YUCA AMARGA (Manihot esculenta Crantz), PARA LA ALIMENTACIÓN ANIMAL
No 6 por Jorge Morales G. y Edgar Aguilar B.
En memoria de Edgar Aguilar
Instituto Nacional de Innovación y Transferencia en Tecnología Agropecuaria
MAG -Costa Rica
Junio de 2023
La yuca amarga en la alimentación animal. 2023. J. Morales G. y E. Aguilar
I. ÁCIDO CIANHÍDRICO (HCN) EN LA YUCA AMARGA
1. Que es el ácido cianhídrico. Referencias a niveles de HCN en alimentación animal
El ácido cianhídrico (HCN) es un tóxico de ocurrencia natural que se presenta en algunos productos agrícolas utilizados en la alimentación humana y animal, y que por lo tanto su consumo supone un riesgo para la salud de ambos. Por ejemplo, en el sorgo, en la manzana, en las almendras, en la misma yuca dulce, etc. También pueden ocurrir contaminaciones de ocurrencia industrial, por ejemplo, en el agua “potable”. Según USEPA, citado por WHO (2009) la concentración de cianuro (radical libre del HCN), que es el agente tóxico principal, usualmente se le encuentra en el agua de bebida, aunque en concentraciones bajas. Se presenta en la mayoría de las aguas superficiales en USA y su concentración es menor a 3,5 µg/l (ppb). El HCN, también llamado ácido prúsico, es un ácido débil, es líquido o gas, incoloro a azul pálido, con un ligero olor amargo a almendra (WHO 2009), soluble en agua y alcohol, con un punto de ebullición de 25,7 °C.
El HCN existe en forma natural en muchas condiciones y formas, incluso como, glucósidos cianogénicos, en al menos 2000 tipo de plantas; es usado ampliamente en procesos industriales, por lo que su producción anual ronda los 1,4 millones de toneladas.
Una de ellas, es la producción de almidón de yuca, donde grandes cantidades de cyanoglucósidos son liberados, hidrolizados por enzimas naturales de la planta, conduciendo a la concentración en los remanentes líquidos tan altos como 200 mg/l (ppm), Siller y Winter, 1998, citado por WHO 2009.
Raíz entera de yuca secada apropiadamente puede reemplazar maíz en raciones de monogástricos si el HCN no excede las 100 ppm en el alimento final (metionina y lisina tiene que ser adicionadas además de una fuente apropiada de proteína. Tewe, O.O. and G.N. Egbunike. FAO Utilization of cassava in nonruminant livestock feeds
El principal componente de la raíz de la yuca es el almidón, que al igual que el maíz es altamente digestible a nivel del rumen, en el caso de bovinos y por tanto es fuente de energía en la alimentación animal. La raíz de yuca tiene muy bajos contenidos de proteína cruda, promedio 3% comparado con un 9 % en el maíz.
La cáscara de la raíz, así como el follaje tienen contenidos más altos de HCN que la raíz. El alto contenido de HCN es tóxico para el humano y el animal. En el caso de la yuca amarga, los niveles tolerables en alimentación animal indican un máximo de 100 ppm.
WHO indica que a través del agua potable es posible ingerir cianuro, pero no se conoce exactamente esa cantidad, pero que sin embargo se espera que esos niveles sean menores a 10 µg/día. La fuente de mayor exposición de las personas que no consumieran alimentos que contienen cianuro, incluida la yuca, es el humo del cigarro. Dicho lo anterior, es importante considerar aquellas poblaciones expuestas a niveles altos de yuca u otros componentes dietéticos con altas concentraciones de glucósidos cianogénicos. Dosis diarias por vía oral de 2,9 – 4,7 mg de cianuro se considera no dañino para humanos. a Nartey (1980); Honig et al. (1983); FAO/WHO (1993); ATSDR (1997). Citados por WHO 2009
La yuca fresca cruda, contiene glucósidos cianogénicos (compuestos de HCN) que son tóxicos para los animales monogástricos y con el proceso de ensilado se elimina este efecto tóxico. El ensilado de yuca es el procedimiento más sencillo y eficaz, que no sólo reduce la concentración
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de HCN a valores sin riesgo para los animales monogástricos, sino que también se utiliza para conservar el valor nutritivo del tubérculo cosechado para su uso eficaz en épocas críticas para la alimentación de los animales (Kayouli y Lee 1998). Sin dudas el ensilado es una tecnología fácilmente accesible para los campesinos. Los primeros antecedentes sobre el ensilado de raíces de yuca parecen ser los del experimento de Castillo et al (1964), en las Filipinas citado por Ly (1998).
Conversión del ácido cianhídrico por consumo de yuca en la vaca lechera. Reportes en la literatura indican que el cianuro de hidrógeno de la yuca es transformado en tiocianato (SCN-), sustancia no tóxica en la vaca lechera, parcialmente eliminado a través de la leche (Supreena et al 2018). Además, se ha observado que el tiocianato, es un agente activo en el sistema lactoperoxidoso de la leche con una función antimicrobal, lo cual permite aumentar la vida media de anaquel de la leche. Las cáscaras de yuca utilizadas en estos estudios tenían niveles de HCN en el rango de 364,2 – 814,7 ppm (Tewe & Lyayi, 1989 citado por Supreena et al 2018) también sufre degradaciones en la leche, en otras sustancias como, hipoyodito y ácido hipoyódico, los cuales tienen potentes propiedades antibacteriales con un efecto favorable.
Castillo et al (1964) observaron que después de 105 días de conservación de las raíces, sólo pudo encontrarse en el ensilado un 10% del total de cianoglucósidos presentes originalmente en el material. Estos resultados coinciden con otras investigaciones realizadas que demuestran que el ensilado de cultivos y tubérculos es una opción muy apropiada y aconsejable para la conservación de estos productos por períodos prolongados (Lien et al 1994; Bouqué y Fiems 1988; Hadjipanayiotou 1993, 1994; Kayouli 1989; Kayouli et al 1993).
Del mismo artículo anterior de Devendra. La yuca es de alta calidad para alimentar vacas lecheras: la mantequilla es más firme, no mancha la leche y es eficientemente utilizada por la vaca. Generalmente aumenta la producción de leche, aumenta la ganancia de peso vivo y reduce la edad a primera monta y el número de servicios por concepción.
EL consumo de a yuca produce más ácido propiónico que la melaza en el rumen. Devendra deja ver la posibilidad a partir de ciertos resultados propios y de la literatura, que alguna cantidad de almidón de la yuca podría escapar intacta del rumen y que sea asimilada en el intestino delgado a través de la enzima amilasa, sin embargo, no hay suficientes estudios que indique si habría una utilización más eficiente de esta fuente de energía, como consecuencia de ello, como si se ha observado en el maíz. La yuca también mejora el uso de N y la retención de N. Urea en la dieta. La utilización de la urea en la dieta como fuente principal de proteína en el rumen se debió más que nada a la presencia de yuca, lo cual ha sido evidente en estudios comparativos con maíz y melaza. La yuca en presencia de metionina incrementa la digestibilidad de la fibra en el rumen. Ya antes había sido observado este efecto favorable de aminoácidos asufrados. como la metionina y la cisteína en la actividad de bacterias celulolíticas en el rumen.
Se conoce poco acerca de la toxicidad del HCN en rumiantes, pero la evidencia hasta el momento indica que el suministro entre 20 a 80 % de trozos secos de yuca y raíces trozada no produce ningún problema de salud animal. Esto se puede deber a que se trató de variedades dulces,
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porque cuando se han suministrado hojas frescas crudas de variedades amargas en cantidades de 180 a 240 mg/kg en base fresca si se han observado efectos tóxicos crónicos.
El trébol blanco contiene glucósidos cianogénicos equivalentes a 129 mg/100 gr de MS (1290 ppm) y sin embargo no produjo efectos nocivos en vacas lecheras, pero el tiocianato en plasma si aumentó, dando evidencia del efecto metabólico (Buttler et al 1957). Varias especies de Cynodon contienen HCN, sin embargo, no hay reportes de ningún efecto serio en rumiantes (Henderson Research Station 1970), pero, por otro lado, altos niveles de cianógenos (180 ppm HCN) en presencia de bajos niveles de yodo (+- 0,05 ppm) han sido reportados como causantes disfunción tiroidea (Herrington et al 1971) en ovejas pastoreando Cynodon plectostachyos. Workerno han sido reportados si aumentó Nevertheless, white clover containing cyanogenic. Worker (1957) observó niveles constantes de tiocianato en sangre durante toda la estación en vacas Jersey en pastoreo de trébol blanco, además que el deshecho de tiociaanato vía orina podría ser mayor que en ovejas, se sugiere entonces mecanismos alternativos de desintoxicación. Esto quiere decir que es necesario investigar más sobre niveles detoxicidad de cianógenos y otros efectos dañinos en rumiantes. De cualquier manera, el contenido de cianuro en productos procesados de la yuca es considerable menor que en la yuca fresca (Gomez 1983).
Gallego y García 2020, citan v arias fuentes que indican que la yuca es altamente energética, con muy poco valor proteico, pero contienen cantidades significativas de vitamina C, tiamina, riboflavina, y niacina. Las raíces de la yuca tienen un aproximado de 30 a 40% de materia seca. El almidón y los azucares son los componentes predominantes (aproximadamente un 90%) de la materia seca siendo el almidón mucho más importante. La energía metabolizable de la yuca seca es de 3500 a 4000 kcal/g, es similar a la de la harina de maíz (Cock, 1989). COCK, JAMES H. (1989). La yuca, nuevo potencial para un cultivo tradicional. Cali Colombia: Centro Internacional de Agricultura Tropical, 1989. 240 p. ISBN 84-89206-82-I. La corteza de la raíz o cáscara contiene mayor concentración en base seca (2 a 48 veces en diferentes variedades) de cianuro que el parénquima de la pulpa (Gómez 1983). Por ejemplo, en la variedad local Llanera, el contenido de Cianuro en ppm fue de (73 vs 3210) en pulpa vs cáscara.
de
de
y
Prácticamente la concentración de cianuro en la pulpa es muy estable, no es afectada por la edad (9 a 12 meses) de la planta. Mientras que en la corteza la edad de la planta si reduce la concentración, (siguiente comentario del presente documento no del autor citado) sin embargo los niveles en la corteza son tan altos que pareciera que su reducción es irrelevante en términos de los niveles deseables para su consumo humano o animal.
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Cuando Europa (antes de 1983) importaba trozos secos de yuca de Asia, para la producción animal, estableció como nivel estándar de contenido de cianuro, menos de 100 ppm, en el producto (Gómez 1983). Esto se lograba con yucas de bajo contenido de cianuro, no con las altas. El secado reduce el contenido de cianuro hasta en un 20 a 30 % del contenido en la yuca fresca. Del 60 al 80 % de ese residuo se presenta en forma de cianuro libre.
La información disponible sobre la yuca como alimento animal sugiere que procesos normales de secado (secado solar o artificial), reducen considerablemente el contenido de cianuro de las raíces a niveles relativamente bajos en harina de yuca, los cuales no son tóxicos cuando son incorporados en dietas balanceadas de animales en crecimiento. Gómez, G M. Valdivieso ,D. de la cuesta, K. kawano 1984.
La mayoría de las variedades estudiadas mostraron contenidos de cianuro en el rango de 200 a 600 ppm. El secado solar o en horno redujo ese contenido en los trozos secos entre un 15 y un 30 % del contenido original en los trozos frescos.
Estos estudios sobre el uso de la yuca en la alimentación animal se remontan a los años 48 con un gran auge en los años setenta. Aproximadamente de los años 60 a principios de los ochentas también hubo un gran auge en el uso de la yuca en la alimentación animal en Europa cuando esta zona no era competitiva en la producción del maíz, situación que cambio cuando los europeos decidieron entrar en la competencia emulando a los gringos con sus grandes subvenciones al sector.
2. Contenido de HCN en las variedades de yuca amarga en evaluación en Costa Rica para la alimentación animal
La literatura indica que el procesamiento, en forma de harina o de ensilaje, reducen significativamente los altos contenidos de ácido cianhídrico en la yuca amarga. En vista de que el objetivo principal del proyecto de yucas amargas del INTA, es la alimentación animal, se realizó un estudio del 2018 al 2019 para observar la desaparición del HCN en ensilaje de yuca amarga.
Para ello se elaboró ensilaje sin inoculo y se empaco en bolsas de 20 kg. Se enviaron al laboratorio del CATIE donde se abrieron tres réplicas del ensilaje semanalmente durante 3 meses, y se le determino su contenido de HCN. Los resultados obtenidos (ver gráfico) indican que el ensilaje ingresó con 250 ppm de HCN y que éste ya había descendido a 63 ppm a los 28 días y a los 63 días había alcanzado y nivelado esa concentración en cerca de las 50 ppm. Como referencia, muestras frescas recién cosechadas, de yuca dulce (Valencia) y yuca amarga (INTA2) se analizaron también reportándose contenidos de 77,5 y 400 ppm de HCN.
Estos valores permitieron establecer que antes de suministrar la yuca amarga en forma de ensilaje a los animales, deberá conservarse y abrirse después de 60 días, para asegurar la salud de los animales. Observaciones de campo no experimentales (Marco Huerta 2019, comunicación personal) indican, sin embargo, consumos de hasta 15 kg diarios de ensilaje de yuca en toros de Gráfico 1. Manejo del contenido de ácido cianhídrico en yucas amargas a través del ensilaje.
engorde con aumentos diarios sobre los 1200 gramos y sin ningún detrimento en la función ruminal, después de seis meses bajo esta dieta: ensilaje cuya única diferencia en el procesamiento fue la adición de un inoculo basado en Lactobacillus. Para corroborar este efecto de la inoculación del ensilaje sobre el aumento en el consumo de los animales, se llevó un estudio experimental de consumo en toretes destetados bajo pastoreo. El consumo alcanzo en este tipo de a animales hasta los 8 kg diarios durante tres meses sin ningún efecto negativo en los animales (Morales et al 2020).
II. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LAS CUATRO VARIEDADES EN ETAPAS AVANZADAS DE EVALUACIÓN
1) Brotación esperada de las estacas sembradas. Se debe indicar que, dependiendo de la variedad, del manejo, de la semilla, las condiciones de siembra (preparación de terreno, características del suelo -fertilidad, drenaje, básicamente), ubicación del lote (altura sobre nivel del mar y exposición solar) y manejo en general, donde máxima radiación solar y buen drenaje son claves, así será la producción de yuca que se pueda obtener.
La primera manifestación de éxito de la siembra de un lote es el porcentaje de brotación que se logre, por lo cual se recomienda hacer resiembras oportunas. Las experiencias observadas en diferentes localidades donde se evaluaron las variedades indican, según cuadro siguiente que en general se puede obtener un 85 % de brotación y esta se considera satisfactoria (Cuadro siguiente). En el caso de las yucas amargas se recomienda la siembra en lomillos para asegurar que exceso de agua por lluvias u otros motivos, no provoquen perdidas de semilla o al final de raíz por pudrición. La siembra se recomienda hacerla a metro en cuadro o su equivalente dependiendo de la separación que se logre entre lomillos, por lo tanto, el promedio de plantas a sembrar por hectárea es de 10 mil y si se espera un 85 % de brotación, se lograría 8500 plantas por ha. Los resultados de producción que se presentan en los siguientes cuadros, se calculan con base a ese 85 % de brotación esperada. En cuadro incrustado en página 12, se indica otros detalles de siembra de estas variedades que debe considerarse.
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1 eliminado EJN por brotación extremadamente mala (pudrición por exceso de humedad de riego) Morales 2019.
2) Evaluaciones y localidades
Las primeras evaluaciones de las yucas amargas se realizaron entre el 2009 y el 2012. A partir de estas evaluaciones se identificaron las 4 variedades promisorias. Luego se iniciaron procesos de multiplicación de estas 4 variedades, principalmente en la Estación Experimental Los Diamantes, con el objetivo de ampliar estudios comparativos y de producción en un rango más amplio de localidades a nivel nacional. El siguiente mapa indica el trabajo que se hizo en todas las regiones.
REGIONHUETARNORTE
•ModeloIntensivosostenibleLechería TropicalFreddyCarmonaenSanVito deCutris1,5ha+semillerode500m2
REGIONCHOROTEGA
UBICACIÓN DE LOS SITIOSDONDEEL INTA HA DISTRIBUIDOLASVARIEDADES DEYUCA AMARGA PARA EVALUACIONES, SEMILLEROS Y PRUEBAS DESECADOY ENSILAJE
•ModeloIntensivoSostenibleGanaderíadeCría deOtonielMongeenCañasDulcesdeLiberia 1000m2
•PequeñasganaderíadeSilviaRivas;Armando Cárdenas,AlbertoMedinaCañas-Abangares3000 m2
GanaderíadeGilbertoRojasColoradoAbangares 250m2
REGIONPACIFICOCENTRAL FincadeEduardoVargas QuebradaAmarillaGarabito1000m2
REGIONBRUNCA
•ModeloIntensivoengordeestabuladodeJorge MirandaenLaColoniadePZ1000m2
•GanaderíadecríadeJavierTorresenPZ1000 m2
•GanaderíadecríadeJesusSolísenPZ1000 m2
PROYECTO Uso de la yuca amarga en sustitución del maíz amarillo importado en la alimentación animal: componente ensilaje de raíz Para la producción de leche y de carne de bajo costo especialmente de la lechería tropical (lechería )de bajura
REGIONHUETARCARIBE
ProductordeRodrigoAlfaroenSarapiquí1ha
REGIONHUETARNORTE
•LecheríaespecializadaHolsteindeAndrés AragonésenSucredeSanCarlos1000m2
REGIONCHOROTEGA
PequeñosparcelerosdeCañasyFalconiana EdwinArceyOdilónCampossemillerosde250m2
PorcicultordeSanMigueldeCañasRonaldFallas 0,5has
ProductordelecheydecerdosLeyWangen Bagaces4hadelas4variedades
REGIONMESETACENTRALSUR
•MAGPuriscal8semillerosde250m2y4ensayos delas4variedadesen8AgenciasdeExtensión
Evaluacionesypruebasenfincasde:PedroGonzález; EdwinArce;OdilónCamposenDRAT;ConCNPLeche: JoséA MadrizLaVirgen;MarvinRojasRioCuarto; ArnulfoMonteroGuápiles;HalabienTurrialba; ITCR SanCarlos;JorreValaertLaPalmera;PitalC Chavez Pital;EdvinRojas,LosChiles;SoniaGarciaTicaban; Est ExpEJN-INTACañas;Est Exp LosDiamantesINTAGuápiles<,<comunidadIndígenaTerraba
Apartedeloindicado enelmapa, durante2017 al2019 separticipóen47 eventos,con2390 asistentes y se presentaron 50charlas dondesehablósobre elusodela yuca en laalimentaciónanimalespecialmentedelensilaje de raíz en lecheríatropical En 35deellosseentregó de 1 a10 (prom 5) estacasde yucapor persona para un grantotalde11950 estacasdiseminadas entodoelpaís
del país, básicamente durante el periodo del 2015 a la fecha. Entre el espacio de tiempo del 2012 y el 2015, la acción se enfocó en los estudios de procesos y de costos de la transformación de la raíz en harina y algunas pruebas con animales.
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La yuca amarga al igual que la yuca dulce, tiene un ciclo de cultivo de 10 a 12 meses. El material de siembra (tallos/estacas) está listo en 6 a 7 meses de la siembra. Se recomienda sembrarla sobre lomillos para asegurar que no haya pérdidas de semilla o de raíz por pudrición. Este cultivo es extremadamente resistente a sequía, si la planta ha logrado establecerse adecuadamente de los 2 a los tres meses, soporta perfectamente bien un periodo largo de sequía que con las lluvias vuelve a tomar fuerza y continuar su crecimiento. Puede producir en condiciones de baja fertilidad del suelo, pero responde muy bien a la fertilización.
Evaluaciones iniciales que dieron con la identificación de los materiales promisorios.
Es importante recordar que, por su historial ya de más de medio siglo de producción y exportación de la yuca dulce, en Costa Rica existe toda una estructura operativa detrás del cultivo, quizá con muchas áreas en que mejorar, pero que ofrece una oportunidad para la producción y uso de la yuca amarga para la alimentación animal. Una de las áreas existentes en el INTA, que ya contaba con un programa de raíces y tubérculos (R&T), que facilito asumir el compromiso de esta iniciativa con las yucas amargas, fue la pequeña capacidad instalada para la multiplicación de las plántulas en triplicado que llegaron en tubos de ensayo y que hoy 15 años después es toda una realidad.
Para el Programa Pecuario haber contado con los laboratorios de cultivo de tejidos de las Estaciones Experimentales, Carlos Duran y Los Diamantes, su personal y el profesional
FOTO 14. Proceso realizado con los materiales importados en el laboratorio de cultivo de tejidos
encargado del programa de R&T, garantizo la ejecución del proceso agronómico que permitió identificar los mejores materiales para la producción animal y continuar con los siguientes procesos que están abriendo oportunidades reales al sector pecuario, en particular al de producción de leche de bovinos, urgido en cambios fundamentales para poder enfrentar la competitividad que se avecina.
Todo este proceso inicial para poder tener suficientes plantas en campo y realizar la multiplicación vía estacas, que permitiera realizar una acción fuerte en la evaluación de campo para identificar los mejores materiales para Costa Rica se llevó cuatro años, del 2008 al 2011, dando los resultados esperados en el 2012. Los siguientes dos estudios realizados por el INTA (Aguilar 2011), muestran la producción de las 4 variedades que, además, por la vigorosidad y salud de las plantas, permitió identificarlas como las de mayor potencial de las 14 variedades evaluadas y con las cuales se continuaría el proceso en busca de opciones para la producción animal frente al maíz amarillo importado. El siguiente grafico muestra los tres materiales que se comportaron mejor en la zona norte de Costa Rica, con más de 40 y hasta casi las 60 toneladas de raíz por hectárea, producciones que, en referencia a las variedades dulces tradicionales de comercialización en Costa Rica, tal como la Valencia, alcanza apenas en promedio 15 ton/ha.
Un segundo estudio realizado en la región Huetar Caribe de Costa Rica se muestra en el siguiente gráfico, donde las mismas variedades anteriores mas una cuarta, la TAI 8 con producciones
La yuca amarga en la alimentación animal. 2023. J. Morales G. y E. Aguilar B.I
semejantes, sobre las 30 y hasta casi las 50 toneladas por hectárea. La designación de alta producción de las yucas amargas queda evidenciada en ambos estudios en Costa Rica.
Otro estudio realizado en los Chiles y Pococí confirma, las altas producciones de raíz de tres de las variedades.
CUADRO 2
III. ESTUDIOS DE PROCESAMIENTO DE LA YUCA AMARGA EN FORMA DE HARINA.
Paralelamente a las siguientes evaluaciones que se realizaron en diferentes regiones del país, para validar ese potencial de las variedades identificadas como promisorias, se llevó un proceso de producción propiamente de raíz de yuca para poder alimentar la primera acción del Programa pecuario del INTA, que fue la construcción de una planta procesadora de harina de yuca, para llevar adelante modelos reales de procesamiento y costos. Mientras los campos de producción se sembraban y cumplían su ciclo productivo, se construyó la planta, esfuerzo iniciado a finales del 2012 y culminada en mayo de 2014. De inmediato se procedió a la ejecución de los estudios planificados, considerando que, dentro de los planes originales, el objetivo se había focalizado en la producción de harina que pudiera sustituir el maíz en los concentrados para animales.
2016) de continuo trabajo relacionado con la producción de las 4 para alimentar los procesos de la planta procesadora, producción continua de harina, registro de eficiencia del proceso, costos, ajustes de procesos y análisis de resultados, los cuales se muestran en el cuadro siguiente, podemos observar que el costo en las mejores condiciones de producción fue de ¢301,44/kg (Prom. tc compra 2014-2016 ¢545,48/$). Aquí es importante revisar el entorno económico del país y de las materias primas importadas para la alimentación animal, en particular del maíz amarillo (calidad No 2), para valorar este resultado. Importante observar en la estructura de costos que el factor determinante es el costo de la materia prima (raíz), siguiéndole en orden decreciente el combustible y la mano de obra.
CUADRO 4
COSTOSDEPRODUCCIÓN(1)DEUNATONELADADEHARINAINTEGRALDEYUCA-PRODUCCIÓN1,12TM (2)
(1) Los costosdeproducciónseobtienenparacondiciones deplantaINTA
(2) Plantadeprocesamientodeharinadeyucaamáximacapacidad,duración1,6días
(3) Preciodeyucafresca
(4) Gas propano(92,000BTU/Gal)
(5) Sesuponedosjornales detrabajode8horas diarias,valordiario:₵9598,73
(6) Depreciación:10años Mantenimiento:2%anual Inversióninicial:US$95,150
US$1,0=Colones (Octubre2015) 540,43
Desde que inicio el proyecto en 2008 a partir de la Comisión Interinstitucional ad-hoc, conformada en el 2007 e impulsada por el INTA ante la solicitud del sector pecuario en evento público en mayo del 2007, realizado en sede del IICA, en San José, Costa Rica, hubo dos eventos de precios altos del maíz amarillo que preocuparon al sector, el primero en el 2006-2008 que dio pie a esta solicitud al INTA y otro en el 2012 por sequía en la faja maicera en USA, ambos eventos que no solo preocupo al sector por los altos precios, sino por el posible desabasto, ante la iniciativa mundial de mover esfuerzos hacia la producción de biocombustibles a partir del maíz amarillo, ante el alto precios de los combustibles hidrocarburos y el cambio climático. Para el 2014 -2016 ya habían bajado los precios del maíz, no a los precios previos pero menores a los picos alcanzados 2008 $144 -$282; 2012 $150-$320 y recientemente 2020 a la fecha $166-$344 (Indexmundi, 2008, 2012 y 2023).
Competitividad de la harina de yuca.
Hacer un análisis rápido de los costos de producción de la harina de yuca obtenidos entre 2014 y 2016, bajo las condiciones de la planta procesadora utilizada, la cual podemos calificar de baja eficiencia, por su sistema abierto sin reciclaje de calor con base a gas propano (lpg - por sus siglas en ingles), y manteniendo ese valor como tal sin ajustar, es un ejercicio que permite tener una idea aproximada de la competitividad de la harina de yuca amarga, a través del periodo 2007 –2023, contra los precios CIF del maíz durante cada uno de esos años. La figura siguiente elaborada con tal fin indica que únicamente en el 2022 se tuvo una aproximación, de precio competitivo de la harina de yuca, con el maíz importado. Interpretando esta observación se puede decir que, bajo los actuales sistemas de producción utilizados en Costa Rica, lo correcto ha sido utilizar el maíz barato importado, sin embargo, queda también muy claro, la alta dependencia de nuestros sistemas de producción en los granos importados, particularmente en cerdos y aves, por ser sistemas estabulados.
Relacion precio $ Maíz:Harina Yuca. Entre mas se acerca a la unidad mas competitiva la harina de yuca. Elaboro Jorge Morales. INTA. 2023.
Potencial como materia prima nacional para alimentación animal.
Modificar los sistemas de producción en las dos últimas actividades mencionadas anteriormente, es complicado mas no imposible si nos ocupamos en ello; para nada complicado modificar los sistemas de producción lechera, sistemas abiertos de producción que no requieren dietas balanceadas pero si suplementación particularmente de fuentes de energía como la yuca amarga, además de bajar el sistema a un piso altitudinal de menor altura para acercarse más a los sitios de producción de la yuca y posiblemente también tengamos que hacer algunas modificaciones a la genética animal hacia una más adaptada al trópico bajo y de pastos más fibrosos. Ambos factores disponibles, tierra en las bajuras y agreguemos, abundancia de forrajes y genética pura de muy buena calidad para generar ese animal, probablemente de menor producción, pero con algunas ventajas que compensaran al sistema, como son, más área para trabajar la escala de producción, rusticidad, longevidad y fertilidad, bajando dependencia y bajando costos de producción cuyo significado es nada más y nada menos que competitividad con los mercados internacionales.
Agréguese, para no generar expectativas sin lugar, intentar producir maíz en Costa Rica como estrategia para enfrentar la alta dependencia en el grano y la baja competitividad, la cual quedará desnuda a partir del 2026, con la desaparición total de la protección arancelaria. no es el camino correcto, pues nuestra productividad anda en las 2 ton maíz grano/ha y si se quiere, aunque a nivel experimental se consigue hasta 4 ton/ha, el país no cuenta con suficiente área competitiva para la producción de maíz (topografía, fertilidad y profundidad de suelos o tierras bastas para su escalonamiento en la reducción de costos), difícilmente disponemos de 175 a 350 mil hectáreas para hacerlo, toda vez y como referencia contamos con un poco más de las 500 mil hectáreas cultivables, con capacidad de uso agrícola, ya ocupadas. Según indica PPFAS 2007, el país cuenta con aproximadamente, 70 mil hectáreas con potencial para maíz.
Digámoslo de una vez y por todas, si con el maíz amarillo barato del que hemos gozado por muchos años, siempre hemos tenido un problema de altos costos de producción y justamente en la alimentación radica el rubro más alto de costos, ¿Cómo pretendemos bajar costos allí? que
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no se haya querido ver esta verdad es una cosa, reconocer que nos hemos cubierto con protección arancelaria es otra. Solo queda modificar los sistemas de producción lechera, el país tiene las condiciones, tendrá que hacerlo si aun quiere mantener esa producción de seguridad y soberanía alimentaria y seguir ofreciendo opciones de dinámica económica para un sector amplio de la población, pero la lechería debe modificarse o ampliar la lechería tropical de bajura.
En el cuadro siguiente se puede observar que esta aproximación ocurre cuando el precio de la tonelada de maíz supera los $350. En este momento (2022-2023) estamos en una probable zona de competitividad favorable para la harina de yuca en Costa Rica. Sin embargo, en las dos ocasiones anteriores en que el interés por la harina de yuca amarga se intensifico en el sector, se desplomo por el mismo precio del maíz que volvió a bajar, aunque, lo cierto del caso es que los precios vuelven a bajar, pero nunca a los precios en que estaban. En la sección de alimentación animal más adelante, se describe un estudio del INTA en 2015 con cerdos, donde queda clara las consecuencias de la baja competitividad de la harina de yuca en ese momento.
El promedio de precios CIF bajos del maíz amarillo, en lo que respecta a los años considerados en el siguiente cuadro ($160,3/ton, a una tasa de cambio promedio de ¢558,66/$ esos mismos años) fue de ¢89,6/kg (aun sin nacionalizar a través de la agro-cadena de este grano en Costa Rica)
Precio promedio CIF del maíz -2007, 2014, 2015, 2016 2021- (aun sin nacionalizar a través de la agro-cadena de este grano en Costa Rica) y el promedio respectivo de la tasa cambio resulta en
CUADRO 8 Precio histórico (2007-2023) del maíz (CIF), tasa cambio y precio de la harina en planta 2017 ajustada por valor del USA $.
un precio de ¢96,0 comparado con los correspondientes promedios en los años de precios más altos en el cuadro resulta en precio de ¢172,7/kg, es decir un aumento del 80 % en el precio de este grano. El interés, por la yuca amarga para la alimentación animal siempre se manifestó con los precios altos del maíz, sin embargo y como era de esperar, de la misma manera el interés desapareció con la reducción de precios del maíz.
IV. Características nutricionales de la yuca amarga para la alimentación animal.
La yuca amarga es un cultivo que reúne características excepcionales para la alimentación animal, principalmente por el alto contenido (80 a 90 %) de carbohidratos de cadena larga, el
yuca
en la alimentación
almidón. Como tal es una fuente rica en energía, muy palatable y digestible para los animales, sean estos rumiantes o monogástricos. Justamente la energía es uno de los factores nutricionales de mayor demanda en la mayoría de las especies animales de producción y además, de las limitaciones más generalizadas en las pasturas en el caso de los rumiantes.
Además de los estudios agronómicos iniciales de producción que permitieron identificar los materiales más promisorios para continuar con las etapas de adaptación a diferentes regiones agroclimáticas y de manejo a nivel nacional, costos de producción, procesamiento y costos, contenido de ácido cianhídrico y manejo, métodos de siembra, técnicas de reproducción y manejo de estacas y conservación in situ (bancos de germoplasma), etc, se ejecutaron una serie de ensayos, estudios y observaciones de respuesta animas a diferentes dietas y manejos de alimentación en diferentes especies y tipos de animales. En forma resumida, los estudios resultaron en la identificación de 4 materiales promisorios, todos ellos de alta producción y comportamientos dependientes de región, manejo, variedad, radiación solar, drenaje, fertilidad del suelo y fertilización. No hay una variedad que responda en todas las condiciones y en todas las ocasiones como la mejor en términos de producción. Las condiciones que más la afectan es radiación solar y drenaje. Es un cultivo rustico que por naturaleza es de alta producción, sobre las 30 toneladas por hectárea, pero que también responde a la fertilización.
ESTUDIOS INICIALES DE RESPUESTA ANIMAL.
1. Sustitución de maíz con harina de yuca amarga en dietas para cerdos
Paralelamente se realizaron estudios de respuesta animal, por ejemplo, se realizaron varios estudios y observaciones de consumo de yuca amarga en forma de harina, de yuca fresca y de ensilaje en cerdos, toretes, terneros y vacas lecheras durante el proyecto. Por ejemplo, en el 2015, en engorde de cerdos doble y triple cruzas comerciales, con harina integral de yuca amarga, sustituyendo el maíz en el concentrado desde un 15 a un 45 % y balanceando el concentrado resultante, no se observaron diferencias significativas en peso el final de los animales. Obviamente, desde el punto de vista de competitividad de la harina de yuca con el maíz importado, no hubo beneficio económico alguno, pero biológicamente se comprobó lo que indica la literatura, del potencial energético de este producto.
2. Ruta de la yuca amarga posterior a los resultados de su transformación en harina
Dada la alta producción de energía digestible de la yuca amarga por hectárea, observada en Costa Rica en el proyecto del INTA, comparativamente incluso con la producción que obtiene USA con su cultivo de maíz amarillo de alta producción (10 ton/ha), donde en términos de proyección, una área similar en nuestro país, obtendría el doble de leche, la gestión experimental se resistió en abandonar la expectativa en este cultivo y en la deseada soberanía e independencia de nuestra producción pecuaria. El primer paso que siguió fue la de observar la respuesta animal, con la raíz fresca, pero con el mayor de los cuidados para no afectar ni la salud de los animales ni el futuro de este alimento con semejante potencial.
3. Respuesta de vacas lecheras al consumo de yuca amarga fresca y su consecuencia
El primer estudio pos-harina, se realizó en el 2017, en lechería especializada comercial bajo pastoreo Vacas Jersey a las que se le suministro de 2 a 6 kg de yuca amarga “fresca”, dejada en reposo durante dos días, removida periódicamente durante ese periodo de tiempo y suministrada al tercer día, consumieron apenas entre 0,7 y 1,2 kg. Este bajo consumo se debió al estado amarillento, joco y chicloso del producto resultante así manejado, tratando de no afectar la salud de los animales por efecto del contenido de ácido cianhídrico. El estudio se planteó para sustituir de 0,5 a 1,5 kg de concentrado por vaca por día. A pesar de los bajos consumos, no se afectó la producción de leche (19,25 vs 19,4 kg); el consumo total de la dieta al ordeño se afectó solo cuando se dieron cantidades de 6 kg de yuca fresca; diferencias en % grasa y solidos totales no fueron significativas y tampoco se afectó el contenido de N ureico en la leche.
Este resultado fue positivo porque se vislumbró la posibilidad de bajar costos al reducir cantidades de concentrado relativamente apreciables comparativamente con la cantidad de yuca consumida. Este fue el resultado que alentó a seguir con el proyecto adelante a pesar de que el objetivo de transformación en harina no se abandonaría, pero se dejaría para futuras incursiones privadas o de alianzas publico privadas. Paso que, además, fue determinante para que seis años después, el país haya asegurado y aún disponga de los cuatro materiales mediante pequeños bancos de germoplasma en dos de las estaciones experimentales (EELD en Guápiles y EEEJN en Cañas) del INTA.
Los resultados de este primer estudio post harina, abrió la oportunidad de incursionar en el procesamiento de la yuca en forma de ensilaje que se experimentaba en otros lugares como Cuba, Nicaragua y Colombia. Una vez que se comprobó durante el periodo (2014-2016) en que se ejecutaron estudios de procesamiento y costos de la harina integral de yuca, su baja competitividad con los costos del maíz amarillo importado, se continuo con la opción de ensilaje de yuca
4. Pruebas iniciales de ensilado de la yuca amarga
Pruebas de observación de picado de la yuca y almacenamiento para el proceso de ensilado en pilas de cemento, en bolsas plásticas y en estañones plásticos ofrecieron experiencias alentadoras en términos organolépticos. Tener un producto fermentado, almacenado por más de tres meses, con buen olor y en buenas condiciones de conservación física, donde ese mismo producto bajo condiciones aeróbicas estaría en estado de pudrición y además que los animales los consumieran apetitosamente luego de acostumbrarlos a su consumo ofrecía muy buenas expectativas a futuro. Esto llevo a realizar primero pruebas de laboratorio de desaparición del HCN que indicaron que entre 30 a 60 días, este bajaba a niveles de yuca dulce y menos. Observaciones no estadísticas en vacas de doble propósito y siguiendo el patrón de uso del rechazo de la industria de exportación de yuca, por los lecheros de Zarcero, se ofrecieron cantidades máximas de hasta 5 a 6 kg por animal adulto por día, como máximo para no provocar acidosis y laminitis, en los animales. Llevar las evaluaciones de adaptación de las variedades de
La yuca amarga en la alimentación animal. 2023. J. Morales G. y E. Aguilar B.I
yuca amarga a las diferentes regiones y fincas del país, mostro definitivamente la posibilidad de sustitución con un producto propio de la finca, los alimentos externos de mayor costo como los concentrados. Todos estos estudios preliminares, llevaron a otros muy necesarios como fueron los de costos del kg de raíz de yuca y el costo de su transformación en ensilaje, los cuales varían principalmente por el costo de la materia prima, que es afectada por la variedad, las condiciones de radiación solar, drenaje, contenido de materia seca y almidón y manejo del cultivo. Toda esta nueva ruta de uso de la yuca amarga en la alimentación animal, con costos de 2019-2020, permitió hacer comparaciones económicas del ensilaje de la yuca amarga, el maíz y los concentrados, campos de estudio y observación que serán descritos ordenadamente seguidamente.
Otras opciones de uso de la yuca amarga en alimentación animal. Como consecuencia de los resultados bio-económicos de la producción de harina de yuca amarga, mencionados en el apartado anterior, hubo que invertir tiempo, reflexión y tomar decisiones sobre el siguiente paso que debería tomarse, con respecto a este cultivo y los objetivos planteados originalmente en el proyecto. Primero que nada, nuevos estudios ofrecieron y revalidaron la alta producción de estos materiales, en diferentes regiones donde se evaluaron, particularmente la iniciativa de realizar evaluaciones en cinco fincas lecheras, con el apoyo de productores asociados a la Cámara Nacional de Productores de Leche. De las cinco fincas seleccionadas se logro llevar a buen término las evaluaciones en tres de ellas, localidades de Guácimo, Rio Cuarto y Sarapiquí, todas ubicadas en el trópico húmedo, zona donde se produce tradicionalmente la yuca dulce de exportación de Costa Rica. Se obtuvieron producciones de raíz entre las 50 y casi las 100 toneladas por hectárea, especialmente altas en Rio Cuarto y en Sarapiquí, como se muestra en el siguiente cuadro.
CUADRO 9
Producción por hectárea de raíz fresca de variedades de yuca amarga
Localidades
Aguilar, E. 2017.
CM7951-5 CM7514-8 SM805-15 La Lirios
Pero aún más impresionante analizar el potencial de estos materiales para producir materia seca y almidón, cuando se compara en los mismos términos, con la producción de una hectárea de maíz en USA (10 ton grano/ha) y aun mas con la producción de maíz en Costa Rica. En promedio las cuatro variedades de yuca en Costa Rica duplican la producción de almidón obtenido con maíz en USA. Esto indica en forma simple que una hectárea de yuca amarga puede producir, por ejemplo, el doble de leche que el maíz amarillo en USA. Estos resultados que se repitieron de región en región como se mostrara más adelante, propicio la iniciativa y tomar la decisión definitiva de seguir adelante con el proyecto, porque a pesar de que el objetivo inicial de producir harina se debía dejar temporalmente pendiente hasta que las condiciones económicas fueran ventajosas para la yuca, era importante insistir en otras posibilidades de usar la yuca
Produccion Comparativa de Produccion de Materia Seca y Almidon entre variedades de yuca amarga y maiz. J.Morales 2017
amarga para la producción animal por ese gran potencial mostrado. Por esta razón la primera actividad realizada fue en la propia finca Layma, en Rio Cuarto con el apoyo del productor, tratando de ofrecer de alguna manera yuca amarga fresca con el mínimo de procesamiento que permitiera suministrarla a vacas lecheras especializadas Jersey, sin provocar ninguna afectación en los animales, debido al contenido de HCN. En la sección de alimentación animal se describe el resultado de este ensayo, el cual termino de empujar la continuación del proyecto, pero ahora como ensilaje de yuca.
Seguidamente se muestran los resultados alcanzados en las siguientes evaluaciones realizadas en otras localidades del país, con las cuatro variedades, bajo la línea del uso de esta yuca como ensilaje. Además, paralelo a este esfuerzo se acompañó una iniciativa privada para producción de harina que se creía que por una mayor escala de producción aún podría ser viable y cuyo resultado final se describirá también más adelante, fuera del contexto del presente apartado de producción de las yucas amargas.
V. Evaluaciones en Guanacaste y otras regiones del país
Las experiencias de producción de harina en el trópico húmedo y la baja eficiencia del modelo adoptado para su procesamiento, indico que la industrialización de la yuca amarga para la alimentación animal debería estar ubicada en una zona de alta radiación solar y baja humedad relativa y no en el trópico húmedo bajo del país. Esto provoco la decisión de hacer algunas pruebas de secado en esas condiciones, las cuales se podían conseguir en Guanacaste y para ello se debía hacer siembras en dicha zona, no solo para disponer de materia prima para el secado, sino para evaluar el comportamiento de las cuatro variedades en esas condiciones. En 2015 en la parcela No 32 del Asentamiento Campesino La Falconiana en Bagaces, Guanacaste se sembraron mil metros cuadrados, es decir 250 metros cuadrados de cada una de las cuatro variedades. La primera buena impresión de esta nueva experiencia bajo riego fue las altas producciones proyectadas a una hectárea con diez mil plantas (metro en cuadro al 100 % de brotación) alcanzadas, de 122 a 159 toneladas, según se puede observar, en el siguiente cuadro.
Si le aplicamos un 85 % de brotación, lo cual es aceptable, observamos que todas las variedades superaron las 100 toneladas de producción en base fresca, lo cual no es común alcanzar y superando el resultado esperado.
GRAFICO 12
ton yuca fresca/ha en La Falconiana Dic. 2016
Esta información es importante para acentuar las características rusticas de estas variedades de yuca amarga; esta primera siembra se realizó en un campo que durante mucho tiempo se siembro con arroz, por lo cual se estima que este buen resultado se debe al efecto de fertilizantes residuales en estas parcelas. Normalmente en yuca amarga se hacen aplicaciones de formula completa donde se logran producciones de 40 a 80 toneladas, sin embargo, esta observación indica que la yuca responde también a un manejo mayor en fertilización, particularmente a una mayor tasa de nitrógeno que en el caso de arroz se aplican hasta 120 kg N/ha mientras que en la recomendación en yuca amarga se aplica máximo 60 kg N/ha (13 sacos de 10-30-10). En el siguiente cuadro se muestra la producción de raíz de yuca en base fresca, con producciones dentro del rango de 40 a 80 ton/ha, como se indicó anteriormente, cuando la yuca amarga se siembra en terrenos sin historial reciente de cultivos como el arroz.
Estos estudios comprenden acciones desde 2015 al 2020. Estos resultados se dieron en la región Huetar norte, la Huetar Caribe, El Pacífico Central, en la región Chorotega bajo riego y en la región Brunca. Otros estudios realizados en Pital (trópico húmedo), Térraba (zona Sur, subtrópico). Utilizando los datos disponibles de la tabla, se puede observar la amplia variación, entre variedades y dentro de variedades, en producción de yuca fresca dentro de una misma región. Por ejemplo, el rango de producción de las diferentes variedades fue, INTA-1 desde 22 a 92,42; INTA-2 de 26 a 82,36, INTA-3 de 19 a 103 e INTA 4 de 28 a 68,6 ton/ha de yuca fresca. Otra observación es que la producción de yuca fresca fue menor en la Huetar Caribe; y que, en condiciones de trópico húmedo en la Huetar Norte, las variedades fueron más productivas, particularmente en Sarapiquí. Inclusive las producciones en el Pacifico Central y en la región Chorotega en general fueron mayores que en el caribe, particularmente en Cañas (El Hotel) bajo
La yuca amarga en la alimentación animal. 2023. J. Morales G. y
CUADRO 15
1Ataque de zompopas, solo la SM805-15 no la tocaron riego A nivel de variedades en general en todo el país la que menos produjo fue la INTA-4, aunque 44 ton/ha es una superproducción, prácticamente 3 veces lo que produce una yuca dulce. Sobresalientes la INTA-1 en Río Cuarto (77,4), Cañas (88,7) y Sarapiquí (92,4); INTA-3 (103,5) y INTA-1 (88,7) en Cañas bajo riego y la INTA-2 en Sarapiquí (82,4). El promedio general a nivel de país de las yucas amargas fue de 52,2 toneladas, decepcionando un poco el comportamiento prácticamente de la mayoría en Pococí y Guácimo, con la excepción de INTA-3 (47,0) y INTA-1 (51,5).
4. Contenido de materia seca (%MS) y de almidón (%AL) en base húmeda de variedades de yucas amargas en varios sitios del país.
El siguiente cuadro indica que las variedades de yuca amarga presentan promedios de 35 % de materia seca (29 – 41 %), con la excepción de la INTA-1 con un promedio de 30,2 % y un rango entre 24,0 y 34 %. Estos contenidos de la INTA-1 son muy semejantes a los de las yucas dulces.
Una tendencia semejante se observa con relación al contenido de almidón. La mayoría presenta promedios en base fresca de 30,5 %, con la excepción de la INTA-1 con un promedio del 26,4 %.
CUADRO 17
La yuca amarga en la alimentación animal. 2023. J. Morales G. y E. Aguilar B.I
A nivel de localidad Guácimo y Rio Cuarto, presentaron los contenidos de materia seca y almidón más bajos (30,4 y 26,6 % respectivamente), lo cual como sitios de trópico húmedo no es típico pues Sarapiquí presenta muy buenos contenidos del 36,9 y 32,3 %, de MS y AL, respectivamente.
En general las localidades del trópico seco presentaron contenidos altos de MS en promedio de 34,3 con rangos entre 29,8 – 38,1 y de almidón con promedio de 29,9 y rangos de 26,1-33,3. Cabe destacar los altos contenidos de MS que mostraron las variedades INTA-3 (40,0%) en Sarapiquí y INTA-4 en Falconiana, Bagaces, (41,3%), esta última bajo riego.
5. Producción de raíz (kg/ha) y de almidón (kg/ha) en base seca, de variedades de yucas amargas en varios sitios del país.
El promedio de producción de materia seca en general de todas las variedades fue de 18,3 ton/h, con un rango de 8,3 - 28,4. Cañas (El Hotel) y Sarapiquí superaron la media de producción con 29,6 y 23,9 ton MS/h, respectivamente. Guácimo y Rio Cuarto fueron los de más bajas en producción. La producción promedio de almidón fue de 16,1 ton/h, destacándose nuevamente Cañas y Sarapiquí (28,4 y 20,9), respectivamente. Como variedades tanto en producción de materia seca, como de almidón, todas superaron la media (alrededor de 19 ton de materia seca y 17 ton de almidón por hectárea, respectivamente), con excepción de la INTA-4 que estuvo bajo el promedio, pero que también no dejan de ser cantidades excepcionales.
CUADRO 18
1Finca La Quina. 2Finca Hermanos Quirós (+ estas variedades fueron fuertemente atacadas por zompopas, mientras que a la INTA-3 (SM805-15 no la tocaron). En finca la Quina, estudio contemporáneo con Hnos. Quirós, hubo ataques de zompopas, pero a un nivel comparativamente insignificante.
Nota la relación almidón/MS nos da el contenido de almidón en base seca (16,1/18,3)*100 =87,9 % valor que se usa según tablas establecidas para determinación de ambos parámetros en campo en las yucas amargas (Cañas y )
6. Análisis comparativo de la producción de almidón entre las yucas amargas y el maíz amarillo de USA
Tal como se ha observado a lo largo del presente documento, las producciones más frecuentes observadas en las diferentes evaluaciones de las cuatro variedades promisorias, realizadas por el INTA en todo el país (E. Aguilar y J.Morales, 2011-2019), indican tasas de 40 a 80 toneladas por hectárea de raíz fresca. El contenido de energía (3,5 Mcal ED/kg MS, en bovinos), factor nutricional de más alta demanda en nutrición animal, es similar a la del maíz amarillo.