Macropropagaci�n sostenible de tapiz vegetal en pasto bermuda (Cynodon dactylon) con microaspersores en un sistema hidroponico y tecnolog�a IoT

Sustainable macropropagation of Bermuda grass (Cynodon dactylon) turf using micro-sprinklers in a hydroponic system with IoT technology.

Macropropaga��o sustent�vel de erva-bermuda (Cynodon dactylon) com microaspersores em sistema hidrop�nico e tecnologia IoT

 

Aldo Jos� Loqui S�nchez I aldo.loquis@ug.edu.ec https://orcid.org/0000-0001-8953-5105

Washington Guillermo Meza Cabrera II washington.mezac@ug.edu.ec https://orcid.org/0000-0002-7252-305X

Marcelo Erik Zambrano Alarcon III marcelo.zambranoa@ug.edu.ec https://orcid.org/0000-0001-8833-7190

Marisol Vera Oyague IV marisol.verao@ug.edu.ec https://orcid.org/0000-0001-9382-7012

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: aldo.loquis@ug.edu.ec

 

 

Ciencias Agr�colas�

Art�culo de Investigaci�n

�

* Recibido: 15 de febrero de 2025 *Aceptado: 22 de marzo de 2025 * Publicado: 11 abril de 2025

 

       I.          Facultad de Ciencias Naturales; Universidad de Guayaquil

     II.          Facultad de Ciencias Naturales; Universidad de Guayaquil

   III.          Facultad de Ciencias Naturales; Universidad de Guayaquil

   IV.          Facultad de Ciencias Naturales; Universidad de Guayaquil

 

 

Resumen

La presente investigaci�n exploratoria y experimental busca la producci�n sostenible de tapiz vegetal del pasto bermuda (Cynodon dactylon) hidrop�nico con un sistema de IoT. Se midieron la altura de la planta, n�mero de hojas y longitud de hoja, utilizando las soluciones nutritivas (SN): Extracto de algas (10 gramos), Alibiol (10 cm�) y Evergreen (10 cm�) en 2 litros de agua. El ETO fue de 4.06 mm/d�a, con una l�mina de riego �ptima de 2.43 mm/d�a con microaspersores de 31 litros/hora. El an�lisis de varianza multivariado (MANOVA) de Kruskal-Wallis evidenci� diferencias significativas en Wilks, Pillai, Lawley-Hotelling y Roy (p = 0,0001) en INFOSTAT. Se obtuvieron promedios favorables en variables agron�micas clave de las 120 tablas: altura de planta (2.49 cm), n�mero de hojas (2.91 por planta) y longitud de hoja (1.09 cm), respaldados por la prueba de Tukey (p > 0.05) respecto a la soluci�n Evergreen. Mediante la utilizaci�n del sistema IoT se obtuvieron par�metros ambientales que promediaron 23,03�C de temperatura ambiente, 64,97% de humedad relativa, pH 6,47 y 21,34�C de temperatura de sonda.

Palabras claves: C�sped, propagaci�n, semilla, hidropon�a, sostenibilidad.

 

Abstract

This exploratory and experimental research aims to achieve sustainable production of bermudagrass (Cynodon dactylon) turf using hydroponics with an IoT system. Plant height, number of leaves, and leaf length were measured using nutrient solutions (NS): seaweed extract (10 grams), Alibiol (10 cm�), and Evergreen (10 cm�) in 2 liters of water. The ETO was 4.06 mm/day, with an optimal irrigation depth of 2.43 mm/day using 31 liters/hour micro-sprinklers. Multivariate analysis of variance (MANOVA) using Kruskal-Wallis showed significant differences in Wilks, Pillai, Lawley-Hotelling, and Roy (p = 0.0001) in INFOSTAT. Favorable averages were obtained in key agronomic variables of the 120 tables: plant height (2.49 cm), number of leaves (2.91 per plant), and leaf length (1.09 cm), supported by Tukey's test (p > 0.05) regarding the Evergreen solution. Using the IoT system, environmental parameters were obtained with average values of 23.03�C ambient temperature, 64.97% relative humidity, pH 6.47, and 21.34�C probe temperature.

Keywords: Grass, propagation, seed, hydroponics, sustainability.

Resumo

Esta pesquisa explorat�ria e experimental busca a produ��o sustent�vel de capim-bermuda hidrop�nico (Cynodon dactylon) com um sistema IoT. A altura da planta, o n�mero de folhas e o comprimento das folhas foram medidos usando as solu��es nutritivas (NS): Extrato de algas marinhas (10 gramas), Alibiol (10 cm�) e Evergreen (10 cm�) em 2 litros de �gua. O ETO foi de 4,06 mm/dia, com uma profundidade �tima de irriga��o de 2,43 mm/dia ​​com microaspersores de 31 litros/hora. A an�lise de vari�ncia multivariada de Kruskal-Wallis (MANOVA) mostrou diferen�as significativas em Wilks, Pillai, Lawley-Hotelling e Roy (p = 0,0001) no INFOSTAT. Foram obtidas m�dias favor�veis ​​nas principais vari�veis ​​agron�micas das 120 tabelas: altura da planta (2,49 cm), n�mero de folhas (2,91 por planta) e comprimento da folha (1,09 cm), apoiadas pelo teste de Tukey (p > 0,05) em rela��o � solu��o Evergreen. Utilizando o sistema IoT, foram obtidos par�metros ambientais com m�dia de temperatura ambiente de 23,03�C, umidade relativa de 64,97%, pH de 6,47 e temperatura da sonda de 21,34�C.

Palavras-chave: Gram�neas, propaga��o, sementes, hidroponia, sustentabilidade.

 

Introducci�n

Las coberturas de c�sped son uno de los componentes principales de los espacios verdes en sus aspectos funcionales, est�ticos o ambientales, destinados a ornamentaci�n, deportes, recreaci�n, fijaci�n del suelo o algunos u otros usos m�ltiples (Carrieri et al., 2005).

Las gram�neas que conforman los c�spedes tienen la capacidad de regenerarse continuamente, formando un tapiz vegetal resistente a la siega y al tr�nsito peatonal (Monje, 2006).

Los c�spedes necesitan de unos cuidados y su instalaci�n debe reunir una serie de caracter�sticas. Los c�spedes destinados a espacios deportivos son los que m�s intensidad cultural van a tener, le siguen los destinados a uso ornamental y por �ltimo los que van a tener una utilidad funcional m�s o menos definida (Monje, 2006).

La hidropon�a es un sistema de producci�n agr�cola que cultiva plantas en soluciones nutritivas, en lugar de suelo. Esta t�cnica es especialmente adecuada para especies herb�ceas y permite aprovechar espacios no convencionales, siempre y cuando se satisfagan las necesidades b�sicas de las plantas (Beltrano & Gim�nez, 2015)

Los sistemas hidrop�nicos en ambientes controlados ofrecen una alta reproducibilidad, convirti�ndose en herramientas indispensables para la investigaci�n. Ante la creciente escasez de tierras cultivables, la hidropon�a surge como una alternativa prometedora para garantizar la producci�n agr�cola (Beltrano & Gim�nez, 2015).

Las pr�cticas agr�colas sostenibles reducen el impacto ambiental al optimizar el uso de los recursos naturales, proteger la biodiversidad y minimizar el empleo de sustancias nocivas. Asimismo, la evaluaci�n de los riesgos clim�ticos y el fortalecimiento de la resiliencia son fundamentales para asegurar la sostenibilidad de los sistemas agr�colas (FAO, 2016).

Caracter�sticas bot�nicas y agron�micas del pasto bermuda

El Cynodon dactylon, seg�n Laurencena et al (2009) siguiendo a McCarty & Miller (2002), es la gram�nea de estaci�n c�lida predilecta en �reas deportivas por su notable resistencia a cortes frecuentes a baja altura, tr�fico intenso y elevadas dosis de nitr�geno, aunque presenta limitaciones en su tolerancia a bajas temperaturas, sombra y un extenso per�odo de latencia. De acuerdo con Oakley (1999), citando a diversos autores (Parodi, 1959; Burkart, 1969; Caro & S�nchez, 1969; Covas & Salvai, 1970), esta especie se caracteriza por poseer estolones, que son tallos horizontales superficiales con capacidad de arraigar en los nudos y generar nuevas plantas, mostrando abundante ramificaci�n y nudos cercanos, pudiendo incluso desarrollar flores y crecer verticalmente; rizomas, que son tallos subterr�neos gruesos y ramificados cubiertos de escamas, generalmente m�s robustos que los estolones y sin nudos evidentes, con variabilidad en su grosor entre poblaciones, y la posibilidad de coexistir con estolones en la misma planta; hojas dispuestas de forma alterna que pueden parecer opuestas por su agrupaci�n, con vainas lisas (excepto en la base, que presenta una leng�eta con pelos) y l�minas alargadas generalmente lisas, aunque algunas variedades pueden tener pelos, con bordes ligeramente �speros y variaciones en ancho y vellosidad �tiles para distinguir poblaciones; una inflorescencia compuesta por espigas agrupadas en forma de dedos, de color verde a violeta, ubicadas en la punta de los tallos florales, donde cada espiguilla contiene una flor envuelta por dos glumas violetas y peque�as br�cteas, careciendo de arista y produciendo un fruto ovalado, aplanado y marr�n oscuro brillante; finalmente, la profundidad radicular, factor crucial para la resistencia a la sequ�a y muy influenciada por las propiedades del suelo, puede alcanzar en condiciones normales entre 34.5 y 138 cm (Monje, 2006).

Taxonom�a

La taxonom�a del Cynodon dactylon de acuerdo con la USDA (2000):

Tabla 1. Taxonom�a

 

Importancia de la producci�n de c�sped

Monje (2006) destaca la amplia gama de oportunidades que ofrece la industria del c�sped, involucrando desde quienes gestionan espacios verdes como campos deportivos, obras arquitect�nicas y parques, hasta fabricantes de insumos, consultores, dise�adores y acad�micos.

Existen una gran cantidad de juegos y deportes que se practican sobe c�sped. As� tenemos que el f�tbol, golf, rugby, hockey, polo, tenis, etc., son deportes que podemos ver o practicar, en mayor o menor grado, sobre c�spedes, con m�s o menos calidad. Igualmente podemos ver otros deportes que llevan ligado el c�sped como base indirecta de su pr�ctica, o entorno funcional de los mismos. Las carreras de caballos, los saltos ecuestres, los circuitos de competici�n de velocidad, etc (Monje, 2006).

Producci�n del tapiz vegetal

Portocarrero et al (2019) citando a Pessarakli (2008) explican que, para la producci�n de tepes, los estolones, rizomas o semillas deben ser sembrados en campo tres a cuatro meses antes de su comercializaci�n. Las siembras se realizan todo el a�o y una vez que el campo de producci�n est� totalmente cubierto se efect�a la extracci�n de tepes con una �cosechadora de c�sped�. Esta m�quina corta bloques de 0,5 m de largo por 0,5 m de ancho y una profundidad promedio de 5 cm de suelo agr�cola, lo que hacen un peso aproximado de 40 kg/m2 de c�sped.

Requerimientos para implementar un tapiz vegetal

Monje (2006) dice que:

La elecci�n de las especies de c�sped es fundamental para garantizar su longevidad y facilitar su mantenimiento. Las condiciones clim�ticas y las especies seleccionadas influyen directamente en las labores de cuidado anuales.

Antes de instalar c�sped, es fundamental preparar el terreno. Esto implica eliminar malas hierbas y piedras, y aflojar el suelo a una profundidad de al menos 20 cent�metros. Si el suelo no es de buena calidad, es recomendable realizar un an�lisis para determinar qu� nutrientes necesita y aplicar las correcciones necesarias.

Existen algunas normas sobre la selecci�n de tierra para la implantaci�n del c�sped en jardines. Se dice que la tierra deber�a cumplir con una textura franco- arenosa en un perfil inferior a 50 cm con un 50-80% de arena (con 25-40% de part�culas con di�metro mayor de 0,25 mm), con menos del 30% de limo y 20% de arcilla. Con un pH entre 6 y 7,5 y un porcentaje en materia org�nica oxidable mayor al 3%, y un contenido en carbonatos totales inferior al 10%.

Si el terreno tiene una pendiente adecuada o es muy permeable, puede que no sea necesario instalar un sistema de drenaje. Sin embargo, si el terreno es plano o poco permeable, es recomendable instalar tuber�as de drenaje a unos 30-40 cm de profundidad y a una distancia de 3-5 cm entre s�, para evitar encharcamientos futuros.

La Hidropon�a

La hidropon�a es una tecnolog�a para desarrollar plantas en soluci�n nutritiva (SN) (agua y fertilizantes), con o sin el uso de un medio artificial (arena, grava, vermiculita, lana de roca, etc.) para proveer soporte mec�nico a la planta (Lara, 1999).

De acuerdo con Lara (1999) citando a Jensen y Collins (1985) el sistema hidrop�nico l�quido no tiene un medio de soporte; los sistemas en agregado tienen un medio s�lido de soporte. Los sistemas hidrop�nicos han sido clasificados como abierto (una vez que la Solucion Nutritiva es aplicada a las ra�ces de las plantas, �sta no es reusada), o cerrado (la SN excedente es recuperada, regenerada y reciclada).

El objetivo de la Agricultura de Ambiente Controlado (AAC) consiste en modificar el ambiente natural para obtener el �ptimo desarrollo de la planta. La mayor�a de los sistemas hidrop�nicos se encuentran en invernadero, con el fin de controlar la temperatura, reducir la p�rdida de agua por evaporaci�n, controlar las infestaciones de plagas y enfermedades y proteger a los cultivos de elementos del ambiente, como el viento y la lluvia. La hidropon�a forma parte de la AAC, el aspecto m�s importante de la hidropon�a es la SN, de ella depende la nutrici�n de las plantas y, por ende, la calidad y cantidad de la producci�n (Lara, 1999).

Los aspectos de la SN que en mayor medida influyen en la producci�n son:

(1) la relaci�n mutua entre los cationes, (2) la relaci�n mutua entre los aniones, (3) la concentraci�n de los nutrimentos, debido a que �stos se encuentran en forma i�nica, la concentraci�n se expresa mediante la conductividad el�ctrica (CE), (4) el pH, y (5) la temperatura (Lara, 1999).

Tipos de sistemas hidrop�nicos

La mayor�a de las t�cnicas de producci�n en hidropon�a son de sistema cerrado, la SN excedente se recupera y, luego de restablecer su composici�n qu�mica, es nuevamente utilizada. El uso m�s eficiente de la SN se presenta con el sistema cerrado. Las t�cnicas de producci�n en hidropon�a se clasifican en funci�n del medio de crecimiento en que se desarrolla el sistema radical de las plantas. Al conjuntar los criterios para clasificar a las t�cnicas hidrop�nicas propuestas por Steiner (1966), Jensen y Collins (1985) y Resh (1991), citados por Lara (1999) se pueden clasificar en: t�cnicas en medio l�quido (no agregado), dentro de �stas se ubican a las t�cnicas en pel�cula nutritiva (NFT), hidropon�a en flotaci�n y la aeropon�a; en el grupo agregado se encuentran los cultivos en arena, grava (rocas porosas de origen volc�nico como tezontle, perlita y zeolita), otros sustratos como la lana de roca, aserr�n, turba y espumas sint�ticas como el poliestireno.

Sistema NTF

Lara (1999) citando a Graves (1983), explica que la Nutrition Film Technique (NFT) consiste en mantener en circulaci�n una fina capa de SN en las ra�ces de las plantas para proveer agua y nutrimentos, entre ellos el ox�geno. Las plantas crecen en canales formados por una pel�cula de polietileno, dentro de los cuales se depositan las ra�ces, se cubre de la luz y se hace fluir la SN. El pl�stico es completamente opaco en su interior, para evitar el desarrollo de algas, mientras que en su exterior es de color blanco para evitar el calentamiento de la SN y las ra�ces.

Sistema DWC

Flores-Aguilar et al (2021) citando a Yep y Zheng (2019) explican que la Deep Water Culture (DWC) tambi�n conocida como t�cnica de ra�z flotante, mantiene a las plantas flotando en poliestireno con sus ra�ces sumergidas en soluci�n nutritiva estacionaria. Esta t�cnica es la m�s sencilla y tiene el mayor rendimiento de biomasa vegetal. Adem�s, tiene un impacto ambiental menor que otras t�cnicas hidrop�nicas. Una desventaja de la DWC es que se necesita a�adir soluci�n nutritiva constantemente para mantener los niveles de nutrientes �ptimos. Esta adici�n requiere mediciones constantes de las variables del agua para evitar da�o a las plantas por acumulaci�n de nutrientes que no se absorbieron en el agua.

Otros sistemas

Las t�cnicas de producci�n en agregado son:

Cultivo en arena. Esta t�cnica es utilizada donde la arena es el material m�s f�cilmente disponible como en los desiertos. Las part�culas deben ser menores que 2 mm y mayores que 0.6 mm de di�metro. El principal sistema de riego que se asocia a esta t�cnica es el riego por goteo. Se deben aplicar de dos a cinco riegos por d�a, dependiendo de la especie cultivada, la etapa fenol�gica, la variedad y las condiciones del ambiente (temperatura y humedad relativa) (Lara, 1999).

Cultivo en grava. Lara (1999) citando a Resh (1991) detalla que su mayor uso es en los lugares donde abunda la roca volc�nica. A esta t�cnica tambi�n se le conoce como subirrigaci�n, debido a la asociaci�n de este tipo de riego con este sustrato. Las part�culas de grava deben tener un di�metro entre 2 y 20 mm, m�s de la mitad del volumen debe tener part�culas de aproximadamente 12 mm de di�metro. Las part�culas deben tener consistencia para evitar su fractura, capacidad para retener humedad en su espacio libre, buen drenaje para facilitar la aireaci�n de las ra�ces y no deben liberar sustancias que se solubilicen en el agua.

Cultivo en sustratos alternativos. Otros sustratos que han sido utilizados son: la turba, consiste en la descomposici�n parcial de plantas acu�ticas, de pantanos o ci�nagas. La composici�n qu�mica depende de la naturaleza de los materiales que le dan origen y la etapa de descomposici�n (Lara, 1999).

Entre los materiales que se utilizan en las diferentes t�cnicas hidrop�nicas, aunque algunos tienen ventajas sobre otros, todos han sido importantes en la producci�n. La selecci�n de la t�cnica y del sustrato depende, adem�s de las propiedades f�sicas y qu�micas de los materiales, de la disponibilidad y del precio (Lara, 1999).

La soluci�n nutritiva

Lara (1999) citando trabajos anteriores de Steiner (1968), Carpena et al. (1987) y Adams, (1994) explica que la soluci�n nutritiva (SN) consiste en agua con ox�geno y los nutrimentos esenciales en forma i�nica. En hidropon�a, las necesidades nutrimentales que tienen las plantas son satisfechas con los nutrimentos que se suministran en la SN. La cantidad de nutrimentos que requieren las plantas dependen de la especie, la variedad, la etapa fenol�gica y las condiciones ambientales.

Cada especie vegetal que se cultiva en hidropon�a requiere de una SN con caracter�sticas espec�ficas. Lara (1999), apoy�ndose en los trabajos previos de Graves, (1983) y Steiner (1984), afirma que las principales caracter�sticas que influyen en el desarrollo de los cultivos y sus productos de importancia econ�mica son: la relaci�n mutua entre los aniones, la relaci�n mutua entre los cationes, la concentraci�n de nutrimentos (representada por la CE), el pH, la relaci�n NO3- : NH4+ y la temperatura de la SN.

Importancia de los sistemas hidrop�nicos en la agricultura

La necesidad de incrementar la producci�n de alimentos de origen vegetal, la restricci�n de tierras aptas para la producci�n agr�cola, la escasez de agua o la mala calidad de �sta para usarla en la agricultura, fueron algunas de las causas que estimularon a diversos investigadores a buscar alternativas para el desarrollo de las plantas. (Lara, 1999)

Conceptos y aplicaciones del IOT

Delgado (2024) citando a Reyes Yanes et al. (2020) explica que el internet de las cosas (IoT) permite eliminar los problemas tradicionales de conectividad entre sistemas. Uno de sus principales objetivos es lograr que los equipos industriales sean capaces de comunicarse entre s� y proporcionar una base sobre la cual aut�nomamente pueda tomar decisiones, basado en la toma de datos, sin intervenci�n humana. En general, se han identificado tres �reas de trabajo: Interfaces de monitoreo remoto, aplicaciones de control remoto y tecnolog�as inal�mbricas.

En general se encuentran tres niveles diferentes de estrategia de control:

�       La estrategia de control m�s elemental se fundamenta en un enfoque local con comunicaci�n externa, donde se mantiene una automatizaci�n tradicional. Este sistema posee la capacidad de enviar notificaciones y alarmas, as� como de actuar sobre equipos espec�ficos, ejecutando acciones predefinidas en respuesta a los� niveles medidos por los sensores de los par�metros o variables del cultivo.

�       Dando un paso adicional, se busca recopilar y analizar informaci�n de manera inal�mbrica a trav�s de servidores conectados a la nube. Esta informaci�n se transmite a un servidor remoto, permitiendo a los usuarios analizarla y tomar decisiones en tiempo real, todo ello de forma remota a trav�s de una conexi�n a internet. Esta estrategia agrega una capa de flexibilidad y accesibilidad a la gesti�n del sistema, permitiendo ajustes y toma de decisiones desde cualquier ubicaci�n.

�       Por �ltimo, las estrategias de control m�s avanzadas aspiran a lograr sistemas aut�nomos mediante el empleo de t�cnicas inteligentes que abarcan desde la regresi�n lineal hasta la utilizaci�n de predicciones basadas en redes neuronales. En este enfoque, se busca que el sistema sea capaz de tomar decisiones aut�nomas y ajustar su funcionamiento en funci�n de patrones y tendencias identificadas en los datos recopilados.

IoT en la agricultura

P�rez et al (2019) citando trabajos anteriores de Berlanga y Garc�a-Pe�alvo (2016) explican que el uso de IoT en la agricultura se describe como una tecnolog�a destinada a organizar la gran variedad de sensores para formar redes, a trav�s de los cuales se puede recolectar informaci�n de tierras aptas para la agricultura y an�lisis en tiempo real de los resultados trasmitidos a los agricultores para que puedan tomar las decisiones m�s adecuadas.

A nivel tecnol�gico, la aplicaci�n de IoT en agricultura encuentra un gran aliado por parte de la computaci�n en la nube para el tratamiento de datos en los siguientes usos descritos en Kiran (2015) citado por P�rez et al (2019): uso eficiente de los insumos como fertilizantes y pesticidas, reducci�n de costos, control de ganado, agricultura de interiores, invernaderos y establos, piscicultura, monitoreo del almacenamiento en tanques de agua, tanques de combustible, silos, asignaci�n de recursos a demanda sin l�mite, mantenimiento y actualizaciones realizadas en Back-end, f�cil y r�pido desarrollo incluyendo la colaboraci�n con otros sistemas en la nube.

La sostenibilidad en la agricultura

Guzm�n-Alboresa et al. (2024) citando a USDA (2018), Zhang et al. (2002) y Shahzad (2019) explican que, de acuerdo con el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, las pr�cticas agr�colas actuales pueden alimentar a aproximadamente 8 millones de personas, pero pueden ser no sostenibles sin intervenci�n tecnol�gica. Por otro lado, las tierras agr�colas est�n perdiendo su fertilidad debido a los cambios sociales en los estilos de vida y las actividades humanas. Esto podr�a provocar hambrunas debido a la escasa producci�n agr�cola. Adem�s, la seguridad alimentaria y la agricultura enfrentan desaf�os importantes, como el declive de la fertilidad de los suelos, baja producci�n de los cultivos, fluctuaciones de temperatura, pat�genos vegetales y la disminuci�n de la eficacia de los productos agroqu�micos (debido principalmente al uso innecesario de fertilizantes y pesticidas, y a la disminuci�n de la disponibilidad de agua de riego).

Estrategias Metodol�gicas / Materiales y M�todos

Caracter�sticas edafoclim�ticas

En la Tabla 2 se detallan las condiciones edafoclim�ticas predominantes en Guayaquil durante los meses de octubre a enero del a�o 2024-2025, proporcionando as� un marco de referencia para interpretar los resultados obtenidos en la investigaci�n.

Tabla 2. Par�metros clim�ticos.

PAR�METRO	VALOR
Temperatura	27� C
Humedad Relativa	80%
Precipitaci�n	1025 mm
Altura	15 msnm
Clima	H�medo � seco

 

Materiales

En esta investigaci�n de tipo experimental exploratorio, se utilizaron semillas de la variedad h�brida de Cynodon dactylon. Se emple� un dise�o completamente al azar multivariado con una poblaci�n de siete bandejas sembradas con una densidad de 150 gramos. Se aplicaron tres soluciones nutritivas diferentes a las semillas. Para el desarrollo del estudio en campo, se utilizaron materiales como malla de sar�n, torres de metal, sensores de temperatura ambiental y de sonda, pH y caudal, microaspersores, manguera, bandejas pl�sticas y diversas herramientas de ferreter�a y medici�n. Tambi�n se cont� con materiales de oficina b�sicos y equipos como taladro, balanza el�ctrica, c�mara fotogr�fica, dispositivo m�vil y computadora. Los insumos incluyeron extracto de algas, Alibiol, Evergreen y cal agr�cola. La modalidad de investigaci�n abarc� un estudio exploratorio, cuyo objetivo fue obtener una visi�n general y preliminar del fen�meno poco investigado para identificar variables principales y establecer bases para estudios futuros (Calder�n, 2009). El dise�o de la investigaci�n consisti� en un DCA multivariado (MANOVA) analizado con el programa no param�trico Kruskal-Wallis, verificando los datos con Infostat y cuatro softwares estad�sticos (Traza de Pillai, Lambda de Wilks, Traza de Hotelling y Ra�z mayor de Roy), aplicando la prueba de Tukey al 5% para evaluar significancia.

 

 

 

 

Tratamientos estudiados

En la Tabla 3 se detallan los tratamientos en estudio:

Tabla 3. Nomenclatura y descripci�n de los tratamientos

TRATAMIENTO	CULTIVO	SOLUCI�N NUTRITIVA
T1	Cynodon dactylon	Extracto de Algas
T2	Cynodon dactylon	Alibiol
T3	Cynodon dactylon	Evergreen
T4	Cynodon dactylon (testigo)	Agua

N�mero de repeticiones

Para los tratamientos se establecieron 7 repeticiones:

Tabla 4. N�mero de repeticiones

 

Delineamiento experimental

El dise�o experimental incluy� cuatro tratamientos, diferenciados por el tipo de soluci�n nutritiva suministrada. En cada tratamiento, se sembraron 150 gramos de semillas de Cynodon dactylon en bandejas con sustrato inerte. Con el fin de garantizar la confiabilidad de los resultados, cada tratamiento se repiti� siete veces. Para cada repetici�n, se seleccionaron aleatoriamente 15 plantas, sobre las cuales se registraron todas las variables de estudio.

 

 

 

Tabla 5. Delineamiento experimental

 

Manejo del experimento

Instalaciones y equipo para su desarrollo

En la Facultad de Ciencias Agrarias, se cuenta con un invernadero, infraestructura dise�ada y adecuada para los cultivos hidrop�nicos, compuesta por sar�n, este impide el acceso de animales que podr�an perjudicar de alguna manera, de esta manera act�a como protecci�n para los cultivos. La estructura utilizada tiene dimensiones de 96 cm de ancho y 145 cm de largo, son torres met�licas, en las cuales se colocaron bandejas pl�sticas, donde se colocaron las semillas de trigo, para posteriormente hacer el riego con micro aspersores. Utilizando el fertirriego, con capacidad de micro aspersores de 31 litros por hora, cada 2 horas en ciclos de 2 riegos de 1 minuto cada uno.

F�rmula de FAO - 56 ETO

Se calcul� la evapotranspiraci�n potencial (Eto) utilizando la siguiente f�rmula (Allen et al., 2006).

Tabla 6. C�lculo de FAO - 56 ETO

 

L�mina de riego

Para determinar la l�mina de riego, es necesario conocer la evaporaci�n mensual o diaria y el coeficiente de cultivo. Estos dos valores se multiplican para obtener la l�mina requerida correspondiente al per�odo mensual o diario (Brambila, 2022).

F�rmula:

LR: Eto x Kc (c�sped)

LR: 4,06 mm/d�a x 0.60

LR: 2.43 mm/dia

Aplicaci�n de las soluciones nutritivas

Para la aplicaci�n de la soluci�n nutritiva se utiliz� una bomba manual de 2 litros. Para el uso de cada soluci�n se le coloc� 2 litros de agua con sus respectivas dosis en la bomba manual.

Tabla 7. Soluciones nutritivas

 

Sustrato

En el experimento se us� sustrato inerte compuesto de: Arcilla y Arena. Con un peso 1500 gramos en cada bandeja.

Riego

Se utiliz� un sistema con microaspersores, operando cada 2 horas durante un per�odo de 2 riegos al d�a, con una duraci�n de 1 minuto por riego.

Variables de medidas Temperatura

Los datos se recopilaron mediante un sistema de IoT siete veces al d�a, registrando la informaci�n del primer y �ltimo riego del cultivo.

Humedad relativa

Los datos fueron recogidos mediante un sistema de IoT en siete intervalos diarios, tom�ndose informaci�n durante el primer y el �ltimo riego del cultivo.

Ph

Se obtuvieron datos a trav�s de un sistema de IoT siete veces al d�a, registrando informaci�n tanto al inicio como al final de cada riego del cultivo.

Variables de estudio

Variable independiente del estudio:

�     Pasto Bermuda (Cynodon dactylon)

Variable dependiente del estudio:

Variables agron�micas

�     Altura de planta (cm)

�     Numero de hojas (#)

�     Longitud de hoja (cm)

Par�metros de medidas

�     Temperatura

�     Humedad relativa

�     Flujo

�     Ph

Variables analizadas

En la presente investigaci�n se evaluaron las siguientes variables cada 7 d�as:

En esta investigaci�n, se evaluar� la altura de la planta de Cynodon dactylon como un indicador del �xito del sistema hidrop�nico y la calidad del tapiz vegetal, ya que un crecimiento vigoroso en altura sugiere un buen establecimiento radicular y absorci�n de nutrientes, permitiendo optimizar las condiciones de cultivo y establecer protocolos de producci�n eficientes. El n�mero de hojas por planta se utilizar� como variable de respuesta para cuantificar el crecimiento vegetativo y determinar si el sistema hidrop�nico con IoT favorece la producci�n de un mayor n�mero de hojas, lo cual es un signo de vigor y potencial de desarrollo. Adicionalmente, se medir� la longitud de la l�mina foliar de las hojas completamente expandidas para obtener informaci�n sobre la tasa de crecimiento foliar y la respuesta de las plantas a los diferentes tratamientos, esperando una relaci�n positiva entre la longitud de la hoja, el �rea foliar y la capacidad fotosint�tica.

 

Resultados y discusi�n

Soluciones nutritivas

En relaci�n con el uso de soluciones nutritivas present� mejores resultados el tratamiento 3, con soluci�n nutritiva Evergreen la cual demostr� ser el m�s eficiente, en las variables altura de planta y longitud de hoja con promedios de 2,49 cm y 1,09 cm. Mientras que para la variable n�mero de hojas tambi�n se observaron valores favorables con un promedio de 2,91.

An�lisis de la varianza multivariado

Tabla 8. An�lisis de la varianza multivariado

 

Utilizando el software H Kruskal Wallis, se realiz� un an�lisis de varianza multivariado para examinar medidas no param�tricas mediante los enfoques de Wilks, Pillai, Lawley-Hotelling y Roy. Este an�lisis permiti� distinguir las variables agron�micas en funci�n de la aplicaci�n de diversas soluciones nutritivas.

Variables agron�micas

Altura de planta

Los valores de R� y R� Ajustado (0,95 y 0,93) indican que el modelo estad�stico utilizado explica muy bien la variabilidad observada en la altura de planta. En otras palabras, las categor�as FECHA y TRATAMIENTO juntos explican casi el 99% de las diferencias en la altura de las plantas. El coeficiente de variaci�n CV es de (5,87).

El modelo en su conjunto es altamente significativo (p < 0.0001), lo que confirma que al menos uno de los tratamientos influye significativamente en la altura de planta.

Tabla 9. Coeficiente de variaci�n para la altura de planta

 

Tabla 10. An�lisis de varianza en altura (cm)

F.V	SC	gl	CM	F	p -valor
Modelo	29,34	32	0,92	51,78	<0,0001
Fecha	24,28	29	0,84	47,28	<0,0001
Tratamiento	5,07	3	1,69	95,36	<0,0001
Error	1,54	87	0,02
Total	30,88	119
CV %	5,87

N.S. No Significativo.

Se observaron valores significativos en la variable altura de planta al utilizar las soluciones nutritivas: Extracto de Algas, Alibiol y Evergreen. El tratamiento con Extracto de Algas obtuvo un promedio de 2,33, el tratamiento con Alibiol alcanz� un promedio de 2,31 y el tratamiento con Evergreen mostr� un promedio de 2,49, mientras que el Testigo tuvo un promedio de 1,93. El an�lisis estad�stico utilizando el programa INFOSTAT y aplicando la prueba de Tukey confirm� que el tratamiento con Evergreen result� en el mayor promedio, con 2,49.

Test: Tukey Alfa = 0,05 DMS = 0,09000 Error: 0,0177 gl: 87

Tabla 11. Prueba Tukey de la variable altura de planta

Medias con una letra com�n no son significativas diferentes (p > 0,05)

En un estudio realizado por Eslava et al. (2022) donde buscaron implementar un sistema hidrop�nico para la producci�n de FVH de arroz (O. Sativa), gram�nea poco convencional para alimentaci�n animal, evaluaron las variables altura total (cm), altura del tallo (cm), longitud de la hoja principal (cm), relaci�n hoja/tallo y cantidad de hojas/pl�ntula. La evaluaci�n agron�mica tuvo una duraci�n de 38 d�as para la cosecha principal (CP) y 21 d�as para la soca (CS). Se observ� un constante crecimiento de las pl�ntulas hasta el d�a 26 postsiembra; luego, se hall� que el crecimiento en altura fue m�nimo. En mi investigaci�n, logr� un promedio de 2,49 cm de altura de planta a los 30 d�as, siendo el tratamiento 3 con la soluci�n nutritiva Evergreen el que mostr� mejores resultados.

N�mero de hojas

Para la variable N�mero de hojas los valores de R� y R� Ajustado fueron de 0.98 con un coeficiente de variaci�n de 4.56%. El modelo en su conjunto arroj� valores significativos (p < 0.0001) en un total de 120 tablas, lo que confirma que al menos uno de los tratamientos influye significativamente en el n�mero de hojas.

Tabla 12. Coeficiente de variaci�n para el numero de hojas

 

Tabla 13. An�lisis de varianza en n�mero de hojas

N.S. No Significativo.

Se observaron valores significativos en la variable n�mero de hojas al utilizar las soluciones nutritivas: Extracto de Algas, Alibiol y Evergreen. El tratamiento con Extracto de Algas obtuvo un promedio de 2.72, el tratamiento con Alibiol alcanz� un promedio de 2.77 y el tratamiento con Evergreen mostr� un promedio de 2.91, mientras que el Testigo tuvo un promedio de 2.60. El an�lisis estad�stico utilizando el programa INFOSTAT y aplicando la prueba de Tukey confirm� que el tratamiento con Evergreen result� en el mayor promedio, con 2.91.

Test: Tukey Alfa = 0,05 DMS = 0,08472 Error: 0,0157 gl: 87

Tabla 14. Prueba Tukey de la variable n�mero de hojas

Medias con una letra com�n no son significativas diferentes (p > 0,05)

Hasta el d�a 28 de edad del FVH, las pl�ntulas presentaron una a dos hojas; en los d�as siguientes algunas pl�ntulas ten�an hasta tres hojas. Referente a la CS, visualmente rebrot� aproximadamente el 15 % del �rea del tapete radicular, esto de manera dispersa por la bandeja (Eslava et al., 2022).

En mi investigaci�n, logr� un promedio de 2.91 respecto a la variable n�mero de hojas a los 30 d�as, siendo el tratamiento 3 con la soluci�n nutritiva Evergreen el que mostr� mejores resultados.

Longitud de hoja

Para la variable Longitud de hoja los valores de R� y R� Ajustado fueron de 0.91 y 0.88 con un coeficiente de variaci�n de 10.47%. El modelo en su conjunto es altamente significativo (p < 0.0001) en un total de 120 tablas, lo que confirma que al menos uno de los tratamientos influye significativamente en la variable longitud de hoja.

Tabla 15. Coeficiente de variaci�n para la longitud de hoja

 

Tabla 16. An�lisis de varianza en longitud de hoja

N.S. No Significativo.

Se observaron valores significativos en la variable longitud de hoja al utilizar las soluciones nutritivas: Extracto de Algas, Alibiol y Evergreen. El tratamiento con Alibiol obtuvo un promedio de 0.73, el tratamiento con Extracto de Algas alcanz� un promedio de 0.91 y el tratamiento con Evergreen mostr� un promedio de 1.09, mientras que el Testigo tuvo un promedio de 0.71. El an�lisis estad�stico utilizando el programa INFOSTAT y aplicando la prueba de Tukey confirm� que el tratamiento con Evergreen result� en el mayor promedio con 1.09.

Test: Tukey Alfa = 0,05 DMS = 0,06083 Error: 0,0081 gl: 87

Tabla 17. Prueba Tukey de la variable longitud de hoja

Medias con una letra com�n no son significativas diferentes (p > 0,05)

En el rango de 18 a 22 d�as de edad del FVH, la longitud de la hoja se evidencia aproximadamente de 1,5 a 2,5 veces la altura del tallo de la pl�ntula, posteriormente esta relaci�n disminuye a casi 2,0 veces la altura del tallo, esto debido a que el tallo creci� m�s respecto al periodo del d�a 18 a 22 de vida (Eslava et al., 2022).

El contenido de nitr�geno en los materiales hidrop�nicos es mayor a edades tempranas (10 d�as). Lo anterior se debe a que en las plantas j�venes y el crecimiento est� relacionado principalmente con un aumento en la superficie de las hojas que son �rganos ricos y nitr�geno (Muller et al., 2005). En mi investigaci�n, logr� un promedio de 1.09 respecto a la variable longitud de hoja a los 30 d�as, siendo el tratamiento 3 con la soluci�n nutritiva Evergreen el que mostr� mejores resultados.

 

Conclusiones y recomendaciones

Conclusiones

Los resultados obtenidos en esta investigaci�n demostraron la viabilidad de la macropropagaci�n sostenible de pasto Bermuda bajo un sistema hidrop�nico con tecnolog�a IoT. Al emplear microaspersores y la soluci�n nutritiva Evergreen, se lograron promedios favorables en las variables agron�micas de estudio. Para evaluar diferencias significativas, se aplic� la prueba de Tukey (p > 0,05) donde la altura de planta alcanz� un promedio de 2.49 cm, el n�mero de hojas fue de 2.91 por planta y la longitud de hoja promedio fue de 1.09 cm. Estos resultados, respaldados por el an�lisis estad�stico, evidencian el �xito del sistema hidrop�nico en promover el crecimiento vegetativo del pasto Bermuda, contribuyendo a una producci�n m�s eficiente y sostenible."

El estudio determin� una evapotranspiraci�n (ET₀) de 4.06 mm/d�a para el cultivo, lo que permiti� establecer una l�mina de riego �ptima de 2.43 mm/d�a utilizando microaspersores de 31 litros por hora. El an�lisis multivariado, mediante la prueba de Kruskal-Wallis y el an�lisis MANOVA, revel� diferencias significativas (p < 0.0001) en las variables evaluadas, demostrando la eficacia del sistema de riego en optimizar el suministro h�drico y nutricional del cultivo.

La integraci�n de la tecnolog�a IoT en el cultivo de c�sped Bermuda permiti� avanzar hacia una agricultura de precisi�n. El sistema de monitoreo en tiempo real de variables como pH, temperatura y humedad facilit� la identificaci�n temprana de posibles problemas y la implementaci�n de medidas correctivas oportunas. Los resultados obtenidos demuestran el potencial de esta tecnolog�a para mejorar la productividad y la calidad de los cultivos.

 

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