REPÚBLICA DE CUBA 

MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR 

 

UNIVERSIDAD CENTRAL MARTA ABREU DE LAS VILLAS 

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS 

DEPARTAMENTO DE MEDICINA VETERINARIA Y ZOOTECNIA 

 

UNIVERSIDAD ESTATAL PENÍNSULA DE SANTA ELENA 

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS 

CENTRO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS 

 

 

 

 
Evaluación de la biomasa hidropónica de maíz como 

alimento para caprinos criollos en crecimiento-ceba 

 

 

 
Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Veterinarias  

 

 

 

 
Néstor Vicente Acosta Lozano 

 

 

 

 

 

Año 58 de la Revolución 

Santa Clara  

2016   



 

 

 

 

 

 

 

 

REPÚBLICA DE CUBA 

MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR 

 

UNIVERSIDAD CENTRAL MARTA ABREU DE LAS VILLAS 

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS 

DEPARTAMENTO DE MEDICINA VETERINARIA Y ZOOTECNIA 

 

UNIVERSIDAD ESTATAL PENÍNSULA DE SANTA ELENA 

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS 

CENTRO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS 

 

 

 

Evaluación de la biomasa hidropónica de maíz como alimento para caprinos 

criollos en crecimiento-ceba 

 

 

 

 

Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Veterinarias  

 

 

 

 

Aspirante: M.Sc. Néstor Vicente Acosta Lozano 

 

 

Tutor: Dr. C. Raciel Lima Orozco 

 

 

 

 

 

 

 

Año 58 de la Revolución 

Santa Clara  

2016 



PENSAMIENTO 

 

 

 

PENSAMIENTO 

 

 

 

 

 

El futuro tiene muchos nombres.  

Para los débiles es lo inalcanzable.  

Para los temerosos, lo desconocido.  

Para los valientes es la oportunidad. 

 

Víctor Hugo 

 



DEDICATORIA 

 

 

 

DEDICATORIA 

 

 

 

 

 

 

 

 

A mi madre, por todo su amor y comprensión. 

A mis hijos: Gianella, Néstor, Denisse y Erick. 

A María Fernanda, por mantener ese amor latente 

y entender mi ausencia en este proceso de superación. 

 

 

Néstor Acosta Lozano 

 



AGRADECIMIENTOS 

 

 

 

AGRADECIMIENTOS 

 

El autor agradece infinitamente a las siguientes personas e Instituciones: 

A la Universidad Estatal Península de Santa Elena, por darme la ayuda necesaria para 

emprender una nueva etapa de mi vida. 

A la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, República de Cuba, por abrirme 

las puertas y darme la oportunidad de estudiar mi doctorado en sus aulas y ampliar mis 

conocimientos y mi formación profesional. 

Al Instituto de Ciencia Animal (ICA), República de Cuba, Departamento de Rumiantes, 

por escuchar atentamente el contenido de este trabajo y colaborar con las correcciones 

debidas para la construcción de esta Tesis doctoral. 

Al Dr. C. Raciel Lima Orozco, Tutor de mi tesis doctoral, quien además de compartir su 

tiempo y experiencias profesionales me ofreció su amistad, su hogar y su conocimiento 

para construir este documento técnico – científico que será de mucha ayuda para 

productores de caprinos de Santa Elena. 

Al Dr. C. Juan Avellaneda Cevallos, mi amigo y compadre, por su ayuda incondicional 

en la realización de los análisis bromatológicos de este trabajo. 

A todos los profesores de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, por 

compartir sus conocimientos y experticias y además por ser amigos y consejeros para 

que este trabajo tenga la profundidad científica y técnica requerida. 

A Rosalino Pozo Santiana y su señora esposa, mi compadre, fiel colaborador y amigo, 

por la ayuda incondicional que me dio en el desarrollo de todos los trabajos de campo y 



AGRADECIMIENTOS 

 

 

 

su esposa por aguantar su ausencia sábados y domingos en el largo proceso de 

recolección de datos en las investigaciones. 

Al Sr. Carlos Mirabá, propietario de la Finca “La Sevilla” por prestar sus instalaciones y 

animales en la realización de esta tesis doctoral, a su hijo Carlos Mirabá Rosales quien 

obtuvo el título de Ingeniero Agropecuario en uno de los experimentos de esta 

investigación, por su dedicación y rigor científico en la colección de datos 

experimentales. 

A la Srta. Daniela Orrala Vera, estudiante de Medicina Veterinaria, quien ayudó en la 

fistulación de los caprinos para la segunda etapa investigativa de esta tesis doctoral. 

A Yuinson Suárez Reyes, apreciado estudiante quien obtuvo su título de Ingeniero 

Agropecuario en la primera etapa de esta tesis doctoral. 

A mi familia, Virginia Lozano mi madre preciosa, quien me dio la energía y fortaleza 

para continuar con mis estudios de doctorado y darme los mejores consejos de mi vida; 

A mis hermanos: Rocío, Oscar, Narcisa, Fernando, David, César y Lorena que me 

impulsaron a seguir adelante aún en los momentos más difíciles de mi vida. 

A todas las personas que colaboraron indirectamente en este trabajo doctoral y que por 

temor a olvidarme de alguien, no los nombro, les agradezco infinitamente. 

 

Néstor Acosta Lozano 



ABREVIATURAS 

 

 

 

ABREVIATURAS 

A Animal 

a Fracción soluble del alimento 

AGCC Ácidos grasos de cadena corta 

AI Alimento ingerido 

b Fracción del sustrato insoluble pero potencialmente degradable 

B/C Relación beneficio/costo 

BHM Biomasa hidropónica de maíz 

µmol Micromol 

CD Coeficiente de digestibilidad 

CDR Coeficiente de digestibilidad real 

CEB Consumo de energía bruta 

Cell Celulosa 

cm Centímetro 

CO2 Anhídrido carbónico 

d Días 

DA Digestibilidad aparente 

DC Días de cosecha 

DCA Diseño completamente aleatorizado 

dEB Digestibilidad de la energía bruta 

DER  Degradabilidad ruminal efectiva 

DERMS Degradabilidad ruminal efectiva de la materia seca 

divMO digestibilidad in vitro de la materia orgánica 

dMO Digestibilidad in vivo de la materia orgánica 



ABREVIATURAS 

 

 

 

dMS Digestibilidad in vivo de la materia seca 

DP Derivados de purinas 

dPB Digestibilidad in vivo de la proteína bruta 

DS Densidad de siembra 

EC Comisión Europea 

ED Energía digestible 

EE Extracto etéreo 

EE± Error estándar de la media 

ELN Extracto libre de nitrógeno 

EM Energía metabolizable 

FB Fibra bruta 

FDA Fibra detergente ácido 

FDN Fibra detergente neutro 

g Gramo 

h Hora 

kf Tasa de degradación en horas 

kg Kilogramo 

km Kilómetro 

kp Tasa de pasaje ruminal 

L Litros 

LDA Lignina detergente ácido  

m2 metro cuadrado 

MC Momento de cosecha 

HF Heces fecales 

mg Miligramo 

MGL Modelo general lineal 

MJ Mega Joule 

mL Mililitro 



ABREVIATURAS 

 

 

 

mm Milímetro 

FDNM Flujo duodenal de nitrógeno microbiano 

MO Materia orgánica 

MS Materia seca 

msnm metros sobre el nivel del mar 

N Nitrógeno 

NH Nutriente en las heces 

NI Nutriente ingerido 

NNP Nitrógeno no proteico 

NRC Consejo Nacional de Investigaciones de los Estados Unidos de América 

oC grados Celsius 

P valor de P 

PB proteína bruta 

PDa Derivados de purinas absorbidas en el intestino delgado 

PDe Derivados de purinas totales excretadas en la orina 

PE Productos endógenos 

PI Peso inicial 

PV Peso vivo 

PV0,75 Peso vivo metabólico 

t Tiempo 

UI unidades internacionales  

 



SÍNTESIS 

 

 

 

SÍNTESIS 

La Península de Santa Elena se caracteriza por tener lluvias esporádicas en el año (entre 

100 y 283 mm anuales), lo cual no permite el crecimiento adecuado de pastizales para 

alimentar rumiantes. En el presente trabajo se evaluó la biomasa hidropónica de maíz 

producida con diferentes soluciones nutritivas como alimento para caprinos criollos en 

etapa de crecimiento-ceba. Se demostró que las soluciones nutritivas FAO, Hoagland y 

La Molina modificaron la producción de biomasa hidropónica de maíz y su valor 

nutricional, donde la biomasa producida con la solución nutritiva FAO obtuvo los 

mejores indicadores agronómicos y calidad nutritiva entre los que se destacan la  

producción de biomasa y proteína anual, la concentración energética, la degradabilidad 

ruminal y la digestibilidad fecal de los nutrientes, la menor producción de metano y el 

mayor aporte de nitrógeno microbiano en caprinos criollos. Se concluye que el mejor 

momento para la cosecha de la biomasa hidropónica de maíz fue a los 12 días después 

de la siembra y que el grupo de caprinos que consumió como dieta única esta biomasa 

mostró el mejor comportamiento productivo (84,54 g de ganancia media diaria) y mayor 

beneficio económico (relación beneficio costa 1:83) que el resto de los animales. 

 

 

 



ÍNDICES 

 

 

 

ÍNDICE GENERAL 

Pág. 

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 1 

Hipótesis ................................................................................................................................ 3 

Objetivo general .................................................................................................................... 3 

Objetivos específicos ............................................................................................................. 4 

Novedad científica ................................................................................................................. 4 

Importancia teórica ................................................................................................................ 4 

Importancia práctica .............................................................................................................. 5 

Aporte científico .................................................................................................................... 5 

CAPÍTULO 1. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA .................................................................... 6 

 LAS CABRAS: GENERALIDADES Y DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA ............ 6 

 CAPRINOS CRIOLLOS ........................................................................................... 6 

 Hábitos alimenticios y comportamiento de los caprinos ................................ 7 

 BIOMASA HIDROPÓNICA DE MAÍZ ................................................................... 8 

 PRODUCCIÓN DE BIOMASA HIDROPÓNICA ................................................... 8 

 Selección de semilla........................................................................................ 8 

 Lavado y desinfección de semillas ................................................................. 9 

 Germinación.................................................................................................... 9 

 Riego ............................................................................................................. 10 

 Instalaciones.................................................................................................. 11 

 Cosecha ......................................................................................................... 11 

 FACTORES AMBIENTALES Y DE MANEJO QUE INFLUYEN EN LA 

PRODUCCIÓN DE BIOMASA HIDROPÓNICA DE MAÍZ .............................. 11 



ÍNDICES 

 

 

 

 Luz ................................................................................................................ 11 

 Humedad ambiental ...................................................................................... 11 

 Calidad del agua............................................................................................ 12 

 Temperatura, oxígeno y patógenos ............................................................... 12 

 Potencial hidrógeno y conductividad eléctrica ............................................. 13 

 VALOR NUTRITIVO DE BIOMASAS HIDROPÓNICAS .................................. 14 

 Digestibilidad de la biomasa hidropónica de maíz ....................................... 17 

 ASPECTOS DEL METABOLISMO RUMINAL ................................................... 18 

 Proteína de sobre paso (by pass) ................................................................... 18 

 Actividad de los microorganismos ruminales ............................................... 18 

 MÉTODOS PARA ESTIMAR LA DIGESTIBILIDAD DE LOS ALIMENTOS .. 22 

 Método directo .............................................................................................. 22 

1.8.1.1. Método in vivo ........................................................................................... 22 

1.8.1.1.1. Ventajas y desventajas ......................................................................... 22 

 Métodos indirectos ........................................................................................ 23 

1.8.2.1. Método por "diferencia" ............................................................................ 23 

1.8.2.1.1. Desventajas con relación al método in vivo ........................................ 24 

1.8.2.1.2. Ventajas con relación al método in vivo .............................................. 24 

1.8.2.2. Método del "Indicador" ............................................................................. 24 

1.8.2.2.1. Marcadores internos ............................................................................. 25 

1.8.2.2.2. Marcadores externos ............................................................................ 26 

1.8.2.3. Método "in vitro" ....................................................................................... 28 

1.8.2.3.1. Ventajas y Desventajas ........................................................................ 29 

1.8.2.4. Método "in situ" ......................................................................................... 30 

1.8.2.4.1. Ventajas y Desventajas ........................................................................ 30 

 CONSUMO VOLUNTARIO DE RUMIANTES .................................................... 31 



ÍNDICES 

 

 

 

 UTILIZACIÓN DE LA BIOMASA HIDROPÓNICA DE MAÍZ EN LA 

ALIMENTACIÓN DE RUMIANTES ................................................................... 32 

 Alimentación de rumiantes mayores........................................................... 32 

 Alimentación de vacas lecheras .................................................................. 33 

 Alimentación de cabras ............................................................................... 34 

CAPÍTULO 2. MATERIALES Y MÉTODOS GENERALES .......................................... 35 

 UBICACIÓN DE LOS LUGARES EXPERIMENTALES ..................................... 35 

 PRODUCCIÓN DE BIOMASA HIDROPÓNICA DE MAÍZ ................................ 35 

 ANÁLISIS QUÍMICO PROXIMAL ....................................................................... 37 

CAPÍTULO 3. EVALUACIÓN DE DIFERENTES SISTEMAS DE PRODUCCIÓN DE 

BIOMASA HIDROPÓNICA DE MAÍZ ............................................................................. 38 

 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 38 

 Objetivo ........................................................................................................ 39 

 MATERIALES Y MÉTODOS ................................................................................ 39 

 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ............................................................................. 39 

 Producción de materia seca y proteína bruta ................................................ 39 

3.3.1. Análisis químico proximal............................................................................ 42 

 CONCLUSIONES PARCIALES ............................................................................ 52 

CAPÍTULO 4. DEGRADABILIDAD RUMINAL Y DIGESTIBILIDAD FECAL DE LA 

BIOMASA HIDROPÓNICA DE MAÍZ EN CAPRINOS CRIOLLOS ............................. 53 

 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 53 

 Objetivo ........................................................................................................ 53 

 MATERIALES Y MÉTODOS ................................................................................ 54 

 Producción de metano ................................................................................... 56 

 Flujo duodenal de N microbiano .................................................................. 56 

 Contenido energético .................................................................................... 57 

 Tratamientos y diseño experimental ............................................................. 57 



ÍNDICES 

 

 

 

 Manejo del experimento ............................................................................... 58 

4.2.5.1. Dietas experimentales ................................................................................ 58 

 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ............................................................................. 59 

 Consumo voluntario de materia seca y nutrientes básicos ........................... 59 

 Cinética de degradabilidad ruminal .............................................................. 61 

 Digestibilidad fecal ....................................................................................... 67 

 Producción de metano ................................................................................... 69 

 CONCLUSIONES PARCIALES ............................................................................ 79 

CAPÍTULO 5. COMPORTAMIENTO PRODUCTIVO DE CAPRINOS CRIOLLOS EN 

CRECIMIENTO-CEBA ALIMENTADOS CON BIOMASA HIDROPÓNICA DE MAÍZ80 

 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 80 

 Objetivos ....................................................................................................... 81 

 MANEJO DEL EXPERIMENTO ........................................................................... 81 

 Manejo de los animales y producción de biomasa hidropónica de maíz ...... 81 

 Dietas experimentales ................................................................................... 82 

 TRATAMIENTOS Y DISEÑO EXPERIMENTAL ............................................... 83 

 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ............................................................................. 84 

 ANÁLISIS ECONÓMICO ...................................................................................... 88 

 CONCLUSIONES PARCIALES ............................................................................ 91 

CAPÍTULO 6. DISCUSIÓN GENERAL ........................................................................... 92 

CONCLUSIONES ............................................................................................................... 96 

RECOMENDACIONES ..................................................................................................... 97 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................ 98 

ANEXOS ........................................................................................................................... 123 

 



ÍNDICES 

 

 

 

ÍNDICE DE TABLAS 

Pág. 

Tabla 1.1. Valor nutricional de la biomasa hidropónica de maíz producida con tres 

densidades de siembra y cosechada a 14 días de edad ........................................................ 14 

Tabla 2.1. Composición bromatológica de diferentes biomasas hidropónicas. Cartago, 

Costa Rica ............................................................................................................................ 15 

Tabla 3.1. Rendimiento de la biomasa hidropónica de maíz producida con tres 

densidades de siembra y cosechadas a 14 días de edad ....................................................... 15 

Tabla 4.1. Efecto del tipo de fertilización y días a cosecha sobre el rendimiento forrajero 

y composición química de la biomasa hidropónica de maíz ............................................... 16 

Tabla 5.1. Valor nutritivo de biomasa hidropónica de trigo con diferentes soluciones 

nutritivas .............................................................................................................................. 17 

Tabla 1.2. Composición química de las soluciones nutritivas equilibradas Hoagland, La 

Molina y FAO ...................................................................................................................... 36 

Tabla 1.3. Producción de materia seca y proteína bruta de la biomasa hidropónica de 

maiz, bajo diferentes sistemas productivos ......................................................................... 40 

Tabla 2.3. Contenidos de materia seca y materia orgánica de la biomasa hidropónica de 

maíz cultivada bajo diferentes sistemas productivos ........................................................... 43 

Tabla 3.3. Contenido de extracto etéreo y proteína bruta de la biomasa hidropónica de 

maíz cultivada bajo diferentes sistemas productivos ........................................................... 46 

Tabla 4.3. Fraccionamiento de fibra de la biomasa hidropónica de maíz cultivada bajo 

diferentes sistemas productivos ........................................................................................... 48 

Tabla 5.3. Digestibilidad in vitro de la materia orgánica y energía metabolizable de la 

biomasa hidropónica de maíz cultivada bajo diferentes sistemas productivos ................... 51 



ÍNDICES 

 

 

 

Tabla 1.4. Requerimientos nutricionales y oferta de nutrientes para caprinos, en un 

kilogramo de materia seca de biomasa hidropónica de maíz .............................................. 58 

Tabla 2.4. Efecto de la biomasas hidropónicas de maíz sobre el consumo voluntario de 

materia seca, nutrientes básicos y su relación con el peso vivo y metabólico de caprinos 

criollos ................................................................................................................................. 59 

Tabla 3.4. Degradabilidad ruminal de nutrientes en caprinos criollos alimentados con 

biomasa hidropónica de maíz producida a 12 días de edad con diferentes soluciones 

nutritivas .............................................................................................................................. 61 

Tabla 4.4. Digestibilidad fecal de la materia seca, materia orgánica, proteína bruta y 

energía bruta de cabras criollas alimentadas con biomasa hidropónica de maíz producida 

con diferentes soluciones nutritivas ..................................................................................... 67 

Tabla 5.4. Producción de metano y concentración de ácidos grasos de cadena corta en 

cabras criollas alimentadas con biomasa hidropónica de maíz producida con diferentes 

soluciones nutritivas ............................................................................................................ 69 

Tabla 6.4. Producción de derivados de purinas y flujo duodenal de nitrógeno 

microbiano (FDNM) en caprinos criollos alimentados con biomasa hidropónica de maíz 

producida con diferentes soluciones nutritivas .................................................................... 73 

Tabla 7.4. Balance de nitrógeno en caprinos criollos alimentados con biomasa 

hidropónica de maíz producida con diferentes soluciones nutritivas .................................. 76 

Tabla 8.4. Eficiencia en la asimilación de proteína metabolizable en caprinos criollos 

adultos alimentados con biomasas hidropónicas de maíz cultivadas con diferentes 

soluciones nutritivas ............................................................................................................ 78 

Tabla 1.5. Bromatología de ingredientes para dietas experimentales ................................ 82 

Tabla 2.5. Dietas experimentales y sus nutrientes calculados para caprinos criollos en 

crecimiento-ceba de 20 kg PV y con 100 g de ganancia media diaria ................................ 83 



ÍNDICES 

 

 

 

Tabla. 3.5. Comportamiento productivo de caprinos criollos alimentados con o sin 

biomasa ................................................................................................................................ 84 

Tabla 4.5. Costo por kg de biomasa hidropónica de maíz, panca de maíz y concentrado 

comercial para caprinos ....................................................................................................... 89 

Tabla 5.5. Relación beneficio costo del comportamiento productivo de caprinos criollos 

en crecimiento-ceba alimentados con o sin biomasa hidropónica de maíz durante un 

ciclo productivo ................................................................................................................... 91 

 

 



ÍNDICES 

 

 

 

ÍNDICE DE FIGURAS 

Pág. 

Figura 1.4. Degradabilidad efectiva en el rumen de la materia seca (DERMS) de la 

biomasa hidropónica de maíz producida con diferentes soluciones nutritivas .................... 64 

Figura 2.4. Degradabilidad efectiva en el rumen de la materia orgánica (DERMO) de la 

biomasa hidropónica de maíz producida con diferentes soluciones nutritivas .................... 65 

Figura 3.4. Degradabilidad efectiva en el rumen de la proteína bruta (DERPB) de la 

biomasa hidropónica de maíz producida con diferentes soluciones nutritivas .................... 66 

Figura 1.5. Incremento de peso vivo en caprinos criollos alimentados con o sin biomasa 

hidropónica de maíz............................................................................................................. 85 

Figura 2.5. Requerimientos nutricionales y respuesta animal expresados como 

porcentaje del requerimiento nutritivo en caprinos criollos alimentados con o sin 

biomasa hidropónica de maíz. ............................................................................................. 87 

Figura 1A. Evolución del crecimiento de plantas de maíz cultivadas en hidroponía 

durante 18 días ................................................................................................................... 123 

Figura 2A. Ubicación geográfica de los experimentos. ................................................... 123 

 

 



INTRODUCCIÓN GENERAL 

 

 

 

INTRODUCCIÓN GENERAL 



INTRODUCCIÓN GENERAL 

 

1 

 

INTRODUCCIÓN GENERAL 

La Península de Santa Elena (13 msnm), ubicada en la costa del océano pacífico 

ecuatoriano, se caracteriza por tener condiciones de lluvias esporádicas, en el año 

aproximadamente entre 100 y 283 mm de precipitación con 64 % de humedad relativa y 

temperatura promedio de 26 oC acorde a los reportes del INAMHI (2015). Esta 

situación no permite un crecimiento adecuado de pastizales para alimentación del 

ganado bovino y caprino; condición agrometeorológica que se repite cada año, y que 

provoca disminución del desempeño productivo de los animales a través del incremento 

de abortos, de pérdida de peso vivo, de problemas de fertilidad, de desnutrición, en 

comparación con otras zonas ecológicas del país (Cruz-Domínguez, 2015).  

El manejo extensivo del 87 % del ganado caprino que predomina (77 % pertenece a la 

raza criolla) en la península de Santa Elena (segunda provincia productora de carne 

caprina en el Ecuador (Ramos-Tocto, 2010)), ocasiona que los animales busquen 

alimentos que les proporcione nutrientes recorriendo grandes extensiones de tierra, a 

pesar de que los mismos no cubren los requerimientos nutricionales diarios (Cruz-

Domínguez, 2015); lo descrito redunda en la necesidad de contar con alternativas de 

producción de forraje que permitan paliar o prevenir estas pérdidas productivas. 

Frente a estas circunstancias de déficit alimentario, surge como una alternativa válida, la 

implementación de un sistema de producción de biomasa hidropónica, este tipo de 

producción consiste en obtener un alimento fresco a partir de semillas botánicas 

germinadas en condiciones óptimas y cosechadas entre diez y dieciséis días; tiempo en 

el cual la planta contiene altos niveles de proteínas que hace que la biomasa pueda 



INTRODUCCIÓN GENERAL 

 

2 

 

reemplazar en parte los concentrados utilizados para tal fin, con la marcada economía 

para el ganadero, ya sea a pequeña o gran escala (Sánchez et al., 2001).  

Otros autores definen que la biomasa hidropónica de maíz es una tecnología de 

producción de biomasa vegetal, obtenida a partir del crecimiento inicial de las plantas 

en los estados de germinación y crecimiento temprano a partir de semillas viables, de 

alta digestibilidad, calidad nutricional y muy apto para la alimentación animal (López et 

al., 2009).  

Otra de las ventajas de este sistema de producción de biomasa, es que se logra en 

condiciones climáticas controladas, diminución de las áreas de superficie para la 

producción, uso eficiente del agua y la aplicación de soluciones nutritivas que 

garantizan cubrir las necesidad de nutrientes para esa primera etapa del crecimiento 

vegetal, proceso que facilita la rápida recuperación de la inversión inicial, unido al 

ahorro de energía y labores culturales (Bungarin, 1998; Herrera Angulo et al., 2007).  

Entre las plantas más utilizadas para este fin se encuentra el maíz (Zea mays L.), debido 

a su disponibilidad de semillas de alta calidad, valor nutricional y altos rendimientos de 

biomasa; generando un elevado y constante volumen de biomasa hidropónica (Elizondo 

y Boschini, 2002). 

Según Arano (2006) la biomasa hidropónica de maíz resulta suficiente para garantizar 

el alimento diario de una vaca lechera con niveles de producción entre 16 y 18 kg de 

leche, además de reducir los costos de alimentación convencional. 

De igual modo Howard (2001) y Sánchez et al. (2001) afirmaron que en América 

Latina la producción de biomasa hidropónica de maíz constituye una alternativa de 

alimentación para los bovinos y otras especies de animales, como la cachama 

(Colossoma macropomum) y otras especies animales.  



INTRODUCCIÓN GENERAL 

 

3 

 

La producción de biomasa hidropónica de maíz se presenta como una alternativa 

alimenticia para animales en explotaciones pecuarias en ambientes desérticos o 

semidesérticos debido a que esta posee alta digestibilidad (700 g MS/ kg MS) y a que 

es aprovechada toda la biomasa producida, incluida las raíces (Bedolla-Torres et al., 

2015). Al ser un alimento en que su producción permite lograr estabilidad en la ración, 

su participación en la dieta evita alteraciones digestivas y con ello menor incidencia de 

enfermedades metabólicas, mejora la fertilidad del ganado y en general todas las 

ventajas que los animales puedan obtener cuando éstos se encuentran bien nutridos 

(Gómez, 2007).  

En algunos países de América Latina como México, Perú, Colombia, Brasil y Argentina 

se realizan investigaciones para mejorar la técnica de producción y mostrarla como 

alternativa para la alimentación de diversas especies animales (Sánchez et al., 2001; 

Sánchez-Del Castillo et al., 2013; Bedolla-Torres et al., 2015). No obstante, la 

producción de biomasa hidropónica de maíz con las metodologías existentes ha 

demostrado ser una herramienta eficiente y útil en la producción animal (Sánchez-Del 

Castillo et al., 2013; Naik et al., 2014). 

Hipótesis 

La producción de biomasa hidropónica de maíz con diferentes soluciones nutritivas 

podría incrementar la disponibilidad de biomasa y su calidad nutricional; así como el 

comportamiento productivo de caprinos criollos en crecimiento-ceba. 

Objetivo general 

Evaluar la biomasa hidropónica de maíz producida con diferentes soluciones nutritivas 

como alimento para caprinos criollos en crecimiento-ceba. 

 



INTRODUCCIÓN GENERAL 

 

4 

 

Objetivos específicos 

1. Determinar la producción y el valor nutritivo de la biomasa hidropónica de maíz 

bajo el efecto de tres soluciones nutritivas y tres momentos de cosecha. 

2. Estimar la degradabilidad ruminal, digestibilidad de los nutrientes y el balance de 

nitrógeno en caprinos criollos alimentados con biomasa hidropónica de maíz. 

3. Evaluar el comportamiento productivo de caprinos criollos alimentados con 

biomasa hidropónica de maíz en la etapa de crecimiento-ceba. 

4. Definir el beneficio/costo de la biomasa hidropónica de maíz en la alimentación de 

caprinos criollos en crecimiento-ceba. 

Novedad científica 

1. Se demuestra el efecto de la biomasa hidropónica de maíz sobre el consumo 

voluntario, la degradabilidad ruminal in situ de la materia orgánica y la proteína 

bruta, la eficiencia de utilización del nitrógeno y el desempeño productivo de 

caprinos criollos en la etapa de crecimiento-ceba.  

2. Se utilizan por vez primera pruebas de degradabilidad ruminal y digestibilidad fecal 

en caprinos criollos para evaluar la biomasa hidropónica de maíz como dieta única. 

3. Se informan por primera vez la producción de metano, el flujo duodenal de 

nitrógeno microbiano y la excreción de derivados de purinas de caprinos criollos 

alimentados con biomasa hidropónica de maíz. 

Importancia teórica 

1. Analiza las modificaciones que ofrece la aplicación de las soluciones nutritivas en 

la producción y calidad de la biomasa hidropónica de maíz.  

2. Ofrece información, acerca del consumo voluntario, degradación ruminal, 

productos finales de la fermentación y utilización del nitrógeno en caprinos 

alimentados con biomasa hidropónica de maíz en condiciones de escasa 

disponibilidad de forrajes. 



INTRODUCCIÓN GENERAL 

 

5 

 

3. Se describe el comportamiento productivo de caprinos criollos en crecimiento-ceba 

alimentados con dietas que incluyen biomasa hidropónica de maíz. 

4. Constituye un material de referencia en la formación de profesionales del pregrado 

y posgrado  

5. Se ofrecen conocimientos en los campos de la nutrición y fisiología digestiva de 

caprinos, así como en la formulación y manejo de dietas para alimentarlos, en 

condiciones donde la escasez de alimentos constituye uno de los obstáculos para la 

crianza de estos animales. 

Importancia práctica 

1. Establece las bases para la formulación de una tecnología que garantice la 

utilización de la biomasa hidropónica de maíz en la alimentación de caprinos 

criollos, a la vez que definen su comportamiento productivo.  

2. Brinda la posibilidad de suministrar dietas equilibradas desde el punto de vista 

nutricional y económico para el desarrollo de caprinos en etapa de crecimiento-ceba 

en condiciones agrometeorológicas adversas (283 mm de precipitaciones anuales). 

Aporte científico 

1. Se muestran las modificaciones que ocurren en la disponibilidad y calidad de la 

biomasa hidropónica de maíz con aplicación de soluciones nutritivas, su efecto en 

el consumo voluntario, la degradabilidad y el balance de nitrógeno en caprinos.  

2. Se estandarizan por primera vez, en el campo de la fisiología digestiva y nutrición 

animal, métodos y/o procedimientos analíticos y de campo en los laboratorios y 

unidades experimentales del Centro de Investigaciones Agropecuarias de la 

Universidad Estatal Península de Santa Elena, que pueden ser empleados en otras 

investigaciones. 



CAPÍTULO I 

 

 

 

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA



CAPÍTULO I 

 

6 

 

CAPÍTULO 1. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 

Las cabras: generalidades y distribución geográfica 

El censo mundial caprino del período 2010-2014 reveló un crecimiento poblacional en 

el orden del 1,1 %, mientras que el censo para ganado ovino y bovino del mismo 

período mostró un crecimiento en el orden de 2,0 y 2,5 %, respectivamente. En la 

actualidad se estima que existen más de 1 006,79 millones de cabezas caprinas de las 

cuales el 58,2 % se localiza en Asia; el 36,2 % en África; el 3,5 % en América; el 1,7 % 

en Europa y el 0,4 % en Oceanía (FAOSTAT, 2014).  

Es importante señalar que el 86 % del total de caprinos se localizan en países pobres, de 

bajos ingresos y con déficit alimentario, lo que ratifica el importante papel que juega la 

especie caprina para atenuar la hambruna, mejorar la economía, la disponibilidad de 

alimentos e incidir en el mayor aprovechamiento de áreas con pocos recursos forrajeros, 

(Lores-Correa, 2013). 

Según MAGAP (2016), en el Ecuador existen 178 367 caprinos, de los cuales el 85,02 

% se encuentra en la Región Sierra; el 14,55 % en la Región Costa; el 0,27 % en la 

Región Amazónica y el 0,14 % en la Región Insular o Galápagos. 

Caprinos criollos 

Según Dickson y Muñoz (2005), esta raza o genotipo caprino es producto de la 

combinación de razas europeas y africanas introducidas por Colón en su segundo viaje a 

las Américas y dejadas en la Isla La Española (hoy día Haití y República Dominicana), 

desde donde se diseminaron a casi todo el resto del continente, por lo tanto, se encuentra 

desde el sur de los Estados Unidos hasta Perú. 



CAPÍTULO I 

 

7 

 

De acuerdo a Poli et al. (2005), este genotipo es considerado pequeño, de 30 a 45 kg y 

su producción de carne y leche es muy baja (250 a 300 gr/leche/día) con lactancias de 

90 a 120 días. Su color es variado, pudiendo ir desde blanco hasta negro, con cualquier 

color intermedio o combinaciones de estos. Su pelo es corto y sus orejas varían de 

cortas a medianas. Además, Ramos-Tocto (2010) afirma que las hembras y los machos 

poseen cuernos, son muy prolíficas (por lo general dos partos por año), con promedios 

de 1,6-1,8 crías por parto y muy resistentes a las enfermedades. 

Hábitos alimenticios y comportamiento de los caprinos 

Los caprinos en pastoreo comparados con otros rumiantes, según Dickson y Muñoz 

(2005) son más selectivos en el alimento, por esta razón caminan largas distancias que 

le permita conseguir una mayor variedad y tipos de vegetación, que por lo general no 

son consumidos por otros rumiantes; además los caprinos son más eficientes para 

digerir forrajes de baja calidad. Estos factores favorecen la producción de caprinos en 

áreas de baja disponibilidad de forrajes. De la misma manera, Cruz-Domínguez (2015) 

señala que la eficiencia digestiva de la cabra varía de acuerdo a la raza, localización 

geográfica y nivel de proteína en la dieta. Normalmente se asume que el valor nutritivo 

de los alimentos para los bovinos son iguales al de los ovinos y caprinos; sin embargo 

algunas investigaciones indican que la cabra es más eficiente en la digestión de la fibra 

bruta (Fernandez et al., 2006). 

Según Deza et al. (2007), los caprinos se adaptan y producen en ambientes muy 

variados, pero es en los ambientes áridos y semiáridos donde manifiestan su verdadero 

potencial, transformando los montes y malezas en productos de alto valor biológico. 

Además estos mismos autores señalan que las cabras utilizan ambientes sin aptitud 

agrícola o ganadera bovina debido a que seleccionan la dieta; ramonean y pastorean; 

resisten la deshidratación por su bajo recambio hídrico, soportan temperaturas elevadas, 



CAPÍTULO I 

 

8 

 

reciclan el nitrógeno endógeno urinario, esto permite una gran sobrevida y producción 

acorde a los escasos recursos. 

Biomasa hidropónica de maíz 

La biomasa hidropónica de maíz es un alimento de rápido crecimiento y alta producción 

de biomasa, de alta digestibilidad, rico en nutrientes, altas concentraciones de proteínas 

y minerales, y que favorece el aumento de peso corporal de los animales que la 

consumen. Además,, se cultiva todo el año, es un alimento económico para la cría de 

ganado especialmente en la producción de leche cuya economía depende principalmente 

de la disponibilidad de forrajes verdes nutritivos (López-Acosta et al., 2011).  

Según Espinoza et al. (2007) la biomasa hidropónica de maíz es un alimento de alto 

valor nutricional, considerado como un suplemento alimenticio para el ganado en zonas 

áridas y semiáridas, donde los animales transcurren por periodos de subnutrición en 

diferentes etapas de la vida. Esta tecnología de producción de biomasa vegetal obtenida 

a partir del crecimiento inicial de plántulas y con la utilización de semillas de alta (75 

%) germinación (Naik et al., 2014), puede constituir una opción a los métodos 

convencionales de producción de forraje, para garantizar la sostenibilidad ganadera en 

las zonas de escasa producción de alimento (Sánchez et al., 2001).  

Producción de biomasa hidropónica 

Selección de semilla 

La semilla seleccionada debe ser de buena calidad, de origen conocido, adaptadas a las 

condiciones locales, disponibles y de probada germinación y rendimiento (Pérez, 1999). 

Sin embargo, por una razón de eficiencia y costos, el productor puede igualmente 

producir biomasa hidropónica de maíz con simiente de menor calidad pero manteniendo 

un porcentaje de germinación que garantice la producción (Sánchez-Laiño et al., 2010). 

Si los costos son convenientes, se deben utilizar las semillas producidas en fincas de la 



CAPÍTULO I 

 

9 

 

región con humedad máxima del 12 %, libres de plagas y enfermedades (Pérez, 1999; 

Sánchez et al., 2010). No se deben emplear semillas tratadas con fungicidas, la elección 

de una buena semilla proporcionará el éxito en la producción de biomasa hidropónica de 

maíz, esto se apreciará en su calidad organoléptica y bromatológica (Fazaeli et al., 

2012). 

Lavado y desinfección de semillas 

Según Howard (2001) con la finalidad de asegurar una semilla viable, se sumerge la 

semilla en un tanque de agua con el objetivo de retirarle todo tipo de impurezas (lanas, 

basura, granos partidos) que no fueron eliminadas durante la selección.  

Para el lavado y desinfección de las semillas según Adum (2013) se plantean los 

siguientes pasos: lavar bien las semillas aprovechando ese momento para separar los 

granos que floten (no germinarán); sumergir las semillas en una solución de hipoclorito 

de sodio al 1 % (10 mL hipoclorito de sodio por cada litro de agua) durante un minuto, 

para luego retirarla y enjuagar las semillas con abundante agua limpia (eliminar restos 

de cloro). Colocar las semillas en una bolsa de tela (yute, algodón, liencillo) y 

sumérjalas en un tanque plástico, con agua limpia, por seis horas, seguidamente sacar la 

bolsa con las semillas y espárzalas en un mesón limpio por una hora (bajo sombra), 

inmediatamente, vuelva a colocar las semillas en la funda y nuevamente sumérjalas en 

el tanque, con agua limpia, por seis horas más, pasado este tiempo, se vuelven a orear en 

un mesón por tres horas y luego ponerlas en un bidón plástico con tapa, sin agua por 48 

horas. 

Germinación  

Las condiciones determinantes para la germinación de las semillas son: aporte suficiente 

de agua, oxígeno y temperatura apropiada; durante la germinación, el agua se difunde a 

través de las envolturas de la semilla y llega hasta el embrión, que durante la fase de 



CAPÍTULO I 

 

10 

 

descanso se ha secado casi por completo. El agua permite que la semilla se hinche, hasta 

el extremo de rasgar la envoltura externa. El oxígeno absorbido proporciona a la semilla 

la energía necesaria para iniciar el crecimiento (Caballo, 2000).  

Según lo planteado por Navarrete (2008), la germinación inicia desde el momento en 

que se somete la semilla a hidratación, donde las enzimas se movilizan invadiendo el 

interior de las semillas y ocurre una disolución de las paredes celulares para 

posteriormente liberarse granos de almidón que son transformados en azucares. 

Riego 

A partir del momento de la siembra se debe regar con la finalidad de que la bandeja no 

pierda humedad, los riegos son variables dependiendo de la etapa de crecimiento de la 

planta y las condiciones de temperatura, se debe evitar encharcamiento o inundaciones 

de lo contrario se producirá pudrición en las raíces (García, 2004), el riego puede 

realizarse en forma automática o en forma manual. Cuando el riego es automático se 

requiere una bomba, un tanque de almacenamiento, tubos y mangueras de distribución, 

para regar por micro aspersores o con atomizadores por aspersión (León, 2005). De no 

disponer de los recursos anteriores, el riego se aplicará con baldes con orificios en el 

fondo, y se realizará con una frecuencia entre 5 y 8 riegos/día (Pérez, 1999). 

Una vez dispuestas las semillas en las naves de producción, las bandejas serán 

humedecidas constantemente con agua, a la que se añadirá una pequeña parte de 

nutrientes, es conveniente que la aplicación de esta solución se haga con un aparato 

humificador; pero puede realizarse manualmente con un rociador dependiendo del 

tamaño de la instalación, por cada kilogramo de semilla se utilizará un promedio de dos 

litros de agua con nutrientes, tres días antes de la cosecha hay que regar solamente con 

agua natural, pues esto hará que no existan restos de sales en la biomasa (Rodríguez-

Delfín y Chang, 2012). 



CAPÍTULO I 

 

11 

 

Instalaciones 

Según Fazaeli et al. (2012), la producción de biomasa hidropónica de maíz puede 

realizarse en cualquier sitio, como cuarto o galpón en desuso e incluso en un sótano, 

pero manteniendo siempre las condiciones de higiene y control. Según estos autores, las 

dimensiones estarán en correspondencia con la producción de biomasa requerida y el 

número de animales a alimentar.  

Cosecha 

La cosecha es la culminación del proceso, momento en que las plántulas han alcanzado 

una altura entre 14 y 18 cm, y formado una alfombra de pasto verde con un colchón 

radicular blanco y consistente (debido a la alta densidad de siembra) que está apta para 

ofertársela a los animales (Rodríguez et al., 2003; Navarrete, 2008). 

Factores ambientales y de manejo que influyen en la producción de biomasa 

hidropónica de maíz 

Luz 

De acuerdo a León (2005), la luz es un factor indispensable para el buen desarrollo de la 

planta, pues es la energía que necesitan para realizar la fotosíntesis, se requiere un 

promedio de nueve a doce horas de luz por día, como también un periodo de descanso 

por las noches. Esta situación del fotoperiodo influye sobre el desarrollo vegetativo, 

aunque la luz solar no debe ser excesiva, porque podría causar daños foliares a las 

plantas principalmente en las bandejas superiores. 

Humedad ambiental 

Para Gilsanz (2007), la humedad ambiental es de gran importancia para procurar 

condiciones de asimilación adecuada en las plantas, ya que ejerce una influencia directa 

en el trabajo que desempeñan las hojas, debe haber una humedad entre 65 y 80 % para 

asegurar un adecuado crecimiento del sistema radicular. Esta humedad se logra con el 



CAPÍTULO I 

 

12 

 

control del riego y la evapotranspiración, si persiste la humedad existe el riesgo que 

proliferen enfermedades por hongos y las raíces pueden morir y esto repercute 

notablemente en su producción. 

Calidad del agua 

Teniendo en cuenta los criterios de  Gilsanz (2007), en los sistemas hidropónicos la 

calidad del agua desde el punto de vista químico y microbiológico es esencial, el agua 

deberá estar libre de contaminantes microbianos y con bajos contenidos de sales. Los 

niveles elevados (˃ 30 mg/L) de calcio, magnesio, sodio o cloro podrían ser tóxicos para 

las plantas. En este mismo sentido Lara-Herrera (1999) manifestó que en Europa y 

Norteamérica, al agua disponible para preparar las soluciones nutritivas se le denomina 

"dura"; esto significa que contiene niveles elevados de calcio, magnesio y bicarbonatos, 

lo que presenta problemas porque la concentración normal de nutrientes de las 

soluciones nutritivas al ser combinadas con los existentes en el agua se incrementan y 

pierden el balance requerido. 

Temperatura, oxígeno y patógenos 

Según Barry (2000), las soluciones nutritivas hidropónicas contienen todos los 

minerales que la planta necesita. Los factores más importantes para su utilización son: 

La temperatura de la solución nutritiva debe estar entre 18 y 25 °C ya que aparte de 

los efectos directos sobre el crecimiento de la planta también lo ejerce sobre el sistema 

radicular. Si la temperatura de la solución es muy fría o muy caliente, la tasa metabólica 

de la raíz baja y la absorción de nutrientes también, afectando la producción (Llanos-

Peada, 2001).  

De la misma manera Fazaeli et al. (2012), informan que la temperatura del agua o de la 

solución nutritiva es importante porque determina la cantidad de oxígeno que puede 

estar disuelto dentro de la mezcla, el agua o una solución nutritiva fría pueden disolver 



CAPÍTULO I 

 

13 

 

más oxígeno que una caliente, las raíces como cualquier órgano vivo necesitan oxígeno 

para funcionar apropiadamente, tienen la función de transportar nutrientes y acumular 

elementos dentro del sistema celular, el oxígeno al oxidar los minerales, se convierte en 

el catalizador para generar energía metabólica, de lo contrario, aunque se aporten los 

nutrientes adecuados, se tendrá un cultivo precario o podrían morir las raíces (León, 

2005).  

Para Llanos-Peada (2001), mantener oxigenada el agua o una solución nutritiva es 

fundamental, evita el crecimiento de patógenos. La enfermedad más común, para 

cultivos hidropónicos es el Pythium. Este hongo inicialmente torna las raíces marrones, 

conforme la enfermedad progresa las raíces mueren y se rompen. Un factor común en la 

mayoría de las infestaciones es el bajo nivel de oxígeno disuelto en la solución nutritiva 

(Barry, 2000). 

Potencial hidrógeno y conductividad eléctrica 

Lopez et al. (2012), informan que el pH y la conductividad eléctrica de una solución 

nutritiva deben ser revisados todos los días. El pH sirve para medir el grado de acidez 

de una solución nutritiva, la planta se comporta mejor si la solución es ligeramente 

ácida (5,5 a 6,5); fuera de este rango algunos minerales, aunque estén presentes en la 

solución, no estarán disponibles para ser absorbidos por las raíces. Si el pH de la 

solución está distante del rango recomendado, algunos de los minerales de la solución 

nunca estarán disponibles para la planta (Quispe, 2013; Bedolla-Torres et al., 2015). 

Por otra parte Contreras-Paco et al. (2008) manifiestan que la conductividad eléctrica de 

una solución nutritiva es una medida de fuerza de la solución. Los niveles 

recomendados para todos los cultivos han ido descendiendo progresivamente en los 

últimos años de 3,0 a 1,8 mS/cm en experimentos meritorios, para encontrar niveles 

satisfactorios de conductividad eléctrica.  



CAPÍTULO I 

 

14 

 

Valor nutritivo de biomasas hidropónicas 

López et al. (2009), publicaron el valor nutricional de la biomasa hidropónica de maíz 

(Tabla 1.1) utilizando tres densidades de siembra. Los parámetros bromatológicos 

fueron iguales a excepción de la proteína bruta y fibra detergente neutro, la composición 

energética de las biomasas hidropónicas estudiadas indican parámetros aceptables de 

calidad nutricional ya que según la NRC (2001) y Lima Orozco (2011) alimentos con 

contenidos energéticos que superan los 10 MJ/kg MS poseen valor energético aceptable 

para rumiantes. 

 

Tabla 1.1. Valor nutricional de la biomasa hidropónica de maíz producida con tres 

densidades de siembra y cosechada a 14 días de edad 

Variable (%) 
                    Densidad de siembra (kg/m2) 

1.5 2.0 2.5 

Proteína bruta 14,5 ±0,5a 15,2 ±0,6b 15,8 ±0,9b 

Energía bruta (MJ/kg MS) 16,3 ±0,3 17,2 ±0,5 17,6 ±0,6 

Energía metabolizable (MJ/kg MS) 10,0 ±0,3 10,5 ±0,5 10,5 ±0,6 

Fibra detergente neutro 31,6 ±2,1b 28,7 ±1,9a 28,5 ±1,5a 

Lignina 6,9 ±1,3 6,4 ±1,2 6,1 ±1,8 

Celulosa 22,6 ±2,9 21,8 ±1,7 21,8 ±1,7 

Materia seca 20,7 ±1,9 20,9 ±2,1 21,8 ±2,0 

Ceniza 6,8 ±1,4 6,7 ±1,2 6,9 ±2,2 

Digestibilidad in vivo de la materia seca 64,3 ±3,1 66,5 ±2,8 66,7 ±2,6 

Letras diferentes en la misma fila difieren para P0,05    

Fuente: López et al. (2009). 

 

En otros trabajos, Vargas-Rodríguez (2008) presentó el valor nutritivo de tres especies 

de gramíneas cultivadas bajo hidroponía donde la biomasa hidropónica de maíz 

presentó los mejores parámetros bromatológicos seguida de la biomasa hidropónica de 

sorgo y arroz, respectivamente (Tabla 2.1). 



CAPÍTULO I 

 

15 

 

Tabla 2.1. Composición bromatológica de diferentes biomasas hidropónicas. 

Cartago, Costa Rica 

Bromatología (%) Maíz                Arroz              Sorgo 

Materia seca 15,82a 11,54b 11,48b 

Proteína bruta 7,92a 9,61b 10,47c 

Cenizas 9,17a 2,41b 6,54c 

Fibra detergente neutro 58,25a 43,13b 66,66c 

Celulosa 27,76a 11,21b 30,96a 

Hemicelulosa 19,82a 24,25a 21,42a 

Lignina 10,67ab 7,67b 14,28a 

Fibra detergente ácido 38,54a 18,89b 45,17c 

 Letras diferentes en la misma fila difieren para P0,05    

 Fuente: Vargas-Rodríguez (2008). 

 

López et al. (2009), publicaron el rendimiento de la biomasa hidropónica de maíz 

producida con tres densidades de siembra y cosechadas a 14 días de edad (Tabla 3.1), la 

producción fue directamente proporcional a la densidad de siembra alcanzando 4,62 kg 

de materia seca producida por cada metro cuadrado. 

 

Tabla 3.1. Rendimiento de la biomasa hidropónica de maíz producida con tres 

densidades de siembra y cosechadas a 14 días de edad 

Densidad de siembra (kg/m2) kg BHM/m2 kg MS/m2 

1,5 12,95 0,75a 2,68 0,32a 

2,0 18,75 1,05b 3,92 0,44b 

2,5 21,20 0,95c 4,62 0,37c 

Letras diferentes en la misma columna difieren para P0,05; BHM: biomasa hidropónica de maíz; MS: 

materia seca 

Fuente: López et al. (2009). 

 

De la misma manera Salas-Pérez et al. (2010), publicaron el efecto de la fertilización y 

días a la cosecha sobre el rendimiento forrajero y composición química de la biomasa 



CAPÍTULO I 

 

16 

 

hidropónica de maíz, donde utlizaron dos tipos de fertilización más un testigo y tres 

tiempos de cosecha. Los resultados determinaron que utilizando el té de compost y 

cosechando a los 12 días se obtuvieron las mejores producciones (kg/m2) y el mejor 

valor nutritivo anual. 

 

Tabla 4.1. Efecto del tipo de fertilización y días a cosecha sobre el rendimiento 

forrajero y composición química de la biomasa hidropónica de maíz 

Parámetro 

(% base seca) 

Tipo de fertilización Días de cosecha 

Té de 

compost 

Solución 

nutritiva 

Agua 

potable 
12 14 16 

BHM (kg/m2) 27,22a 26,41a 21,02b 16,49c 24,42b 33,74a 

Materia seca 18,67a 18,82a 17,98b 15,79c 18,13b 21,55a 

Proteína bruta 13,00a 13,25a 12,23b 15,04a 12,80b 10,63c 

Fibra detergente ácido 13,18a 11,88b 11,45b 10,08c 12,03b 14,40a 

Fibra detergente neutro 41,92a 42,13a 39,07b 38,26c 41,34b 43,52a 

Extracto etéreo 2,77a 2,81a 2,09b 3,36a 2,41b 1,90c 

Letras diferentes en la misma fila dentro de cada parámetro denotan diferencias para P0,05. 

Fuente: Salas-Pérez et al. (2010). 

 

En otras investigaciones Maldonado-Torres et al. (2013), utilizando la solución nutritiva 

de Steiner (1966) citado por Juárez-Hernández et al. (2006) en la fertilización de plantas 

de trigo variedad Rebeca F200 y con cosechas de 15 días de edad obtuvieron biomasas 

hidropónicas con aceptable valor nutritivo (Tabla 5.1). 

Así mismo Morales-Rodríguez et al. (2012), presentaron resultados de su investigación: 

biomasa hidropónica de maíz, con diferentes niveles de nutrientes en el riego 0, 25, 50, 

75 y 100 % utilizando la solución nutritiva propuesta por Lara-Herrera (1999) y tres 

tiempos de cosecha: 8, 10 y 12 días; sembraron un kg de maíz amarillo Dekalb® hibrido 



CAPÍTULO I 

 

17 

 

DK 2020 y los resultados obtenidos fueron: producción de biomasa hidropónica de maíz 

5.27 kg con solución nutritiva al 75 % en base húmeda. 

 

Tabla 5.1. Valor nutritivo de biomasa hidropónica de trigo con diferentes soluciones 

nutritivas 

Tratamientos 
Materia seca Cenizas Fibra bruta Proteína bruta 

(%) 

Control 9,93ab 2,95b 66,15a 15,30bc 

1 9,38ab 4,05a 62,58ab 18,58a 

2 9,73ab 3,92a 64,63ab 19,00a 

3 9,18b 3,90a 57,95ab 17,90ab 

4 10,55ab 3,47ab 64,35ab 16,75abc 

5 12,25b 2,75b 54,93b 14,33c 

Letras diferentes en la misma columna denotan diferencias para P0,05.  

Fuente:Maldonado-Torres et al. (2013). 

 

Digestibilidad de la biomasa hidropónica de maíz  

Herrera Angulo et al. (2007), en su investigación “degradabilidad y digestibilidad de la 

materia seca de la biomasa hidropónica de maíz (Zea mays), respuesta animal en 

términos de consumo y ganancia de peso”, obtuvieron que la degradabilidad ruminal de 

la MS considerando el sustrato de cascarilla de arroz donde se produjo, a las 48 horas 

fue del 42,2 %, que a decir de estos autores debido a la alta concentración de lignina 

presente en este sustrato (43,42 %). 

Cerrillo-Soto et al. (2012), investigaron la producción de biomasa, el valor nutricional y 

la composición química (MS, PB, EE, FDN, FDA, celulosa, hemicelulosa, lignina) de la 

biomasa hidropónica de maíz, trigo y avena. Estudiaron tres densidades de siembra, dos 

especies y dos momentos de cosecha. Los resultados indicaron que con la avena a 12 días 

de cosecha obtuvieron 8 kg/m2 de biomasa con 19 % MS, mientras que el trigo en el 

mismo tiempo produjo 7 kg/m2 de biomasa con 16,5 % MS, llegando a la conclusión 



CAPÍTULO I 

 

18 

 

que las variables nutricionales consideradas en su trabajo experimental ofrecieron 

condiciones de buena calidad nutritiva. Según estos propios autores, el contenido de 

proteína, los componentes estructurales, la energía metabolizable y los parámetros de 

fermentación ruminal, así como la alta producción de biomasa, le confieren a este tipo 

de forraje no convencional, características deseables para la alimentación animal. 

Herrera-Torres et al. (2010), investigaron el efecto del tiempo de cosecha (8, 10 y 12 

días después de la germinación) sobre el valor proteico y energético de la biomasa 

hidropónica de maíz y de trigo. Los resultados indicaron que la mayor concentración de 

PB se observó el día 10 (21,49 %), mientras que las concentraciones de FDN y FDA se 

incrementaron conforme avanzó la edad de cosecha. La degradación de la fracción 

soluble de la MS fue mayor el día 8 y disminuyó al aumentar la edad de cosecha, 

mientras que la fracción lentamente degradable aumentó con esta.  

Aspectos del metabolismo ruminal 

Proteína de sobre paso (by pass) 

Según Lima et al. (2011), la proteína que llega al intestino delgado del rumiante se 

deriva de tres fuentes (a) proteína de la dieta que ha escapado de la degradación por 

parte de los microbios del rumen; (b) proteína contenida en células bacterianas y 

protozoarias que fluyen fuera del rumen; y (c) proteínas endógenas contenidas en 

células necróticas y secreciones en el abomaso y el intestino. Las proteasas pancreáticas 

e intestinales descomponen estas formas de proteína de modo que los aminoácidos y los 

péptidos puedan ser absorbidos en el intestino delgado. 

Actividad de los microorganismos ruminales 

Existen tres entornos de interconexión en el que los microbios se encuentran en el 

rumen. La primera es la fase líquida, en donde los grupos microbianos libres en el 

fluido ruminal se alimentan de carbohidratos solubles y proteínas. Esta porción 



CAPÍTULO I 

 

19 

 

constituye aproximadamente el 25 % de la masa microbiana (Galindo et al., 2011). La 

segunda es la fase sólida donde los grupos microbianos asociados o sujetos a partículas 

de alimentos digieren polisacáridos insolubles, tales como el almidón y la fibra, así 

como las proteínas menos solubles. Esto puede constituir hasta un 70 % de la masa 

microbiana, en la última fase, el 5 % aproximadamente de los microbios existentes en el 

rumen se sujetan a las células del epitelio del rumen o a los protozoos (Fernandez et al., 

2006).  

A fin de que las bacterias mantengan su número en el rumen, es necesario que su tiempo 

de reproducción sea inferior a la tasa de actividad del contenido ruminal, dado que la 

tasa de pasaje de la fase particulada es mucho más lenta que la de la fase líquida en el 

rumen, especies de lento crecimiento se sujetan a la materia particulada y así evitan ser 

llevadas fuera del rumen (Fievez et al., 2001). 

Otra función importante de los microbios del rumen es la síntesis de proteína 

microbiana, el valor biológico de la proteína microbiana es de 66 a 87 %; la proteína de 

la dieta puede ser mejorada o reducida en su valor biológico por los microbios del 

rumen, dependiendo de la calidad de proteína que se está entregando; la mayoría de las 

bacterias del rumen pueden utilizar nitrógeno amoniacal como fuente de nitrógeno, 

algunas especies de bacterias requieren compuestos adicionales de nitrógeno tales como 

proteína intacta o cadenas de carbono de ciertos aminoácidos para un crecimiento más 

eficaz (Galindo et al., 2011) 

Según García et al. (2007), el amoníaco es derivado en el rumen a través de la 

degradación microbiana de la proteína y el nitrógeno no proteico de la dieta, de la 

hidrólisis de la urea reciclada hacia el rumen y de la degradación de proteína cruda 

microbiana, el amoníaco del rumen desaparece de éste en diferentes formas, tales como 

la incorporación del nitrógeno por los microbios, su absorción a través de la pared del 



CAPÍTULO I 

 

20 

 

rumen y su salida hacia el omaso. En el mismo sentido Golshani et al. (2008) menciona 

que el amoníaco que no es capturado por los microbios es directamente absorbido a 

través de la pared del rumen, la tasa de absorción depende del pH del ambiente ruminal 

y la concentración de amoníaco, la absorción es rápida a un pH de 6.5 o superior, 

disminuye casi a cero a un pH de 4.5 y se incrementa a medida que aumenta la 

concentración ruminal. De la misma manera Grainger et al. (2007) informan que existen 

indicios de toxicidad con amoniaco cuando en la concentración ruminal pasa los niveles 

de 100 mg/dl, pH ruminal sobre 8 y concentraciones plasmáticas de amoníaco sobre 2 

mg/dl. 

El rumiante depende de la proteína microbiana sintetizada en el rumen y de la proteína 

de la dieta que se salva de la digestión en el rumen (by pass) para su abastecimiento de 

aminoácidos. La proteína microbiana es de alta calidad, compitiendo con la proteína 

animal y excediendo a muchas de las proteínas vegetales en el contenido de 

aminoácidos esenciales; sin embargo, los microbios del rumen no pueden producir todos 

estos aminoácidos esenciales requeridos para el crecimiento de los animales y los 

elevados niveles de producción de leche (Hegarty et al., 2007). 

Los aminoácidos son absorbidos y utilizados en el intestino delgado y son empleados en 

las síntesis de proteínas del cuerpo, tales como músculo y proteínas de la leche, algunos 

aminoácidos, especialmente aquellos que provienen de las reservas de proteínas en el 

tejido corporal, pueden ser utilizados para conservar los niveles de glucosa en la sangre 

y satisfacer las necesidades de energía (Chay et al., 2009). 

La ingesta de proteína bypass o no degradable en rumen, debería variar entre 35 y 40 % 

para la lactancia temprana (alta producción de leche, 36 litros/día); prestando mucha 

atención al perfil de los aminoácidos de las fuentes de proteína bypass, ayudará a 

proporcionar los aminoácidos esenciales en la dieta, el suministro adecuado de proteína 



CAPÍTULO I 

 

21 

 

degradable es necesario para que haya suficientes niveles de amoníaco en el rumen para 

satisfacer las necesidades de nitrógeno de los microbios (Costa et al., 2008). 

Según Foster et al. (2009), se pueden describir detalladamente las fracciones proteicas 

cuando se utiliza el sistema de detergente para el análisis de las proteínas a través del 

buffer borato, estas son identificadas como fracción A (amoníaco, nitratos, aminoácidos 

y péptidos), fracción B1 (globulinas y algunas albúminas), fracción B2 (principalmente 

albúminas y glutelinas), fracción B3 (prolaminas) y fracción C (productos Maillard, 

ligados a lignina). Además señalan estos autores que la fracción A de la proteína se 

degrada en el rumen instantáneamente sin que ninguna porción llegue al intestino 

delgado; pequeñas cantidades de la fracción B1 llegan hasta la parte inferior del tracto 

digestivo con la digestibilidad intestinal completada; las fracciones de proteína no 

degradable se componen de cantidades variables de B2 (30 a 70 %) y la mayor parte de 

B3; y, la fracción C elude la totalidad del sistema digestivo; el calor agregado o 

generado durante el procesamiento de algunos granos y subproductos aumenta la 

proteína bypass dado que las globulinas y las albúminas en la fracción B1 son 

desnaturalizadas y se encuentran entonces en la fracción B2 o B3. 

Para Gabler y Heinrichs (2003), el uso eficiente del nitrógeno derivado de la fracción de 

la proteína degradable está en función de la velocidad en que la energía y el nitrógeno 

lleguen a ser disponibles para el crecimiento de los microbios, es vital que estos dos 

indicadores estén estrechamente coordinados para determinar el mayor uso eficiente del 

nitrógeno amoniacal en el rumen. En este sentido Monllor-Guerra (2012), informó que 

el nivel de carbohidratos no fibrosos en la ración y la velocidad de degradación, son los 

principales factores que influyen en la eficiencia del aprovechamiento del nitrógeno 

amoniacal del rumen por los microorganismos, si el nivel es muy bajo (< 35 %), el 

suministro de una dieta aún con el nivel mínimo recomendado de proteína degradable 



CAPÍTULO I 

 

22 

 

(12-13 %) puede resultar en niveles sanguíneos de nitrógeno ureico más allá de lo 

deseable (200 mg/L). 

Métodos para estimar la digestibilidad de los alimentos 

Las pruebas de digestibilidad permiten estimar la proporción de nutrientes presentes en 

una ración que pueden ser absorbidos por el aparato digestivo quedando disponibles 

para el animal (Church y Pond, 1994). Para determinar la digestibilidad de los alimentos 

se han propuesto diversos métodos, los mismos que están clasificados como directos e 

indirectos. 

Método directo 

1.8.1.1. Método in vivo 

Según Tobal (1999), el método in vivo, también denominado de digestibilidad aparente 

por colección total de heces fecales es el que mide más exactamente la digestibilidad de 

un alimento, aunque presenta un leve sesgo respecto a la digestibilidad real debido al 

material endógeno que se elimina a través de las heces. 

De la misma forma Lachmann y Araujo-Febres (2008), indicaron que el uso de este 

método es laborioso e implica algunas restricciones al manejo ordinario de animales en 

producción, haciéndose necesaria la evaluación y validación de técnicas que permitan 

estudiar diferentes materiales, aun cuando se considera a los forrajes la fuente de 

alimentos más económica para los rumiantes. 

A continuación Tobal (1999) presenta una serie de ventajas y desventajas de este 

método. 

1.8.1.1.1. Ventajas y desventajas 

 Es un método relativamente exacto pero demora mucho tiempo, poco práctico. 

 El método in vivo es sin duda el que da la mejor estimación de la digestibilidad de los 

alimentos. 



CAPÍTULO I 

 

23 

 

 Presenta un leve sesgo respecto a la digestibilidad real debido al material endógeno 

que se elimina a través de las heces. 

 Esta técnica requiere de grandes cantidades de muestras, largos períodos y su costo 

es elevado ya que requiere de infraestructura especial. 

 Con este método "in vivo" a pesar de lo real que son las evaluaciones, se producen 

variaciones entre determinaciones debido a factores propios del animal, como 

también factores propios de las plantas o alimentos. 

 En la práctica el método presenta ciertas dificultades, como son el asegurarse de que 

todas las excretas sean recogidas, evitar que se mezclen con la orina e impedir que se 

produzcan trastornos digestivos. 

 El método directo requiere de mucho personal para medir el consumo y recolectar las 

heces fecales, lo que se traduce en mayor tiempo y aumenta considerablemente los 

costos. 

 Se requiere de varios animales con la finalidad de eliminar las diferencias que 

pudieran existir de origen digestivo, edad y sexo. 

 Se restringe mucho la selectividad natural del animal, siendo menor el consumo que 

en el caso ad libitum. 

Métodos indirectos 

1.8.2.1. Método por "diferencia"  

En muchos casos se desea evaluar la digestibilidad de un nutriente cuando está 

mezclado con una o más sustancias. Cuando se suministra un concentrado no hay 

problema en determinar los nutrientes de cada alimento o ingrediente que lo 

constituyen, en cambio en las heces fecales es imposible hacer esa separación, frente a 

estas circunstancias toma validez la utilización del método de digestibilidad por 

diferencias. Consiste en determinar previamente el alimento que va a acompañar al 



CAPÍTULO I 

 

24 

 

alimento problema, generalmente el alimento base es un forraje al cual se le determina 

la digestibilidad. La digestibilidad del alimento problema se calcula por diferencia entre 

la digestibilidad total de la ración y la digestibilidad del alimento conocido (Villalobos-

González et al., 2000). 

A continuación se presentan las ventajas y desventajas de este método descritas por 

Madsen et al. (1997), con respecto al método in vivo. 

1.8.2.1.1. Desventajas con relación al método in vivo 

 Utiliza la misma cantidad de animales y el mismo procedimiento que la 

digestibilidad in vivo. 

 Tiene el mismo costo que la determinación del método directo "in vivo". 

 Introduce a error ya que supone que la digestibilidad de los componentes de una 

ración es la misma cuando se suministra sola o mezclada. 

 No considera los efectos asociativos (con los alimentos puede no haber un efecto de 

adición). 

1.8.2.1.2. Ventajas con relación al método in vivo 

 Es muy práctica.  

 Es una variante del método "in vivo". 

 Es útil en casos que se quiera evaluar un alimento que sólo, produciría graves 

trastornos metabólicos. 

1.8.2.2. Método del "Indicador" 

Garcia-Trujillo y Caceres (1985), manifestaron que en ocasiones por falta de material 

apropiado, de personal o por la naturaleza del ensayo, es imposible controlar la 

ingestión de comida o la excreción de heces, o ambas cosas. Este es el caso, en que se 

alimenta a los animales en grupo donde no se puede precisar la cantidad ingerida por 

cada uno, en estos casos es posible calcular la digestibilidad si el alimento contiene 



CAPÍTULO I 

 

25 

 

alguna sustancia que sea totalmente indigestible, midiendo su concentración en el 

alimento y en pequeñas muestras de heces de cada animal; la relación que exista entre 

estas concentraciones nos da la medida de la digestibilidad,  

Para considerar a una substancia como un marcador ideal Giraldo et al. (2007) 

determinaron las características que deben cumplir: 

 Debe ser inerte y carecer de efectos tóxicos. 

 No debe ser absorbida ni metabolizada en el conducto gastrointestinal. 

 Debe carecer de volumen apreciable. 

 Debe mezclarse íntimamente con y mantenerse uniformemente distribuido en la 

digesta. 

 No debe influir sobre las secreciones gastrointestinales, digestión, absorción o 

motilidad normal. 

 No debe influir sobre la microflora del tracto gastrointestinal. 

 Debe poseer propiedades físico químicas, fácilmente discernibles en la totalidad del 

tracto gastrointestinal, que permitan su determinación cuantitativa de forma simple y 

exacta. 

 Los marcadores se emplean no solamente para calcular los coeficientes de 

digestibilidad sino para valorar la digestión fraccional en diversos segmentos del 

tracto alimentario y también para medir el tiempo de retención de la digesta. 

1.8.2.2.1. Marcadores internos 

Existen muchos elementos que se han usado como marcadores de alimentos para 

determinación de digestibilidad, estos son: 

Lignina: esta sustancia ha sido considerada como indigestible y en consecuencia 

utilizada como marcador en estudios de digestión, sin embargo existen problemas 



CAPÍTULO I 

 

26 

 

importantes en su determinación y en la recuperación total de esta sustancia en las heces 

(Church y Pond, 1994). 

Sílice: En principio se encontró que el sílice era indigestible, por lo que se usó como 

marcador, posteriormente se descubrió una recuperación excesiva de sílice en las heces, 

principalmente en animales a pastoreo y aquellos estabulados con piensos contaminados 

con polvo o tierra, razón por la cual se llevó a pensar en una infravaloración en la 

ingestión de sílice y además excreciones por orina (Tobal, 1999). 

Cenizas insoluble en ácidos: el empleo de una fracción de cenizas del pienso que no se 

disuelve en HCl hirviendo, proporciona resultados similares a los obtenidos mediante la 

recogida fecal total, esto fue demostrado por Garcia-Trujillo y Caceres (1985), cuando 

realizaron pruebas de digestibilidad en ovejas con cenizas insolubles en ácidos, 

concluyendo que estas sustancias pueden actuar como un marcador fiable porque se 

aprecia poca variación diurna en el contenido de las heces y porque las técnicas 

analíticas son bastante precisas. 

1.8.2.2.2. Marcadores externos 

Alimentos teñidos: Las partículas teñidas del pienso tienen ciertas ventajas como 

marcador porque permiten la identificación de partículas específicas durante su paso a 

través del tracto alimentario y porque pueden usarse tintes diferentes para marcar de 

forma indeleble distintos alimentos que componen una dieta mixta; El análisis de estas 

partículas debe realizarse mediante inspección visual y recuento de las partículas teñidas 

en una determinada muestra, cosa que resulta laborioso y sometido a error humano, 

(Madsen et al., 1997). 

Oxido crómico: en los estudios sobre nutrición se han utilizado varios óxidos metálicos 

insolubles como marcadores, pero el más comúnmente empleado es el óxido crómico; 



CAPÍTULO I 

 

27 

 

este ofrece ciertas ventajas como marcador ya que se recupera totalmente en las heces y 

existen varios métodos analíticos fiables para su determinación. El óxido crómico es un 

polvo denso que se mantiene en suspensión y su velocidad de pasaje es independiente 

de la correspondiente a la fase acuosa como a la particulada, es por esta razón que no 

resulta apropiado como marcador en estudios para determinar los tiempos de retención 

de la digesta (Lachmann y Araujo-Febres, 2008). Además el óxido crómico forma un 

sedimento en el retículo rumen y es transferido esporádicamente al tracto 

gastrointestinal, en consecuencia, la excreción de óxido crómico con las heces está 

sometida a variación por efecto de la velocidad de pasaje ruminal, se ha usado 

frecuentemente para corregir los flujos de digesta en animales con cánulas reentrantes 

durante un plazo de 24 h, sin embargo Church y Pond (1994), aseguran que el empleo 

de óxido crómico o de cualquier marcador, resulta inadecuado para la determinación 

exacta del flujo de la digesta en animales provisto de cánulas simples en el tracto 

postruminal. 

Elementos de “tierras raras”: los elementos de tierras raras como Lantano, samario, 

Cerio, Iterbio y Disprosio, han sido investigados y usados como marcadores tanto en 

estudios de digestibilidad como de velocidad de paso. El quelato de rutenio de tris (1,10 

fenantrolina) (Ru-pheb) ha sido considerado, como las tierras raras, con una elevada 

capacidad para fijarse a las partículas de materia orgánica (Villalobos-González et al., 

2000). 

Fibra tratada al cromo mordante: Un procedimiento llamado "mordante" determina 

la formación de fuertes complejos entre el cromo y las membranas de las células 

vegetales, este complejo es el marcador más específico, por consiguiente tiene un valor 

considerable para estudiar la digestibilidad y el avance de la digesta (Van Soest, 1994). 



CAPÍTULO I 

 

28 

 

El inconveniente más grave que tiene el empleo del cromo mordante consiste en el 

intenso tratamiento químico recibido durante la preparación y la indigestibilidad 

resultante de la partícula tratada, que puede comportarse de distinta forma que las 

restantes partículas del pienso en una determinada dieta (Tobal, 1999).  

Marcadores hidrosolubles: Existen varios materiales con un comportamiento casi 

ideal como marcadores de la fase líquida de la digesta, el polietileno glicol es muy 

soluble en agua, se recupera casi totalmente en las heces y ha sido utilizado durante 

muchos años como marcador en estudios efectuados con rumiantes, sin embargo las 

técnicas resultan imprecisas para el análisis del polietileno glicol, pero algunos 

investigadores han superado esta limitación mediante el empleo de polietileno glicol 

radio marcado (Madsen et al., 1997). 

Alcanos: este marcador es utilizado para determinar digestibilidad de los pastos, se 

introduce en forma de pelex, pero tiene el inconveniente que la excreción fecal no es 

constante. La concentración de alcanos en las heces está influenciada por la edad de los 

pastos y existe interacción entre los días de muestreo. Tiene menor variación diurna 

siendo de mayor importancia las variaciones entre días (Basurto y Tejada de Hernández, 

1992). 

1.8.2.3. Método "in vitro" 

Los ensayos de digestibilidad son tan laboriosos de llevar a cabo que se han hecho 

numerosos intentos para reproducir en el laboratorio las reacciones que tienen lugar en 

el tracto digestivo del animal, con el objetivo de poder determinar la digestibilidad de 

los alimentos por métodos rápidos. Uno de estos métodos es el de digestibilidad in vitro 

que de acuerdo a un gran número de trabajos, predice digestibilidad in vivo con alto 

grado de precisión (Lascano et al., 1990). 

La digestibilidad in vitro es un método, que se basa en el principio de someter una 

muestra de forraje en un recipiente a la acción de inoculo de líquido ruminal, con el fin 

de asimilar las condiciones naturales que ocurren en el rumiante. Después de un 



CAPÍTULO I 

 

29 

 

determinado tiempo se mide la cantidad de materia seca, materia orgánica o celulosa 

que ha desaparecido durante la incubación, la proporción desaparecida se denomina 

digestibilidad in vitro (Tilley y Terry, 1963). 

El método in vitro tiene la dificultad que presupone el tener que mantener animales 

fistulados en el rumen, que deben ser de la misma especie, ya que se ha observado que 

con la utilización de jugo ruminal de especies diferentes, se obtienen resultados distintos 

(Wattiaux, 2001). 

A continuación se presentan las ventajas y desventajas del método in vitro descritas por   

Pérez-Robledo (2013) 

1.8.2.3.1. Ventajas y Desventajas 

 El método in vitro, permite el estudio de un gran número de muestras en un tiempo 

menor, requiere de pequeñas cantidades de muestra y tiene un costo menor en 

comparación con el método in vivo o colección total. 

 El método in vitro presenta un inconveniente en la determinación de la digestibilidad 

de MO y de la MS, esto se debe a la baja correlación de éstas con los valores 

correspondientes a las digestibilidades in vivo. 

 Este método, además de ser reproducible y muy fácil de manejar, entrega valores de 

digestibilidad in vitro similares a los obtenidos con métodos in vivo, utilizando 

ovejas, siendo posible su introducción a la evaluación rutinaria de muestras de 

alimentos. 

 El método in vitro tiene la dificultad que presupone el tener que mantener animales 

fistulados en el rumen, que deben ser de la misma especie, ya que se ha observado 

que con la utilización de jugo ruminal de especies diferentes, se obtienen resultados 

distintos. 

 Se ha observado que el método in vitro subvalora la digestibilidad en aquellos rangos 

inferiores a 65 %, lo cual puede deberse a falta de tiempo de fermentación con licor 

ruminal, especialmente en forrajes de menor calidad. 



CAPÍTULO I 

 

30 

 

 Los coeficientes de digestibilidad pueden ser determinados simultáneamente en un 

gran número de muestras. 

 El tiempo requerido por muestra es mínimo en comparación con otras técnicas. 

 Se requiere únicamente una muestra pequeña para determinar la digestibilidad. 

 El grado de precisión obtenido es muy alto, para estimar o predecir la digestibilidad 

in vivo. Tilley y Terry (1963) sugirieron que la digestibilidad in vitro (x) se estime 

por medio de la siguiente ecuación: Y= 0.99 x - 1.01, r= 0.98. 

1.8.2.4. Método "in situ" 

Un método alternativo, dentro de los que se realizan bajo condiciones in vivo, es el 

método de la bolsa de nylon o in situ que tiene la ventaja, que la muestra es fermentada 

dentro del rumen del animal, los valores obtenidos debieran ser cercanos a la 

digestibilidad aparente (Wattiaux, 2001). Además, es una técnica simple que no requiere 

infraestructura especial y que permite el estudio de un mayor número de muestras que la 

digestibilidad aparente, este método ha sido utilizado en diversos países para determinar 

el grado y tasa de degradación de forrajes, alimentos toscos, suplementos proteicos y 

sus constituyentes (Ørskov et al., 1980; Sun y Waghorn, 2012). 

El éxito de la técnica in situ está determinado por diversos factores como: el material de 

la bolsa, el tratamiento, la preparación y el tamaño de la muestra, la posición del rumen, 

el tiempo de incubación, las repeticiones, el número de bolsas incubadas, la dieta del 

animal y el lavado de la bolsa (Owens et al., 2009). 

A continuación se presentan las ventajas y desventajas del método in situ descritas por 

(Tobal, 1999). 

1.8.2.4.1. Ventajas y Desventajas 

 Esta técnica requiere de reactivos y equipos de laboratorio. 

 Requiere una cantidad pequeña de muestras. 

 Requiere de poco tiempo para realizarla. 



CAPÍTULO I 

 

31 

 

 No requiere de personal altamente entrenado. 

 Esta técnica no toma en cuenta la digestión de los forrajes que se lleva a cabo en el 

tracto digestivo posterior, por lo que los resultados obtenidos son invariablemente 

menores a los obtenidos con otros métodos. 

 Los resultados obtenidos son muy variables. 

 La precisión de esta técnica no ofrece una buena confiabilidad en los datos para 

calcular el consumo de forraje. 

 Permitir el estudio de la evolución de la degradabilidad en función del tiempo de 

permanencia en el rumen y medir los efectos de diferentes factores ruminales sobre 

la tasa de digestibilidad de los distintos nutrientes. 

 La varianza entre animales es mayor que entre las bolsas dentro de un animal y algo 

inferior entre series de repeticiones. 

Consumo voluntario de rumiantes 

El consumo voluntario de forrajes por rumiantes en pastoreo es controlado por factores 

propios del animal, del forraje y del ambiente. La mayoría de éstos son iguales para 

animales en estabulación que en pastoreo; sin embargo, se debe enfatizar en dos 

aspectos específicos para animales en pastoreo, la selectividad y la disponibilidad de 

forraje (Minson, 1990). 

En las fases del crecimiento y los ciclos reproductivos se presentan cambios importantes 

en los requerimientos de los animales en pastoreo. Las etapas de preñez y lactancia 

representan un considerable incremento en la demanda de energía; sin embargo, tiene 

diferentes efectos en el consumo voluntario de forraje, ya que un animal gestante se 

encuentra físicamente con menos capacidad digestiva a consecuencia del crecimiento 

uterino y la compresión del rumen (Díaz, 1998). 

Mellado et al. (2004), afirmaron que los animales en un estado nutricional de alta 

calidad suelen ser más selectivos y escoger diferentes dietas que los animales que tienen 

nutrición deficiente.  



CAPÍTULO I 

 

32 

 

Así mismo, Allison (1985), encontró diferencias significativas en el promedio de 

consumo de materia seca entre vacas lactando, preñadas y secas. El consumo de 

animales lactando fue mayor que para vacas preñadas o secas y las vacas preñadas 

consumieron más que las vacas secas. Este autor también señaló que los animales 

jóvenes son más selectivos, prefieren forrajes con mayores niveles de proteína cruda y 

menores de fibra detergente ácida y celulosa al compararlos con las vacas adultas. 

Por otro lado, Distel (1993), indicó que las limitaciones sobre el consumo de forraje de 

baja calidad impuesta por niveles altos de fibra y bajos de proteína pueden ser atenuadas 

por medio de la exposición de los animales a estos forrajes a temprana edad, para crear 

adaptación y preferencia por forrajes fibrosos en los animales en pastoreo. 

Además, Kawas (1995), señaló la importancia de la suplementación mineral en los 

rumiantes en pastoreo, al mencionar que la deficiencia de nitrógeno, azufre, fósforo, 

magnesio, sodio, cobalto y selenio reducen el consumo voluntario de forraje al inhibir la 

digestión de la materia orgánica. 

Utilización de la biomasa hidropónica de maíz en la alimentación de 

rumiantes 

Alimentación de rumiantes mayores 

Jaramillo-Arias (2012), estudió el efecto de la suplementación de biomasa hidropónica 

de maíz en la crianza de terneras desde tres hasta ocho meses de edad, suministrando 

T0: Concentrado (2 kg/animal/día) + pasto kikuyo (Pennisetum clandestinum) ad 

libitum; T1: Biomasa hidropónica de maíz (10 kg/animal/día base húmeda) + 1,5 kg de 

concentrado + Pasto kikuyo ad libitum; y T2: Biomasa hidropónica de maíz (20 

kg/animal/día) + Pasto kikuyo ad libitum. Se concluyó que con T1, se lograron los 

mejores resultados (800,42 g de ganancia media diaria (GMD)) en comparación con T0 

y T2 (697,48 y 695,38 g GMD, respectivamente). 



CAPÍTULO I 

 

33 

 

Espinoza et al. (2007), en sus estudios declararon GMD de 696 y 1 107 g/animal/día 

cuando alimentaron bovinos (Holstein x Cebú) a base de pasto fresco picado y pasto 

más 30 % de biomasa hidropónica de maíz, respectivamente. 

Alimentación de vacas lecheras  

Mora-Agüero (2009), al evaluar el efecto del uso de la biomasa hidropónica de maíz 

sobre la producción de leche de vacas en pastoreo, llegó a las siguientes conclusiones: 

 La suplementación con biomasa hidropónica de maíz no mostró diferencias para la 

producción de leche y sus componentes (porcentaje en leche de grasa, lactosa, 

proteína y solidos totales) al compararla con los demás tratamientos estudiados.  

 A medida que se incrementó el nivel de suplementación de biomasa hidropónica de 

maíz se observó una tendencia a aumentar la producción de leche hasta un 7 % en las 

vacas con mayor suplementación al compararlas con las no suplementadas.  

De la misma manera Orjuela-Villalobos (2015), evaluó el uso de la biomasa 

hidropónica de trigo como alternativa nutricional en la producción de leche del ganado 

bovino en Turmequé-Perú, la dieta basal consistió en el consumo diario ad-libitum de 

una mezcla de forraje de trébol rojo (Trifolium pratense, L), raigrás (Lolium 

multiflorum, L.) y kikuyo (Pennisetum clandestinum) 35 kg/animal/día; las variables en 

estudio fueron la suplementación al momento del ordeño de 3  y 6 kg de biomasa 

hidropónica de trigo. Se concluyó que: 

 El suministro de 6 y 3 kg de biomasa hidropónica de trigo, incrementó la producción 

diaria de leche en promedios de 3,5 y 2,0 kg/vaca/día, respectivamente, en 

comparación con el testigo. 

 El costo/kg de biomasa hidropónica de trigo y su uso como suplementación en la 

alimentación posibilitó bajar costos en la alimentación, incrementar la producción y 

mejorar la relación costo beneficio. 



CAPÍTULO I 

 

34 

 

 Las pruebas de mastitis demostraron que suministrar biomasa hidropónica de trigo no 

afectó la calidad de leche. 

Por otro lado Romero et al. (2009), en un ensayo donde suplementaron biomasa 

hidropónica de maíz (4,5 kg/animal/día) en la alimentación vacas lecheras se 

incrementó la producción hasta en un 15 % cuando se comparó con las que no fueron 

suplementadas con biomasa hidropónica de maíz. 

Alimentación de cabras 

Adum (2013), indicó que las cabras por tener un retículo rumen pequeño, el tránsito del 

alimento por el tracto gastrointestinal es más rápido que otros rumiantes y su ingesta de 

alimentos es alta, por su excelente digestibilidad, la biomasa hidropónica de maíz se ha 

convertido en la fuente base de la alimentación caprina, alcanzando superiores 

conversiones alimenticias y altas producciones lecheras. 

Además, en cabras lecheras de la raza Nubia, López et al. (2009) incluyeron biomasa 

hidropónica de maíz en sus dietas con lo que incrementaron significativamente la 

ganancia de peso vivo, registrándose 135 o 144 g/día para dietas que incluían el 70 o 25 

% de biomasa hidropónica de maíz, respectivamente. Al resepcto, García-Carrillo et al. 

(2013) publicaron que cabras lecheras alimentadas con una dieta que incluía el 30 % de 

biomasa hidropónica de maíz incrementaron en un 15 % la producción láctea sin afectar 

la calidad de la leche ni la reproducción. 



CAPÍTULO II 

 

 

 

MATERIALES Y MÉTODOS GENERALES 

 



CAPÍTULO II 

 

35 

 

CAPÍTULO 2. MATERIALES Y MÉTODOS GENERALES 

Ubicación de los lugares experimentales 

Los experimentos 1 y 2 se desarrollaron en la finca ganadera “La Sevilla”, situada 

(Figura 2A de los anexos) en la comuna San Marcos, parroquia Colonche, cantón y 

provincia de Santa Elena, Ecuador (05º 41´ 54´´ de latitud Sur y 97º 77´ 35” de longitud 

Oeste). Mientras que el experimento 3 en el Centro de Apoyo Colonche, propiedad de la 

Universidad Estatal Península de Santa Elena, situado en Colonche a 35 km de la ciudad 

de Santa Elena; con coordenadas geográficas 05º 41´ 28´´ de latitud Sur y 97º 77´ 13” 

de longitud Oeste, la zona cuenta con temperatura promedio anual de 28 °C, 

precipitación entre 100 y 283 mm, humedad relativa 64 % (promedios de los últimos 

cinco años) y una altura de 13 msnm, (INAMHI, 2015).  

Producción de biomasa hidropónica de maíz 

Se utilizaron 2,5 kg de semillas de maíz/m2 variedad Agri 104 (9 500 plantas/m2) según 

las recomendaciones de López et al. (2009) y se tomaron tres soluciones nutritivas 

estandarizadas: Hoagland (Llanos-Peada, 2001); La Molina (Rodríguez-Delfín y Chang, 

2012); FAO (Marulanda y Izquierdo, 2003) y un Testigo (sin solución nutritiva) las que 

fueron preparadas (macro (A) y micro elementos (B)) en el laboratorio de química de la 

Universidad Estatal Península de Santa Elena de acuerdo a los estándares establecidos 

por sus autores. Las plantas se cosecharon en diferentes momentos (12, 15 y 18 días de 

edad).  

En la Tabla 1.2 se detalla la composición química de las soluciones nutritivas utilizadas 

en los experimentos. 



CAPÍTULO II 

 

36 

 

Tabla 1.2. Composición química de las soluciones nutritivas equilibradas Hoagland, La 

Molina y FAO 

Nutriente 
Producto 

comercial 
Hoagland La Molina† FAO§ 

Macro minerales (A)  mg/L 

Nitrógeno Nitrato de K 224 190 225 

Potasio  235 210 500 

Fósforo Fosfato de amonio 62 35 45 

Micro minerales (B)     

Calcio Nitrato de Ca 160 150 300 

Azufre Sulfato de Mg 32 70 - 

Magnesio  24 45 50 

Hierro Quelato de Fe 1,12 1,0 - 

Manganeso Sulfato de Mn 0,11 0,5 1,0 

Boro Borato 0,27 0,5 0,4 

Zinc Sulfato de Zn 0,13 0,15 0,1 

Cobre Sulfato de Cu 0,03 0,1 0,1 

Molibdeno Molibdato de H 0,05 0,05 0,05 

Cloro Cloruro de K 1,77 - - 

Fuentes: Llanos-Peada (2001); †Rodríguez-Delfín y Chang (2012) y §Marulanda y Izquierdo (2003) 

 

Se utilizó una nave de germinación y producción de biomasa hidropónica, balanza 

analítica (marca Mettler AE 160 Suiza ± 0.01 g), balanza electrónica (Mettler Toledo 

BBA231-3BC300 de 300 ± 0.1 kg), hipoclorito de sodio.  

La siembra y el riego se realizaron siguiendo los procedimientos de Marulanda y 

Izquierdo (2003) y Maldonado-Torres et al. (2013), en breve: se procedió a lavar las 

semillas, eliminando impurezas que escaparon en la selección; se desinfectaron con una 

solución de hipoclorito de sodio al uno porciento (1 %) durante un minuto y se 

sometieron al proceso de hidratación durante 24 h sumergidas en agua; transcurrido este 

tiempo se distribuyeron en las bandejas de germinación y se sometieron a oscuridad 

total durante cuatro días. Se regaron tres veces al día para mantener la humedad y evitar 



CAPÍTULO II 

 

37 

 

deshidratación. Post germinación, se aplicaron seis riegos/día (8, 10, 12, 14, 16 y 18 h) 

de un minuto cada uno y tres días antes del día de la cosecha se regó con agua corriente 

para lavar las sales minerales residuales en las bandejas. Un día anterior a la cosecha se 

suspendió el riego para evitar que la humedad incrementara el peso del material a 

cosechar. 

Análisis químico proximal 

Se tomaron muestras por triplicado (1 kg/unidad experimental), las que fueron secadas a 

65 °C durante 72 h, para luego moler cada muestra en un molino (B&P, Quito-Ecuador) 

a tamaño de partícula de 1 mm y conservar hasta su análisis en el laboratorio a 

temperatura ambiente (25 ± 2 oC) en frascos cerrados herméticamente. El análisis 

proximal de las muestras se realizó según la metodología propuesta por la AOAC 

(2005) en duplicado para materia seca (MS), extracto etéreo (EE) y proteína bruta (PB 

(N*6.25)). La materia orgánica (MO) contenida en las muestras se determinó según la 

EC (2009). La fibra detergente neutro (FDN) fue analizada  y expresada exclusiva de 

ceniza residual, para facilitar el proceso se empleó amilasa termoestable (Sigma, 

referencie A3176) según las recomendaciones de Van Soest et al. (1991), la fibra 

detergente ácido (FDA) fue determinada por análisis secuencial en el residuo de la FDN 

y también expresada exclusiva de ceniza residual (Van Soest et al., 1991). La 

hemicelulosa fue determinada por diferencia entre la FDN y FDA; la lignina y celulosa 

se determinaron de acuerdo a, Van Soest et al. (1991) siendo la lignina, oxidada por 

permanganato.  



CAPÍTULO III 

 

 

 

 

 

 

 

EVALUACIÓN DE DIFERENTES 

SISTEMAS DE PRODUCCIÓN DE 

BIOMASA HIDROPÓNICA DE MAÍZ 

 

 

 

 

 

Reescrito después de: 

Acosta-Lozano, N.V., Lima-Orozco, R., Castro-Alegría, A., Avellaneda-Cevallos, J.H, Suárez-Reyes, 

Y.G., 2016. Evaluación de diferentes sistemas de producción de forraje verde hidropónico de maíz en San 

Marcos, Ecuador. Centro Agrícola, 43(4), aceptada. 



CAPÍTULO III 

 

38 

 

CAPÍTULO 3. EVALUACIÓN DE DIFERENTES SISTEMAS DE 

PRODUCCIÓN DE BIOMASA HIDROPÓNICA DE MAÍZ 

Introducción 

La Península de Santa Elena por presentar condiciones climatológicas adversas 

(INAMHI, 2015), no permite el crecimiento de pastizales que garanticen todo el año la 

alimentación de rumiantes (Ramos-Tocto, 2010).  

El manejo extensivo del ganado caprino que predomina, ocasiona que los animales 

busquen alimento recorriendo grandes extensiones de tierra, con el consecuente 

incremento de sus requerimientos nutritivos (Dickson y Muñoz, 2005).  

Según Cruz-Domínguez (2015), los capricultores de la región han buscado alternativas 

de alimentación suplementaria en combinación con el pastoreo extensivo en aras de 

mejorar esta situación, entre las que se encuentran: empleo de concentrados, panca de 

maíz (planta de maíz sin la mazorca) y suministro de cactus (Armatocereus brevispinus, 

Madsen), aunque con indicadores productivos y económicos discretos (Deza et al., 

2007). 

Al respecto, el empleo de la hidroponía se muestra como una alternativa para la región, 

especialmente la producción de biomasa hidropónica de maíz (BHM), ya que puede ser 

una alternativa eficiente de producción y alimentación de caprinos criollos, al presentar 

menor dependencia frente a condiciones climatológicas, disponibilidad de terreno y uso 

eficiente del agua (Lopez et al., 2012).  

La BHM se caracteriza por crecer en bandejas con sistemas de riego adecuados que 

permiten proporcionarle a las plantas la cantidad suficiente de agua que garanticen su 

crecimiento y desarrollo para ser cosechadas en estadios tempranos de crecimiento, 



CAPÍTULO III 

 

39 

 

donde presentan excelente calidad nutricional y buena palatabilidad para los animales 

(Herrera Ramírez y Echavarría Vega, 2008). Además para optimizar el proceso y 

mejorar la calidad y productividad de la biomasa se pueden emplear sustancias nutritiva, 

(Llanos-Peada, 2001; Sánchez et al., 2001). 

Objetivo 

Evaluar el efecto de soluciones nutritivas y tiempos de cosecha sobre el rendimiento y 

calidad nutricional de la biomasa hidropónica de maíz.  

Materiales y métodos 

Para evaluar la producción de biomasa (kg/m2) el contenido total de todas las unidades 

experimentales (bandejas) fue pesado al momento de cosecha para determinar el 

rendimiento forrajero. Además se estimó la producción anual (kg/m2/año) de materia 

seca y proteína bruta de la biomasa hidropónica de maíz a los 12 (30 cosechas), 15 (24 

cosechas) y 18 (20 cosechas) días. 

Se utilizó un diseño completamente aleatorizado con arreglo factorial sin interacciones 

4 x 3 (3 soluciones nutritivas + 1 testigo x 3 momentos de cosecha) x 3 repeticiones por 

cada tratamiento, los resultados fueron analizados mediante el análisis de varianza 

(ANOVA) de clasificación simple soportado en el SPSS versión 21 (SPSS, 2012) y en 

aquellos casos que el ANOVA fue significativo las diferencias entre medias fueron 

analizadas mediante la prueba de Tukey (1949). 

Resultados y discusión 

Producción de materia seca y proteína bruta 

En la Tabla 1.3 se presentan los resultados de la producción de MS y PB de la biomasa 

hidropónica de maíz cultivada con diferentes soluciones nutritivas y cosechadas en tres 

momentos diferentes. En la Figura 1A (ver anexos) se presenta la cinética de 



CAPÍTULO III 

 

40 

 

crecimiento de las plantas de maíz cultivadas en hidroponía con diferentes soluciones 

nutritivas durante 18 días. 

 

Tabla 1.3. Producción de materia seca y proteína bruta de la biomasa hidropónica de 

maiz, bajo diferentes sistemas productivos 

Parámetros 
MC* 

(días) 

Soluciones nutritivas 
 

 

Testigo Hoagland La Molina FAO EE± P† 

Producción 

de MS 
(kg/m2/año) 

12 
103 

a 

137 
a 

93 

 

114 
a 

11,936 

 

0,092 

15 
64f 

ab 

77ef 
b 

98de 

 

110d 
a 

7,586 

 

0,002 

18 
58 

b 

85 
b 

74 

 

73 
b 

3,742 

 

0,188 

 
EE± 11,944 5,466 6,421 8,460 - - 

 P 0,036 0,022 0,056 0,014 - - 

Producción 

de PB 
(kg/m2/año) 

12 
14,0 

 

21,3 

 

13,8 

 

15,5 
a 

1,684 

 

0,099 

15 
10,1 

 

12,7 

 

14,1 

 

14,3 
ab 

1,912 

 

0,052 

18 
10,1 

 

15,0 

 

13,6 

 

12,9 
b 

0,326 

 

0,100 

 
EE± 2,361 0,585 0,997 1,384 - - 

 P 0,077 0,117 0,885 <0,001 - - 

Letras desiguales (a, b, c) debajo de las medias en la misma columna y medias con letras desiguales en 

superíndice (d, e, f, g) en la misma fila difieren para P<0,05 (Tukey, 1949). 

*MC: momento de cosecha; EE±: Error estándar de la media; †P: significación estadística según el 

modelo ANOVA de clasificación simple, para las soluciones dentro de cada momento de cosecha; §P: 

significación estadística según el modelo ANOVA de clasificación simple (Steel et al., 1997) para los 

momentos de cosecha dentro de cada solución. 

 

La producción anual de MS demostró que al comparar las soluciones nutritivas a los 12 

y 18 días de edad (30 y 20 cosechas al año) estas no diferían (P˃0,05); sin embargo es 

necesario indicar que a los 12 días fue donde se consiguieron los valores numéricos 

anuales más altos de MS, especialmente cuando se emplearon las soluciones nutritivas 

Hoagland y FAO. No obstante, a los 15 días de edad (24 cosechas al año) las soluciones 

nutritivas FAO y La Molina fueron diferentes a la Testigo y Hoagland, mostrando las 

mayores producciones (P<0,05) de MS en ese momento de cosecha. Cuando se 



CAPÍTULO III 

 

41 

 

comparan los momentos de cosecha dentro de cada solución nutritiva, estos presentaron 

variaciones (P<0,05) cuando se emplearon las soluciones T