La química, importancia y desarrollo en los campos agrícola y pecuario (página 2)
NUTRICION DE LA PLANTA ‘’LA
FOTOSINTESIS’’
Es la función
por la cual las plantas verdes
mediante la clorofila y en presencia de la luz solar,
transforma el dióxido de carbono y
el agua en
sustancias hidrocarbonadas con desprendimiento de oxigeno.
Esta ruta metabólica concluye con las síntesis
de carbohidratos,
a partir de dióxido de carbono y
agua mediante
el uso dela energía radiante de la luz
solar.
El proceso de la
fotosíntesis ocurre en las células de
organismos autótrofos, como las plantas
superiores y las algas, en organelos especializados llamados
cloroplastos. También se realiza en algunas
bacterias en
el ámbito de la membrana plasmática.
La ecuación general que describe el proceso de la
fotosíntesis es la siguiente:
Luz
6CO2 + 6H2O + 18ATP C6H12O6 + 6O2 + 18ADP + 18
Pi
En otras palabras la fotosíntesis consiste en acumular
energía luminosa en forma de energía química que luego es
utilizada por los animales en la
realización de sus diversas actividades.
La fotosíntesis es en realidad un conjunto de
complejas reacciones
químicas en las cuales se distinguen dos fases
esenciales que son:
Se caracteriza por que se efectúa en
presencia de la luz y en ella la energía
solar (energía luminosa) captada por la clorofila
se transforma en energía química. Esto ocurre mediante una serie
de reacciones a partir de las cuales se forma ATP y
oxigeno (O2) y de un aceptor de electrones conocido
como NADPH. ( Nicotinamida Adenina Dinucleotido
Fosfato + H) Ya que el ATP constituye una fuente de
energía se dice también que la fase
fotoquímica de la fotosíntesis es la fuente de
energía de todo el proceso.Los pigmentos se encuentran en el interior de los
Cloroplastos, en estructuras membranosas llamadas tilacoides, y
en conjunto forman los denominados fotosistemas.Cuando la luz incide sobre una de las
moléculas de clorofila, la exista, lo cual en
términos químicos significa que uno de sus
electrones externos salta en el ámbito de mayor
energía. Este electrón es cedido de una cadena
de aceptores (como los Citocromos, la
Ferredoxina y la Plastocianina), hasta llegar
finalmente hasta el NADP (Nicotinamida Adenina
Dinucleotido Fosfato) + (ultimo aceptor), que al adquirir
dicho electrón se convierte en
NADPH.El transporte
de los electrones a través de esta cadena libera
energía, que es empleada en la formación del
ATP, a partir de ADP y P
(Adenosín Difosfato y un grupo
Fosfato).Finalmente, el electrón que perdió la
clorofila es reemplazado mediante la ruptura de una
molécula de agua,
produciéndose oxigeno
molecular como residuo.- FASE LUMINOSA O
FOTOQUÍMICA: - FASE OSCURA O BIOSINTETICA
También es conocida con el nombre de ciclo de
Calvin.
Ocurre en ausencia de la luz pero en presencia de
enzimas y
mediante ellas se elaboran los productos
finales del proceso que son el azúcar
y los almidones.
Se genera la síntesis
de la glucosa a partir del CO2, el ATP y el
NADH producidos durante la fase luminosa. La primera parte
ocurre en los cloroplastos, mientras que las reacciones finales
tiene lugar en el citoplasma.
La fotosíntesis se realiza mediante materias
primas, que se concentran en una sola estructura:
los cloroplastos.
Las materias primas más importantes
son:
El Agua absorbida por la raíz y que llega
hasta las hojas por los tubos del xilema.
El anhídrido carbónico que la planta
obtiene directamente del aire. Puesto que
el anhídrido carbónico puede penetrar en las
células
solamente cuando esta disuelto, las células contiene una
capa de agua que lo disuelven permitiendo así su llegada
hasta el cloroplasto.
La Luz Solar pasa a través de la
epidermis de la hoja, y aunque hasta la clorofila llega solamente
una pequeña cantidad de ella, esta es utilizada casi en su
totalidad.
En este proceso intervienen la clorofila y enzimas,
elementos que no se consideran como materias primas ya que al
terminar la reacción no han sido
transformados.
La velocidad de
la fotosíntesis depende de varios factores entre los
cuales pueden mencionarse:
- Concentración de dióxido de
Carbono - Intensidad de luz
- Abundancia de clorofila
- Temperatura del ambiente
Sin embargo, los anteriores factores presentan limites
de influencia favorable a la fotosíntesis.
Por ejemplo, una luz de intensidad excesiva
podría destruir la clorofila. Las variaciones de temperatura
provocan cambios en la velocidad de
la reacción.
Algunas de la reacciones de la fotosíntesis
pueden resumirse por medio de las siguientes ecuaciones:
H2O + CO2 H2CO3
AGUA + ANHÍDRIDO CARBÓNICO ÁCIDO
CARBONICO
H2CO3 + O2 HCHO + 2O2
ÁCIDO CARBONICO + OXIGENO METANAL
OXIGENO
6 (HCHO) C6 H12 O6
GLUCOSA (Fructuosa)
2(C6 H12 O6) -H2O C12 H22 O11
SACAROSA
n(C12 H22 O11) -n H2O C6 H10 O5
ALMIDON
Mediante la fotosíntesis las plantas ponen en
evidencia su carácter
de organismos autótrofos produciendo no solo los alimentos que le
son útiles, sino también formando sustancias que
van a ser fuente de energía para los organismos
heterótrofos.
La fotosíntesis se considera como la
reacción química más importante que se lleva
a cabo sobre la Tierra,
hasta tal punto que se cree que cada dos mil años este
proceso reemplaza todo el oxigeno de la atmósfera.
Energía solar |
Gas Carbónico |
Oxigeno
Agua y sustancias minerales |
Alimento
La cantidad de nutrientes disponibles en una planta
depende directamente de los nutrientes que contenga el suelo donde se
halla plantada.
Un buen suelo es esencial
para una buena cosecha. El suelo debe tener todos los nutrientes
necesarios para el crecimiento de las plantas, y una estructura que
las mantenga firmes y derechas. La estructura del suelo debe
asegurar suficiente aire y agua para
las raíces de la planta, pero debe evitar el exceso de
agua mediante un buen drenaje. El humus se pierde
rápidamente si al suelo se lo deja expuesto.
Los cultivos saludables crecerán solamente si el
suelo tiene suficientes nutrientes. El cuadro 1 señala los
tres principales nutrientes químicos que la planta
necesita.
CUADRO 5 Los nutrientes y sus
funciones
Nutrientes | Función | Síntomas de | Fuentes |
Nitrógeno (N) | Crecimiento de hojas y tallos color | Hojas pálidas y amarillas. | Urea, nitrato o fosfato de amonio u otro |
Fósforo (P) | Maduración temprana de semillas y frutos, | Poco crecimiento | Super fosfatos |
Potasio (K) | Raíces y tallos fuertes, semillas y hojas | Hojas arrugadas e inesperada | Clorhidrato de potasio |
¿CÓMO SE ALIMENTA UNA
PLANTA?
El aire, con su aporte de oxígeno
y gas
carbónico y las sales minerales en
solución en el agua del
suelo, constituyen el alimento necesario para la planta. Las
sales minerales, tan importantes para la planta, proceden de las
reservas orgánicas del suelo o bien de su aporte al suelo
en forma de fertilizantes.
Con los elementos minerales de los vegetales
podemos hacer una primera división en función
del porcentaje con que forman parte de la materia seca
vegetal; así podemos distinguir entre dos
categorías
Elementos básicos:
Se consideran 12 elementos que constituyen el 99% de la
materia seca
vegetal, entre ellos destacamos:
Carbono, Oxígeno,
Calcio, Hidrógeno.
Nitrógeno,
Azufre, Fósforo,
Potasio,
Magnesio…
A su vez, dentro de los que se aportan con los fertilizantes, se
pueden establecer otras dos categorías vegetal.,
así podemos distinguir entre:
Macronutrientes elementos primarios.
La planta para su correcto desarrollo
precisa recibirlos de forma abundante:
Nitrógeno (N),
Fósforo
(P2O5) y
Potasio (K2O)
Macronutrientes elementos secundarios.
Imprescindibles para la alimentación vegetal
y en muchas ocasiones, escasos en los terrenos de cultivo. Si su
nivel es insuficiente, el abonado periódico
es tan importante como el de cualquier otro macronutriente. Sus
deficiencias no suelen presentarse en parcelas aisladas sino en
comarcas.
Calcio (CaO),
Magnesio (MgO), Sodio
(Na2O) y
Azufre (SO3)
Microelementos u oligoelementos
En su conjunto representan una parte
insignificante del peso de la planta, pero son también
importantes para las mismas:
Boro (B), Cobre
(Cu),
Hierro (Fe),
Manganeso (Mn), Molibdeno
(Mo),
Cinc (Zn), entre
otros.
¿QUÉ SON PLAGAS Y ENFERMEDADES?
Un buen agricultor debe saber la manera de controlar las
plagas y enfermedades
de sus cultivos, para lo cual debe conocer qué son plagas
y enfermedades. Lo primero que se debe aprender es a reconocer el
tipo de plaga o enfermedad que está causando el problema
de salud de la
planta. Puntos a recordar:
- Las plagas y enfermedades son causadas por seres
vivos: insectos, hongos y
bacterias.
Generalmente no pueden sobrevivir sin un lugar
adecuado. - Los insectos pueden ser vistos en las plantas o en
el suelo. Dañan las plantas al masticar las hojas; la
raíz o el fruto al chupar la savia de las hojas, el
tronco o el fruto. No todos los insectos son plagas, algunos
(por ejemplo las abejas) polinizan las flores ayudando a que
el cultivo tenga frutos y semillas. - Los hongos son
muy pequeños y atacan cualquier parte de la planta. Un
signo de la presencia de hongos puede ser una substancia
polvorosa debajo de las hojas, manchas de podrido, puntos
negros en el tallo, hojas y fruto marchitos por podrido de
raíz. Los hongos se propagan a través de la
lluvia cuando salpica las hojas con la tierra, o
pueden ser llevados por el viento de una planta a
otra. - Las bacterias y los virus
sólo pueden ser vistos al microscopio.
Producen podrido en raíces y tallos, exudados de
savia, hojas torcidas o rayadas con franjas, manchas negras y
otros síntomas. Se propagan por el agua, el suelo y
las plantas infectadas.
CUADRO 7 Plagas y enfermedades comunes en
huertos
Plaga o enfermedad | Planta susceptible | Síntomas | Control |
Podrido de raíz (Pythium sp. O Phytophtora sp.) (Hongo) | Papaya y otras | Marchites | Sembrar en suelos bien |
Marchites por bacteria (Pseudomonas solanaceraum) | Jengibre, tomate y otras | Marchites y amarillamiento de hojas | Sembrar semilla certificada |
Virus del mosaico | Papaya | Amarillamiento de hojas Hojas enanas certificadas | Destruir plantas infectadas |
Escarabajos | Cítricos y otras | Marchites | Desprender los insectos a mano, Rociar cultivos |
Gusano del fruto (Heliothis sp.) | Mayoría de los vegetales y | Agujeros en frutos | Quitar y matar gusanos |
Los animales, como
todos los seres vivos, deben tomar del medio exterior las
sustancias necesarias para mantener sus estructuras y
realizar sus funciones.
Estas sustancias reciben el nombre de nutrientes y el
conjunto de procesos que
llevan a cabo para obtenerlas y utilizarlas se llama nutrición.
Los animales son seres heterótrofos, lo que
quiere decir que necesitan alimentarse de materia orgánica
ya elaborada (alimento), producida
por los seres autótrofos. Al tener que tomar
sustancias orgánicas ya elaboradas, los animales deben
"hacerlas suyas", es decir incorporarlas a su organismo para
poder
utilizarlas. Surge así la necesidad de un aparato
digestivo que transforme esta materia vegetal o
animal, en pequeñas moléculas asimilables por las
células del organismo.
Si el organismo es complejo, para llevar el alimento a las
células de su cuerpo precisa de un sistema de
transporte:
el aparato
circulatorio.
La utilización de los nutrientes por las
células para obtener energía, implica la necesidad
de O2. Por tanto, el O2 procedente del
exterior debe incorporarse al organismo problema que se resuelve
a través del aparato
respiratorio. .
Las células del organismo, realizan entonces con
los nutrientes y el O2 los procesos
metabólicos para obtener la materia y la energía
necesarias.
En estos procesos, además del CO2, se producen
otras sustancias de desecho, que deben ser eliminadas, lo cual
implica la necesidad de un aparato
excretor
Para realizar la nutrición, el
organismo necesita por tanto cuatro aparatos:
- Aparato
digestivo: se encarga de tomar el
alimento del exterior, digerirlo y absorberlo. - Aparato
circulatorio: transporta, por el
interior, todos los productos
digeridos y absorbidos, así como los desechos
originados en los procesos de nutrición. - Aparato
respiratorio: toma el oxígeno
del aire y expulsa el CO2 sobrante. - Aparato
excretor: concentra y expulsa al
exterior las sustancias tóxicas producidas en las
funciones de
nutrición.
PROCESOS DE LA NUTRICIÓN
ANIMAL.
Se pueden considerar las siguientes etapas:
1.- Ingestión De Los Alimentos:
Consiste en la incorporación de los alimentos
mediante los órganos situados en la boca o en sus
proximidades.
Los alimentos pueden ser:
- Alimentos líquidos.
Muchos animales toman sólo líquidos, como jugo
de plantas, sangre o
materia animal disuelta. Tienen estos animales, estructuras
chupadoras de diversas clases. - Alimentos de partículas sólidas
microscópicas.
En este caso la ingestión se realiza por medio de
filtros localizados en la boca y en los cuales quedan
retenidas las partículas. - Alimentos sólidos en grandes
fragmentos.
La ingestión se realiza cortando y masticando. Las
estructuras que realizan este proceso son las
mandíbulas y los dientes.
2.- Digestión:
Consiste en la transformación de las
macromoléculas componentes de los alimentos en
moléculas sencillas, que pueden ser absorbidas y
utilizadas por las células del propio organismo.
Dependiendo de la complejidad de los animales, la
digestión puede ser:
- Digestión intracelular: Propia de
organismos unicelulares (protozoos) y de algunos pluricelulares
sencillos, como las esponjas.
Al carecer de medio interno, la digestión se
efectúa dentro de las células y los
lisosomas
vierten sus enzimas digestivos a las vacuolas
digestivas. Después de realizar la digestión,
los productos de desecho se expulsan al exterior por una
vacuola fecal. - Digestión mixta. Algunos metazoos
inferiores, como los celentéreos tienen una
digestión en parte intracelular y en parte
extracelular.
Estos animales poseen, tapizando la cavidad gástrica,
unas células secretoras de enzimas. Los alimentos llegan
a dicha cavidad y empiezan a ser digeridos (digestión
extracelular). Las partículas parcialmente digeridas
son fagocitadas por otras células de la pared de la
cavidad gástrica, terminando allí la
digestión (digestión intracelular). Los
residuos se expulsan a la cavidad gástrica y
posteriormente al exterior. - Digestión extracelular: Característica de animales superiores,
que tienen un tubo digestivo dividido en varias partes,
en cada una de las cuales se segregan distintos enzimas
digestivos específicos.
La digestión , por tanto , se va realizando de una forma
gradual.
Es el aparato
digestivo que veremos con más
detalle. - Transporte de los Alimentos Digeridos a las
Células: Una vez transformados los alimentos en
sustancias asimilables, la sangre
y el aparato
circulatorio tienen la misión de transportar estas
sustancias a todas las células.
En este proceso, el aparato
respiratorio es el encargado de llevar el
oxígeno a las células.Las moléculas nutritivas digeridas y
transportadas por la sangre, son transformadas en el
interior de la
célula en energía (catabolismo) o bien
utilizadas para la síntesis de moléculas
más complejas ( anabolismo).- Metabolismo Celular:
- Excreción:
Por último, los residuos metabólicos
son expulsados al exterior por medio del aparato
excretor.COMPOSICIÓN DE LOS
ALIMENTOSAgua (H2O) y materia seca
Cuando una muestra de
alimento esta colocada en un horno a una temperatura de 105deg.C durante 24 horas, el
agua evapora y el alimento seco restante se llama materia
seca. Los alimentos contienen cantidades diferentes de
agua. En sus etapas inmaduras las planta contienen 70-80%
agua (es decir 20-30% materia seca). Sin embargo, las
semillas no contienen más de 8 a 10% de agua (y 90 a
92% materia seca).La materia seca del alimento contiene todos los
nutrientes (excepto agua). La cantidad de agua en los
alimentos es típicamente de poca importancia. La
composición nutricional de los alimentos es
comúnmente expresada como porcentaje de materia seca
(%MS) en lugar de porcentaje del alimento fresco (% "como
alimentado") porque:- La cantidad de agua en los alimentos es muy
variable y el valor
nutritivo es más fácilmente comparado cuando
se expresa en base a materia seca. - La concentración de nutriente en el
alimento puede ser directamente comparada a la
concentración requerida en la dieta.
Materia orgánica y
mineralesLa materia orgánica en un alimento puede ser
dividida en materia orgánica y inorgánica.
Compuestos que contienen carbón (C), hidrógeno
(H), oxígeno (O) y nitrógeno (N) son
clasificados como orgánicos. Los compuestos
inorgánicos o minerales son los demás elementos
químicos (calcio, fósforo etc.). Cuando una
muestra de
alimento esta colocada en un horno y mantenida a 550deg.C por
24 horas la materia orgánica esta quemada y la materia
restante es la parte mineral, llamada ceniza. En las plantas,
el contenido de minerales varia entre 1 a 12%. Los forrajes
usualmente contienen más minerales que semillas o
granos. Los subproductos de animales que contienen huesos pueden
tener hasta 30% minerales (principalmente calcio y
fósforo). Minerales son frecuentemente clasificados
como macro- y micro minerales (Cuadro 1). Esta
distinción se base solo en la cantidad requerida por
los animales. Algunas minerales posiblemente son esenciales
(por ejemplo bario, bromo, níquel) y otros son
reconocidos por tener un efecto negativo en la digestibilidad
de los alimentos (por ejemplo silico).Cuadro 6: Los minerales requeridos en la dieta de
animales y sus símbolos químicosMarco Mineral
Símbolo químico
Calcio
Ca
Fósforo
P
Magnesio
Mg
Sodio
Na
Potasio
K
Cloro
Cl
Azufre
S
Yodo
I
Hierro
Fe
Cobre
Cu
Cobalto
Co
Manganeso
Mn
Molibdeno
Mo
Zinc
Zn
Selenio
Se
NUTRIENTES QUE CONTIENEN
NITRÓGENOEl Nitrógeno se encuentra en proteínas y otros compuestos, incluidos
en la materia orgánica de un alimento. Las proteínas son compuestos de una o
más cadenas de aminoácidos. Hay 20
aminoácidos que se encuentran en proteínas. El
código genético determina la
estructura de cada proteína, que en su turno establece
una función específica en el cuerpo. Algunos
aminoácidos son esenciales y otros no-esenciales. Los
aminoácidos no-esenciales pueden ser sintetizados en
el cuerpo, pero los aminoácidos esenciales deben estar
presentes en la dieta.Parte del nitrógeno en los alimentos se llama
nitrógeno no-proteína (NNP) porque el
nitrógeno no se encuentra como parte de la estructura
de una proteína. Nitrógeno no-proteína
(por ejemplo amoniaco, urea, aminos, ácidos
nucleicos) no tienen valor
nutritivo para los animales de estomago sencillo. Sin embargo
en los rumiantes, nitrógeno no-proteína puede
ser utilizado por las bacteria del rumen para sintetizar
aminoácidos y proteínas que benefician la
vaca.Un químico danés, J.G. Kjeldahl,
desarrolló un método en 1883 para determinar la
cantidad de nitrógeno en un compuesto. En promedio en
proteínas el contenido de nitrógeno es 16%.
Así, el porcentaje de proteína en un alimento
es típicamente calculado como el porcentaje de
nitrógeno multiplicado por 6.25 (100/16 = 6.25). Esta
medida se llama la proteína cruda. La palabra cruda
refiere a que no todo el nitrógeno en el alimento esta
en forma de proteína. Usualmente la cifra para
proteína cruda da un sobre-estimado del porcentaje
verdadero de proteína en un alimento. La
proteína cruda en forrajes se encuentra entre menor de
5% (residuos de cosechas) hasta más de 20%
(leguminosas de buena calidad).
Subproductos de origen animal son usualmente muy ricos en
proteína (más de 60% de proteína
cruda).NUTRIENTES QUE CONTIENEN
ENERGÍAAl contraste de otros nutrientes, el contenido de
energía en un alimento no puede ser cuantificada por
un análisis del laboratorio. La cantidad de energía en
los alimentos es mejor medido vía
experimentación. En el cuerpo el carbón (C),
hidrógeno (H) y oxígeno (O) de los carbohidratos, lípidos y proteínas puede ser
convertido a H2O y CO2 con la liberación de
energía. La megacaloría (Mcal) es
típicamente utilizado como una unidad de
energía, pero el joule (J) es la unidad oficial de
medida. Por ejemplo en los alimentos para las vacas lecheras,
la energía esta expresada como de energía neta
de lactancia (ENl). Esta unidad representa la cantidad de
energía en el alimento que es disponible para el
mantenimiento del peso corporal y la producción de leche. Por
ejemplo, requiere 0.74 Mcal ENl para producir 1kg. de
leche y la
energía en los alimentos es entre 0.9 y 2.2 Mcal
ENl/kg. materia seca.Las cantidades de lípidos y otras sustancias grasosas son
determinadas por un método que se llama extracción
con éter y ellos usualmente rinden 2.23 veces la
energía que carbohidratos. Sin embargo la
mayoría de energía en forrajes y muchos
concentrados vienen principalmente de los carbohidratos. Los
alimentos para algunos animales usualmente tienen menos de 5%
de lípidos pero 50-80% de carbohidratos.Hay tres clases principales de carbohidratos en
plantas:- Azucares sencillos (glucosa,
fructosa) - Carbohidratos de almacenamiento (almidón)
también conocidos como carbohidratos no-fibrosos,
no-estructurales, o que no son parte de las paredes de las
células - Carbohidratos estructurales, conocidos como
fibrosos, o de la pared de las células (celulosa y
hemicelulosa).
La Glucosa se encuentra en alta concentración
en algunos alimentos (melaza, suero de leche). El
Almidón es un componente importante de los granos de
cereales (trigo, cebada, maíz
etc.). La Celulosa y hemicelulosa constituyen cadenas largas
de unidades de glucosa. El enlace
químico entre dos unidades de glucosa es
fácilmente roto en el caso de almidón, pero en
celulosa el enlace resiste el ataque de enzimas digestivas de
los mamíferos. Sin embargo, algunas
bacteria posean las enzimas que pueden extraer las unidades
adicionales de glucosa de células y
hemicelulosa.La Celulosa y hemicelulosa son asociadas con
lignina, una sustancia fenólica en la pared de la
célula. La fibra, o cantidad de pared
de células, en un alimento tiene efectos importantes
en su valor nutritivo. En general, el más bajo el
contenido de fibra, el más alto el contenido de
energía.En muchos países, el contenido de fibra cruda
es la medida oficial para determinar el contenido de fibra en
un alimento. Sin embargo, no es un método preciso para
medir las paredes de las células. Un procedimiento
más reciente es la determinación de fibra
neutro detergente (FND) en el laboratorio, que ofrece un estimación
más precisa del total de fibra en el alimento. FND
incluye celulosa, hemicelulosa y lignina. Los azucares en la
fibra son fermentados lentamente por las bacterias en el
rumen en el caso de las vacas, pero la materia que no se
encuentra en las paredes de las células es
fácilmente accesible a las bacterias.Usualmente los carbohidratos no fibrosos no son
cuantificados por análisis, pero en base de
cálculos, restando la ceniza, proteína cruda,
extractos de éter del total y asumiendo que el
resultado representa los FND.VITAMINAS
El contenido de vitaminas
en un alimento no esta determinado rutinariamente pero son
esenciales en pequeñas cantidades para mantener la
salud. Las
vitaminas
son clasificadas como solubles en agua (9 vitaminas del
complejo B y vitamina C) y solubles en grasa
(ß-caroteno, o provitamina A, vitaminas D2, D3, E y K.
En algunos animales, las vitaminas del complejo B no son
esenciales porque las bacterias de su estomago no las pueden
sintetizar.- Vitamina D:
La vitamina D existe en dos formas, ergosterol o
vitamina D2 y colecalciferol o vitamina D3. Aunque ambas
formas son activas, la vitamina D3 tiene una actividad 10
veces mayor que la vitamina D2 en aves y
entre 2 y 3 veces en rumiantes. Sin embargo, en porcino no
está claro si las dos formas tienen una actividad
equivalente o si los cerdos discriminan entre las dos
formas.La vitamina D3 o colecalciferol tiene que ser
metabolizada en el organismo animal para producir la forma
25-hidroxicolecalciferol (25-0HD3) en el hígado y la
forma 1,25-dihidroxicolecalciferol (1,25-diOHD3), que es la
forma activa u hormonal de la vitamina, en el
riñón. La 1,25-diOHD3 actúa a nivel
intestinal estimulando la síntesis de proteínas
que ligan el calcio para absorberlo. Una
suplementación con una dosis de 550 a 1.100 µg
de vitamina D3/kg (22.000 a 44.000 UI/kg) en lechones de 10 a
20 kg puede tener efectos tóxicos con reducciones de
crecimiento y empeoramiento del índice de
conversión con aparición de
calcificación de tejidos
blandos a dosis de 6.250 µg de colecaciferol/kg de
pienso.La mayor parte de la investigación que se ha llevado a cabo
con vitamina D3 en los últimos años ha estado
encaminada a establecer su posible eficacia en
la prevención de la discondroplasia tibial en
broilers. Se determinó que la mejor combinación
de 1,25-diOHD3 y calcio para prevenir los problemas
de patas en broilers era de 5 µg/kg de la vitamina con
un 1% o menos de calcio. Se estimaron que se necesitaban 6
µg/kg de 1,25 diOHD3 para disminuir la incidencia y
severidad de la discondroplasia tibial aumentando la
concentración de cenizas en hueso en uno de los dos
experimentos.
Este efecto parece que se puede apreciar en líneas
genéticas en las que la incidencia de discondroplasia
tibial es relativamente baja.Se observó que la concentración de
1,25-diOHD3 en plasma de broilers de una línea con
alta incidencia de discondroplasia tibial era igual a la de
otra con menor incidencia a un día de edad pero era
entre un 40 y un 50% inferior a los 7, 14 y 21 días de
edad.Para intentar paliar este problema se ha intentado
suministrar vitamina D3 a broilers en forma hidroxilada en
los carbonos 25 ó 1 y 25. Observaron que la
1,25-diOHD3 era poco efectiva en la reducción de
discondroplasia tibial en una línea genética seleccionada para tener una
alta incidencia de discondroplasia tibial. De igual forma,
llegaron a la conclusión de que la 25-OHD3 previene en
parte la aparición de discondroplasia tibial en
líneas con baja incidencia de la misma, pero no en las
líneas con alta incidencia. Por tanto, parece que en
las líneas genéticas con alta incidencia de
discondroplasia tibial hay una alteración del metabolismo de la vitamina D3 y/o en la
actividad de algunos enzimas que intervienen en la
remodelación ósea.Otro aspecto de la utilización de la vitamina
D3 que ha despertado gran interés es el uso de la forma 25-OHD3,
con lo que se evita el proceso de hidroxilación a
nivel hepático. En 1995 se indicaron que la forma
25-OHD3 mejoró el crecimiento y el índice de
conversión de pollos broiler en un total de 10
estudios. Para sustituir parte del colecalciferol en el
pienso por 25-OHD3, en 1997 se estimó que 20 mg de 25-
OHD3 eran equivalentes a 40 mg de colecalciferol tomando como
criterio de respuesta la resistencia ósea.- Vitamina E:
La vitamina E tiene distintas funciones en el
organismo, gracias a su función como antioxidante. En
los últimos años se ha prestado especial
atención a su influencia a nivel
reproductivo y transferencia a las crías y, a su
influencia en la función del sistema
inmunitario y al efecto estabilizador de los procesos
oxidativos de la carne.Los efectos de una suplementación extra de
vitamina E sobre la prolificidad de las cerdas no son
consistentes. Aunque en algunos trabajos se detectan mejoras,
en otros no ocurre así. No observaron mejoras en la
productividad
de cerdas cuando se inyectaban 600 UI de vitamina E a los 110
días de gestación o cuando se
añadían 50 UI de vitamina E a los piensos de
gestación y lactación.El tocoferol cruza a un ritmo muy lento la barrera
placentaria, lo que explica su bajo contenido en los tejidos de
los lechones recién nacidos. Durante los
últimos 10 días de gestación, la
concentración de vitamina E y selenio en el plasma de
la cerda disminuye, produciéndose una
concentración en la glándula mamaria para pasar
al calostro, donde la concentración es 5 veces
superior a la de la leche. La
administración de vitamina E en la dieta o por
inyección puede corregir esta disminución en
cerdas y en vacas de leche. Si se incrementan los niveles de
vitamina E a 50 IU/kg en los piensos de gestación y
lactación se incrementa la concentración de
vitamina E en el calostro y leche y, como consecuencia, en
los tejidos de los lechones De esta forma, observaron que la
suplementación de las madres con 140 ppm de vitamina E
en lactación mejoraba los rendimientos de los lechones
frente a 40 ppm.Además, observaron un efecto positivo de la
suplementación a los lechones con 200 ppm de vitamina
E sobre una dieta basal en crecimiento e índice de
conversión.El aspecto que ha llamado más la atención del uso de la vitamina E es su
papel como
antioxidante en la carne, mejorando la estabilidad de la
oximioglobina y de la grasa, con lo que se mantiene el
color y se
retrasa el proceso de enranciamiento de las grasas. Para
conseguir estos efectos se necesitan dosis mucho más
elevada que las necesarias para obtener los máximos
crecimientos. Administraron 100 mg de vitamina E/kg de pienso
de porcino y observaron que había una mejora de la
palatabilidad del lomo, mayor concentración de
tocoferol en la misma y menor oxidación, aunque otros
aspectos de la calidad de la
misma no se vieron afectados. También observaron que
los jamones de cerdos que habían consumido 200 mg de
vitamina E/kg eran menos susceptibles a los procesos de
oxidación y eran preferidos en paneles de
degustación a la carne de jamón de cerdos que
consumían un pienso con 8 mg de vitamina E/kg entre
los 45 y 100 kg de peso vivo. En experimentos
con terneros, observaron que la suplementación de
piensos de terneros con 1.000 ó 2.000 UI de vitamina
E/día y cabeza mejoró el color de los filetes,
disminuyó la oxidación de la grasa e hizo que
los filetes de terneros suplementados fueran más
aceptables para un panel de consumidores. Observaron que la
administración entre 500 y 1000 UI de
vitamina E/cabeza/día eran durante 90-100 días
antes del sacrificio eran suficientes para mejorar la
durabilidad de la carne, basándose en estudios de
campo.El mismo tipo de efecto observado en carnes de
vacuno y de porcino se ha podido observar en carne de ave.
Observaron que, para optimizar el contenido de vitamina E en
músculo y la estabilidad frente a la oxidación,
había que administrar 200 mg de α
-tocoferil acetato/kg durante 4 semanas antes del sacrificio.
Obtuvieron resultados similares en pavos, a los que
habνa que administrar entre 10 y 25 veces la
recomendación nutricional del NRC (1994)
paraconseguir el mejor color y disminuir los procesos de
oxidación durante el almacenamiento de carne en refrigeración y en congelación.
También en carne de pavo precocida se ha observado que
la suplementación con 200 UI de dl-α
-tocoferil-acetato de los 105 a los 122 días
disminuía la oxidación y la producción de aldehídos
volátiles, asociados con olores extraños, que
se producen en la carne precocida e irradiada.- Vitamina A. Interacciones Entre Vitaminas
Liposolubles:
El interés en investigar las necesidades
de vitamina A ha sido mucho menor que el que se ha prestado a
las vitaminas E y D. Algunos trabajos se han orientado hacia
la determinación de la función como estimulante
del sistema inmunitario por su función antioxidante o
a su función en el sistema reproductivo de la
cerda.Observaron que la inyección de 1.000.000 UI
de vitamina A incrementaba el número de embriones
recuperado a los 11 ½ días de gestación.
Sin embargo, detectaron un aumento de la longitud del
útero a los 44 a 46 días de gestación
tras la suplementación con retinil palmitato pero no
un aumento del número de fetos, peso fetal, o
concentración de proteína de transporte del
retinol a nivel del endometrio.En un estudio cooperativo entre cuatro estaciones
experimentales, inyectaron cerdas con placebo, 250.000 o
500.000 UI de vitamina A en el momento de la cubrición
y del parto. La
única diferencia que observaron fue un mayor
número de lechones destetados por camada en las cerdas
inyectadas con vitamina A.Algunos trabajos experimentales han intentado
determinar si el exceso o concentraciones relativamente
elevadas de una vitamina liposoluble puede afectar la
concentración de otras vitaminas del mismo grupo a
nivel sanguíneo o en otros tejidos.Las conclusiones que obtienen no son siempre
coincidentes. Concluyeron que un exceso de vitamina A no
afectaba de forma negativa el crecimiento de cerdos en cebo,
ni la concentración de α -tocoferol en suero y
tejidos. Por el contrario, administraron cantidades de
vitamina A que oscilaban entre 0 y 200 veces las
recomendaciones del NRC. Al aumentar la suplementación
con vitamina A, aumentaba la concentración de retinol
en plasma pero disminuía la concentración de
α -tocoferol en plasma y en hígado. La
conclusión es que no se deben superar concentraciones
de vitamina A superiores a 10 veces las recomendaciones del
NRC. También observaron que la suplementación
con vitamina A disminuye la concentración de vitamina
E en terneros Hosltein .- Vitaminas del Grupo B:
Dentro del grupo B de vitaminas, se ha prestado
especial atención a la influencia del ácido
fólico sobre la reproducción porcina. En su
última revisión de las necesidades de cerdas
gestantes, el NRC, basándose en distintas
publicaciones hasta el año 1994, aumentó las
necesidades en cerdas gestantes a 1,3 mg de ácido
fólico/kg frente a los 0,3 mg/kg de la edición
anterior. Desde entonces se han publicado varios
artículos más con datos
referentes al efecto de esta vitamina sobre la reproducción porcina. Estimaron las
necesidades de ácido fólico en distintas fases
de la gestación, concluyendo que las mismas son de
10,1 mg/kg.Se suplemento el pienso de cerdas con 15 mg de
ácido fólico desde dos semanas antes de la
aparición del celo hasta 15 días después
de la cubrición y observaron que esta
suplementación atenuaba la disminución de
folatos en suero que se producía en el control
sin suplementar. Por otro lado, Observaron que suplementando
los piensos de gestación con 2 mg de ácido
fólico/kg no se incrementaba el número de fetos
a los 45 días de gestación, pero aumentaba la
longitud y el peso fetal así como su contenido en
proteína y RNA. En cuanto a las necesidades de
ácido fólico para el crecimiento, los trabajos
publicados sitúan las necesidades por encima de las
estimadas por el NRC, que se basaban en publicaciones de los
años 5º y 60. Calcularon las necesidades totales
de ácido fólico para broilers en 2 mg/kg
basándose en crecimientos, índices de
conversión y algunos criterios metabólicos.
Estudiaron la interacción del ácido
fólico con la colina y aminoácidos azufrados.
Cuando no se incluía colina en el pienso, las
necesidades de ácido fólico eran de 1,5 mg/kg,
mientras que, cuando se incluía colina, las
necesidades eran de 1,2 mg/kg. En otro trabajo, se
demostraron las interacciones entre el ácido
fólico y metionina, obteniendo las mejores respuestas
en crecimiento e índices de conversión con
concentraciones de ácido fólico de 0,92 a 1,79
mg/kg y entre 0,84 y 0,87% de aminoácidos
azufrados.Dentro de este grupo de vitaminas, se están
iniciando trabajos encaminados a revisar las necesidades para
maximizar los rendimientos productivos. Se concluyeron que
las concentraciones de riboflavina, niacina, ácido
pantoténico, cobalamina y ácido fólico
necesarias para optimizar los procesos productivos eran
superiores a las publicadas en el NRC. Posteriormente, se han
estimado que las necesidades de riboflavina para la
deposición de músculo son cinco veces
superiores a las de deposición de grasa. Se
determinaron que las necesidades de piridoxina en cerdos
entre los 7 y 56 kg de peso vivo eran de 10 ppm,
basándose en determinaciones de crecimiento y
criterios metabólicos en animales
canulados.- Cromo:
El interés en determinar si la
suplementación con cromo en formas orgánicas
mejora alguno de los aspectos productivos del ganado porcino
y bovino se basa en su funcionamiento como cofactor en el
factor de tolerancia a
la glucosa, de forma que favorece la acción de la
insulina, con una desaparición más
rápida de la glucosa.Por este motivo se ha prestado atención a sus
posibles efectos sobre la reproducción porcina y sobre
los crecimientos y porcentaje de magro en la
canal.Los resultados de la suplementación con cromo
sobre parámetros reproductivos no son siempre
constantes. Se inyectaron 200 mg de cromo quelado a cerdas
reproductoras a los 0, 60 y 100 días de
gestación y observaron un aumento en la
concentración de IGF-1 a los 113 días de
gestación, pero no observaron efectos positivos en la
supervivencia de los embriones o en otros criterios de
desarrollo
uterino.Sin embargo, observaron que la
administración de fuentes
orgánicas de cromo a cerdas desde los 40 kg de peso y
durante dos partos incrementaba el número de lechones
por camada. En otro experimento, no observaron efectos
significativos de la suplementación de los piensos de
cerdas gestantes, lactantes, o ambas con 200 ppb de cromo
orgánico. Una de las mayores dificultades para
observar diferencias significativas en parámetros
reproductivos es la elevada variabilidad asociada a ellos y,
por tanto, el número de animales implicados en
estudios de este tipo tiene que ser muy elevado.En estudios realizados con vacas, observaron que la
adición de 0,5 g de cromo quelado con
aminoácidos aumentaba la producción de leche en
el primer parto pero
no observaron efectos significativos en la producción
de vacas multíparas. Se sugieren que las vacas
primíparas podrían haber pasado por un
período carencial de cromo al final de la
gestación y principio de lalactación y no en fases posteriores de
producción.Los efectos de la suplementación con cromo
sobre el crecimiento y la cantidad de magro en la canal han
despertado todavía más interés que el
efecto sobre los parámetros reproductivos.Los resultados productivos no han sido siempre
consistentes entre experimentos, de forma que algunos autores
han intentado explicar los factores que pudieran causar estas
discrepancias. Uno de los factores a considerar es la
duración de la suplementación. Observaron una
mejora en la deposición de tejido magro y un descenso
en la acumulación de grasa cuando se suplementaba el
pienso con 200 ppb de cromo desde los 27 a los 109 kg. Sin
embargo, observaron efectos similares cuando la
suplementación se hacía entre los 57 y los 106
kg de peso, pero no cuando se comenzaba a suplementar a los
19 kg. Además, no observaron efectos favorables de la
suplementación con 50, 100, 200 o 400 ppb de cromo en
forma de nicotinato o picolinato sobre el crecimiento de
lechones en la fase de arranque.El segundo factor que se puede considerar es la
influencia del sexo.
Observaron que la suplementación con cromo de los 26 a
los 117 kg mejoraba el porcentaje de magro en machos
castrados pero no en hembra. Observaron efectos positivos de
la suplementación con cromo en un trabajo en el que
sólo se utilizaron machos castrados. Estas diferencias
en la respuesta a la suplementación con cromo se
pueden deber a diferencias en la cinética de la
glucosa.Observaron que los machos castrados a los que se da
un suplemento de cromo tienen mayor tolerancia a
la glucosa puesto que ésta desaparece más
rápidamente de la circulación y tiene menor
vida media. Sin embargo, este efecto no se observa en las
hembras. También el tipo de alimentación
podría influir en el efecto del cromo. Se
oobservó que el picolinato de cromo mejoraba los
crecimientos y los índices de conversión en
piensos bajos en proteína, pero no enpiensos con alto contenido proteico. Sin embargo, no
observaron mejoras en los crecimientos de machos castrados ni
hembras suplementados con picolinato de cromo y ésta
ausencia de efectos era independiente del tipo de pienso
formulado.Finalmente, la forma de suplementación
también puede ser de importancia, puesto que puede
variar la disponibilidad del cromo. Observaron que el
picolinato de cromo era más eficaz que el cloruro de
cromo para mejorar la calidad de la canal. La
consideración de estos factores, junto con el grado de
estrés al que están sometidos
los animales, puede ir permitiendo obtener un mayor cuerpo de
información para establecer las
condiciones de uso del cromo en
alimentaciónanimal y si existe una necesidad mínima del
mismo.- Zinc:
La investigación sobre el zinc ha tenido
dos orientaciones principales. Una de ellas es la
utilización de dosis muy por encima de las
nutricionales y próximas a dosis tóxicas, con
el objetivo
de disminuir la incidencia de problemas
entéricos. Esta forma de utilización del zinc
no se va a cubrir en este apartado, sino que se va a dedicar
únicamente a los estudios nutricionales, que han
tenido como principal objetivo
intentar establecer los criterios de respuesta para
determinar las necesidades y comparar la disponibilidad del
zinc de distintas fuentes.
Estudiaron cómo la adición de Zn hasta 255 ppm
en forma de óxido de zinc aumentaba la
concentración de. este elemento en tejidos sin afectar
la de otros minerales. Según Henry(…?), sería
la concentración de Zn en hígado y
riñón los mejores tejidos para indicar el estado
nutricional de zinc en rumiantes, puesto que la
concentración en estos tejidos variaba cuando se
aumentaba la concentración de zinc en la dieta de 500
a 2500 mg/kg. No se observó respuesta en corazón, hueso o
músculo.Otro criterio utilizado para determinar la
disponibilidad de zinc es la cantidad de cenizas en hueso o
la actividad de enzimas específicos que dependen de la
presencia de este microelemento. Así, determinaron la
disponibilidad del óxido de zinc, del metioninato de
zinc y de un complejo de zinc con un polisacárido
utilizando como criterios de respuesta la actividad de la
fosfatasa alcalina y de la superóxido dismutasa por
ser los que mejor respondían a la
suplementación con zinc de dietas marginales en zinc.
También observaron que la respuesta de la
metalotioneína intestinal era distinta según
fuera la suplementación con formas orgánicas o
inorgánicas. Utilizaron como criterio de respuesta la
concentración de metalotioneína en
hígado. En un primer estudio calcularon
biodisponibilidades relativas de 100, 106 y 76 para el
sulfato de zinc, el óxido de zinc y el zinc metal,
respectivamente. En un segundo estudio vieron que
había diferencias importantes en la biodisponibilidad
de zinc según el origen del mismo. Utilizando sulfato
de zinc y óxido de zinc de dos orígenes
distintos cada uno, los sulfatos tenían
biodisponibilidades de 100 y 86 y las dos formas de
óxido de zinc 87 y 79. Finalmente, también se
pueden usar medidas de digestibilidad o de retención.
De esta forma, Observaron que, aunque el balance de zinc era
similar cuando se usaban formas orgánicas o
inorgánicas, cuando se suplementaba zinc en forma de
óxido, el zinc suponía un mayor porcentaje del
zinc en heces y orina y no era utilizado.INTRODUCCION
El conocimiento de Reproducción Animal, en
su concepto
más actual incluye toda una serie de áreas
temáticas muy diversas, que van desde los aspectos
más básicos de la fisiología de la reproducción o
la manipulación de los gametos, a otros más
aplicados a la mejora de los rendimientos reproductivos
dentro de un determinado sistema de
explotación.En la actualidad estas áreas temáticas
han ido evolucionando de forma muy rápida,
observándose nuevas líneas dentro de los campos
de la endocrinología, la biología celular y molecular y la
biotecnología. En su contenido abarca
los diferentes aspectos actuales relacionados con la materia,
en las especies de mayor interés como ganado vacuno,
porcino, ovino y caprino, desde los conceptos básicos
de biología reproductiva, las
tecnologías aplicadas al control de
la reproducción y biotecnología.Su estudio comprende:
– Control del ciclo sexual y del desarrollo
folicular y la ovulación– Fotoperíodo y
reproducción– Producción, congelación y
transferencia de embriones- Prácticas sobre TE y técnicas de valoración de la
actividad endocrina y ovárica: RIA, ELISA,
Ecografía y Laparoscopia.
– Manejo reproductivo
– Manejo y determinación de la aptitud
reproductiva– Patología y control reproductivo
– Medicina
de la producción programas de
control reproductivo– Producción y congelación de
embriones producidos in vivo e in Vitro.– Estructura y funcionamiento. Resultados
reproductivos.– Predeterminación del sexo y
síndrome de gigantismo de embriones producidos in
vitro (EPIV).– Manejo reproductivo y programa de
gestión– Estructura y sistemas
de explotación– Nuevas técnicas desarrolladas en IA y
congelación de semen– Bioquímica seminal, resultados
bioquímicos de la analítica seminal.– Transferencia de Embriones.
– Obtención de embriones in
vitro.– Características reproductivas de
animales silvestres.– Determinación del ciclo sexual en heces y
marcadores bioquímicos en el eyaculado.– Aplicación de técnicas reproductivas
a poblaciones cinegéticas– Tecnologías reproductivas y
conservación del esperma en ungulados en peligro de
extinción.– Programa de
reinserción de ungulados salvajes.– Bases moleculares y sistemas de
producción de animales
transgénicos.– Aplicaciones de los animales transgénicos
en Producción.– OMGs como modelos
para el estudio de enfermedades. Clonación.La propagación clonal consiste en la
reproducción de individuos a partir de porciones
vegetativas de las plantas y es posible porque en muchas de
éstas los órganos vegetativos tienen capacidad
de regeneración. La principal ventaja que posee es que
permite obtener ejemplares idénticos a la planta
madre, lo que se conoce con el nombre de clonación.En los últimos años, la
biotecnología ha suministrado técnicas que
permiten lograr mejores individuos en forma más
rápida, al mismo tiempo que ha
hecho posible extender la capacidad de propagación
clonal a especies que no eran posible propagarse por las
técnicas convencionales (estacas, acodos, injertos,
etc.) En esta forma se ha extendido la formación de
clones de ejemplares selectos a un número de especies
cultivadas.En el avance de la biotecnología ha cumplido
un papel
importante el desarrollo de las técnicas del cultivo
in vitro de células, tejidos y órganos.
La micro propagación, o sea la propagación
clonal por cultivo in vitro constituye uno de los
métodos biotecnológicos que
mayores logros ha aportado al desarrollo de una nueva
agricultura.El número de especies hortícolas,
frutícolas, ornamentales, floríferas y
forestales que se multiplican por alguna de las
técnicas del cultivo in vitro es cada vez
mayor, como así son más numerosas las empresas
comerciales que se dedican a la producción de plantas
por medio de estas técnicas.La micropropagación busca lograr el
desarrollo de individuos en un medio artificial en
condiciones asépticas, a partir de porciones
(explantos) muy pequeñas de plantas (por
ejemplo:entrenudos conteniendo una yema), un medio
artificial o medio de cultivo que está compuesto por:
macronutrientes, micronutrientes, gelificantes y compuestos
orgánicos tales como hidratos de carbono,
vitaminas, aminoácidos y reguladores del
crecimiento.Las etapas que podemos distinguir en este proceso
son las siguientes:1) Establecimiento: consiste en la
desinfección de los explantos y su posterior
adaptación al medio artificial.2) Multiplicación: busca lograr la
brotación masiva de las yemas y generar nuevos
explantos, hasta obtener el número deseado de futuros
individuos.3) Enraizamiento: durante esta etapa
es cuando se obtiene una verdadera planta ya que se
buscará la formación de raíces en los
brotes producidos.4) Rusticación: es adaptar las
plantitas obtenidas al ambiente
en el que finalmente crecerán.Desde 1992, en el PROVEG se vienen elaborando los
protocolos
de propagación por cultivo in vitro para diversas
especies a saber: Ribes magellanicum "parrilla",
Berberís bzcqfolia "calafate", Pernettya mucronata
"chaura", Nothofagus obliqua "rauli", iV. nervosa "roble
pellín", N.. antarctica "ñire", N. pumilio
"lenga" y N. leoni "huala".Para ello, el Programa cuenta con un cuarto
estéril en el que se encuentra una cámara de
flujo laminar, un cuarto de crecimiento con condiciones de
luz y temperatura controladas, un laboratorio para la
preparación de los medios de
cultivo y su posterior esterilización en autoclave y
un invernáculo para la rusticación de las
plantas micropropagadas.Dentro de las innumerables ventajas que posee la
micropagación en relación a la
propagación convencional se encuentra el reducido
espacio que se necesita para producir un importante
número de plantas a partir de un explanto. Por
ejemplo: a partir de una yema de "parrilla" al cabo de seis
meses se pueden obtener de 800 a 1000 plantas enraizadas sin
importar la época del año pudiendo efectuar
así la introducción rápida de esta
especie. La producción de plantas de sanidad
controlada, la propagación de plantas recalcitrantes a
las técnicas convencionales y la posibilidad de
conservar por un largo tiempo
germoplasma importante o en vías de extinción
son otras de las ventajas que ofrece el cultivo in
vitro.El conocimiento de la propagación de las
especies frutales menores y su posterior cultivo se convierte
en una alternativa viable para la diversificación de
la producción agropecuaria patagónica. A su
vez, para el mejoramiento forestal, la selección del material vegetal a
propagar es de crucial importancia, ya que esto
determinará el futuro de la calidad y productividad
de las especies elegidas. El desarrollo de técnicas de
propagación in vitro para donar los mejores
fenotipos forestales es necesario dada la dificultad para
propagar las especies de Nothofagus por los métodos convencionales.INTRODUCCIÓN
La ingeniería
genética es una aplicación de la
biotecnología que involucra la manipulación de
ADN y el
traslado de genes entre especies para incentivar la
manifestación de rasgos genéticos deseados.
Aunque hay muchas aplicaciones de la ingeniería genética en la agricultura, el enfoque actual de la
biotecnología está en el desarrollo de cultivos
tolerantes a herbicidas, así como en cultivos
resistentes a plagas y enfermedades. Quienes son los
principales proponentes de la biotecnología, ven los
cultivos transgénicos como una manera de reducir la
dependencia de insumos, tales como pesticidas y
fertilizantes. Lo irónico es que la
biorevolución esta siendo adelantada por los mismos
intereses que promovieron la primera ola de agricultura
basada en agroquímicos, pero ahora, equipando cada
cultivo con nuevos "genes insecticidas," prometen al mundo
pesticidas más seguros,
reduciendo la agricultura químicamente intensiva y a
la vez haciéndola más sustentable.Siempre que los cultivos transgénicos sigan
estrechamente el paradigma
de los pesticidas, los productos biotecnológicos
reforzaran el espiral de los pesticidas en los
agroecositemas, legitimando así las preocupaciones que
tantos científicos han expresado con respecto a los
posibles riesgos
medioambientales de organismos genéticamente
modificados. De acuerdo a varios autores, los riesgos
ecológicos más serios que presenta el uso
comercial de cultivos transgénicos son:- La expansión de los cultivos
transgénicos amenaza la diversidad genética
por la simplificación de los sistemas
de cultivos y la promoción de la erosión genética; - La potencial transferencia de genes de Cultivos
Resistentes a Herbicidas (CRHS) a variedades silvestres o
parientes semidomesticados pueden crear
supermalezas; - CRHS voluntarios se transformarían
subsecuentemente en malezas; - El traslado horizontal vector-mediado de genes y
la recombinación para crear nuevas razas
patogénicas de bacteria; - Recombinación de vectores
que generan variedades del virus
más nocivas, sobre todo en plantas
transgénicas diseñadas para resistencia viral
en base a genes vírales; - Las plagas de insectos desarrollarán
rápidamente resistencia a los cultivos que contienen
la toxina de Bt; - El uso masivo de la toxina de Bt en cultivos
puede desencadenar interacciones potencialmente negativas
que afecten procesos ecológicos y a organismos
benéficos.
Los impactos potenciales de la biotecnología
agrícola se evalúan dentro del contexto de
metas agroecológicas que apuntan hacia una agricultura
socialmente mas justa, económicamente viable y
ecológicamente apropiada. La mayoría de las
innovaciones en biotecnología agrícola
están orientadas por la búsqueda de ganancias
en lugar de la búsqueda de una respuesta a las
necesidades humanas, por consiguiente el énfasis de la
industria
de la ingeniería
genética realmente no es resolver los problemas
agrícolas, sino el incremento de la rentabilidad. Evidencias de la Revolución Verde no dejan ninguna duda
que la difusión de variedades modernas ha sido una
importante causa de la erosión genética, cuando las
campañas gubernamentales masivas animaron a los
agricultores a adoptar variedades modernas
empujándoles a abandonar muchas variedades
locales.La biotecnología ha incursionado en los
campos de la agricultura, la ganadería, la salud y el saneamiento
ambiental, con tendencias muy definidas.Las tendencias generales en el sector
agropecuario se refieren a:- Plantas transgénicas resistentes a plagas
(virus, bacterias, hongos, insectos y
herbicidas) - Plantas transgénicas resistentes a
factores abióticos: sequía, salinidad,
calor,
metales
pesados, etc. - Plantas transgénicas con
características mejoradas y/o nuevas: mayor
contenido de ciertos productos (proteína,
almidón, aceite, etc.), modificación del
contenido de aceite, madurez retardada,
etc. - Células y plantas transgénicas como
sistemas de
producción de metabolitos secundarios,
proteínas de uso terapéutico, anticuerpos
monoclonales, enzimas, plástico biodegradable,
etc. - Mapas genómicos de cultivos principales
con el propósito de hacer más eficiente y
rápido el fitomejoramiento
tradicional. - Reemplazo de agroquímicos por productos de
origen biológico: biofertilizantes, bioinsecticidas,
bioherbicidas, control biológico de plagas,
biopesticidas, etc.
Las tendencias en la agricultura se orientan
hacia:- El incremento en el rendimiento, la productividad
y la calidad de los productos agrícolas: control del
crecimiento y del desarrollo de las plantas; desarrollo de
cultivares con rendimientos incrementados; desarrollo de
cultivares con mayor calidad nutricional o con mayor valor
agregado; mejoramiento de oleaginosas; y
preservación de la cantidad y calidad de los
productos (granos, tubérculos, etc.) durante su
almacenamiento para evitar
pérdidas. - Disminución en el tiempo y costo de
programas
de fitomejoramiento: cultivo de tejidos o micro
propagación in Vitro, y fitomejoramiento dirigido y
no al azar. - Producción de metabolitos, especialmente
metabolitos secundarios; proteínas humanas de uso
terapéutico; anticuerpos monoclonales para sistemas
de diagnóstico; y enzimas de uso
industrial. - Biopesticidas y control biológico:
utilización de feromonas en el manejo de plagas de
insectos; utilización de hormonas
juveniles para evitar la maduración de larvas; uso
de bacterias (Bacillus thuringiensis); y uso de
patógenos naturales. - Plantas como modelo
genético. - Virología molecular.
- Evaluación y utilización de la
diversidad genética.
En el sector pecuario las tendencias se orientan
hacia:- El incremento en la productividad y calidad de
carne y leche (uso de hormonas). - Producción de elementos de alto valor
agregado en animales transgénicos
(antibióticos, vitaminas y
enzimas). - Producción de nuevas vacunas
e inmunización intracelular. - Desarrollo de métodos de diagnóstico.
- Animales transgénicos como un modelo
de estudio de enfermedades humanas.
LA BIOTEGNOLOGIA
A fines de los 80, una publicación de
Monsanto indicaba que la biotecnología
revolucionaría la agricultura en el futuro con
productos basados en los métodos propios de la
naturaleza, haciendo que el sistema
agrícola sea más amigable para el medio
ambiente y más provechoso para el agricultor.
Más aún, se proporcionarían plantas con
defensas genéticas autoincorporadas contra insectos y
patógenos. La mayoría de las innovaciones en
biotecnología agrícola son motivadas por
criterios económicos más que por necesidades
humanas, por lo tanto la finalidad de la industria
de la ingeniería genética no es
resolver problemas agrícolas sino obtener ganancias.
Más aún, la biotecnología busca
industrializar la agricultura en mayor grado e intensificar
la dependencia de los agricultores en insumos industriales,
ayudados por un sistema de derechos de
propiedad
intelectual que inhibe legalmente los derechos de
los agricultores a reproducir, intercambiar y almacenar
semillas. Al controlar el germoplasma desde la semilla hasta
la venta y
forzar a los agricultores a pagar precios
inflados por los paquetes de semilla-químicos, las
compañías están dispuestas a obtener el
mayor provecho de su inversión.Debido a que las biotecnologías requieren
grandes capitales, ellas continuarán condicionado el
patrón de cambio de
la agricultura en los Estados
Unidos, aumentando la concentración de la
producción agrícola en manos de las grandes
corporaciones. Como en el caso de otras tecnologías
que ahorran mano de obra, al aumentar la productividad, la
biotecnología tiende a reducir los precios de
los bienes y a
poner en marcha una maquinaria tecnológica que deja
fuera del negocio a un número significativo de
agricultores, especialmente de pequeña escala. El
ejemplo de la hormona de crecimiento bovino confirma la
hipótesis de que la
biotecnología acelerará la desaparición
de las pequeñas fincas lecheras.Si la Revolución Verde ignoró a los
agricultores pequeños y de escasos recursos,
la biotecnología exacerbará aún
más la marginalización porque tales
tecnologías, que están bajo el control de
corporaciones y protegidas por patentes, son costosas e
inapropiadas para las necesidades y circunstancias de los
grupos
indígenas y campesinos. Ya que la biotecnología
es una actividad principalmente comercial, esta realidad
determina las prioridades de qué investigar,
cómo se aplica y a quién beneficiará. En
tanto el mundo carece de alimentos y sufre de contaminación por pesticidas, el foco
de las corporaciones multinacionales es la ganancia, no la
filantropía. Esta es la razón por la cual los
biotecnólogos diseñan cultivos
transgénicos para nuevos tipos de
mercado o para sustitución de las importaciones, en lugar de buscar mayor
producción de alimentos. En general las
compañías de biotecnología dan
énfasis a un rango limitado de cultivos para los
cuales hay mercados
grandes y seguros,
dirigidos a sistemas de producción de grandes
capitales. Como los cultivos transgénicos son plantas
patentadas, esto significa que campesinos pueden perder los
derechos sobre su propio germoplasma regional y no se les
permitirá, según el GATT,
reproducir, intercambiar o almacenar semillas de su cosecha.
Es difícil concebir cómo se introducirá
este tipo de tecnología en los países del
tercer mundo de modo que favorezca a las masas de
agricultores pobres. Si los biotecnólogos estuvieran
realmente comprometidos en alimentar al mundo,
¿porqué los genios de la biotecnología
no se vuelcan a desarrollar nuevas variedades de cultivos
más tolerantes a las malezas en vez de a los
herbicidas? ¿O por qué no se desarrollan
productos más promisorios de biotecnología como
plantas fijadoras de nitrógeno o tolerantes a la
sequía?Los productos de la biotecnología
debilitarán las exportaciones de los países del tercer
mundo, especialmente de los productores de pequeña
escala. El
desarrollo, vía biotecnología, del producto
es apenas el comienzo de una transición a edulcorantes
alternativos que reemplazarán al mercado
del azúcar del tercer mundo en el futuro.
Se estima que alrededor de 10 millones de agricultores de
caña de azúcar en el tercer mundo
podrían enfrentar una pérdida de su sustento
cuando los edulcorantes procesados en laboratorio comiencen a
invadir los mercados
mundiales. La fructosa producida por la biotecnología
ya ha capturado cerca del 10% del mercado
mundial y ha causado la caída de los precios del
azúcar, dejando sin trabajo a cientos de miles de
trabajadores.Pero tal limitación de las oportunidades
rurales no se limita a los edulcorantes. La expansión
de las palmas aceiteras clonadas incrementarán de
manera sustancial la producción de aceite de palma con
dramáticas consecuencias para los agricultores que
producen otros aceites vegetales.LA BIOTECNOLOGÍA NO ES
ECOLÓGICAMENTE DAÑINA Y DARÁ ORIGEN A
UNA AGRICULTURA SOSTENIBLE LIBRE DE
QUÍMICOS.La biotecnología se está desarrollando
para parchar los problemas causados por anteriores
tecnologías con agroquímicos (resistencia a los
pesticidas, contaminación, degradación del
suelo, etc.) los cuales fueron promovidos por las mismas
compañías que ahora son líderes de la
bio-revolución. Los cultivos transgénicos
desarrollados para el control de plagas siguen fielmente el
paradigma
de los pesticidas de usar un solo mecanismo de control que ha
fallado una y otra vez con insectos, patógenos y
malezas. Los cultivos transgénicos tienden a
incrementar el uso de los pesticidas y acelerar la evolución de súper malezas y
plagas de razas de insectos resistentes. El enfoque un gen
resistente – una plaga ha sido superada fácilmente por
las plagas, las cuales se adaptan continuamente a nuevas
situaciones y evolucionan mecanismos de
detoxificación.Hay muchas preguntas ecológicas sin respuesta
referentes al impacto de la liberación de plantas y
microorganismos transgénicos en el medio
ambiente. Entre los principales riesgos asociados con las
plantas obtenidas por ingeniería genética
está la transferencia no intencional de los
¨trangenes¨ a parientes silvestres de los cultivos y
los efectos ecológicos impredecibles que esto
implica.Por las consideraciones mencionadas, la teoría agro ecológica predice
que la biotecnología exacerbará los problemas
de la agricultura convencional y al promover los monocultivos
también socavará los métodos
ecológicos de manejo agrícola tales como la
rotación y los policultivo.COMO ESTÁ CONCEBIDA, EN LA ACTUALIDAD LA
BIOTECNOLOGÍA NO SE ADAPTA A LOS IDEALES AMPLIOS DE
UNA AGRICULTURA SOSTENIBLE.A fines de los 80, una publicación de
Monsanto indicaba que la biotecnología
revolucionaría la agricultura en el futuro con
productos basados en los métodos propios de la
naturaleza, haciendo que el sistema
agrícola sea más amigable para el medio
ambiente y
más provechoso para el agricultor (OTA, 1992).
Más aún, se proporcionarían plantas con
defensas genéticas auto incorporadas contra insectos y
patógenos. Desde entonces, muchas otros han prometido
varias otras recompensas que la biotecnología puede
brindar a través del mejoramiento de cultivos. El
dilema ético es que muchas de estas promesas son
infundadas y muchas de las ventajas o beneficios de la
biotecnología no han podido o no han sido hechos
realidad. Aunque es claro que la biotecnología puede
ayudar a mejorar la agricultura, dada su actual
orientación, la biotecnología promete mas bien
daños al medio ambiente, una mayor
industrialización de la agricultura y una
intrusión mas profunda de intereses privados en la
investigación del sector
público. Hasta ahora la dominación
económica y política de las corporaciones
multinacionales en la agenda de desarrollo agrícola ha
tenido éxito a expensas de los intereses de
los consumidores, campesinos, pequeñas fincas
familiares, la vida silvestre y el medio ambiente.Es urgente para la sociedad
civil tener y una mayor participación en las
decisiones tecnológicas para que el dominio que
ejercen los intereses corporativos sobre la investigación científica sea
balanceado por un control público más estricto.
Las organizaciones públicas nacionales e
internacionales tales como FAO, CGIAR, etc., tendrán
que monitorear y controlar que los conocimientos aplicados no
sean propiedad
del sector privado para proteger que tal conocimiento
continúe en el dominio
público para beneficio de las sociedades
rurales. Debe desarrollarse regímenes de
regulación controlados públicamente y
emplearlos para monitorear y evaluar los riesgos sociales y
ambientales de los productos de la
biotecnología.Finalmente, la tendencia hacia una visión
reduccionista de la naturaleza y la agricultura promovida por
la biotecnología contemporánea debe ser
revertida por un enfoque más holístico de la
agricultura, para asegurar que las alternativas agro
ecológicas no sean ignoradas y que sólo se
investiguen y desarrollen aspectos biotecnológicos
ecológicamente aceptables. Ha llegado el momento de
enfrentar efectivamente el reto y la realidad de la
ingeniería genética. Como ha sido con los
pesticidas, las compañías de
biotecnología deben sentir el impacto de los
movimientos ambientalistas, laborales y campesinos de modo
que reorienten su trabajo para el beneficio de toda la
sociedad y la
naturaleza. El futuro de la investigación con base en
la biotecnología estará determinado por
relaciones de poder y no
hay razón para que los agricultores y el
público en general, si se le da suficiente poder, no
puedan influir en la dirección de la biotecnología
cosa que cumpla con las metas de la
sostenibilidad.LA MECANIZACIÓN AGRÍCOLA COMO PARTE
DE LOS ADELANTOS TECNOLOGICOSLa alta degradación de suelos a
nivel nacional ha estado
relacionada con problemas de alta susceptibilidad de los
suelos a procesos como la erosión y la
compactación, que han sido acentuadas o generadas en
muchos casos por la intervención del hombre a
través de los sistemas de labranza y de manejo del
cultivo, que, en la mayoría de los casos, no se han
realizado de acuerdo con las exigencias que un suelo
frágil requiere para mantener su capacidad productiva.
La diversidad del trópico exige manejo de los recursos
naturales específicos para cada zona, de acuerdo
con su susceptibilidad a la erosión y la
compactación, la intensidad y duración de las
lluvias, contenidos de materia orgánica, topografía del terreno y sistemas de
producción establecidos. Esta línea de
investigación busca diseñar y evaluar sistemas
de labranza más sostenibles considerando las
características biofísicas,
socioeconómicas y tecnológicas de los diversos
sistemas de producción, con el fin de recuperar y
mantener la capacidad productiva de los sistemas de
producción en el tiempo.Tratando de resolver la problemática
descrita, en suelos destinados al cultivo de arroz en Arauca,
se aprecia el efecto de la intervención de los suelos
sobre sus características, lo cual indica que la
intervención o mecanización excesiva, originan
cambios negativos en éstos. Por lo anterior, se
requiere el uso de sistemas de labranza profunda y la
adición de materiales
orgánicos. La resistencia a la penetración en
lotes intervenidos fue mayor en 1999 en comparación
con 1998, entre 0-5 cm en 1998, fue de 0.62 Mpa y en 1999 fue
de 1.17 Mpa, esta tendencia continúa hasta los 30 cm
de profundidad. Efecto contrario ocurre en el lote no
intervenido donde en los primeros 20 cm la resistencia a la
penetración fue mayor en 1998.Efectos similares se encuentran para densidad
aparente y porosidad total, la cual es superior al 40% en los
primeros 10 cm de suelo. Se observa una menor densidad
aparente, resistencia a la penetración y mayor
porosidad en los primeros 20 cm con los tratamientos de
cinceles, en comparación con la labranza convencional,
en tanto que no hay respuesta clara entre sistemas de
labranza, uso de coberturas (G y L) y niveles de
encalamiento. Esta misma situación de respuesta
positiva a la labranza se ha encontrado para el cultivo de
maíz
en suelos oxisoles e inceptisoles, el mejor sistema de
labranza es el reducido (cincel vibratorio), con aumentos de
M.O. (1.1-1.6%), P (34-22 ppm) y Ca (1.08-2.0 meq/100g);
disminución de la resistencia del suelo en los
primeros 6 cm de profundidad y de la densidad aparente
(1.25-1.37 g/cc) y aumento de la porosidad total
(52.3-50.1%)..En suelos del piedemonte llanero en el sistema
de rotación arroz-soya, las mayores variaciones de
densidad aparente (g/cc) están en los primeros 10 cm,
encontrándose una disminución de ésta
con la labranza convencional (1.21 g/cc), en
comparación con la densidad aparente inicial (1.36).
Los demás sistemas de labranza reducida y directa
presentan valores
superiores a 1.41 g/cc. Por debajo de los 10 cm de
profundidad los cambios en densidad aparente, son menores en
todos los sistemas de labranza y en la mayoría de los
casos se encuentran valores
inferiores al estado inicial, efecto éste que es
más evidente con los sistemas de siembra reducida y
siembra directa con las dos rotaciones
(gramínea-gramínea y
gramínea-leguminosa). Los menores valores de
resistencia a la penetración se encuentran con la
labranza reducida, principalmente entre 6 y 30 cm de
profundidad (1.4-1-7 Mpa), seguida por la labranza
convencional y los sistemas de siembra directa. En la mayor
parte del perfil del suelo, los
valores de resistencia a la penetración en
el estado
inicial, son superiores a los sistemas de labranza
evaluados.La evaluación de la cobertura en el suelo
por el método de transecto, permitió ver que
las mayores coberturas se encontraron con los sistemas de
siembra directa en la rotación
gramínea-gramínea (65.3%) y siembra directa con
rotación gramínea-leguminosa (50.2%), valores
éstos diferentes estadísticamente entre
sí y altamente significativos con relación a
los obtenidos con labranza convencional (5.3%) y labranza
reducida (3.0%). De otra parte, la mayor presencia de malezas
se encontró en las labranzas con menor cobertura,
(53%) en reducida y (43.0%) en convencional, mientras que en
las labranzas con mayor cobertura se encontró un menor
porcentaje de malezas, (39.6) en siembra directa
(gramínea-gramínea) y (27.3%), en siembra
directa (gramínea-leguminosa).Se investigó para el cultivo de arroz secano
(Oryzica Sabana 10), en condiciones de los Llanos Orientales
el efecto de tres sistemas de labranza, en la erosión
del suelo, en términos de láminas de
escorrentía, pérdidas de suelo en erosionados,
pérdidas de nutrientes en erosionados, rendimientos y
la relación precipitación-escorrentía.
Los tratamientos utilizados fueron: labranza Convencional (2
pases de rastra), labranza reducida (1 pase cincel
rígido + 1 pase de cincel vibratorio) y siembra
directa (aplicación de herbicidas + Máquina de
siembra directa). Se encontró que los tres
tratamientos de labranza, inicialmente presentaron
pérdidas de suelo significativamente diferentes. En el
tercer mes estas pérdidas fueron semejantes. El
tratamiento de labranza reducida (Cinceles) presentó
la mayor tasa de pérdida de suelo durante el ciclo
(0.7 Kg/m2), seguido por labranza convencional (0.5 Kg/m2), y
finalmente la siembra directa (0.35Kg/m2).Las láminas de escorrentía presentaron
la misma tendencia que las pérdidas de suelo, siendo
mayor en la labranza reducida, y menor en la siembra directa
(21% y 6% de la precipitación total). En los
erosionados se encontró que la mayor pérdida de
materia orgánica correspondió a la labranza
reducida (218Kg/ha), seguida por la convencional (156 Kg/ha)
y por la siembra directa (126 Kg/Ha). En ese mismo orden de
sistemas de labranza, fueron las pérdidas de
fósforo, calcio, magnesio y potasio. Como
conclusión general de este trabajo, se encontró
que los rendimientos (4Ton/Ha) no fueron significativamente
diferentes, siendo el más alto para la labranza
reducida y el menor para la labranza convencional. Las
pérdidas de suelo para la labranza reducida fueron el
doble de las pérdidas de siembra directa y esta
diferencia se debió al efecto de las lluvias en la
etapa inicial de desarrollo del cultivo.Con este trabajo se quiere que el estudiante a
través de la investigación y la lectura
de textos obtenga un mayor conocimiento de lo que es la
aplicabilidad de la química en los sectores
agrícola y pecuario pues esta será de gran
importancia en el desarrollo de su carrera como
técnico en agropecuaria.El estudiante tendrá mayores y mejores
conocimientos de los temas que abarca su carrera, la
importancia y aplicabilidad en el mundo en que hoy vivimos,
entenderá como con el uso indiscriminado de
agroquimicos; puede alterar la composición del suelo,
crear mutaciones en las plantas y los animales y degenerar la
producción y por ende hacer a los humanos más
propensos a adquirir enfermedades; o como a través de
la química puede desarrollar técnicas que
mejoren la producción de productos agrícolas de
una forma más sana empleando métodos
artesanales de producción.
http://www.agropecstar.com/portal/doctos/clima%20y%20agua.htmhttp://www.arrakis.es/~lluengo/nutricion.html
http://www.cci.org.co/Manual%20del%20Exportador/tendencias_internac/tendencias_int12.htmhttp://www.fao.org/DOCREP/V5290S/v5290s53.htm#TopOfPage
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http://www.fertilizar.org.ar/articulos/Importancia%20del%20fosforo%20organico%20del%20suelo.htmEnciclopedia Lumina, NORMA; Edición
2001.
http://www.mirat.net/fertilizantes/nutricion/alimentplanta.htmhttp://www./Cultivos%20Transgénicos%20Introducción%20y%20Guia%20a%20Recursos.htm
DIANA CAROLINA
LONDOÑOInstituto Técnico Agrícola
Establecimiento público de educación superior
Carreras técnicas profesionales
Técnica profesional agropecuaria
Guadalajara de Buga
- Transporte de los Alimentos Digeridos a las
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