Construyendo la excelencia

Programa Ingeniería AgronómicaExtensión Facatativá

COMPARACIÓN PRODUCTIVA DE FORRAJE DE MAÍZ BAJO EL SISTEMA TRADICIONAL VS.

CULTIVO EN INVERNADEROSara Mildred Triana

Hollman SandovalAna Jiménez

Matemáticas II

Introducción El estudio a nuevas formas de producción en la actualidad, es necesario para maximizar la obtención de diversos cultivos, a su vez reduciendo el uso de agua y optimizando el terreno de producción, se realizaron dos ensayos de campo; el primero cultivando el maíz bajo un sistema de invernadero y otro en campo abierto, para determinar la respuesta productiva de un cultivo de maíz, bajo distintos tratamientos de producción, ambos sistemas se establecieron en una misma fecha y se les realizo un seguimiento similar. En las distintas etapas se tomaron medidas, a distintos parámetros de crecimiento. Para así determinar cuál de los dos sistemas es el más productivo

Planteamiento Problema • Las anomalías climáticas involucradas en el cambio climático a través

de la variabilidad climática generan un impacto socioeconómico de grandes proporciones en el ámbito regional, en donde la agricultura depende del régimen de lluvias y comportamiento de temperatura

• La importación de productos agrícolas y amenaza a la seguridad alimentaria, debido a las bajas condiciones agroclimáticas para producir alimentos nace la alternativa de implementar la producción de forraje de manera rápida y eficiente el cultivo más frecuentado para este fin es el maíz, con técnicas de siembra como la tradicional y bajo invernadero. De tal modo que el problema se planteó así ¿Cuál de estas dos técnicas de siembra para la producción de forraje de maíz es la más eficaz?

JUSTIFICACIÓNFrente a los grandes problemas que enfrenta la agricultura tradicional en la actualidad, es vital desarrollar nuevas técnicas como la producción de forraje bajo invernadero que permitan un crecimiento y mejoramiento de alternativas, este método ofrece grandes ventajas ya que se puede controlar de mejor manera el desarrollo del cultivo principalmente en lo referente a plagas, enfermedades y factores climáticos, puede ser implementado tanto para la alimentación de la población, como la de los animales; debido a que los cultivos protegidos son menos vulnerables , permitiendo producir cosechas fuera de temporada (Juárez, et al., 2011). Con ahorros considerables por el uso a menor escala de fertilizantes y agroquímicos, estos se convierten en una opción viable para hacer frente a las necesidades cada vez más grandes de los productores, por ello se hace necesario realizar este proyecto de investigación para encontrar mejores alternativas de producción tales como el cultivo de forraje bajo invernadero el cual podría resultar ser una manera más eficiente de producir alimento para los animales que el sistema tradicional.

Objetivo generalDeterminar cual es el sistema mas productivo para la producción de forraje de maíz, mediante la aplicación de los conocimientos adquiridos en la clase de matemáticas II.

Objetivos específicos• Establecer el cultivo en los dos

sistemas de siembra, bajo invernadero y tradicional

• evaluar el crecimiento del cultivo, a través de los datos recolectados, tras las mediciones de las plantas

• Controlar los factores ambientales para que los dos cultivos tengan un desarrollo similar

Nomenclatura y taxonomía del maíz

Principios activos

Exigencias del cultivo

• Clima: La temperatura y la luminosidad influyen directamente sobre el periodo vegetativo. Temperaturas inferiores a 13 ºC hacen que el maíz tenga un crecimiento muy limitado y mayores de 29 ºC, ocasionan marchitez por la dificultad para absorber agua.

• No debe faltarle agua durante la germinación y la floración.• Suelo: El maíz requiere suelos fértiles, pero se adapta a una gran

variedad de ellos; no obstante, son preferibles suelos de texturas medias, de buena fertilidad, bien drenados y sueltos con un pH entre 5,5 y7

Que es el Forraje de Maíz• El forraje de maíz es un

alimento excelente para los rumiantes debido al elevado contenido de energía que aporta el grano, a través del almidón- se recoge para suministro en épocas de no pastoreo. Fuente. Docente de la FCV-UNA

Labores culturales

Preparación del Terreno La preparación del terreno se realizó semanas anteriores a la siembra, con desyerbe, aplicación de correctivos, en este caso se utilizó cascarilla, compost para darle la textura al suelo y así este quede suelto, abonado y su capacidad drenaje sea mayor.

SiembraFecha de siembra: 01 de marzo de 2016Área sembrada bajo invernadero: 8m2

Área sembrada sistema tradicional: 9.6 m

Para realizar el proceso de siembra, realizamos en cada una de las áreas (invernadero Vs Sistema Tradicional) Tres surcos, con una distancia lineal entre semillas de 20 cm, en cada distancia se abrió un hoyo de 10 cm de profundidad (imagen 4), para allí sembrar las tres semillas (Imagen 5), después se fertilizo con triple 15(10 gr) (imagen 6) y se procedió a tapar con tierra dicha siembra. Tanto en invernadero como en sistema tradicional se realizó la fertilización en dos ocasiones al momento de siembra y al mes de siembra, con la misma cantidad para ver el desarrollo de la planta.

fertilizaciónFertilizante utilizado: Triple 15Cantidad fertilizante por tres semillas: 10 g

Composición %

Nitrógeno 15

Nitrógeno (N) Nítrico (NO3)

6,5

Fosforo (P2O5)

15

Potasio (K2O) 15

Azufre (s) 5

Importancia de la FertilizaciónLas plantas son seres vivos los cuales necesitan de una muy buena alimentación, para crecer y desarrollarse.Las plantas toman los nutrientes de diferentes maneras puede ser;Por la Raíz: los pelos absorbentes de las raíces absorben el agua del suelo en el que van disueltos los nutrientes.Por las Hojas: toman carbono y oxigeno del aire.

CICLO VEGETATIVOPara ayudar al ciclo vegetativo de la planta es necesario fertilizarlas, aporcarlas, y regarlas constantemente, para así aportar todos los nutrientes necesarios para su desarrollo, sobre los 20 días de siembra (imagen 7), se observa la aplicación de fertilizante, en la imagen 8 y 9 desyerbe y aporcamiento.

Control de arvenses

La eliminación de malas hierbas evita competencia del cultivo por nutrientes y aguas durante las primeras etapas de desarrollo (imagen 10), un mal manejo de malezas traerá como consecuencia un crecimiento deficiente y de cosecha, el control de arvenses se puede realizar en forma manual, en este caso se realizo manual con la ayuda de azadones para remover o picar la tierra.

Plaga encontrada en el desarrollo del cultivoEn el cultivo de maíz se hicieron revisiones periódicas en la planta y así poder encontrar algún tipo de plaga Se encontró el gusano cogollero hace raspaduras sobre las partes tiernas de las hojas, que posteriormente aparecen como pequeñas áreas translucidas; una vez que la larva alcanza cierto desarrollo, empieza a comer follaje perfectamente en el cogollo que al desplegarse, las hojas muestran una hilera regular de perforaciones a través de la lamina o bien áreas alargadas comidas. En esta fase es característico observar los excrementos de la larva en forma de aserrín (imagen 12)

La incidencia fue mínima (imagen 11), el cogollero nos afecto solo la siembra en el sistema tradicional, aprox. 4 plantas de 34. en el invernadero no se registro algún daño causado por esta plaga

Toma de datosSe realizó la toma de datos semanalmente a partir de la aparición de la hoja cotiledón, los datos registraron fueron tomadas de algunas partes de la planta como: longitud de hoja, numero de hojas, altura de la planta y ancho de hoja (se realiza en las tres últimas semanas de una planta al azar) de los dos sistemas de siembra.

En la siembra tradicional; se registraron datos de 15 plantas Sobre 34En la siembra bajo invernadero; se registraron datos de 12 plantas Sobre 24

Toma de datos siembra tradicional

Toma de datos siembra Bajo Invernadero

Aplicaciones Matemáticas en el

cultivo de maíz para implementación de

forraje

Las matemáticas nos ofrecen solución a la mayoría de los problemas de la vida cotidiana, en el núcleo temático matemáticas II, hemos adquirido diferentes conocimientos que podemos relacionar; con el Seguimiento a dos tipos de cultivo de maíz; tradicional y bajo invernadero; para determinar cual es el sistema productivo mas eficiente.

Gracias a los conocimientos adquiridos en el núcleo temático de matemáticas II. Se hizo posible el correcto desarrollo del proyecto. A continuación se mostrara la forma en que se relacionaron los conceptos vistos en clase con el desarrollo del cultivo

Recta tangente y recta NormalLa recta tangente es aquella que representa un único punto en común con una curva lo cual nos permite obtener la variación instantánea lo cual nos indicara la manera en que creció el maíz en un punto exacto de la grafica. O la forma en que se manejo una plaga.

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

f(x) = 0.880278081443018 x − 37364.3274232487

f(x) = 1.14642889678418 x − 48666.0025963378

Promedio altura de planta de maíz sistema tradicional Vs Invernadero

Altu

ra (c

m)

Variación instantánea en la altura de las plantas en el vivero

Variación instantánea en la altura de las plantas en el sistema tradicional

Derivadas en biologíaLos modelos matemáticos y en particular, los modelos aplicados a la biología pueden ser una herramienta importante para entender la dinámica de un fenómeno, El control adecuado de plagas es importante porque de ellos depende la calidad del producto y su valor en el mercado

El cultivo de maíz se vio afectado por diversas plagas, principalmente el trozador, cuyo ciclo de vida se compone 4 etapas, huevo, larva, pupa y palomilla, que duran aproximadamente de 55 a 90 días dependiendo de las condiciones de temperatura. Para su control se usa el insecticida furadan el cual es un organofosforado que actúa por ingestión con un periodo de acción de 4 días y su efectividad está en función de la edad de la larva, siendo más efectivo cuando la larva es más joven.

Incremento y diferencialesEsta aplicación de las matemáticas, se hace demasiado importante a la hora de comparar los dos sistemas de siembra ya que a través de la interpretación de las graficas podemos encontrar el desplazamiento en Y, que representa el crecimiento de la planta respecto al desplazamiento en X, que representa el paso del tiempo, y de esta manera podemos decir cual de los dos sistemas tubo un crecimiento mas rápido durante el desarrollo del proyecto.

Incrementos en el crecimiento de la hoja de la planta (sistema bajo invernadero)

x= X2-X1= Y2-Y1x= 52-42 x= 10= 48-38 = 10Las hojas de la planta de maíz en el sistema bajo invernadero, crecieron en promedio diez centímetros durante diez días a partir del día 42

Incrementos en el crecimiento de la hoja de la planta (sistema tradicional)

x= X2-X1= Y2-Y1x= 52-42 x= 10= 42-28 = 12Las hojas de la planta de maíz en el sistema tradicional, crecieron en promedio doce centímetros durante diez días a partir del día 42

Optimización La optimización es la aplicación de las matemáticas que nos permite aumentar los rendimientos buscados usando el mínimo posible de recursosPara el desarrollo de este proyecto se hizo necesaria la construcción de un invernadero, cuyo diseño se realizo utilizando los conceptos de optimización, además de que se tubo en cuenta a a la hora de distribuir las semillas obteniendo el máximo de área cultivada.

Construcción del invernaderoSe disponía de 12m de plástico para la construcción del invernadero, así que a través de la optimización, hallamos las medidas optimas para obtener el mayor área de invernadero utilizando todo el plástico disponible.

A=X*Y P=2X+2Y => 12=2X+2Y12-2Y=2X12-2Y/2=XA=(12-2Y/2) *Y => A=12Y- 2Y^2/2A=12Y-2Y^2/2 A`=12-4Y/2 => 12-4Y/2=012=4Y =>Y=312=2X+2(3) => X=3Las medidas para obtener la máxima área de invernadero usando todo el plástico son 3mx3m

Distribución de la semillaA través de la optimización, ubicamos la semilla obteniendo el máximo de plantas posibles en una pequeña cantidad de terreno

APLICACIÓN A LA ECONOMÍAen la agricultura uno de los principales usos de la matemáticas es en relación con la economía ya que finalmente todo lo que cultivamos lo hacemos con el propósito de obtener una utilidad, la producción de forraje de maíz es una importante fuente de ingresos

Sistema tradicionalCosto= dinero invertido/# unidadesC= 22000/4 => C=5500El costo por bulto de silo de maíz fue de $5500 Y el precio promedio de venta se encuentra en $12000Ganancia = dinero obtenido- dinero invertidoG= 12000-5500=> G=6500

Sistema bajo invernaderoCosto= dinero invertido/# unidadesC= 15000/3 => C=5000El costo por bulto de silo de maíz fue de $5000 Y el precio promedio de venta se encuentra en $12000Ganancia = dinero obtenido- dinero invertidoG= 12000-5000=> G=7000

DERIVADAS GENÉTICASLa producción de forraje de maíz a sido uno de los cultivos mas beneficiados, con los estudios de mejoramiento genético El desarrollo del maíz híbrido es indudablemente una de las mas refinadas y productivas innovaciones en el ámbito del fitomejoramiento. Esto ha dado lugar a que el maíz haya sido el principal cultivo alimenticio a ser sometido a transformaciones tecno-lógicas en su cultivo y en su productividad

Para el desarrollo de este proyecto se utilizo la variedad de maíz H-562 es un híbrido simple, la cual proviene del cruzamiento genético entre la variedad LT-154 y la variedad LT-155. el primer genotipo es una planta con mayor altura y velocidad de crecimiento Los cuales son factores dominantes pero con una menor adaptación a clima frio, mientras la segunda variedad es de menor altura y mas largo periodo vegetativo pero le ofrece mayor porcentaje de materia seca mayor adaptabilidad al clima frio. Los cuales son factores dominantes.

A: tallo largo y velocidad de crecimientoa: tallo corto y largo periodo de crecimientoB: mayor porcentaje de materia seca y adaptabilidad al clima frio.b: menor porcentaje de materia seca y menor adaptabilidad a clima frio

tras realizar el cruzamiento de estas dos especies de maíz se obtuvo como resultado un hibrido de gran altura , rápido crecimiento vegetativo, con un buen porcentaje de materia seca y adaptado al clima frio

Bb BbAa AB ABAa AB AB

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

Promedio número de hojas planta de maíz - sistema tradicional Vs invernadero

Canti

dad

unid

ades

Crece

constante

Grafica 1 Promedio número de hojas planta de maíz - sistema tradicional Vs invernaderoSe observa que las plantas tuvieron una mayor producción de hojas en el sistema tradicional, debido a que estas tenían mayor disponibilidad de luz en las horas de la mañana.

0.010.020.030.040.050.060.070.080.0

Promedio longitud de hoja planta de Maíz-Sistema Tradicional Vs Invernadero

Long

itud

(Cm

)

crece

Grafica 3 Promedio longitud de hoja planta de Maíz-Sistema Tradicional Vs InvernaderoPodemos ver un mayor desarrollo de la longitud de las hojas, en el sistema bajo invernadero a partir de la segunda semana, causada por la foto morfogénesis debido a que en el invernadero, había menor disponibilidad de luz.

azar azar azar29-abr 06-may 13-may

0

2

4

6

8

10

12

14

Ancho de Hoja sistema Tradicional Vs invernadero.

Anch

o De

Hoj

a (c

m)

crece

Grafica 4 Ancho de hoja sistema tradicional Vs invernaderoPodemos observar que en el sistema tradicional las hojas son más anchas ya que este tiene más frecuencia de luz solar y tiene un mejor desarrollo.

Conclusiones A través de los datos recolectados los cuales se ven reflejados en las gráficas y tablas podemos concluir que ambos sistemas tienen diferentes ventajas durante su desarrollo, pero como lo que buscamos es productividad el sistema más eficiente en el municipio de Facatativá es el sistema tradicional.

Siembra Sistema Tradicional

Siembra en Invernadero

BIBLIOGRAFÍA

Company, M. L. (1984). El maíz: su cultivo y aprovechamiento . Madrid: Ediciones Mundi Prensa .

FCV-UNA, D. d. (s.f.). Forraje para ganado bovino. Obtenido de http://www.abc.com.py/edicion-impresa/suplementos/abc-rural/maiz-como-forraje-para-ganado-bovino-601889.html

Francia Varón De Agudelo, G. A. (2006-2007). Manejo de plagas y enfermedades. Obtenido de http://www.ica.gov.co/getattachment/f1c1f3f1-d775-4216-a5d0-d9d4a67b7943/Publicacion-8.aspx

Moreno, M. M. (10 de 04 de 2012). Diseño de un sistema de cultivo de forraje verde de maíz para la alimentacion de los animales. Obtenido de Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña: http://repositorio.ufpso.edu.co:8080/dspaceufpso/bitstream/123456789/314/1/25217.pdf

Pistorius, S. A. (2003). Revista de informacion y asistencia técnica al productor agropecuario. El productor.

Secrretaria de recursos naturalez, d. d. (s.f.). El cultivo de Maíz (Direccion general de agricultura). Colombia: Departamento de comunicacion agropecuaria.

Terranova. (1995). Produccion agricola 1 Vol 2. Santa Fe de Bogotá, Colombia: Terranova.

Tineo, I. A. (s.f.). Control de malezas en siembra de maiz. Obtenido de https://www.finagro.com.co/sites/default/files/node/info.../maiz_0.docx

Vera, I. A. (17 de 10 de 2011). Cultivo de maíz botánica. Obtenido de https://curlacavunah.files.wordpress.com/2010/04/el-cultivo-del-maiz.pdf