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ISSN:
3073
-
1275
107
Articulo
Productividad y calidad nutricional del forraje verde
hidropónico de
Zea mays
(maíz) con diferentes tipos de
fertilización en el cantón Arosemena Tola, provincia de
Napo
Productivity and nutritional quality of hydroponic green fodder of
Z
ea mays
(maize) under different fertilization types in Arosemena Tola canton, Napo
Province
Lisbeth Analya
Moreno López
1
*
y
Javier
Ignacio
Briones García
2
1
Escuela Superior Politécnica
de Chimborazo, Ecuador, Morona Santiago;
https://orcid.org/0009
-
0001
-
0289
-
8892
2
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Ecuador, Morona Santiago;
https://orcid.org/0000
-
0002
-
2675
-
349
5
;
javier.briones@espoch.edu.ec
*
Correspondencia
:
analya.moreno@espoch.edu.ec
https://doi.org/10.70881/hnj/v4/n3/148
Resumen:
El forraje verde hidropónico (FVH) es una opción alternativa para
mejorar l
a
disponibilidad de alimento en aquellos sistemas de ganadería que
poseen limitaciones edafoclimáticas. Bojo este contexto, el objetivo fue
evaluar la productividad y calidad nutricional del FVH de
Z. mays
, utilizando
fertilizantes de origen químico y orgán
ico en el cantón Arosemena Tola,
provincia de Napo. Para ello, se empleó un diseño experimental
completamente al azar con arreglo factorial 3 × 3, considerando tres
tratamientos (T0: Control, T1: fertilización química y T2: fertilización orgánica)
y tres p
eriodos de cosecha (7, 14 y 21 días) y tres repeticiones. Se analizaron
variables de crecimiento, biomasa, composición bromatológica, índices
integrados de calidad nutritiva y costos variables. T1 obtuvo los mayores
valores de altura, biomasa fresca y mate
ria seca con 19,64 cm, 3,73 kg
bandeja
¹
y
746,80 g bandeja
¹
,
as
í
como el mayor contenido de materia de
prote
í
na cruda (14,23 %) y la mayor producci
ó
n de prote
í
na (0,230 kg por
tratamiento). La digestibilidad estimada, el valor relativo del forraje y la
e
nerg
í
a neta de lactancia disminuyeron con el tiempo de cosecha. La
fertilizaci
ó
n qu
í
mica (T1) report
ó
el menor costo por kilo de prote
í
na
producida (USD 18,12 kg
¹
)
y optimiz
ó
la productividad y eficiencia proteica
del FVH de maíz.
Palabras clave:
Alimenta
ción animal, digestibilidad, productividad forrajera,
proteína cruda, análisis bromatológicos.
Abstract:
Hydroponic green forage (HGF) represents an alternative for
improving feed availability in livestock production systems constrained by
edaphoclimatic conditions. In this context, this study aimed to evaluate the
productivity and nutritional quality of
Z. m
ays
HGF grown with chemical and
organic fertilizers in Arosemena Tola Canton, Napo Province, Ecuador. A
completely randomized experimental design with a 3 × 3 factorial
arrangement was used, comprising three fertilization treatments (T0:
unfertilized contr
ol, T1: chemical fertilization, and T2: organic fertilization),
three harvest times (7, 14, and 21 days), and three replicates. Growth,
biomass, bromatological composition, integrated nutritional quality indices,
Cita:
Moreno López, L. A., &
Briones García, J. I. (2026).
Productividad y calidad
nutricional del forraje verde
hidropónico de Zea mays
(maíz) con diferentes tipos de
fertilización en el cantón
Arosemena Tola, pro
vincia
de Napo.
Horizon Nexus
Journal
,
4
(3), 107
-
130.
https://doi.org/10.70881/
hnj/v4/n3/148
Recibido:
04
/
06
/20
26
Revisado:
16
/
07
/20
26
Aceptado:
20
/
07
/20
26
Publicado:
2
4
/
07
/20
26
Copyright:
© 202
6
por los
autores
.
Este artículo es un
artículo de acceso abierto
distribuido bajo los términos y
condiciones de la
Licencia
Creative Commons,
Atribución
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NoComercial 4.0
Internacional.
(
CC BY
-
NC
)
.
(
https://creativecommons.org
/licenses/by
-
nc/4.0/
)
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n
Jo
t
S
n
n ``` XZ}]}vv˘i}vo X]}]o}} X}u
ı
2023)
. También la evaluación económica de dichos sistemas es im
portante y puede
permitir la evaluación de su viabilidad en contextos rurales donde la rentabilidad y los
costos de insumos hacen la tecnología productiva factible
(Yhony et al., 2018)
.
En esta dirección, la evaluación del FVH de
Z. mays
con la aplicació
n de esquemas de
fertilización también es importante en sistemas productivos amazónicos que se
encuentran con la intensificación sostenible como prioridad (estrategia a mediano
plazo). La comparación entre la fertilización orgánica y químic
a
puede permitir
la
identificación de opciones productivas y nutricionales más eficientes y participar con la
formulación de estrategias de un manejo adaptado a la situación local.
Por lo tanto, el presente estudio tiene como objetivo evaluar la productividad y calidad
nutricional del forraje verde hidropónico de
Z. mays
, utilizando fertilizantes de origen
químico y orgánico en el cantón Arosemena Tola, provincia de Napo. Específicam
ente,
se busca determinar la productividad del FVH bajo distintos esquemas de fertilización,
analizar su composición bromatológica y comparar los costos de producción asociados
a cada tratamiento, con el fin de generar información científica que respalde l
a toma de
decisiones en sistemas ganaderos sostenibles de la región amazónica.
2. Materiales y Métodos
2.1.
Área de estudio y condiciones experimentales
La investigación se desarrolló en el Centro Experimental de Investigación y Producción
Amazónica (CEIPA) de la Universidad Estatal Amazónica, ubicado en el cantón
Arosemena Tola, provincia de Napo, Ecuador. El experimento se realizó en condiciones
de inver
nadero, utilizando un sistema de producción hidropónica. El ensayo se llevó a
cabo en un módulo protegido, con control parcial de temperatura, humedad relativa y
radiación, con el fin de minimizar la variabilidad ambiental externa. Durante el periodo
exper
imental se registraron las condiciones microclimáticas (temperatura media de 26
°C y humedad relativa media del 85%), las cuales fueron monitoreadas diariamente
mediante sensores digitales. El riego se llevó a cabo mediante un sistema de
nebulización progr
amable establecido en tres momentos al día, en el que el riego se
aplicó mediante procedimientos con pulsos de un minuto de duración y un caudal de 2,4
L/min. El sistema de producción de forraje verde hidropónico fue alimentado con agua
procedente de la re
d de abastecimiento del CEIPA, cuya calidad fisicoquímica fue
caracterizada previamente. El agua presentó un pH de 6,99, turbidez de 1,26 NTU,
oxígeno disuelto de 8,47 mg L
¹
y conductividad eléctrica de 18,17
μ
S cm
¹.
2.2.
Material vegetal y establecimiento de
l cultivo
Se utilizaron semillas de
Z. mays
duro de calidad comercial, previamente seleccionadas
por uniformidad de tamaño y viabilidad. De acuerdo con lo propuesto por
Urbina et al.
(2020)
las semillas fueron sometidas a un proceso de desinfección con h
ipoclorito de
sodio al 1% durante 5 minutos y posterior lavado con agua destilada. La siembra se
realizó en bandejas hidropónicas de polietileno (52 × 25 × 6 cm), distribuyendo de
manera homogénea 854 g de semillas alcanzando una densidad constante (6.57 k
g m
²)
(
Valverde et al., 2017)
, asegurando condiciones uniformes entre unidades
experimentales.
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unidades experimentales. El modelo estadístico utilizado fue el modelo lineal general de
dos vías (Ecuación 1).
(1)
Donde (Y
ᵢⱼ
)
varia
ble respuesta; (
μ)
media general; (T
ᵢ
) efecto del tipo de fertilización;
(Dⱼ) efecto del tiempo de evaluación; ((T×D)
ᵢⱼ
) interacción y (
ε
ᵢⱼ
)
error experimental.
2.5.
Productividad del forraje
Se evaluó el rendimiento de biomasa de acuerdo con lo establecido por
Barquero et al.
(2019)
: Peso fresco (kg/bandeja
-
1
), determinado con balanza digital al momento de la
cosecha; Materia seca (g/bandeja
-
1
), obtenida mediante secado en estufa a 65 °C has
ta
peso constante; Altura de planta (cm), promedio de 20 plántulas por unidad
experimental.
2.6.
Calidad nutricional
El análisis bromatológico se siguió lo establecido por
Herrera et al. (2022)
en el cual se
determina
proteína cruda (PC) a través del método
Kjeldahl; fibra detergente neutro
(FDN) y ácido (FDA) con el método Van Soest y cenizas a partir de la incineración en
mufla a 550 °C.
A partir de los resultados del análisis bromatológico se calcularon diversos indicadores
integrados de calidad nutriciona
l con el propósito de evaluar la relación entre el
contenido proteico, las fracciones fibrosas, la digestibilidad potencial y el valor
energético del FVH de
Z. mays
. Todos los índices fueron calculados individualmente
para cada unidad experimental, evitand
o la estimación a partir de valores promedio, con
el fin de preservar la variabilidad experimental y permitir su posterior análisis estadístico.
Las relaciones entre proteína y fibra se calcularon mediante las siguientes expresiones
de acuerdo con lo propu
esto por
Rodrigues et al. (2023)
:
Relación proteína cruda/fibra detergente neutra (PC/FDN)
(2)
Relación proteína cruda/fibra detergente ácida (PC/FDA)
(3)
Relación fibra
detergente ácida/fibra detergente neutra (FDA/FDN)
(4)
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Estas relaciones constituyen indicadores descriptivos ampliamente utilizados para
evaluar el equilibrio entre el contenido de proteína y la fracción estructural del forraje,
pro
porcionando una medida complementaria a los análisis bromatológicos
convencionales
(Guo et al., 2025)
.
La digestibilidad estimada de la materia seca (DMS) se obtuvo mediante la ecuación
propuesta por
Rohweder et al. (1978)
:
(5)
donde FDA corresponde al contenido de fibra detergente ácida expresado como
porcentaje de materia seca.
El consumo potencial de materia seca (CMS) se estimó utilizando la ecuación propuesta
por
Folina et al. (2025)
:
(6)
donde
FD
N representa el contenido de fibra detergente neutra (% de materia seca).
Posteriormente, el valor relativo del forraje (RFV) fue calculado mediante:
(7)
El RFV integra simultáneamente el consumo potencial y la digestibilidad de
la materia
seca, siendo uno de los índices más utilizados para comparar la calidad relativa entre
diferentes forrajes. Estudios recientes continúan empleándolo como indicador de
referencia para caracterizar el valor nutritivo de gramíneas y leguminosas, au
nque
reconocen sus limitaciones al no considerar directamente la digestibilidad de la fibra ni
otros componentes nutricionales
(Folina et al., 2025; Guo et al., 2025)
.
La energía neta de lactancia (ENL) se estimó mediante las ecuaciones propuestas por
J
eon et al.
(
2022)
:
(8)
Los valores obtenidos fueron posteriormente convertidos a Mcal kg
¹
de materia seca
mediante:
(9)
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La ENL es un estimador del potencial energético del forraje para Lácteos. Diferentes
investigaciones recientes han concluido que, aunque la ENL continúe siendo un índice
muy utilizado para la comparación de tratamientos, su precisión puede aumentar
utiliza
ndo ecuaciones basadas en la digestibilidad de la fibra o usando los modernos
sistemas de evaluación energética
(Anger et al., 2024; Jeon et al., 2022)
.
2.7.
Evaluación económica
El análisis de la evaluación económica se realizó a partir del análisis de costos variables
propuestos por
Elmulthum et al. (2023), Ghasemi
-
Mobtaker et al. (2022) y Masucci et
al. (2024)
con adecuaciones de los autores debido al alcance de la investigaci
ón
. Se
tomó en consideración tan solo los insumos y recursos empleados en la producción de
FVH de
Z. mays
, excluyéndose todos los costos en infraestructuras, bandejas,
estanterías, el sistema de riego, herramientas y demás equipos, en virtud de que todos
e
llos fueron comunes a todos los tratamientos y no ejercieron influencia sobre la
comparación estrictamente experimental. El tratamiento por sí solo estuvo caracterizado
por tres bandejas hidropónicas de polietileno (52 × 25 × 6 cm), sembradas cada una de
e
llas con 854 g de semilla, lo que equivale a 2,562 kg de semilla por tratamiento. Los
costos variables considerados fueron los relativos a semilla, fertilización, agua y mano
de obra.
El costo total variable (CTV) se calculó mediante la siguiente expresión
:
(10)
donde:
C
S = costo de la semilla (USD);
C
F = costo del fertilizante químico o biol (USD);
C
A = costo del agua utilizada (USD);
C
MO = costo de la mano de obra (USD).
Para el tratamiento químico (T1) se utilizó una sol
ución nutritiva comercial HydroLeaf
Premium®
compuesta por las soluciones concentradas A, B y C, aplicadas a dosis de
2, 3 y 1 mL L
¹
de agua, respectivamente. La estimación del uso de fertilizante se basa
en el volumen total de la solución nutritiva utili
zada durante las tres semanas de trabajo
en el invernadero. Si consideramos tres riegos diarios con el caudal total de 2,4 L min
¹
,
podemos calcular un consumo total de 50,4 L de solución nutritiva por tratamiento, que
equivale a 302,4 mL
de concentrado HydroLeaf
Premium®
. Si tomamos en cuenta el
costo comercial del producto (USD 65 por tres galones), el costo de fertilización efectivo
fue de USD 1,73 por tratamiento.
Para el tratamiento orgánico (T2) se aplicó biol a la concentración de 1
0 mL L
¹.
A
plicando el mismo volumen de solución utilizado en T1 (recuerde que sólo utilizamos
la concentración equivalente a la base de trabajo), el consumo total fue de 504 mL de
biol para cada tratamiento; considerando el costo comercial de USD 8 por ga
lón (3,785
L), el costo imputado fue de USD 1,07 por tratamiento.
El costo de mano de obra es el resultado de tomar el salario básico unificado vigente en
Ecuador en el año 2026 (USD 482 mes
¹
), lo que equivale a un costo de mano de obra
de USD 2,01 h
¹
; s
e considera una jornada laboral de 240 horas mensuales. Se estimó
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un tiempo total de trabajo de dos horas para las nueve bandejas del experimento,
distribuido proporcionalmente entre tratamientos, obteniéndose un costo de USD 1,34
por tratamiento.
La efici
encia económica se evaluó mediante los siguientes indicadores:
Costo por kilogramo de forraje fresco
(11)
Costo por kilogramo de materia seca
(12)
Costo por kilogramo de proteína producida
(13)
donde:
P
F = producción total de forraje fresco (kg);
P
MS = producción total de materia seca (kg);
P
PC = producción total de proteína cruda (kg).
La producción de proteína cruda se estimó mediante:
(14)
donde PC corresponde
al contenido de proteína cruda expresado en porcentaje de
materia seca.
Adicionalmente, se calcularon los índices de conversión de semilla a biomasa fresca y
materia seca para evaluar la eficiencia biológica de cada tratamiento:
(15)
(16)
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donde QS representa la cantidad total de semilla utilizada por tratamiento.
Debido a la inexistencia de un precio de mercado estandarizado para el forraje verde
hidropónico en la Amazonía ecuatoriana, el análisis económico se limitó
a determinar
los costos unitarios y la eficiencia productiva de los tratamientos y no se estimaron
ingresos y rentabilidad comercial.
2.8.
Análisis estadístico
Los datos obtenidos fueron analizados mediante un diseño completamente al azar con
arreglo factoria
l 3 × 3, considerando como factores el tipo de fertilización (T0: control,
T1: fertilización química y T2: fertilización orgánica) y el tiempo de cosecha (7, 14 y 21
días). Para las variables productivas, bromatológicas e indicadores integrados de
calidad
nutricional se realizó un análisis de varianza (ANOVA) de dos vías para evaluar
los efectos principales de los factores y su interacción.
Las medias fueron comparadas mediante la prueba de Tukey cuando se observaron
diferencias significativas (p ≤ 0,05). De forma previa, se comprobaron los supuestos de
normalidad de los residuos y de homogeneidad de varianzas por medio de las pruebas
de Shap
iro
–
Wilk y Levene, respectivamente. Los resultados se expresaron como media
± error estándar (Herrera et al., 2022). Todos los análisis estadísticos fueron elaborados
con el programa OriginLab
Pro
-
2024
, considerando un nivel de significación del 5 %.
3.
Re
sultados
3.1.
Efecto de la fertilización sobre la productividad del FVH
La Tabla 2 evidenció que el tipo de fertilización tuvo un efecto significativo en las
variables de crecimiento y producción forrajera verde hidropónico de
Z. mays
(p < 0,05).
En todas las variables analizadas, el tratamiento de fertilización química (T1) p
resentó
los mayores valores, seguido de la fertilización orgánica (T2), mientras que el testigo
(T0) fue el que presentó los rendimientos menores.
En lo que respecta al crecimiento de las plantas, la altura osciló entre 12,57 y 19,64 cm.
El tratamiento T1
fue el que obtuvo la mayor altura (19,64 ± 0,36 cm), siendo
significativamente mayor a T2 (17,56 ± 0,74 cm) y T0 (12,57 ± 0,99 cm). En comparación
al control, la fertilización química elevó la altura de planta en 56,2 % mientras que con
fertilización orgán
ica se observaron incrementos de 39,7 %, lo que indica que el cultivo
responde favorablemente a la mayor disponibilidad de nutrientes en las primeras etapas
de crecimiento.
Con respecto a la productividad de la biomasa fresca, se observaron diferencias
sig
nificativas entre tratamientos. El mayor rendimiento se correspondió con T1 (3,73 ±
0,11 Kg bandeja
-
1
) seguido de T2 (3,39 ± 0,10 Kg bandeja
-
1
) y de T0 (3,10 ± 0,05 kg
bandeja
-
1
). La fertilización química permitió incrementar la producción de biomasa fresc
a
en 20,2 % respecto el tratamiento sin fertilización, mientras que la aplicación de biol
incrementó la producción de biomasa fresca en 9,4 %.
Un comportamiento muy similar se observó para lo que respecta a la producción de
biomasa seca. T1 alcanzó el may
or valor con 746,80 ± 22,41 g por bandeja, seguido por
T2 (679,80 ± 20,51 g bandeja
-
1
) y T0 (621,53 ± 11,74 g bandeja
-
1
).
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Tabla 2
Efecto de los tratamientos sobre la altura de planta, peso fresco y peso seco.
Tratamiento
Altura (cm)
Peso fresco (g)
Peso seco (g)
T0
12,57 ± 0,99
c
3,10 ± 0,05
c
621,53 ± 11,74
c
T1
19,64 ± 0,36
a
3,73 ± 0,11
a
746,80 ± 22,41
a
T2
17,56 ± 0,74
b
3,39 ± 0,10
b
679,80 ± 20,51
b
Leyenda:
Los valores representan la media ± desviación estándar (DE). Letras distintas dentro
de la misma columna indican diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos (p <
0,05).
3.2.
Dinámica temporal del crecimiento del FVH
La dinámica temporal del
crecimiento del FVH de
Z. mays
evidenció un incremento
progresivo de las variables productivas a medida que avanzó el ciclo de cultivo,
observándose una respuesta diferenciada según el tipo de fertilización aplicada. En
términos generales, los mayores valo
res de altura de planta, biomasa fresca y biomasa
seca se registraron a los 21 días de evaluación, siendo la fertilización química (T1) la
que promovió el mayor desempeño productivo en todas las etapas analizadas (Figura 1
y 2).
En la (Figura 1a) se evide
nció que durante los primeros siete días de crecimiento no se
detectaron diferencias estadísticas significativas entre tratamientos para la altura de
planta, registrándose valores comprendidos entre 4,80 y 5,67 cm. Sin embargo, a partir
de los 14 días come
nzaron a evidenciarse respuestas diferenciadas, donde T1 alcanzó
una altura promedio de 15,89 cm, significativamente superior a T2 (12,08 cm) y T0 (9,39
cm). Esta tendencia se mantuvo hasta los 21 días, cuando la fertilización química
produjo la mayor altu
ra (19,64 ± 0,36 cm), seguida por la fertilización orgánica (17,56 ±
0,74 cm) y el tratamiento control (12,57 ± 0,99 cm), confirmando una mayor eficiencia
en la promoción del crecimiento vegetativo bajo condiciones de nutrición mineral
balanceada.
La acum
ulación de biomasa fresca presentó un patrón similar durante los primeros 14
días no se observaron diferencias significativas entre tratamientos, aunque se evidenció
una tendencia favorable hacia T1, que registró valores de 1,37 y 1,67 Kg bandeja
-
1
por
band
eja a los 7 y 14 días, respectivamente. No obstante, las diferencias quedaron
establecidas al final del ciclo de producción de T1 donde se obtuvieron 3,73 Kg bandeja
-
1
, que fueron cifras claramente superiores a la de T2 (3,39 Kg bandeja
-
1
) y T0 (3,10 Kg
ba
ndeja
-
1
) de ahí que estos resultados se evidenciaron el efecto de la fertilización sobre
la producción se intensificara al aumentar el ciclo de crecimiento, ya que las exigencias
nutricionales del cultivo también aumentaron (Figura 1b).
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Figura 1
Efecto de la fertilización y el tiempo de cosecha sobre el crecimiento y la productividad
del forraje verde hidropónico de Z. mays
Leyenda:
Respuesta del forraje verde hidropónico de Z
.
mays
a diferentes esquemas de
fertilización durante el periodo de crecimiento. (a) Altura de planta (cm) y (b) peso fresco por
bandeja (kg bandeja
¹
) evaluados a los 7, 14 y 21 días después de la siembra. T0: control sin
fertilización; T1: fertilización químic
a; T2: fertilización orgánica. Los valores representan la media
± error estándar (n = 3). Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos
dentro de cada tiempo de evaluación, de acuerdo con la prueba de Tukey (p ≤ 0,05).
De forma si
milar, la producción de materia seca fue incrementándose de forma
progresiva en el periodo experimental. A los siete días, los tratamientos también
presentaron valores estadísticamente similares, esto es, de 215,93 a 274,93 g bandeja
-
1
. Con 14 días, se obs
ervó un gran incremento en T1 (337,47 g bandeja
-
1
) y en los
tratamientos T0 y T2 se registraban 209,33 y 225,80 g bandeja
-
1
, respectivamente. Al
finalizar el ensayo, la fertilización química había generado la mayor acumulación de
biomasa seca (746,80 ± 22,
41 g bandeja
-
1
), seguida por la fertilización orgánica (679,80
± 20,51 g bandeja
-
1
) y el tratamiento control (621,53 ± 11,74 g bandeja
-
1
), evidenciando
diferencias significativas entre tratamientos (Figura 2).
Figura 2
Dinámica temporal de la acumulación
de materia seca del forraje verde hidropónico de
Z. mays bajo diferentes esquemas de fertilización
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Leyenda:
T0 (control), T1 (fertilización química) y T2 (fertilización orgánica), evaluados a los 7,
14 y 21 días después de la siembra. Los puntos representan la media ± error estándar (n = 3).
Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamiento
s dentro de cada tiempo de
evaluación, según la prueba de Tukey (p ≤ 0,05).
3.3.
Interacción entre fertilización y tiempo sobre el crecimiento y la acumulación de
biomasa
El análisis factorial evidenció una interacción significativa entre el tiempo de evaluació
n
y el tratamiento de fertilización para la variable altura de planta (F = 18,44; p < 0,0001),
indicando que la magnitud de la respuesta al suministro de nutrientes varió en función
de la etapa de crecimiento del FVH. El modelo presentó un elevado poder ex
plicativo
(R² = 0,99) y una baja variabilidad experimental (CV = 6,44 %), lo que confirma la
robustez de los resultados obtenidos (Tabla 3a).
Hasta cumplir los primeros siete días de cultivo, no se encontraron diferencias
significativas en los tratamiento
s, la altura cultivo varió entre 4,80 a 5,67 cm (Tabla 3b).
Esta secuencia indica que durante la fase de inicio del establecimiento el crecimiento
estuvo determinado fundamentalmente por las reservas de la semilla y no por la fuente
externa de nutrientes.
Sin embargo, a partir de los 14 días la respuesta diferencial a la
fertilización se hizo evidente.
De este modo, la fertilización química (T1) dio como resultado una altura media de 15,89
cm, muy por encima de la del tratamiento orgánico (T2; 12,08 cm) y d
el tratamiento
control (T0; 9,39 cm). Se produjo un incremento entre tratamientos que se incrementó
hasta el final del ciclo productivo. Así, en el día 21, el crecimiento alcanzó sus máximos
valores, con T1 evidenciando 19,64 cm, T2 17,56 cm y T0 12,57 cm.
Comparado con el
tratamiento sin fertilización, el uso de solución nutritiva química incrementó la altura de
planta en aproximadamente 56 %, mientras que la fertilización orgánica produjo un
aumento cercano al 40 %, evidenciando una mayor eficiencia de la
fertilización mineral
para promover el crecimiento vegetativo durante las fases de máxima demanda
nutricional.
En contraste, la interacción Tiempo × Tratamiento no fue significativa para la producción
de biomasa fresca (p = 0,5543) ni para la acumulación
de materia seca (p = 0,5543),
indicando que el efecto de la fertilización sobre estas variables fue consistente a lo largo
del periodo experimental (Tabla 4a). Aunque las diferencias entre tratamientos no
dependieron estadísticamente del tiempo para las v
ariables de biomasa, se observó una
marcada respuesta temporal. Bajo esta premisa, la producción de biomasa fresca
aumentó desde 1,05
–
1,69 kg bandeja
¹
hasta 3,11
–
3,73 kg bandeja
¹
desde el día 14
hasta el día 21 y, a su vez la biomasa seca pasó de 209,33
–
337,47 g bandeja
¹
al inicio
del ciclo en el día 14 a valores de 621,53
–
746,80 g bandeja
¹
al final. En los dos
parámetros estudiados, los tres tratamientos mostraron un comportamiento paralelo,
que se caracteriza por una intensa acumulación de biomasa en
el periodo final del ciclo
de desarrollo (Tabla 3a).
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a los 21 días, lo que representa incrementos de 16,2 % y 23,4 %, respectivamente, en
comparaci
ón con el tratamiento control. Estos resultados evidencian una mayor
acumulación de componentes estructurales de la pared celular conforme avanzó la
maduración del forraje.
El contenido de cenizas presentó un comportamiento inverso al observado para las
f
ibras (Figura 3d). Se registró una disminución progresiva a medida que aumentó la edad
de cosecha, pasando de 9,17
–
10,46 % a los 7 días a valores entre 5,25 y 6,60 % a los
21 días. No obstante, en todos los tiempos de evaluación, la fertilización química
m
antuvo concentraciones significativamente superiores a las observadas en T2 y T0. A
los 21 días, T1 presentó un contenido de cenizas de 6,60 ± 0,05 %, mientras que T2 y
T0 registraron 5,88 ± 0,03 % y 5,25 ± 0,04 %, respectivamente.
Figura 3
Efecto de la
fertilización química (T1), fertilización orgánica (T2) y tratamiento control
(T0) sobre la composición nutricional del forraje verde hidropónico de Z
.
mays
cosechado a los 7, 14 y 21 días. (a) Proteína cruda; (b) fibra detergente neutra (FDN);
(c) fibra d
etergente ácida (FDA); y (d) cenizas
Leyenda:
Las barras representan la media ± error estándar (n = 3). Letras diferentes indican
diferencias significativas entre tratamientos dentro de cada tiempo de evaluación según la prueba
de Tukey (
α = 0,05).
3.5.
Análisi
s integrado de la calidad nutricional del FVH
El análisis integrado de la calidad nutricional evidenció que tanto el tiempo de cosecha
como el tipo de fertilización influyeron significativamente sobre todos los indicadores
evaluados, observándose además una interacción significativa entre ambos factor
es
para las relaciones proteína:fibra (PC/FDN y PC/FDA), la relación FDA/FDN, la
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Desde una perspectiva de costo incremental, la inversión adicional de USD 1,73 en T1
respecto al control permitió obtener 1,89 kg adicionales de forraje fresco, 0,375 kg
adicionales de materia seca y aproximadamente 0,107 kg adicionales de proteína. Por
su
parte, T2 requirió una inversión adicional de USD 1,07 respecto a T0, generando
incrementos de 0,87 kg de forraje fresco, 0,174 kg de materia seca y 0,043 kg de
proteína.
4.
Discusión
4.1.
Respuesta productiva del forraje verde hidropónico a la
fertilización
La fertilización ejerció un efecto significativo sobre la productividad del forraje verde
hidropónico (FVH) de
Z. mays
, evidenciado por el incremento de biomasa fresca y
materia seca en los tratamientos fertilizados respecto al control. La ap
licación de
fertilización química (T1) reportó los máximos rendimientos en toda la duración de la
evaluación, por su parte, la fertilización orgánica (T2) consiguió los valores intermedios.
Esto se deduce que las reservas que contiene el grano son la princ
ipal fuente de energía
durante la germinación; sin embargo, un aumento en el suministro de recursos
nutricionales favorece el crecimiento de la superficie foliar y de las raíces para aumentar
la eficiencia de conversión de la semilla a la biomasa
(Viteri e
t al., 2023)
.
La superioridad de T1 puede atribuirse a la disponibilidad inmediata de nitrógeno,
fósforo, potasio, calcio y micronutrientes suministrados por la solución nutritiva. El
nitrógeno desempeña un papel fundamental en la síntesis de aminoácidos
, proteínas y
clorofila, mientras que el fósforo participa en los procesos de transferencia energética y
el potasio regula el transporte de fotoasimilados y el equilibrio osmótico
(Valverde et al.,
2017)
. En conjunto, estos elementos favorecen una mayor
actividad metabólica y una
tasa de crecimiento superior durante las primeras etapas de desarrollo.
Los resultados están en sintonía con otros trabajos actuales que afirman que el uso de
soluciones nutrimentales minerales equilibradas presenta incrementos e
n la biomasa
del FVH de maíz.
Herrera et al. (2022) y Ojo et al. (2024)
demuestran que la
disponibilidad de los nutrientes de forma continua incrementó la producción de biomasa
fresca, a la vez que también potenció la utilización de agua de sistemas hidr
opónicos.
Un estudio similar es el de
Mahesh et al. (2024)
, llega a la conclusión de que la
fertilización mineral es uno de los factores de manejo que tiene un impacto positivo
importante sobre la producción de FVH, más aún cuando se le añade una adecuac
ión
de la densidad de siembra.
Aunque T2 presentó menores rendimientos que T1, la respuesta positiva respecto al
control indica que el biol
constituye una fuente nutricional viable para sistemas de
producción sostenibles. La lenta disponibilidad de los
nutrientes,
así como la escasa
concentración de los elementos limitan la velocidad de absorción y, por ende, el
crecimiento de las plántulas
(
Viteri et al., 2023)
.
4.2.
Efecto de la fertilización sobre la calidad nutricional
La fertilización no solo modificó la productividad del FVH, sino también su composición
nutricional. La aplicación de fertilizantes incrementó de forma significativa el conteni
do
de proteína cruda en comparación con el control, siendo la fertilización química la que
produce las concentraciones de proteína cruda más elevadas independientemente de
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la fase del ciclo de cultivo. Este comportamiento se encuentra estrechamente
relacio
nado con la disponibilidad de nitrógeno en la solución nutritiva, el cual es un
elemento imprescindible para la síntesis de aminoácidos, de proteínas estructurales y
de enzimas que intervienen en el metabolismo de las plantas
(Rengel et al., 2023)
.
El au
mento de proteínas que se observó en T1 se encuentra en concordancia con las
conclusiones de
Borah et al.
(
2023)
, las cuales definitivamente afirman que la
fertilización mineral aplicada en sistemas de FVH incrementando los contenidos de
nitrógeno de los
tejidos vegetales y alcanzado así un mejor nivel de calidad de los
forrajes. Del mismo modo, diversos estudios han puesto de manifiesto que una
apropiada disponibilidad de nitrógeno durante la fase de crecimiento incrementará la
concentración de compuesto
s nitrogenados que finalmente favorecen el valor nutritivo
del recurso vegetal destinado a la alimentación de animales
(Adeyemi et al., 2020;
Mahesh et al., 2024)
. Por otro lado, el incremento del contenido proteico estuvo asociado
a los incrementos en l
os valores de FDN y FDA, siendo más evidente durante las
cosechas más tardías. Tal hecho da cuenta del avance del proceso de maduración
fisiológica de la planta, en el que han de incrementarse las tasas de deposición de
hemicelulosa, celulosa y lignina en
las paredes celulares. Por lo tanto, puede afirmarse
que efectivamente, el forraje tiene mayor estructura y acumula más biomasa; sin
embargo, tal fenómeno lleva a una disminución progresiva de la proporción de tejidos
metabólicamente activos y muy digestib
les
(Ojo et al., 2024)
.
Los indicadores integrados de calidad nutritiva confirmaron la tendencia. Las relaciones
de PC/FDN y PC/FDA fueron más altas en los tratamientos fertilizados, siendo T1 el que
presentó valores superiores, por otro lado, la digesti
bilidad estimada de la MS, el valor
relativo del forraje y la energía neta de lactancia disminuyeron a medida que aumentó
la edad de cosecha. Los resultados indicaron que la fertilización aumenta el contenido
nutritivo absoluto del forraje, aunque sus efec
tos hay que entenderlos en el marco de
los cambios estructurales que se producen por el crecimiento de la planta
(Guo et al.,
2025; Jeon et al., 2022; Rodrigues et al., 2023)
. Por lo tanto, la calidad nutritiva del FVH
depende no solo de la fertilización
que se utiliza, sino también de la época de la cosecha
que se realiza.
4.3.
Compromiso entre productividad y calidad nutricional
Uno de los hallazgos más relevantes de esta investigación fue la existencia de un
compromiso entre productividad y calidad nutricional. A medida que aumentó la edad de
cosecha, la producción de biomasa fresca y materia seca se incrementó
significativamente
; sin embargo, varios indicadores asociados a la calidad nutritiva
mostraron una tendencia opuesta. Este patrón ha sido ampliamente documentado en
gramíneas forrajeras y responde a cambios fisiológicos inherentes al desarrollo vegetal
(Rodrigues et al., 20
23)
.
El FVH en los primeros estadios de desarrollo es principalmente formulado por tejidos
jóvenes con alta actividad metabólica, alta concentración de proteínas solubles y baja
proporción de los componentes de estructura. Durante la fase avanzada del cr
ecimiento,
se incrementa la deposición de celulosa y hemicelulosa en las paredes celulares de las
plantas. Tal circunstancia propicia el crecimiento de la biomasa del FVH, pero disminuye
la digestibilidad potencial del forraje, lo que explicaría la disminu
ción en los números de
DMS, RFV y ENL a medida que se retrasa la fecha de cosecha
(Guo et al., 2025; Jeon
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et al., 2022)
. La fertilización con productos químicos intensificó parcialmente esta
situación. Aunque T1 exhibió los mayores rendimientos y conteni
dos proteicos, también
mostró las mayores concentraciones de fibra cuando se lo compara con las cosechas
precoces. Este comportamiento indica que el aumento de los nutrientes disponibles
activa de manera simultánea la producción de los tejidos metabólicos
y los tejidos
estructurales, de manera que las ventajas del incremento de la biomasa no siempre se
ven reflejadas en mejoras suficientes de la digestibilidad o del valor energético.
Desde una perspectiva nutricional, estos resultados indican que la optimiz
ación del FVH
requiere encontrar un equilibrio entre cantidad y calidad. Las cosechas tempranas
proporcionan forrajes que son más digestibles y poseen un mayor valor energético, en
tanto que las cosechas tardías incrementan la producción de biomasa y de pr
oteína total
(Jeon et al., 2022)
. Por lo tanto, la decisión del momento de la cosecha dependerá del
objetivo productivo buscado. En este sentido, cosechas tempranas son más adecuadas
para los sistemas con orientaciones que buscan maximizar el valor energ
ético y la
digestibilidad de la producción, mientras que los sistemas que persiguen maximizar la
disponibilidad de biomasa y proteína pueden emplear cosechas más tardías y esquemas
de fertilización mineral.
4.4.
Implicaciones económicas para sistemas ganaderos
amazónicos
La evaluación económica evidenció que la fertilización modificó significativamente la
eficiencia productiva del sistema. Aunque el tratamiento control presentó los menores
costos unitarios para la producción de biomasa fresca y materia seca, la
fertilización
química generó una mayor producción de proteína por unidad de costo, lo que
demuestra que la rentabilidad técnica de un sistema no siempre coincide con el menor
costo de producción.
El tratamiento T1 presentó el menor costo por kg de proteína
producida, resultado que
podría asociarse con las altas producciones de MS y las elevadas concentraciones de
PC que al final de la etapa se obtuvieron. Este hecho podría ser importante para los
sistemas ganaderos de la Amazonía ecuatoriana, donde la dispo
nibilidad de proteína
suele ser uno de los principales factores que limitan la productividad animal, sobre todo
en épocas de lluvia extrema o de mala calidad de los pastos. La fertilización orgánica
presentó unos costes unitarios similares a los de T1 y un
a respuesta intermedia en
términos de la producción. Desde el punto de vista de la sostenibilidad, puede ser una
alternativa interesante para pequeños productores que puedan disponer de fuentes
locales de materia orgánica y que deseen reducir la dependenci
a de fertilizantes
sintéticos. Diferentes estudios recientes indican que la combinación de bio
-
fertilizantes
y la hidroponía pueden ayudar a mejorar la circularidad de nutrientes a la vez que
disminuyen la huella medioambiental de los sistemas de producció
n animal
(Barquero
et al., 2019; Elsallam et al., 2021; Kristley et al., 2023; Viteri et al., 2023; Yhony et al.,
2018)
.
También, el FVH presenta beneficios estratégicos para la zona amazónica por su
escaso requerimiento de superficie, bajo consumo de ag
ua y la posibilidad de producir
forraje de manera continua, durante todo el año. Tal cual se desarrolló el FVH, permite
reducir la vulnerabilidad de los sistemas ganaderos frente al escaso recurso forrajero de
pasturas, en épocas de estaciones secas y húme
das. De este modo, la práctica de FVH
fertilizado podría representar una herramienta adicional para el aumento de la resiliencia
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alimentaria de las explotaciones ganaderas de pequeña y mediana escala en ambientes
tropicales húmedos.
5.
Conclusiones
La adi
ción de fertilizantes químicos mejoró notablemente la productividad del forraje
verde hidropónico de
Z. mays
con incrementos aproximados del 20% en lo que respecta
a biomasa fresca y a materia seca respecto de los controles.
El tipo de fertilización utiliz
ado y la edad de la cosecha modificaron la calidad nutricional.
La T1 proporcionó mayor proteína cruda y proporcionó mejores relaciones
proteína:fibra, mientras que el avance del ciclo cultivado incrementó la FDN y la FDA y
redujo la DMS, el RFV y el ENL.
Se constató una clara relación inversamente proporcional entre rendimiento y calidad,
ya que las cosechas más tardías maximizaron la biomasa total y la proteína total, y las
cosechas más tempranas mantuvieron la digestibilidad y el valor energético.
Económicamente, la T0 proporcionó los menores costos por kilo de biomasa; pero la T1
presentó los menores costos por kilo de proteína producida, evidenciando una mayor
eficiencia nutricional del gasto.
Contribución de los autores:
Conceptualización:
M.L.L.
A
y
B
.
G
.
J
.
I
; Metodología:
M.L.L.A
y
B
.
G
.
J
.
I
; Análisis formal:
M.L.L.A
y
B
.
G
.
J
.
I
;
Validación: B
.
G
.
J
.
I
; Investigación:
M.L.L.A;
Recursos
: M.L.L.A
; Curación de datos:
M.L.L.A
; Visualización:
M.L.L.A
;
Redacción borrador original:
M.L.L.A
; Redacción, revisión y
edición:
M.L.L.A
y
B
.
G
.
J
.
I
;
Supervisión:
B
.
G
.
J
.
I.
Todos los autores han leído y aprobado la versión publicada del
manuscrito
.
Financiamiento:
Esta investigación no recibió financiación externa.
Conflicto de intereses:
Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
Declaración de disponibilidad de datos:
Los datos están disponibles previa solicitud
a los autores de correspondencia:
analya.moreno@espoch.edu.ec
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