mx (*Autor para correspondencia).

 

Recibido: 10 de octubre, 2011.
Aceptado: 19 de junio, 2013.

 

Resumen

Se determinaron el valor nutrimental, rendimiento de forraje y concentración de nitrato en forraje verde hidropónico (FVH) obtenido de trigo. Se evaluaron seis tratamientos: T₀, sólo agua; del T₁ al T₄ soluciones nutritivas formuladas a partir del método Steiner (1961), modificando la relación NO₃^-/NH₄⁺ en mol·m^-3 (T₁=12/0, T₂=7.3/0.7, T₃=7.0/1.4, T₄= 6.0/2.8), y el T₅, solución nutritiva propuesta por FAO, (relación NO₃^-/NH₄⁺ de 3.2/0.4 en mol·m^-3). Se sembró, a una densidad de 3.2 kg·m^-2 en charolas de plástico, semilla de trigo de la variedad Rebeca F200 previamente remojada en agua potable durante 12 h. Se usó un diseño completamente al azar con cuatro repeticiones. Se midió altura de planta (AP), rendimiento por metro cuadrado (REMC), relación de conversión de semilla a forraje (RC), materia seca, cenizas, fibra, concentración de proteína y nitrato. Los tratamientos T₂ (19.0 %), T₁ (18.5 %), T₃ (17.9 %) y T₄ (16.75 %) tuvieron el mayor porcentaje de proteína. El menor contenido de nitrato en el FVH se obtuvo con los tratamientos T₀ (3,542.2 mg·kg^-1) y T₃ (3,348.2 mg·kg^-1). Aunque al testigo T₀ no se le aplicó nitrógeno, tuvo un porcentaje de proteína 15.3 %, que se considera bueno. El mejor tratamiento para la producción de FVH fue el T₃, con 17.9 % de proteína y con una concentración de nitrato de 3,348.2 mg·kg^-1. La aplicación de un 17.5 % del N total en forma de amonio disminuyó la concentración de nitrato, mientras que con 33.3 % de NH₄⁺ se manifestaron efectos de tóxicos en las plántulas.

Palabras clave: Soluciones nutritivas, trigo, valor nutrimental, nitrato.

 

Abstract

In this study we determined the nutritional value, forage yield and nitrate concentration in hydroponic green forage (HGF) obtained from wheat plants. Six treatments were evaluated, which consisted of T₀, where solely tap water was applied; from T₁ to T_4, we tested nutrient solutions based on the Steiner (1961) method, which modified the ratio of NO₃^-/NH₄⁺ in mol·m^-3 (T₁=12/0, T₂=7.3/ 0.7, T₃=7.0/1.4, T₄= 6.0/2.8), and T₅ consisted of a nutrient solution proposed by FAO, (ratio NO₃^-/NH₄⁺ of 3.2/0.4 in mol·m^-3). Wheat seeds (Rebeca F200 variety) previously soaked in solely tap water for 12 h were sown at a density of 3.2 kg·m^-2 using plastic trays. We used a completely randomized design with four replications. Plant height (PH), yield per square meter (YISM), conversion ratio from seed to forage (CR), dry matter, ash, fiber, protein and nitrate concentration were measured. Treatments T₂ (19.0 %), T₁ (18.5 %), T₃ (17.9 %) and T₄ (16.75 %) had the highest concentration of protein. The lowest concentration of nitrate in the HGF was obtained in treatments T₀ (3,542.2 mg·kg^-1) and T₃ (3,348.2 mg·kg^-1). Although nitrogen was not applied to the control in T₀, it showed a protein percentage of 15.3 %, which can be considered acceptable. The best treatment for the production of green hydroponic forage was T₃, with a 17.9 % of protein and a nitrate concentration of 3,348.2 mg·kg^-1. Applying 17.5 % N in the form of ammonium reduced the concentration of nitrate. On the other hand, with 33.3 % of NH₄⁺ toxic effects in seedlings were observed.

Keywords: Nutrient solutions, wheat, nutritive value, nitrate.

 

INTRODUCCIÓN

El 40 % del territorio de mexicano vivió durante 2011 y 2012 una prolongada sequía con efectos muy graves, tanto en la producción agrícola como ganadera, con pérdidas muy cuantiosas en 28 estados afectados que representan el 56.2 % del territorio nacional. Principalmente en el norte del país fueron afectadas 2.7 millones de hectáreas y murieron más de cien mil cabezas de ganado por falta de alimento y de agua (Anónimo, 2012). Por lo anterior, el forraje verde hidropónico representa una alternativa de producción de alimento para ganado vacuno, caprino, ovino y equino, ya que es un sistema de producción de biomasa vegetal de alta calidad nutricional, de gran sanidad y producido muy rápidamente (9 a 15 días). En la práctica se germinan granos, semillas de cereales o de leguminosas, los cuales se hacen crecer bajo condiciones ambientales controladas -luz, temperatura y humedad- en ausencia de suelo. Usualmente se utilizan semillas de avena, cebada, maíz, trigo y sorgo (Anónimo, 2001). El forraje verde hidropónico (FVH) es una técnica de producción de alimento para el ganado que utiliza entre 30 y 50 veces menos agua para producir los mismos rendimientos que las especies forrajeras cultivadas en suelo, pero en una superficie 100 veces menor y sin utilización de agroquímicos. Para obtener de 1 a 8 kg de materia seca de alimento para el ganado se emplea 1 m³ de agua de riego cultivando especies forrajeras en suelo, mientras que utilizando este mismo volumen de agua en la producción de FVH se obtienen alrededor de 80 kg de materia seca de forraje de buena calidad nutricional para alimentar diversos tipos de ganado (Anónimo, 2001). El FVH posee el suficiente valor nutrimental para ser un suplemento alimenticio ideal para mantener al ganado vivo en temporadas de sequía severa (López et al., 2012).

Existen unidades hidropónicas forrajeras que tienen diversos grados de sofisticación en su infraestructura, ya que cuentan con dispositivos de control ambiental necesarios, especialmente en países que presentan temperaturas extremas (Valdivia, 1997). Para el crecimiento del forraje verde hidropónico el intervalo más apropiado de temperatura es entre 20 y 28 °C, humedad relativa no inferior a 90 %. Se deben evitar los encharcamientos dentro de los contenedores y se requiere circulación de aire dentro del cuarto de producción (Anónimo, 2001). Vargas-Rodríguez (2008) menciona que la densidad de siembra varía con la especie y recomienda para el trigo una densidad de 2.4 kg·m^-2. Cerrillo et al. (2012) reporta que la mejor densidad de siembra para trigo y avena es de 5.0 kg·m^-2. López-Aguilar et al. (2009) evaluaron densidades de maíz y con 2.5 kg·m^-2 produjeron el mayor rendimiento. Otros investigadores han reportado dosis de siembra entre 2.2 a 3.4 kg·m^-2 (Romero et al. 2009; López-Aguilar et al. 2009), tomando en cuenta que la disposición de las semillas no supere los 1.5 cm de profundidad en la bandeja (Anónimo, 2001).

Por otro lado, el suministro de elementos esenciales en la producción de forraje verde hidropónico se realiza a través de una solución nutritiva. Las plantas jóvenes fertilizadas con altas dosis de fertilizantes nitrogenados acumulan NO₃^- y otros compuestos de N no proteico (5,000 a 15,000 mg·kg^-1), que puede provocar el envenenamiento de rumiantes (Horrocks y Vallentine, 1999; Church, 1974). Altos niveles de nitrato se presentan cuando el forraje desarrolla en días nublados (Horrocks y Vallentine, 1999). El NO₃^- per se es tóxico para los animales. Sin embargo, su efecto cambia cuando es reducido a NO₂^- en el rumen. El NO₂^- oxida al Fe²⁺ de la hemoglobina Fe³⁺, lo que produce metahemoglobina, un pigmento café incapaz de transportar oxígeno (McDonald et al. 1981). Horrocks y Vallentine (1999) indican que ingerir niveles subletales de NO₃^- puede causar aborto, reduce el crecimiento y la producción de leche e interfiere con la utilización de la vitamina A. McDonald et al. (1981) señalan que los síntomas de toxicidad producen desde temblores, tambaleo, respiración acelerada y la muerte. Los fetos también son sensibles a este tipo de intoxicación, aunque es una causa condicionante de la aparición de hipomagnesemia y acetonemia (Espejo y Pearson, 1979). McDonald et al. (1981) reporta que los síntomas de toxicidad se puede presentar en animales, que consumen forrajes con más de 0.7 g·kg^-1 NO₃^- en base seca, aunque la concentración letal es de 2.2 g·kg^-1. Estudios con rumiantes han demostrado que 0.05 % de NO₃^- con base al peso del animal es suficiente para una dosis letal. Un consumo lento y gradual de NO₃^- por los animales en presencia de carbohidratos fácilmente disponibles (azúcar, maíz, etc.) protegen y ofrecen un grado de tolerancia a la intoxicación, debido al pH ácido del rumen que facilita la reducción de NO₃^-, aunado a la adición de S que reduce el riesgo de intoxicación (Church, 1974).

Referente al valor nutrimental del forraje verde hidropónico (FVH), Resh (2001) reporta que el forraje derivado del trigo tiene un valor nutricional equivalente a 3 kg de alfalfa fresca, por lo que una vaca lechera cubre sus requerimientos diarios con 16 a 18 kg de FVH. El contenido de proteína cruda (PC) (13-14 %) y energía metabólica (2.4-2.5 Mcal·kg^-1 MS) del FVH es suficiente para satisfacer los requerimientos de diversos tipos de ganado (Anónimo, 2001). Otro criterio comúnmente utilizado para determinar la calidad del forraje es la digestibilidad. El contenido de fibra detergente ácida (FDA) es una cuantificación de la fracción indigerible. En el FVH la FDA varía con el tiempo de cosecha: se observan valores menores en la etapa inicial y valores mayores en la etapa final. El requerimiento de fibra por el ganado es un factor importante en diversos procesos fisiológicos. La FDA es el mejor indicador de los requerimientos de fibra para una fermentación saludable en el rumen. Las raciones del ganado lechero deben contener 19-27 % de FDA. Si el suplemento es menor, el contenido de grasa en la leche puede disminuir.

Por lo anterior, esta investigación tuvo como objetivo evaluar diferentes soluciones nutritivas en la producción, calidad y concentración de nitrato en el forraje verde de trigo.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

El presente estudio se realizó en instalaciones de la Universidad Autónoma Chapingo, en invernadero tipo capilla con cubierta de vidrio. En el módulo de producción se mantuvo una temperatura entre 16 y 20 °C, con un promedio de 18 °C. La humedad relativa (HR), registrada con un termohigrómetro, se mantuvo entre 30.4 y 78.4 %, con un promedio de 54.4 %. Sobre una estructura metálica de 2.5 m de largo, 0.66 m de ancho y 0.62 m de alto, se instalaron charolas de plástico blanco de una superficie de 0.25 m² (61 x 41 x 7.5 cm de largo, ancho y alto, respectivamente). Las charolas se colocaron con un desnivel de 6.0 % y cada una se perforó con cuatro orificios equidistantes con una broca de 3/8" en el extremo inferior para drenar el exceso de agua. Las diferentes soluciones nutritivas se prepararon en recipientes de 150 litros de capacidad. Por medio de una bomba sumergible de 0.25 HP, cada solución fue inyectada en la parte superior de cada charola a través de un poliducto negro de 3/4" de diámetro y distribuida a la toda la semilla por gravedad a través de cuatro espaguetis de 30 cm de largo por 0.7 mm de diámetro. El excedente de solución nutritiva se colectó a través de canaletas de fibra de vidrio de 2.5 m de largo ubicadas en la parte baja de cada charola. En el Cuadro 1 se indica la composición de los seis tratamientos, de los cuales T₀ fue agua de la llave; cuatro (T₁, T₂, T₃ y T₄) fueron diseñados mediante la metodología propuesta por Steiner (1961), ajustada a pH 6.0 y modificada para incluir amonio y generar las relaciones NH₄⁺/NO₃^-, y el T₅ correspondió a la solución nutritiva recomendada por FAO (Anónimo, 2001).

Material vegetal

Se utilizó semilla de trigo (Triticum aestivum L.) variedad Rebeca F2000 con 90 % de germinación, la cual fue limpiada eliminando semillas quebradas e impurezas. Se pesaron en una balanza granataria 0.80 kg de semilla seca por charola, se lavaron y desinfectaron con una solución de hipoclorito de sodio al 6 % durante 3 min y nuevamente se lavaron con agua destilada. Después, fueron introducidas en una bolsa de malla plástica y sumergidas en 2 litros de agua potable durante 12 h. Al término de este periodo se escurrió el exceso de agua y se dispersó la semilla en cada charola formando una capa de 1 cm de espesor.

La concentración de micronutrientes fue igual para todas las soluciones nutritivas, con excepción del agua de la llave, y su concentración se indica en el Cuadro 2.

Diseño experimental

Se usó un diseño completamente al azar con cuatro repeticiones. Cada charola representó una unidad experimental y el factor de estudio fueron las soluciones nutritivas y el tratamiento con sólo agua.

Riegos

Durante los primeros tres días se aplicaron siete riegos con agua limpia, evitando que las semillas ubicadas en la parte superior de la bandeja se deshidrataran. En el cuarto día se formó el manto de raíces y se inició la aplicación de los tratamientos, suministrando 1.3 litros de solución cada 2 horas, de a las 10:00 h a las 16:00 h, para un total de cuatro riegos al día. Después de la aplicación de cada tratamiento, la tubería fue enjuagada con agua limpia para evitar la contaminación del tratamiento siguiente. El día 15 se regó con agua limpia para evitar acumulación de sales en el sistema radical del germinado. La cosecha se realizó colectando el total de la biomasa que se encontraba en las charolas de producción, constituida por hojas, tallos y raíces.

Variables evaluadas

La altura de planta (AP) en centímetros, se midió en una muestra de diez plántulas a partir de la semilla al ápice. El rendimiento en peso fresco de forraje hidropónico (REMC) en kg·m² se consideró como el forraje producido por metro cuadrado de charola. La relación de conversión (RC) fue considerada como la relación entre la cantidad de forraje producida en un contenedor y la cantidad de semillas sembradas por contenedor. La materia seca total de la muestra se determinó una vez concluido el ciclo de cultivo del forraje: a los 15 días después de la siembra, se tomó una muestra de 200 g de forraje por charola, la cual se secó a una temperatura a 60 ºC hasta peso constante y después a 100 ºC hasta peso constante. Para el cálculo se utilizó la fórmula propuesta por Harris (1970), que se presenta a continuación:

Donde:

MST= Materia seca total (%)

A = Porcentaje de materia seca a 60 ^oC

B = Porcentaje de materia seca a 100 ^oC

El porcentaje de cenizas totales se cuantificó por medio de la determinación de cenizas totales y materia orgánica después de que todo el material combustible ha sido quemado (oxidado) a una temperatura de 500 ^oC en una mufla (Anónimo, 1995).

El porcentaje de fibra o materia vegetal insoluble, que es digerida mediante la fermentación microbiana en el tracto digestivo de los animales, más no por las enzimas proteolíticas y dialíticas, se cuantificó al determinar la fibra insoluble en detergente neutro por el método de Van Soest y Wine (1967). Por su parte, el porcentaje de proteína cruda, se cuantificó por el procedimiento de micro Kjeldahl propuesto por Harris (1970) a partir del porcentaje del nitrógeno total y multiplicado por el factor de 5.83. El nitrato se determinó mediante el método colorimétrico del ácido salicílico propuesto por Cataldo et al. (1975).

El análisis de varianza y la prueba de comparación de medias (Tukey, P ≤ 0.05) de los resultados obtenidos se realizó usando el paquete estadístico SAS.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Variables de calidad

En el Cuadro 3 se presentan las comparaciones de medias por Tukey (P ≤ 0.05) para las variables altura de planta (AP), relación de conversión de semilla (RCS) y rendimiento por metro cuadrado (REMC).

Para la variable AP se observaron diferencias significativas. La mayor altura se logró con el tratamiento T₁, el cual no superó al T₃. De la misma forma, el tratamiento T₃ fue estadísticamente igual al T₂. El tratamiento T₄ mostró el mismo efecto que el T₂, mientras que el T₄ y el T₀ no resultaron diferentes significativamente. Por último, el T₅ y el T₀ (agua) fueron los de menor altura de planta. El mayor crecimiento logrado en el T₁ se puede atribuir al efecto provocado por la mayor concentración de N, K y Ca, y a una menor concentración de P en la solución nutritiva suministrada. De acuerdo con Marschner (2012) el N, P, Ca y Mg son importantes para el desarrollo foliar de las plantas, mientras que García et al. (2003) mencionan que el suministro adecuado de nutrientes, especialmente nitrógeno (N), es un factor determinante que impacta la acumulación de materia seca en cultivos sometidos a altas densidades de siembra, como en el FVH.

Respecto a la variable RCS los tratamientos T₁ y T₃ resultaron estadísticamente diferentes de los tratamientos T₅, pero iguales a T₂, T₄ y T₀. La fertilización del forraje verde hidropónico utilizando agua de riego con 200 mg·litro^-1 de nitrógeno como mínimo tiene efectos positivos en el crecimiento (Anónimo, 2001). Sin embargo, aunque el T₄ recibió mayor cantidad de nitrógeno, que los tratamientos T₁ (167.8 mg·litro^-1), T₂ (167.7 mg·litro^-1), T₃ (170.1 mg·litro^-1) y T₅ (49.0 mg·litro^-1) la altura fue menor que el T₂ y T₃ debido a que un alto porcentaje del nitrógeno se suministró en forma de NH₄⁺, lo que pudo tener un efecto tóxico sobre la planta.

El T₄ recibió un 33.4 % del N en forma de NH₄⁺; el T₁, el 0 %; el T₅, un 11.4 %; el T₂, un 8.3 %, y el T₃, un 16.6 %. Steiner (1984) señala que la forma amoniacal de nitrógeno no debe rebasar más del 10 % del total suministrado. Según Barker y Mills (1980), la tolerancia de las plantas a suministros externos y acumulación de NH₄⁺ es baja, mientras que la tolerancia para el NO₃^- es alta. Reacciones tóxicas pueden ocurrir cuando la nutrición con NH₄⁺ es excesiva, pero las plantas que acumulan nitratos, pueden distribuirlos por todo el tejido siendo poco afectadas.

La densidad de siembra es uno de los factores que más influye en la altura de la planta (AP). En trigo, Cerrillo (2012) encontró que en un ciclo de 12 días y con una densidad de 5.00 kg·m^-2 considerada alta obtuvo una altura de planta de 21.96 cm. De acuerdo con la densidad utilizada en el experimento de 3.2 kg·m^-2, ninguno de los tratamientos alcanzó una altura cercana a la citada por este investigador. Esto puede indicar que a medida que se incrementa la densidad de siembra, la altura también se incrementa, debido a un proceso de competencia por luz entre las plantas, que promueve la etiolación. Además, para obtener un mejor FVH es indispensable contar con un periodo de luz de 13 a 16 horas, ya sea natural o artificial.

Valdivia (1997), señala que una RCS de 1:5 es un buen logro, pero lo importante es alcanzar rendimientos de 1:6 ó 1:7. Dentro de este intervalo, los tratamientos T₁ y T₃ estarían cumpliendo con una buena RCS, aunque los tratamientos T₂, T₄ y T₀ tienen un RCS dentro del intervalo aceptable.

Para la variable REMC se tiene que el máximo rendimiento se obtuvo con el tratamiento T₁ con 19.9 kg·m^-2 en promedio, valor que fue estadísticamente igual (P ≤ 0.05) al encontrado con los tratamientos T₃ con 19.2 kg·m^-2 y T₂ 18.7 kg·m^-2. Por otro lado, el T₄ con 17.6 kg·m^-2 y T₀ con 17.5 kg·m^-2 presentan rendimientos que fueron estadísticamente iguales a los tratamientos T₁, T₂ y T₃. El tratamiento que estuvo por debajo de éstos fue el T₅, cuya media fue de 15.1 kg·m^-2, aunque estadísticamente es igual a los tratamientos T₀ y T₄. Los rendimientos obtenidos están por debajo de los que obtuvieron Cerrillo et al. (2012), quienes con una densidad de siembra de 5.0 kg·m² de semilla de trigo alcanzaron un rendimiento de 30 kg·m^-2 de biomasa después de 12 días de crecimiento. El valor más alto de rendimiento que se obtuvo con el T₁ fue de 19.9 kg·m^-2 con 168.1 mg·litro^-1 de N. Con esto se puede establecer que la concentración de nitrógeno y la densidad de siembra tienden a incrementar el rendimiento.

La relación que guardan los diferentes nutrientes dentro de la solución nutritiva incide en la productividad de los cultivos debido a que interaccionan tanto aniones como cationes, puesto que la absorción de nutrientes efectuada por las raíces de las plantas es selectiva, y depende de factores climáticos, así como de la fase de crecimiento en que el cultivo se encuentre, además de las concentraciones disponibles de los nutrientes (Papadopoulus et al., 2002). El forraje verde hidropónico es rico en minerales, entre los que destacan cobre, fósforo, zinc, calcio, magnesio, sodio, hierro, manganeso y potasio. Una solución nutritiva con una concentración de potasio y nitrógeno similares promueve el crecimiento vegetativo, en especial aquellas que contengan 200 mg·litro^-1 de ambos. Cuando el potasio se incrementa en relación al nitrógeno general una relación de 1.5, promueve el crecimiento reproductivo (López et al. 2011).

Variables determinadas en el laboratorio

En el Cuadro 4 se muestran los resultados de la comparación de medias Tukey (P ≤ 0.05) de la materia seca, cenizas, fibra, proteínas y concentración de nitrato. El tratamiento T₅ presentó el mayor rendimiento de materia seca, pero resultó estadísticamente igual a T₀, T₁, T₂ y T₄, aunque diferente al T₃. Por su parte el T₃ resultó estadísticamente igual a los tratamientos T₀, T₁, T₂ y T_4. Lo que pudo ocurrir con los tratamientos que tuvieron mayor altura y menor porcentaje de materia seca fue un proceso de etiolación que produjo hojas delgadas debido a la competencia por luz.

En la comparación de medias para la variable cenizas se pueden observar diferencias significativas en los tratamientos. El mayor porcentaje de cenizas se obtuvo con los tratamientos T₁, T₂, T₃ y T₄, los cuales resultaron estadísticamente iguales. Por su parte, entre los tratamientos T₄, T₀ y T₅ no se encontraron diferencias significativas. La única diferencia estadística que se encontró fue entre los tratamientos T₁, T₂ y T₃ comparados con los tratamientos T₀ y T₅. Los resultados de cenizas fueron menores a los que reporta Vargas-Rodríguez (2008) para forraje verde hidropónico de arroz (Oryza sativa, var. CR-4477) y sorgo (Sorghum almum, var. UCREEAVM), cosechado a los 20 días después de la siembra y fertilizados con una solución nutritiva de 250 mg·litro^-1 de NO₃^-, los cuales fueron de 9.17 y 6.54 %, respectivamente, mientras que el de maíz (Zea mays, var. LD-8843) fue inferior (2.41 %) al determinado en trigo.

De acuerdo con estos resultados, la cantidad de cenizas que contiene el forraje se incrementa con el suministro de nitrógeno. Esto sucedió en los tratamientos T₁, T₂, T₃ y T₄, que tuvieron la mayor cantidad de N. Estos porcentajes de cenizas resultaron similares a los que reportan Pound et al. (1995): para trigo cv. Hard Winter (2.0 %) y Soft White (1.8 %), para pasto ballico (2.1 %), en cebada (2.7 %), para avena (3.7 %) y para sorgo (2.1 %). También establecen que, nutricionalmente, el valor de las cenizas tiene poca importancia, aunque valores excesivamente altos pueden indicar que existió contaminación con suelo o sales. Según Crampton y Harris (1979), la razón de que las cenizas de los productos vegetales sean un índice de poco valor, es que la composición de éstas es sumamente variable, no sólo en su totalidad sino también en sus componentes parciales. Además, muchos alimentos vegetales son ricos en silicio, elemento que carece de valor nutritivo y que puede ser un peligro.

Con relación a la variable fibra, el tratamiento que mayor porcentaje produjo fue el T₀ (66.1). Sin embargo, no hubo diferencias significativas con los tratamientos T₁, T₂, T₃ y T₄. Las diferencias fueron significativas solo entre los tratamientos T₀ y T₅. De acuerdo con McDonald et al. (1981), hay una relación recíproca entre la fibra cruda y la proteína cruda, aunque esta relación puede ser revertida por la aplicación de fertilizantes nitrogenados.

Un valor de fibra detergente neutra (FDN) que determinaron Herrera-Torres et al. (2010) para forraje verde de trigo fue de 51.79 %. Horrocks y Vallentine (1999) determinaron en pasto bermuda una concentración de 68 % de FDN. Al comienzo del crecimiento vegetativo y cuando se le hizo la determinación de FDA, resultó un 30 % de fibra. En pasto ballico en la misma etapa que el pasto bermuda, se encontró un 61 % de FDN y un 38 % de fibra detergente ácida (FDA).

Espejo y Pearson (1979) señalan que la cantidad de fibra en plantas jóvenes es baja si se compara con la planta madura, ya que la estructura de esta fibra cambia también a medida que evoluciona la planta, pues se hace más lignificada y, por lo tanto, menos digestible. Una elevada cantidad de fibra en la ración del animal disminuye el porcentaje de proteína en el alimento y reduce el peso del ganado. Otro factor que puede influir en la concentración de la fibra son los restos de semilla que quedaron después de la siembra de ésta para su germinación.

La comparación de medias para la variable proteína presentó diferencias significativas entre los tratamientos. El porcentaje mayor se determinó en los tratamientos T₂ (19.0 %) y T₁ (18.5 %), los cuales fueron estadísticamente iguales a los tratamientos T₃ (17.9 %) y al T₄. Por su parte, los tratamientos T_0, T₄ y T₅ no mostraron diferencias significativas. En concentración de proteína, los tratamientos T₁ y T₂ presentaron diferencias significativas con respecto a los tratamientos T₀ y T₅, mientras que el tratamiento T₃ fue significativamente diferente de T₅.

Herrera-Torres et al. (2010), en germinados de trigo (Triticum aestivum L), encontraron concentraciones de proteína cruda de 13.4, 21.5 y 12.6 %, analizadas a los 8, 10 y 12 días después de la siembra, por lo que no existe una concentración de proteína promedio específica, ya que ésta varía en función de las condiciones de producción del forraje verde hidropónico. La concentración de proteína al cabo de 15 días de crecimiento, tiende a aumentar a medida que se incrementa la concentración de N de la solución nutritiva, hasta valores de 200 mg·litro¹. Una concentración mayor de 400 mg·litro^-1 de nitrato no aumenta la concentración de proteína, si no por el contrario, lo disminuye (Anónimo, 2001). Esto explica el por qué los tratamientos T₁ y T₂, que recibieron las más altas concentraciones de nitrógeno total, tuvieron los porcentajes mayores de proteína.

La especie es otro factor que está relacionado con el contenido proteico. Vargas-Rodríguez (2008), al estudiar muestras de FVH tomadas a los 14 días de ciclo de producción, encontró concentraciones de proteína de 10.47 % en sorgo, 9.61 % en maíz y 9.17 % en arroz. Herrera-Torres et al. (2010) señalan que en trigo pueden encontrase valores de hasta 21.5 % de proteína cruda a los 10 días después de la siembra. En ciertos casos, por estrategia de manejo interno de los establecimientos, la cosecha se realiza a los 14 o 15 días, a pesar que varios estudios científicos han demostrado que el ciclo no debe extenderse más allá del día 12, ya que a partir de este día se inicia un marcado descenso en el valor nutricional del FVH. Por su parte, McDonald et al. (1981) señalan que entre más crece la planta, la concentración de proteína decrece, aunque con la aplicación de fertilizantes nitrogenados puede revertirse. En avena de 15 días de ciclo, con dosis de 0, 100 y 200 mg de N·kg^-1 de suelo, se obtuvieron 278, 289 y 432 g·m^-2 de proteína bruta (Anónimo, 2001). Horrocks y Vallentine (1999) encontraron un 16 % de proteína en bermuda cultivado a campo abierto a principio de su crecimiento; en pasto pangola a finales del crecimiento vegetativo encontraron un 11.5 %, y en pasto bahía, 8.9 %. Dichos pastos tienen un contenido de proteína mucho menor que el T₂ (19.00 %), T₁ (18.57 %), T₃ (17.90 %) y T₄ (16.75 %). Sin embargo, en trébol rojo a inicio de la floración se determinó un 19.4 % de proteína, y a finales de floración la concentración disminuyó a 14.6 %. Aunque al principio el trébol tuvo una mayor concentración de proteína que los tratamientos T₁, T₂, T₃, T₄, al final fue menor que el de éstos. Con ello, se puede considerar que el contenido de proteína del forraje verde hidropónico es bueno. Además, se puede establecer una fecha de cosecha para no perder proteína o para tener la mayor concentración, pues durante todo el año se podría mantener constante el contenido de proteína del forraje.

Respecto a la concentración de nitrato, los tratamientos no mostraron diferencias significativas. Aunque las concentraciones fueron iguales estadísticamente, el tratamiento T₂ mostró la más alta concentración de nitrato debido a que la fuente de nitrógeno fue principalmente amonio. De acuerdo con Barker y Mills (1980), las plantas incrementan la adquisición de nitrógeno.

Cabe señalar que al T₀ no se le suministró nitrógeno, y sin embargo, se presentó una acumulación de NO₃^- mayor, pero estadísticamente igual que el T₃, la que se derivó del nitrógeno de reserva contenido en la semilla. También cabe destacar que el T₀ presentó menor AP y menor REMC, lo que puede ser un efecto de dilución: al haber menor crecimiento se incrementa la concentración de los minerales, entre ellos los NO₃^-. Por su parte, al tratamiento T₃ se le aplicaron 10 mmol·litro^-1 de NO₃^- y 2.0 mmol·litro^-1 de NH₄⁺, por lo que la concentración de NO₃^- hubiera sido mayor. Al respecto, Barker y Mills (1980) señalan que la reducción de nitrato y la posterior asimilación del nitrógeno a compuestos orgánicos están muy relacionadas con la fotosíntesis, ya que gran parte de la energía utilizada para hacer la transformación de nitrato a compuestos orgánicos se deriva de ésta. Los tratamientos que tuvieron mayor aplicación de nitrato fueron T₁, T₂, T₃ y T₄, los cuales mostraron una mayor concentración de NO₃^-, excepto el T₃. Esto concuerda con lo reportado por Barker y Mills (1980), quienes mencionan que la absorción de nitrato se incrementa marcadamente cuando el suministro externo es alto y los días son nublados y fríos. Por otra parte, Marschner (2012) reporta que elevadas concentraciones de nitrato en ciertas especies y en órganos de plantas es indicativo de un desbalance entre fuente y demanda. Posiblemente, el T₃ tuvo un mayor desbalance pero utilizó el nitrógeno suministrado como nitrato para formar proteínas en lugar de acumularlos. Para los valores de proteína más altos, T₂ y T₁ tuvieron de igual manera concentraciones altas de nitrato. Horrocks y Vallentine (1999) señalan que las plantas de crecimiento rápido, que tienden a acumular nitrato, se ve favorecido por el estrés hídrico.

La concentración de nitrato que tuvo el T₂ es considerada tóxica, según Nurdilek et al. (2010), quienes indican que una concentración de NO₃^- en el forraje menor de 3000 mg·kg^-1 con base en materia seca es segura, pero una concentración superior a los 10,000 mg·kg^-1 es toxica para la mayoría de los bovinos. Para Horrocks y Vallentine (1999), las plantas que acumulan niveles altos de NO₃^- (5,000 a 15,000 mg·kg^-1), puede ocurrir un envenenamiento en rumiantes.

Las plantas de los tratamientos que tuvieron concentraciones de NO₃^- por debajo del nivel tóxico fueron el T₁ (4,609.1 mg·kg^-1), T₄ (4,538.6 mg·kg^-1) y T₅ (4,345.8 mg·kg^-1). McDonald et al. (1981) indican que los síntomas de intoxicación pueden ocurrir a concentraciones de NO₃^- de 7,000 mg·kg^-1 con base en materia seca. Este valor es mucho mayor que el indicado por Pound et al. (1995), quienes mencionan que a niveles de NO₃^- de 700 mg·kg^-1 pueden presentarse síntomas de toxicidad, y que concentraciones del orden de 2,200 mg·kg^-1 pueden ser fatales para los rumiantes. Church (1974) menciona que el consumo rápido de forrajes con altas concentraciones de nitrato es un factor crítico en cualquier animal. Los rumiantes pueden tolerar raciones que contienen cantidades apreciables de nitrato debido a que los microorganismos del rumen tienen la capacidad de reducir el nitrato a amonio, el cual es mejor utilizado (Pound et al., 1995).

 

CONCLUSIONES

Con base en las condiciones experimentales se puede concluir que la adición de nitrógeno en forma de nitrato incrementó la altura, relación de conversión, el rendimiento por metro cuadrado, el contenido proteico y la cantidad de nitrato en la planta.

Cuando no se adiciona N el porcentaje de proteína es similar al registrado en plantas tratadas con soluciones nutritivas con baja concentración de este elemento, con la ventaja de que la concentración de nitrato es clasificada como no tóxica.

El tratamiento T₃ puede considerarse como óptimo, con 17.9 % de proteína y con una concentración de nitrato de 3,348.2 mg·kg^-1, la cual se considera segura para la alimentación animal.

 

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