Productos para Hidroponia e Invernaderos

Les coloco esta pagina con información que puede ser de interes para muchos, sobre todo en Mexico.

Productos para Hidroponia e Invernaderos

• Ubicación: Tlalnepantla de Baz, México, México
• Fecha de publicación: Marzo 25
• Teléfono: 01 (55) 55 65 11 5
• Precio: 0.00$
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Productos para Hidroponia

Productos prácticos e información accesible para la instalación, mantenimiento y automatización de cualquier clase y dimensión de cultivo hidropónico, con atención y envío de productos a toda la República Mexicana.
Productos:

• 
  
• Soluciones Nutritivas
• 
  
• Productos para Forraje Verde Hidropónico FVH
• 
  
• Invernaderos para Hogar
• 
  
• Insecticidas Orgánicos
• 
  
• Canaletas hidropónicas
• 
  
• Medidores de pH, electro conductividad EC, humedad y temperatura.
• 
  
• Bolsas para cultivo
• 
  
• Mallas y plásticos para invernaderos
• 
  
• Poligrap
• 
  
• Timers para riego
• 
  
• Bombas de agua y aire
• 
  
• Semillas híbridas y criollas
• 
  
• Sustratos
• 
  
• Germinadores o almácigos
• 
  
• Equipo para NFT
• 
  
• Equipo para Raíz Flotante

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Los cultivos sin suelo: de la hidroponía a la aeroponía

Frente a los cultivos hortícolas tradicionales, instalados sobre un suelo normal, realizados frecuentemente al amparo de un sistema de protección (túneles o invernaderos), los cultivos sin suelo (hidropónicos o aeropónicos) aparecen como una alternativa imprescindible, para optimizar los beneficios que normalmente se consiguen con el empleo de estructuras que mejoran las condiciones medioambientales.

Es evidente que, cuando un empresario decide acometer una instalación costosa, que le permite controlar las condiciones medioambientales bajo las cuales se desarrolla un cultivo [por ejemplo, una plantación de tomate de larga vida, realizada bajo un invernadero con una estructura metálica, provista de una cubierta con una lámina de plástico flexible (1.500 pts./m2), o un invernadero de cristal para flor cortada (15.000 pts./m2)], no puede depender de los problemas que normalmente presenta un suelo poco profundo, con una textura inadecuada para tal o cual cultivo, con mayor o menor fertilidad, con exceso o falta de calcio, a veces con marcados desequilibrios nutricionales (C/N, Na/K, Ca/Mg), normalmente contaminado por parásitos procedentes de cosechas anteriores; en definitiva, frecuentemente desconocido o inapropiado para llevar a cabo la producción controlada que pretende. De ahí, la necesidad de prescindir de todo aquello que le ocasiona problemas y buscar soluciones en los denominados cultivos hidropónicos, aeropónicos o cultivos sin suelo.

Ventajas e inconvenientes de los cultivos sin suelo

En el XXIV Congreso Internacional de la Sociedad Internacional de Ciencias Hortícolas, celebrado en Kyoto (Japón) en 1994, Benoit y Ceustemans, presentaron a modo de decálogo las principales ventajas que ofrecen los sistemas de cultivo hidropónicos; estas ventajas son las siguientes:

• Permiten obtener cultivos más homogéneos y, de forma especial, favorecen el desarrollo de un sistema radicular más homogéneo.

• Los cultivos están exentos de problemas fitopatológicos relacionados con enfermedades producidas por los denominados hongos del suelo (damping off), lo que permite reducir el empleo de sustancias desinfectantes, algunas de las cuales (bromuro de metilo) están siendo cada vez más cuestionadas y prohibidas.

• Reducen el consumo de energía empleado en las labores relacionadas con la preparación del terreno para la siembra o plantación.

• Mayor eficiencia del agua utilizada, lo que representa un menor consumo de agua por kilogramo de producción obtenida.

• Respecto a los cultivos establecidos sobre un suelo normal, los cultivos hidropónicos utilizan los nutrientes minerales de forma más eficiente.

• El desarrollo vegetativo y productivo de las plantas se controla más fácilmente que en cultivos tradicionales realizados sobre un suelo normal.

• Mayor cantidad, calidad y precocidad de cosecha.

• Permiten una programación de actividades más fácil y racional.

• Admiten la posibilidad de mecanizar y robotizar la producción.

En un sistema hidropónico no todo son ventajas. Los inconvenientes más importantes que se presentan en este momento son los siguientes:

• El coste elevado de la infraestructura e instalaciones que configuran el sistema.

• El coste añadido que representa el mantenimiento de las instalaciones.

• El coste de la energía consumida por las instalaciones.

• La producción de residuos sólidos, a veces, difíciles de reciclar.

• La acumulación de drenajes cuando se riega con aguas de mala calidad.

• La contaminación de acuíferos cuando se practican vertidos improcedentes.

• El coste de las instalaciones y de la energía necesaria para reutilizar parte de los drenajes producidos.

Sustratos y contenedores

En un cultivo hidropónico se denomina sustrato a un medio material, normalmente sólido, en el cual se desarrollan las raíces del cultivo. Con objeto de optimizar las propiedades de las que luego hablaremos, los sustratos suelen estar confinados en contenedores que pueden adoptar distintas formas (abiertas o cerradas), volúmenes (cubos, prismas, cilindros) y aspectos (a granel, bolsas, sacos). Por lo tanto, los sustratos deben proporcionar al cultivo todo lo que el cultivo requiere y que normalmente toma por la raíz: agua, nutrientes minerales y oxígeno, son los componentes más importantes que los vegetales normalmente absorben por la raíz.

Dada la estrecha relación que los sustratos guardan con la raíz, también deben contribuir a proporcionarle otras cuatro propiedades que normalmente se olvidan cuando se habla de sustratos: 1) oscuridad absoluta para el buen desarrollo del sistema radicular; 2) temperatura óptima para que la raíz pueda llevar a cabo todas las funciones que tiene encomendadas (absorción de nutrientes minerales, transpiración y movimiento de la savia bruta por el xilema, respiración celular íntimamente relacionada con la absorción y transporte de nutrientes, acumulación de sustancias de reserva en algunos cultivos y síntesis de fitohormonas, en otros); 3) un ambiente propicio para el establecimiento de una microflora favorable para el cultivo (rizosfera) y 4) un ambiente desfavorable para el desarrollo de microorganismos u otros agentes que puedan actuar como transmisores o reservorio de plagas y enfermedades.

Atendiendo a su origen, los sustratos pueden ser orgánicos e inorgánicos. Dentro del primer grupo encontramos: turbas (negra, rubia, neutralizada, enriquecida, etc.), sphangum, fibra de coco, subproductos agroindustriales (cascarilla de arroz), residuos forestales (acículas de coníferas y corteza de pino) y subproductos orgánicos compostados. Los sustratos inorgánicos pueden ser de origen natural, poco o nada transformados (grava, arena, picón) o transformados (arlita, lana de roca, perlita, vermiculita). Según Abad, un buen sustrato debe reunir las siguientes propiedades físico-químicas:

• Gran capacidad de retención de agua fácilmente disponible, con objeto de que la planta extraiga el agua necesaria para sus funciones, con el menor gasto energético posible.

• Aireación suficiente, con el fin de que el oxígeno disuelto en el agua no sea un factor limitante para el crecimiento y el buen funcionamiento del sistema radicular.

• Una granulometría (tamaño de partículas) equilibrada, que garantice el cumplimiento de las propiedades anteriormente mencionadas. El hecho de que la granulometría de un sustrato cambie con el tiempo, obliga a la renovación del sustrato después de un determinado número de años.

• Una densidad aparente baja, lo que hace que el sustrato sea un producto ligero.

• Una porosidad elevada, de forma que permita una buena aireación y una elevada capacidad de retención de agua.

• Una estructura estable, que impida la dilatación o contracción del medio.

• Una capacidad de intercambio catiónico compatible con el tipo de fertirrigación aplicado al cultivo: alta, si la fertirrigación es intermitente, y baja, si es permanente.

• Baja salinidad y alta disponibilidad de sustancias nutritivas asimilables.

• Poder tampón (capacidad de amortiguamiento), especialmente para mantener el pH del medio.

• Velocidad de descomposición lenta.

• Que esté libre de semillas o reservorios de plagas (insectos, larvas o huevos), enfermedades (hongos, bacterias), nematodos y otros patógenos o sus vectores.

• Que sea fácil de desinfectar y estable ante los agentes que se pueden utilizar para desinfectarlo (vapor de agua, solarización, productos fitosanitarios).

• Estable frente a cambios físicos (temperatura), químicos (pH) y ambientales.

Sistemas de cultivo sin suelo

Dependiendo del medio en el que se desarrollan las raíces, los sistemas de cultivo sin suelo se pueden clasificar en tres grupos: 1) cultivos en sustrato; 2) cultivos en agua (hidropónicos) y 3) cultivos en aire (aeropónicos).

Los cultivos realizados en un sustrato, según el manejo al que se ven sometidos, pueden funcionar por inundación periódica del sustrato, ya sea por subirrigación, con recogida del retorno en la misma balsa donde se guarda la solución nutritiva, o distribuyendo la solución nutritiva mediante sistemas de goteo. Los sustratos que se caracterizan por su baja capacidad para retener el agua y los nutrientes (grava, arlita) requieren un aporte de agua y soluciones nutritivas casi continuo. Los sistemas más utilizados (lana de roca, perlita, fibra de coco, arena), que se caracterizan por su mayor capacidad de retención de agua, permiten utilizar riegos menos frecuentes. De los tres sistemas descritos, los dos primeros trabajan en circuito cerrado, mientras que el tercero puede trabajar en circuito abierto o cerrado.

En el mercado nacional y especialmente en las zonas donde los cultivos sin suelo son más importantes (Andalucía, Murcia, Valencia, Barcelona, Islas Canarias) existe una gran cantidad de materiales y sustratos que permite realizar multitud de combinaciones a la hora de instalar un sistema de cultivo sin suelo. A título orientativo, enumeramos seguidamente algunos de los sistemas más tradicionales:

• Cultivo en grava mediante subirrigación.

• Cultivo en arlita (material ligero, utilizado como aislante en la construcción), un material con baja capacidad de retención de agua, con aporte superficial de solución nutritiva.

• Cultivo en bancadas, con un sustrato (arena, perlita, turba, fibra de coco) confinado entre muretes o contenedores construidos con distintos materiales (ladrillo, hormigón, fibra de vidrio, PVC, polipropileno).

• Cultivo en sacos rellenos con un sustrato orgánico (turbas, cortezas de árboles, serrín, fibra de coco), mineral poco transformado (grava, arena, picón) o mineral muy transformado (lana de roca, perlita) y sintéticos (poliestireno).

• Cultivo en contenedores de múltiples capacidades (1-100 L), formas (cúbicas, cilíndricas, troncopiramidales) y materiales (polietileno, PVC, poliestireno expandido, fibra de vidrio, cerámicos).

• Sistemas cerrado con recuperación de lixiviados, mediante tuberías o canaletas de retorno, sobre cualquier tipo de sustratos.

• Sistemas hidropónicos puros como: NFT (Nutrient Film Technic); DFR (Dynamic Floating Root) y las bandejas flotantes, utilizados con gran éxito en los semilleros de tabaco (Extremadura).

Sistema NGS (New Growing System)

Se trata de un sistema de cultivo nuevo, recientemente desarrollado e implantado en Almería. Consiste en un canalón formado por varias capas de un film de polietileno, que se mantiene suspendido sobre el suelo, a baja altura (20-40 cm), por medio de dos alambres tensados y unas grapas. Las plantas, enraizadas normalmente sobre un sustrato (lana de roca), convenientemente separadas (40-50 cm), se introducen en el canalón superior o primer canalón. Las raíces, guiadas por la corriente de agua que suministran los goteros (4-8 L/h), distribuidos a razón de un gotero por planta, van pasando de un canalón al siguiente por medio de las hendiduras practicadas en la lámina de polietileno, hasta llegar al último canalón, que actúa a modo de colector. La solución nutritiva, impulsada por una bomba de circulación, a baja presión (2-4 kg/cm2), se distribuye por una tubería portagoteros que, si se desea, puede pasar por una de las cámaras donde se encuentran las raíces, con el fin de calentar o refrigerar el ambiente circundante.

Aeroponía

La aeroponía es el sistema hidropónico más moderno. El primer sistema aeropónico fue desarrollado por el dr. Franco Massantini en la Universidad de Pia (Italia), lo que le permitió crear las denominadas "columnas de cultivo". Una columna de cultivo consiste en un cilindro de PVC, u otros materiales, colocado en posición vertical, con perforaciones en las paredes laterales, por donde se introducen las plantas en el momento de realizar el trasplante. Las raíces crecen en oscuridad y pasan la mayor parte del tiempo expuestas al aire, de ahí el nombre de aeroponía. Por el interior del cilindro una tubería distribuye la solución nutritiva mediante pulverización media o baja presión.

La principal ventaja que aporta la aeroponía es la excelente aireación que el sistema proporciona a las raíces, uno de los factores limitantes con los que cuenta la hidroponía. Basta tan solo considerar que la cantidad de oxígeno disuelto en el agua se mide en mg/L, o partes por millón (ppm), siendo de 5-10 mg/L a 20º C, mientras que la cantidad de oxígeno disuelto en el aire se mide en porcentaje (21%), lo que nos indica que la concentración de oxígeno en el aire es del orden de 20.000 veces más elevada que la concentración del mismo gas disuelto en el agua. Los principales inconvenientes que presentan los sistemas aeropónicos tradicionales son: el coste elevado de la instalación y las obstrucciones de las boquillas de pulverización que pueden producirse si no se dispone de presión suficiente y una instalación adecuada.

Los sistemas aeropónicos que se utilizan actualmente difieren considerablemente del que inicialmente utilizó el dr. Massantini en Italia. En Israel, por ejemplo, investigadores de la Agricultural Research Organisation pusieron a punto un sistema comercial que denominaron Ein-Gedi System (EGS). En realidad, se trata de un sistema aero-hidropónico, que consiste en sumergir la mayor parte de las raíces en el seno de una solución nutritiva que se halla constantemente en circulación; la solución nutritiva se pulveriza sobre la parte alta de las raíces proyectando aire a alta presión por medio de una tubería finamente perforada mediante tecnología láser, en contracorriente con la solución nutritiva circulante. De esta forma, se consigue que una parte de la raíz esté permanentemente en contacto con la solución nutritiva recirculante y la otra se halle bien aireada.

Desde hace algunos años, investigadores australianos han puesto a punto nuevos sistemas aeropónicos comerciales, uno de ellos recibe el nombre de Schwalbach System (SS). El sistema consiste en un tanque de plástico de 200 L de capacidad que alimenta una cámara de crecimiento en la que se encuentran las raíces en completa oscuridad. Una bomba se encarga de distribuir y pulverizar finamente la solución nutritiva, lo que permite atender simultáneamente 60 puntos de distribución, por cada uno de los cuales se pulveriza la solución nutritiva a razón de10 L/h.

La innovación aeropónica más recientemente desarrollada en Australia recibe el nombre de Aero-Gro System (AGS) Se caracteriza y distingue fundamentalmente de los demás sistemas aeropónicos porque incorpora tecnología ultrasónica, lo que permite proyectar la solución nutritiva a baja presión, con gotas finamente pulverizadas y sin problemas de obstrucciones en tuberías y boquillas de pulverización. Se trata de una tecnología basada en los principios que se utilizan en clínicas y hospitales para tratar pacientes que sufren determinados problemas asmáticos, la pulverización ultrasónica de agua vaporizada, a temperatura ambiente y a baja presión.

La aeroponía también se ha utilizado con gran éxito en la propagación vegetal y, más concretamente, en la propagación de estaquillas de especies herbáceas (crisantemo) o leñosas (ficus) difíciles de enraizar.

PRODUCCION HIDROPONICA EN INVERNADEROS

INTRODUCCION 

La tecnología para la producción de alimentos en invernaderos ha avanzado considerablemente en los últimos 20 años. La producción en invernaderos, frecuentemente denominada Agricultura en Ambiente Controlado (CEA), usualmente se conduce con hidroponía. El cultivo hidropónico posiblemente sea hoy en día el método más intensivo de producción de cultivos en la industria agrícola. En combinación con los invernaderos, ésta es de alta tecnología y de capital intensivo. Aún para la gran mayoría de sus empleados, el cultivo hidropónico sólo requiere de conocimientos agronómicos básicos. Desde que la regulación del ambiente aéreo y radicular es de mayor interés en tales sistemas agrícolas, la producción se lleva a cabo en recientos designados para controlar la temperatura del aire y de raíces, luz, agua, nutrición vegetal y climas adversos.

Existen diferentes tipos de sistemas hidropónicos con ambiente controlado. Cada componente del CEA es de igual importancia, sea si es un sistema de diseño estructural, de control ambiental o de crecimiento. No todo sistema es efectivo en toda localidad.

El diseño estructural de un invernadero debe brindar protección contra daño de viento, lluvia, calor y frío. Al mismo tiempo, los componentes estructurales de un invernadero deben ser de tamaño mínimo para permitir una transmisión máxima de luz al cultivo. Generalmente, una disminución del 1% significa una disminución del 1% en el rendimiento.

Tanto en regiones áridas como templadas, las estructuras de invernaderos normalmente están cerradas para controlar la temperatura, y abiertas sólo para dar ventilación. En ambas regiones, durante el verano y aún durante el invierno en regiones áridas, comunmente se usan sistemas de enfriamiento para disminuir las temperaturas dentro del invernadero. También el encierro podría brindar protección contra enfermedades y plagas. Por estas razones, los invernaderos son especialmente efectivos en regiones tropicales. En los trópicos, los lados de una estructura de invernadero frecuentemente están abiertos por el lado izquierdo para una ventilación natural.

Un invernadero tropical principalmente es un protector contra la lluvia, una cubierta de polietileno sobre un cultivo para prevenir que la lluvia entre al área de crecimiento, y a su vez, mitigue los problemas de enfermedades en las hojas. Para prevenir que entren insectos, especialmente aquellos que son vectores de enfermedades viróticas, los costados son cubiertos con malla.

Un sistema hidropónico no será economicamente viable si no se dá una atención adecuada a la estructura del invernadero y a su ambiente. Desde que el CEA usualmente acompaña a la hidroponía, sus potenciales y problemas son intrincados.

HISTORIA.

La producción de alimentos en invernaderos no fue establecido totalmente hasta la introducción del polietileno. En los EEUU el primer uso de polietileno como cubierta de invernadero fue en 1948, cuando el Profesor Emery Myers Emmert de la Universidad de Kentucky, usó el material menos caro en lugar de uno caro de vidrio. El profesor Emmert es considerado como el padre de los plásticos en los EEUU porque había desarrollado los principios de tecnología plástica con propósitos agrícolas a través de sus invernaderos de investigación, mulch y cubiertas de plástico.

El desarrollo de la hidroponía no ha sido rápido. En los EEUU empezó el interés para desarrollar en lo posible, el uso de soluciones nutritivas completas alrededor de 1925, para una escala de gran producción de cultivos.

Los suelos de los invernaderos tuvieron que ser reemplazados a intervalos frecuentes o en su lugar, ser mantenidos en buenas condiciones de un año a otro, añadiendo grandes cantidades de fertilizantes comerciales. Como un resultado de estas dificultades, investigadores en ciertas estaciones de experimentos agrícolas de los EEUU, cambiaron los métodos de soluciones nutritivas como una forma de reemplazar el sistema natural del suelo ya sea con una solución nutritiva aereada o un suelo artificial compuesto de agregados químicamente inertes, humedecidos con soluciones nutritivas (Withrow & Withrow 1,948).

Entre 1925 y 1935, tomó lugar el desarrollo intensivo para modificar los métodos de los fisiólogos vegetales para una producción de cultivos a mayor escala. Empleados de la Estación Experimental Agrícola de New Jersey, desarrollaron el método de cultivo en arena (Shive & Robbins, 1937). Los métodos de agua y los cultivos en arena fueron usados para una producción de gran escala por investigadores de la Estación Experimental Agrícola de California (Hoagland & Arnon, 1938). Cada uno de estos métodos involocró ciertas limitaciones fundamentales para la producción comercial, la cual fue superada parcialmente con la introducción del riego por subirrigación iniciado en 1934 en las Estaciones Experimentales Agricolas de New Jersey e Indiana (Withrow & Withrow 1,948). Mientrás había un interés comercial en el uso de tales sistemas, la hidroponía no fue aceptada ampliamente debido al alto costo en la construcción de camas de concreto de crecimiento.

Después de un período aproximado de 20 años, el interés por la hidroponía fue renovado con la llegada de los plásticos. Los plásticos no sólo fueron usados en el vidriado de los invernaderos sino también en el revestimiento de las camas de crecimiento que en camas hechas de concreto. Los plásticos también fueron importantes en la introducción del riego por goteo. Numerosos esquemas promocionales que involucran a la hidroponía llegaron a ser comunes con las enormes inversiones hechas en sistemas de crecimiento hidróponico.

Desafortunadamente, la escalada en los precios del petróleo que empezó en 1973, aumentó sustancialmente los costos de calefacción y de enfriamiento del CEA por uno o dos órdenes en magnitud. Esto junto con los muy pocos químicos registrados para el control de plagas, provocó muchas quiebras y un menor interés por la hidroponía.

Han pasado casi otros 20 años desde el último real interés por la hidroponía. Otra vez existe en los productores un renovado interés para establecer sistemas CEA hidropónicos. Esto es especialmente cierto en regiones donde existen intereses ambientales para controlar cualquier polución de agua subterránea con malgasto de nutrientes o suelos estériles. Hoy en día, los productores parecen ser mucho mas críticos en observar el lugar de selección, estructuras, el sistema de crecimiento, control de plagas y mercados.

AREA DE INVERNADEROS.

El área total mundial de invernaderos de vidrio está estimada en 40,700 Ha (Wittwer & Castilla, 1995), con el mayor número de estos encontrados en el noroeste de Europa.

En contraste con los invernaderos de vidrio, los invernaderos de plástico han sido facilmente adaptados en los 5 continentes, especialmente en la región Mediterránea, China y Japón. El mayor número de invernaderos de plástico opera en base a la estación más que en todo el año, como es el caso con la mayoría de los invernaderos de vidrio. El área estimada de invernaderos de plástico se muestra en el Cuadro 1.    

Cuadro 1. Estimado mundial del uso de invernaderos de plástico

Región	Area (Ha)
Europa Norte	16,700
Mediterráneo	95,300
América	15,600
Asia	138,200
Total Mundial	265,800

Fuente: Wittwer y Castilla, 1995

Láminas de PVC para invernaderos aún es dominante en Asia, especialmente en Japón (35,200 Ha), y el polietileno de baja densidad también es usado en Italia (500 Ha) y Grecia. Las láminas de polietileno de baja densidad cubren un total de 149,000 a 162,00 Ha; el consumo promedio es de 1.5 TM/Ha/año, con un tonelaje total mundial de alrededor de 250,000 TM/año.

China es el mayor usuario de plásticos agrícolas en el mundo, donde alrededor de mil millones de personas (29% de la población mundial) están siendo alimentadas de sólo 5% de la tierra cultivada.

Desde 1960 el invernadero ha desarrollado en más que un protector de plantas. Los invernaderos de hoy en día pueden ser mejor vistos como fábricas de plantas o de hortalizas. Casi todo el aspecto del sistema de producción está automatizado, con el ambiente artificial y el sistema de crecimiento bajo el control casi total de la computadora.

La agricultura en ambiente controlado ha ganado importancia en la horticultura no solamente en la producción de cultivos de hortalizas y ornamentales sino también en la producción de plántulas, por cualquiera de los procedimientos, desde semilla o a través del cultivo de tejido.

En los últimos 15 años ha aumentado el interés por el uso de las técnicas sin suelo o hidropónico para producir cultivos hortícolas en invernaderos. El crecimiento futuro del invernadero o CEA, donde la hidroponía es usada para la producción de hortalizas, dependerá mayormente del desarrollo de los sitemas de producción, en términos de costos, que sean competitivos con la agricultura a campo abierto.

ECONOMIA DE LA PRODUCCION DE ALIMENTOS EN INVERNADEROS:

Balanceado contra el alto capital y los costos operacionales de los invernaderos, es la productividad significativamente más alta de tales sistemas en comparación con la agricultura a campo abierto (OFA). En el Cuadro 2 se compara rendimientos típicos para cultivos crecidos hidropónicamente en invernaderos del desierto en el suroeste americano con típicos buenos rendimientos para cultivos a campo abierto. 

Cuadro 2. Rendimientos de hortalizas crecidas hidropónicamente en invernaderos del desierto (CEA) y en campos abiertos (OFA)

	CEA Hidropónico			OFA*
Cultivo	TM/Ha	No cultivos	TM/Ha/año	TM/Ha/año
Pepinillo	300	2	600	30
berenjena	28	2	56	20
Pimiento verde	57	2	114	16
Pimiento rojo	45	2	90	10
lechuga	31	10	313	52
tomate	550	1**	550	100

* Fuente: Knott (1996)
** Cultivo de tomate crecido en invernadero en un período de 11 meses.

Los retornos netos desde invernaderos para hortalizas deben ser altos. Esto se logra por los altos precios del producto y/o por los rendimientos altos. Sin embargo, existe un pequeño lugar para el error, es imperativo de que no hayan pequeños cortes en el control ambiental, en el manejo competente y cualquier otro factor de producción. Hoy en día en los Estados Unidos, los minoristas comunmente duplican sus precios de venta sobre los precios al por mayor del productor. Tales precios altos pueden causar gran resistencia al consumidor.

Nuevas variedades de tomate de Holanda tienen buen sabor aún cuando crecen durante el invierno en las regiones con bastante luz en el desierto al suroeste de los Estados Unidos. Los consumidores están mostrando mucho menos resistencia a los altos precios para los tomates que tienen buena apariencia y sabor.

ESTRUCTURAS Y CONTROL AMBIENTAL.

Las estructuras europeas de vidrio, las cuales hoy en día están siendo comunmente construídas para la producción de hortalizas en el suroeste de los Estados Unidos, son muy diferentes de los invernadeors de polietileno/fibra de vidrio usados en la producción hidropónica entre 1965 y 1990. La altura de los invernaderos europeos es mucho mayor.

Para adquirir un mayor crecimiento ambiental uniforme sin fluctaciones rápidas de temperatura, se está destinando mayor volumen total del espacio dentro de un área dada de un invernadero, donde ahora es común para las estructuras de invernaderos que los goteros alcancen una altura de 5 m sobre el nivel del suelo.

Foto 1. Invernadero de vidrio

Para los invernaderos de polietileno, los tipos de láminas de polietileno son muy similares excepto de aquellas introducidas hace 15 años, las cuales retardan la pérdida del calor infrarojo. Se ha reportado que estas láminas reducen el 20% del calor perdido desde el invernadero y han llegado a ser comunes en la industria actual, especialmente en Europa. Otros materiales de vidrio tales como la fibra de vidrio, el polivinil clorado, Mylar y Tedlar han probado ser tanto inapropiados, inconvenientes o en la mayoría de casos, mucho más caros que el polietileno, aunque el último tendría que ser reemplazado frecuentemente. Materiales más recientes, tales como los policarbonatos y los acrílicos han llegado a ser mucho más comunes, pero su popularidad ha sido puesta fuera de lugar por los altos costos.

Foto 2. Invernadero de policarbonato

Recientemente ha sido diseñado una lámina de polietileno desarrollado en Israel para permitir que niveles muy bajos de luz UV sean transmitidos. Hay una buena evidencia de que bloqueando el UV, las láminas tienen un efecto adverso sobre insectos voladores tales como Bemisia tabacci, áfidos y trips.

Foto 3. Invernadero de polietileno

Los invernaderos son caros y, sin embargo, controlar el ambiente dentro de un invernadero requiere considerable energía. Comenzando hace 25 años, hubo mayor énfasis en la investigación sobre el uso de la energía solar y el calor no aprovechado por las grandes unidades industriales. Aunque la energía solar como la fuente de calor de un invernadero es tecnicamente factible, éste no ha probado ser económico por los costos de colección y de almacenamiento.

Sea la fuente de energía que fuese, es importante conservar la energía una vez que está en el invernadero. En regiones donde el invierno es frío, se instalan cortinas termales de hoja delgada de poliester poroso o de aluminio, para reducir la perdida de calor nocturno hasta 57%. En los desiertos del suroeste, las temperaturas de invierno no son lo suficientemente severas para garantizar cortinas. Mientras las cortinas ahorren energía, esto no es suficiente para garantizar el alto costo de inversión de las cortinas mas la sombra de las cortinas, aún cuando la cortina esté enrollada y almacenada durante el día, puede ser un factor. En el futuro los invernaderos tendrán techos retráctiles que permitan la iluminación y ventilación deseada.

FUTURO DE LA PRODUCCION DE ALIMENTOS EN INVERNADEROS.

Parece que existe un tipo de manejo imperativo en el desarrollo tecnológico de la agricultura en invernaderos. Al igual que a nivel industrial, generalmente se mueve hacia tecnologías de punta, a más capital mayores soluciones a los problemas. Esto es altamente productivo y apropiado para la automatización.

Sin embargo, dadas las presentes circunstancias, parece no existir las bases racionales para anticipar una difusión más amplia y más rápida de la tecnología, que es lo que está ocurriendo en la actualidad. El crecimiento futuro de la agricultura en ambiente controlado depende grandemente del desarrollo de sistemas de producción que sean competitivos en costos con aquellos de agricultura a campo abierto.

Por ejemplo, la continua investigación y desarrollo podría dirigir hacia estructuras y materiales de mayor costo beneficio; a requerimientos reducidos de la energía comprada; para nuevos cultivares mas apropiados a ambientes controlados y sistemas mecanizados; para mejor control (incluyendo resistencia mejorada de la planta) de enfermedades y plagas. Para que la extensión de mejoras aumenten el rendimiento del cultivo y reduzcan los costos unitarios de producción, la agricultura protegida llegará a ser más competitiva.

Las perspectivas económicas para la CEA pueden cambiar si las instituciones gubernamentales determinan que en algunas circunstancias, políticamente los efectos deseables de la CEA merecen subsidios para el bien público. Tales efectos benéficos podrían incluir la conservación del agua en regiones de escasez o producción de alimentos en ambientes adversos. Por estas razones que en el medio Este ha ocurrido el apoyo gubernamental. Otro efecto social deseable puede ser la provisión de empleos ingreso productor para segmentos de la población crónicamente en desventaja, atrapados en regiones economicamente deprimidas; tales empleos producen impuestos así como ingresos personales, reduce el impacto sobre los roles de bienestar y mejora la calidad de vida.

La CEA es una realidad técnica. Tales sistemas de producción están extendiendo las estaciones de crecimiento en muchas regiones del mundo y están produciendo cultivos hortícolas y, donde hortalizas frescas y ornamentales crecidas en campo no están disponibles en la mayor parte del año. El bienestar económico de muchas comunidades en todo el mundo ha sido mejorado por el desarrollo del uso de la CEA. Tales sistemas ofrecen muchas nuevas alternativas y oportunidades para la población del mañana, nuevos sistemas que fortalecen la conservación y preservación del ambiente en vez de la explotación de la tierra y el agua.

La importancia del oxígeno en hidroponía

El oxígeno disuelto es algunas veces el ingrediente que olvidamos en la solución nutritiva. 

DEMANDA DE OXIGENO DE DIFERENTES CULTIVOS

Los requerimientos de oxígeno y su habilidad para superar condiciones de inundación varía de acuerdo a la especie. Generalmente, cultivos más pequeños como la lechuga requieren menor cantidad de oxígeno que plantas más grandes y con frutos. Existen muchos estudios en hidroponía, que han demostrado que el oxígeno puede ser deficiente para el normal crecimiento del tomate y pepinillo y esto puede reducir la absorción de nutrientes y agua; pero no se ha reportado en sistema NFT para lechuga (Wees y Steward, 1987). Esto no quiere decir que en canales excesivamente largos sufran de falta de oxígeno, simplemente se debe a que la lechuga y cultivos similares consumen menor cantidad de oxígeno.

En realidad, un estudio encontró que hubo un incremento más que un descenso en el oxígeno disuelto a lo largo de los canales de NFT que contenían plántulas de lechuga de tres semanas de edad. Esto fue atribuido al hecho que la solución nutritiva en un canal vacio se reoxigena conforme el flujo atraviesa la superficie del canal debido a la pequeña turbulencia. Se concluyó que la cantidad de oxígeno que toman las plántulas jóvenes de lechuga no fue significativa y así la solución fue realmente reoxigenada dentro del canal (Wees y Steward, 1987). Esto también ha sido demostrado en plantas de lechuga de mayor edad que las anteriores, donde la pendiente, el flujo y canales cortos permiten a la solución tomar oxígeno atmosférico así, las lecturas de niveles mayores de oxígeno en el exterior que en el interior no son comunes. Sin embargo, esto es menos probable en el caso de plantas más grandes, las cuales tienen mayor demanda de oxígeno.

CULTIVO DE TOMATE Y PEPINILLO

Varias investigaciones que examinan el efecto de la falta de oxígeno a lo largo de los canales fueron llevadas a cabo años atrás. En todos los casos, se encontró que el oxígeno contenido en la solución con plantas maduras de pepinillo, se agotó más rápido que en soluciones de tomate en crecimiento. También se ha encontrado un marcado agotamiento de oxígeno en los canales de NFT en tardes calurosas cuando los niveles de luz son altos (Gislerod y Kempton, 1983). Estos resultados enfatizan la importancia del flujo y el ancho del canal.

Las mediciones reportaron que la temperatura de la solución nutritiva fue de 26°C, el oxígeno contenido en el tanque fue 6.7 ppm y, cuando la solución alcanza los canales de cultivo, el contenido fue 6.2 ppm. Después de fluir 7.6 m (pasa por 7 plantas maduras de pepinillo) el oxígeno contenido decayó a 2.9 ppm, esto con una pendiente de 1 en 50 (0.5%) y un flujo de solución de 2.2 litros/minuto. También se notó que el contenido de solución dentro de los canales siempre fue el más alto cuando el flujo fue mayor, el cual fue a los lados de los potes que contenían las plantas (Gislerod y Kempton, 1983).

Cuando el mismo procedimiento de medición se realizó en plantas maduras de tomate, se encontró que a 24.5°C (en una hilera de 16 plantas), se dio un patrón similar al del pepinillo. Sin embargo, la misma caída en la oxigenación ocurrió con 7 plantas de pepinillo, mientras que para el tomate fueron 16 plantas, esto indica las diferencias entre cultivos para remover el oxígeno en la misma longitud de canal y pendiente. Al final del experimento, los niveles de oxígeno fueron medidos a lo largo del canal vacío. También se encontró que en los tubos vacíos siempre se incrementó la oxigenación desde dentro hacia fuera, debido a que la solución absorbió oxígeno del aire.

En otros experimentos, el efecto de bajos niveles de oxigenación sobre el crecimiento de la planta y la estructura de la raíz fue examinado comparando soluciones a las cuales se les ha introducido deliberadamente en los canales de cultivo bajos niveles de oxígeno a menos de 1 ppm (mg/l); el efecto en el crecimiento de la planta y el deterioro de la raíz fue severo y extenso. La infección por Pythium también fue registrada y la mayor parte de las plantas comenzaron a marchitarse en días soleados.

Después de algún tiempo la planta trató de recuperarse produciendo nuevas raíces que crecen en la parte superior de la masa radicular antigua. Se asume que estas nuevas raíces aéreas, toman el rol de absorción de oxígeno del aire que se encuentra sobre la solución nutritiva y las plantas dejan de marchitarse en días soleados. A pesar de esta adaptación a bajos niveles de oxígeno en la solución, el crecimiento en la parte aérea (y el rendimiento) fue reducido en estos tratamientos. Las plantas del tratamiento control tuvieron niveles normales de oxígeno de 7.6%, más altos y tuvieron mayor área foliar que las plantas que carecían de oxígeno en la solución (menos de 1 ppm de O2). El rendimiento total de pepinillo fue significativamente más alto que aquellos canales tratados con bajo contenido de oxígeno. Se obtuvo un promedio de 6 kg por planta en el tratamiento control y 3 kg por planta en los tratamientos con bajos niveles de oxígeno. Además, el consumo total de agua fue sólo del 75% en canales con bajo contenido de oxígeno con respecto al control.

Otros reportes muestran que niveles de oxígeno de menores de 5 ppm afectan severamente el crecimiento de las plantas; sin embargo, en este ensayo de Gislerod y Kempton (1983), niveles tan bajos como 1 ppm, las plantas crecieron y produjeron frutos, aunque los rendimientos fueron bajos. Esto enfatiza la capacidad de las plantas a adaptarse a las condiciones del canal y utilizar O2 atmosférico, donde las nuevas raíces aéreas fueron expuestas al aire. Las plantas de pepinillo tienen la habilidad de producir raíces adventicias a través de los lados de los bloques de propagación o macetas y sobre el nivel de la solución poco oxigenada durante largos períodos de escasez de oxígeno. Esto demuestra algunas características adaptativas de las plantas.

¿CÓMO AFECTA LA OXIGENACION EN HIDROPONIA?

Pendiente y Flujo

Se ha encontrado que la pendiente y el flujo afecta el contenido de oxígeno disuelto en la solución nutritiva. Maher (1977) encontró que incrementando el flujo, mejoraban las plantas y la concentración de oxígeno disuelto en la solución nutritiva. De hecho, incrementando el flujo en los canales de NFT de 1/3 a 9 litros por minuto, resultó en un incremento al final de los canales de 5.9 a 7.0 ppm. Cooper (1972) reportó que con pendientes de 1 en 200, 100, 50 y 25, los rendimientos de tomate fueron 109, 117, 119 y 119 toneladas/acre respectivamente (con pendientes menores de 1 en 100 (1%), los rendimientos decaen). La reducción del rendimiento puede deberse al efecto de embalse de la masa radicular, el cual puede conducir a un estancamiento de la solución nutritiva y regiones de bajo oxígeno disuelto.

¿CÓMO MEDIMOS EL OXIGENO DISUELTO EN HIDROPONIA?

Ensayos Experimentales en Nueva Zelanda

Con el desarrollo de medidores portátiles de oxígeno disuelto somos capaces de medir, en forma determinante, la cantidad de oxígeno disuelto en varios puntos del sistema de producción e identificar cualquier problema. Los medidores de oxígeno disuelto no sólo tienen la habilidad de dar lecturas en ppm (mg/l) de la cantidad de oxígeno disuelto, sino también registran la temperatura y luego se expresa el nivel de oxígeno como "porcentaje de saturación". Este porcentaje de saturación es realmente una buena guía en sistemas hidropónicos, ya que la cantidad de oxígeno disuelto decae con un incremento de temperatura, es importante saber cuán saturada se encuentra la solución así como la cantidad (en ppm) disponible para el crecimiento de planta.

También existe un buen número de preguntas sin responder (o parcialmente resueltas) cuando llegamos a los niveles de oxígeno disuelto en hidroponía, lo cual examinaremos a través de ensayos experimentales. El primero fue determinar los niveles generales de oxígeno disuelto en varios sistemas NFT de cultivos tradicionales tales como pepinillo, lechuga, zucchini y tomate. El segundo fue obtener lecturas de diferentes tipos de sistemas como aeropónicos, acuapónicos y soluciones hidropónicas totalmente orgánicas. Otras interrogantes incluyeron el efecto de adicionar peróxido de hidrógeno para "limpiar" y "ensuciar" soluciones nutritivas para determinar su efecto en la oxigenación y el efecto de la oxigenación general a varias alturas del tubo de retorno. Los resultados obtenidos se detallan a continuación.

Experimento 1: Mediciones en los cultivos

Utilizando un medidor portátil de oxígeno disuelto (método del electrodo-membrana) correctamente calibrado, obtuvimos lecturas de varios puntos de sistemas comerciales con una variedad de cultivos. Estas lecturas se tomaron en el tanque, en los canales de cultivo, en diferentes puntos a lo largo del canal y en el tubo de retorno del canal.

Resultados:
 

Lechugas en canales NFT

Cuando medimos los niveles de oxígeno disuelto de plantas maduras de lechuga (cultivar Red Oakleaf), se encontró que los niveles promedio de oxígeno fue 6.0-6.4 ppm o 69-73% de saturación a una temperatura de la solución de 21.7°C. No fue posible medir el nivel de oxígeno en el interior de cada canal, la película de nutrientes fue muy delgada para cubrir el medidor. Al extremo final de los canales de cultivo, la caída de los niveles de oxígeno no fue significativa a pesar que el flujo de la solución tuvo que pasar por un gran número de plantas. En el punto más bajo de cada canal de drenaje, donde ocurre la reoxigenación, se consideró la turbulencia como el flujo de salida, obteniéndose lecturas de 8.0 ppm (92% de saturación), también el nivel obtenido en el tanque fue elevado. Estos resultados indican que con la lechuga madura, en días cálidos, los niveles no caen a niveles que puedan poner en peligro el crecimiento de la planta.

Tomates en canales NFT

Se encontraron resultados muy diferentes en tomate que en lechuga. El cultivo bajo investigación fue transplantado y cada canal contiene 35 plantas y una longitud de 20 m. Los canales fueron de Pandafilm con pendientes estándar. El rango de temperatura de la solución fue de 20 a 22°C. La lectura de oxígeno disuelto de la primera planta de cada canal fue alrededor de 4.5-4.6 ppm lo cual representa sólo el 53% de saturación. A 10 m (punto medio) del canal, la lectura cayó a 3.1 ppm (35% de saturación) a 20°C. Debajo de la última planta de cada canal, las lecturas de oxígeno fueron de 1.8-2.7 ppm (20-30% de saturación). En el canal de retorno, donde ocurre la aireación, los niveles alcanzaron 5.2 ppm. Las lecturas registradas en el tanque fueron 7.9 ppm es decir 92% de saturación.

Pepinillo en NFT

Cuando se compara las lecturas tomadas con las del tomate, se encontró que las plantas de pepinillo remueven más oxígeno disuelto de la solución que el tomate o la lechuga. Cada canal Panda-Film de 20 m de largo contiene aproximadamente 35 plantas. Los niveles de oxígeno dentro del canal fueron 5.0-5.6 ppm (54-61% de saturación); sin embargo, en el punto medio los valores cayeron a 1.0-2.2 ppm (11-24% de saturación). Debajo de la última planta de cada canal, los niveles de oxígeno fueron extremadamente bajos: 0.8-0.9 ppm (19-10% de saturación). Con el tomate, la reoxigenación se dio en el canal de retorno alcanzando niveles de 4.4-4.9 ppm.

Figura. Sistema NFT mostrando la dinámica del oxígeno disuelto

 

Zucchini en NFT

Cuando se tomaron lecturas en plantas jóvenes de zucchini, se obtuvieron resultados sorprendentes. Mientras que investigaciones previas habían encontrado que pepinillos remueven más oxígeno de la solución que los tomates, no se tenían datos disponibles de zucchini.

Las plantas sólo estuvieron 5 semanas en el canal y comenzaron a florear. Estas plantas estuvieron en hileras más cortas que el pepinillo y tomate, a razón de 14 plantas por hilera. Con sólo 5 semanas, el sistema radicular no alcanza los lados del canal y la masa radicular comenzaba a establecerse. Mientras que el oxígeno disuelto dentro del canal registró 6.4 ppm (70% saturación), después de pasar por 6 plantas cayó a 4.3 ppm (47% de saturación), y al final del canal se registró un rango de 0-0.2 ppm (0-2 % de saturación). Estos resultados fueron tomados en varios tiempos y los resultados fueron consistentes, indicando que las últimas plantas de cada canal tuvieron sus sistemas radiculares expuestas a una deficiencia de oxígeno. A pesar de esto, todas las plantas tuvieron una apariencia similar y no les afectó la carencia de oxígeno.

La razón que dimos fue que estas lecturas fueron tomadas en una tarde calurosa; una vez que la solución se enfría tendrá más oxígeno, y las plantas realmente sólo experimentan pocas horas de bajos niveles de oxígeno cada día. Por otro lado, la temperatura de la solución fue de 19-24º C, mucho más bajas que las alcanzadas en condiciones típicas de verano. Una solución caliente tendría menos oxígeno mientrás que el sistema radicular de las plantas tienen más demanda de oxígeno. Al final de algunos canales de cultivo, las temperaturas de la solución tomadas al día siguiente registraron 34°C con 0 ppm de O2. Bajo estas severeas condiciones, las plantas del extremo del canal de cultivo también se marchitaron.

También podemos asumir que las plantas no sólo cuentan con el oxígeno disuelto en la solución nutritiva para sus requerimientos. Cuando se examinó la masa radicular, aunque la capa de nutrientes era más profunda que una "película", habían raíces expuestas a la atmósfera, lo que juega un rol importante en la absorción de oxígeno del aire.

Experimento 2: Lecturas de diferentes sistemas

Una extensión de canales de NFT con una unidad aeropónica y acuapónica fueron examnados para determinar sus promedios de oxígeno disuelto. Fueron usadas diferentes soluciones hidropónicas orgánicas para determinar los niveles de oxígeno. Es difícil comparar las lecturas debido a las diferentes temperaturas entre los sistemas; podemos comparar los niveles de saturación de oxígeno donde la temperatura está compensada. El pequeño sistema acuapónico que fue examinado comprendía de una mezcla de peces ornamentales, plantas acuáticas y un sistema NFT con berro y otras plantas para ensaladas. Se añadieron bacterias benéficas para ayudar a la conversión de nutrientes. Todo el tiempo, el sistema acuapónico tuvo lecturas de oxígeno extremadamente saludables de 7.5 a 8.1 ppm (80-86% de saturación). Hubo una mínima pérdida de oxígeno en cada canal de cultivo a pesar que se introducía una pequeña cantidad de oxígeno vía los canales de retorno. El oxígeno disuelto es vital para el mantenimiento de la sanidad de las plantas y peces en un sistema acuapónico y los microorganismos que los peces convierten en nutrientes y oxígeno para las plantas. En este tipo de sistema podemos asumir que las plantas acuáticas y algas contribuyeron a la reoxigenación del agua durante el día, elevando así los niveles de oxígeno sólo en los tanques del NFT.

Sin embargo, durante la noche, cuando las plantas y peces consumen oxígeno, existe una condición diferente. Los niveles de oxígeno comienzan a caer rápidamente a los niveles iniciales. Como las plantas acuáticas comienzan a fotosintetizar en presencia de luz, los niveles de oxígeno se elevan rápidamente. Esto ocurre en ecosistemas naturales.

Las medidas de los niveles de oxígeno en el tanque de un pequeño sistema aeropónico indicaron que la acción de los aspersores airea bien la solución; se encontraron lecturas de 7.4 ppm (80% de saturación). Cuando se examinaron sistemas pequeños de NFT, se encontró que en canales cortos (6 m) con plantas jóvenes de tomate y pimiento, los niveles de oxígeno alcanzaron desde 73% de saturación al interior del canal a 55% de saturación a la salida, indicando que a 55% de saturación todavía había 5.1 ppm de oxígeno disuelto disponible para la planta y, que estas plantas, en ese estado de crecimiento, no sufrieron de falta de oxígeno.

Experimento 3: Peróxido de Hidrógeno (H2O2)

El efecto de adicionar peróxido de hidrógeno comunmente utilizado en el agua y la solución como un tratamiento para eliminar patógenos y limpiar el agua, fue examinado adicionándolo al agua pura para "limpiar" la solución nutritiva y nutrientes orgánicos. Se alega que el peróxido de hidrógeno incrementa el contenido de oxígeno en las soluciones nutritivas y provee oxígeno disponible para la planta, lo cual impulsa el crecimiento de la planta. Estos parece ser una buena razón para utilizar este agente sanitario pero, alto niveles de peróxido de hidrógeno pueden volver no disponibles algunos nutrientes para la planta. Nosotros probamos para determinar cuánto oxígeno fue liberado por dosis estándar de peróxido de hidrógeno en una solución nutritiva "limpia" y otra "sucia" la cual estaba llena de materia orgánica.

Estos resultados fueron interesantes ya que realmente hubo un pequeño efecto al adicionar peróxido de hidrógeno a la solución nutritiva fresca y bien aireada. De hecho, al adicionar peróxido de hidrógeno a esta solución fresca y bien aireada, no se incrementaron del todo los niveles de oxígeno, la razón fue que la solución no tenía materia orgánica con la cual el peróxido de hidrógeno podía reaccionar y liberar oxígeno. En cambio, cuando una solución fresca con bajo porcentaje de saturación y no aireada, hubo un efecto inicial de incremento de la oxigenación al 10%; sin embargo esto decayó a los poco minutos.

Mientras que esto parece ser una buena razón para no utilizar peróxido de hidrógeno en las soluciones nutritivas, en la práctica las soluciones nutritivas no son "limpias" y rápidamente acumulan moléculas orgánicas de la respiración radicular, microorganismos y material vegetativo. Esta es la situación más común, estas partículas de materia orgánica reaccionan con el peróxido de hidrógeno y, por lo tanto se libera oxígeno. Para examinar este efecto, utilizamos una solución orgánica (peces) y añadimos la tasa recomendada de peróxido de hidrógeno. El efecto fue dramático, 30 segundos después de la adición del H2O2, los niveles de oxígeno comenzaron a elevarse. Al iniciar el experimento, la solución nutritiva orgánica de los peces tuvo niveles extremadamente bajos debido a la presencia de numerosos microorganismos (bacterias), los cuales estuvieron presentes en la solución. Esta respiración microbiana disminuyó el contenido de oxígeno en la solución orgánica a 0.7 ppm en 24 horas.

Después de la adición de H2O2, los niveles de oxígeno disuelto se incrementaron rápidamente a 2 ppm en un par de minutos y continuó incrementándose en los siguientes días, cada vez más y más materia orgánica fue reducida por el peróxido de hidrógeno. La aplicación de H2O2 a esta solución carente de oxígeno la hace una vez más útil para las plantas del NFT. Se debe señalar que otras fuentes de esterilización como el tratamiento con ozono también se introduce a la solución.

Figura. Efecto del peróxido de hidrógeno sobre los niveles
de oxígeno disuelto con respecto al tiempo

Experimento 4: Altura del canal de retorno

El efecto sobre los niveles de oxígeno de diferentes alturas del canal de retorno fueron estudiadas. La altura de salida sobre el nivel en el tanque parece no ser de gran importancia cuando regresa para la reoxigenación de la solución; sin embargo parece que esto hace una diferencia.

Cuando examinamos los efectos de varios canales de retorno sobre el contenido de oxígeno disuelto de la solución nutritiva de abajo. Alturas entre 0-80 cm sobre el nivel de nutrientes, se encontró que, donde no hubo caida desde el canal de retorno (0 cm de altura), el contenido de oxígeno de la solución permaneció en 4 ppm. Cuando se incrementó la altura a 40 cm, el contenido de oxígeno en el tanque fue 5.5 ppm y a 80 cm fue de 7.2 ppm. Esto demuestra la importancia de este recurso de oxigenación en sistemas hidropónicos. A mayor fuerza con la cual los nutrientes caen al tanque (a mayor altura de caida), las burbujas de aire alcanzan mayor profundidad y el efecto de aireación es mayor.

Figura. Lecturas de oxígeno disuelto a diferentes alturas de retorno

¿Cómo obtener más oxígeno alrededor de la zona radicular?
 

Basados en los datos que hemos colectado y por lo que han encontrado otros investigadores, pacerece que los siguientes puntos son importantes para asegurar niveles máximos de oxígeno en su sistema hidropónico.

Primeramente, el principal punto de reoxigenación en sistema NFT es en la caida de retorno dentro del tanque y a mayor altura de caida, mejora el efecto de aireación. También ayuda la introducción más burbujas de aire en el tanque, rompiendo en flujo en finas gotas. En segundo lugar, mientras que el cF de la solución reduce la capacidad de oxígeno que lleva la solución, el efecto es muy pequeño y la temperatura tiene mayor influencia sobre la solución. Reduciendo las temperaturas excesivas de la solución se asegurará más oxígeno que puede ser llevado por la solución y bajará a niveles óptimos la tasa de respiración de las raíces. En tercer lugar, factores tales como tasa de flujo de nutrientes, largo, ancho y pendiente del canal, tienen un gran efecto sobre los niveles de oxígeno y, mientras los canales sean más largos, puede no afectar las plantas de lechuga en términos de carencia de oxígeno, ellos tendrán un efecto dañino en las plantas más grandes.

Finalmente, las plantas tienen una capacidad increible para adaptarse a condiciones desfavorables y, mientras que se ha demostrado que los niveles de oxígeno de la solución decaen a niveles bajos aun en sistemas comerciales altamente productivos, el crecimiento y rendimiento no fue efectado mayormente. Parece que las condiciones tienden a ser más severas en términos de estancamiento de nutrientes, carencia de oxígeno y flujo, antes que las plantas sean visiblemente afectadas. En cambio, teniendo altos niveles oxígeno en todos los puntos del sistema hidropónico, entonces pueden ser maximizados los potenciales genéticos en rendimientos y crecimiento de la planta.

Alta tecnología de fertirriego en frutales: hidroponia abierta

La idea de aplicar los principios de la hidroponia al cultivo de frutales fue desarrollada por el Prof. Rafael Martínez Valero, con el fin de cultivar en suelos con ciertas limitaciones (pedregosos-arenosos) o usar aguas de baja calidad (por ejemplo, salinas) en algunas regiones de España.

La técnica se denominó Hidroponia Abierta (OHSOpen Hydroponics Systems). Si bien Martínez reclamó inmediatamente la propiedad intelectual sobre el sistema, al tiempo aparecieron variantes promovidas por alguno de sus antiguos representantes en otros países, que buscaron desligarse del compromiso asumido con el inventor.


Por ese y otros motivos, la OHS pasó a llamarse MOHT (por Martínez Open Hydroponics Technology). Entre sus otras denominaciones figuran la IFP (Intensive Fertirrigation Programm) y la HTFP (High Tech Fertirrigation Program), cuyos promotores a su vez reclaman la exclusividad de las fórmulas y combinaciones de los fertilizantes y la tecnología de riego utilizadas.

El objetivo de la OHS es incrementar la productividad por la aplicación continua de una solución nutritiva, electroquímicamente balanceada, a través de un sistema de riego por goteo que limita el volumen radicular, restringiendo el número de goteros por árbol y manteniendo la humedad en valores cercanos a la Capacidad de Campo, disminuyendo la capacidad amortiguadora (buffer) del suelo cuando se aplican las soluciones nutritivas.

Es más fácil vencer esta capacidad si se riega un volumen menor de suelo. El riego se realiza por pulsos cortos durante las horas del día con luz, mientras los estomas están abiertos, por eso también se lo denomina "riego a estoma abierto". Para decidir la frecuencia del riego se determinan la evapotranspiración y la humedad en el perfil del suelo, y se cuida que el bulbo regado no pase de los 40 a 50 cm de profundidad.

La OHS supone regar un menor volumen de suelo, aproximadamente la mitad del volumen regado con un gotero convencional. Algunos sistemas proponen regar ligeramente por encima de la capacidad de campo (anegamiento controlado), mientras que otros lo aconsejan cuando se consumió del 5 % al 10% del agua útil.

La solución nutritiva debe estar electroquímicamente balanceada de tal manera que la planta no gaste energía en equilibrar la carga eléctrica de la célula. Así, por ejemplo, cuando las raíces absorben un ión amonio de carga eléctrica positiva, las células deben exudar un ión hidrógeno para compensar esa absorción.

La combinación de los nutrientes varía a lo largo del año, dependiendo de los distintos estados fenológicos de los diferentes cultivos. Así, por ejemplo, para frutales de pepita se pueden reconocer los siguientes momentos:

Reposo a Yema Hinchada (mayo a agosto),
Yema Hinchada a Caída de Pétalos agosto a octubre),
Caída de Pétalos a fin del Período de División celular (40-50 días después de plena flor)(octubre a mediados de noviembre),
Fin de la División Celular a Precosecha (mediados de noviembre a fin de enero),
Precosecha a Cosecha (febrero y marzo),
Poscosecha (febrero a abril). Entre los compuestos utilizados y combinados están el Nitrato de Amonio, Nitrato de Potasio, Sulfato de Potasio, Fosfato Monoamónico, Sulfato de Magnesio, Sulfato de Manganeso, Nitrato de Calcio y microelementos importantes como Zinc, Hierro y Molibdeno.
Como en otros sistemas de fertirriego, se utilizan dos o tres tanques de combinación de elementos y se regula el pH de la solución alrededor de 6. Es muy importante controlar la salinidad del agua y de la solución nutritiva.

En resumen, los principios de la OHS están basados en la interacción de suelo, agua,
nutrientes y fisiología del cultivo. La hidroponia abierta puede incrementar la productividad de los frutales, pero también aumenta los riesgos en el manejo.

Para evitarlos, es necesario mantener la provisión constante de agua, el equilibrio de agua y nutrientes en los distintos estados fenológicos del frutal, altos niveles de calidad en el manejo del sistema y un muy buen asesoramiento técnico y supervisión estricta de los programas de fertirriego.

Es preciso tener en cuenta que al desarrollar un sistema radicular muy limitado, cualquier error en los puntos mencionados puede tener un impacto negativo muy importante.

Numerosos productores de cítricos, palta, uva de mesa, uva para vinificar, frutales de carozo y pepita utilizan estos sistemas en distintos países como España, Australia, Sudáfrica y Chile, incluida la Argentina (citrus y palta), por lo que sería importante que en nuestro país se avanzara en la investigación sobre el tema, para contestar algunas preguntas, por ejemplo: si los distintos OHS producen una mayor cantidad y mejor calidad de fruta y retornos netos superiores que los sistemas convencionales; si incrementan la precocidad de las producciones en relación con estos últimos; si permiten el uso de suelos marginales para la fruticultura (pH alto y/o suelos salinos, suelos arenosos o pedregosos, etc.), y también evaluar los riesgos que pueden presentarse en un clima como el nuestro, con altas temperaturas y evapotranspiración durante el verano.


Autor: Jorge Toranzo
Actividad Privada
jotoranzo@yahoo.com.ar
INTA Alto Valle
Publicado en Cuenca Rural

Invernaderos Hidroponicos

Los invernaderos hidroponicos han conseguido hoy en día estándares comerciales considerables, ya que gran cantidad de alimentos y plantas ornamentales se cultivan de esta manera.

La amplia utilización de esta técnica se realiza por diversas razones que tienen que ver con la falta de suelos adecuados; por suelos contaminados por microorganismos que producen enfermedades a las plantas o por usar aguas subterráneas que degradaron la calidad de los suelos.

Los cultivos hidroponicos utilizan técnicas especiales de sembrado, cultivando plantas por medio de soluciones minerales en vez de suelo agrícola. Los hidroponicos permiten desarrollar cultivos de una forma más armónica, ya que generalmente se utilizan fertilizantes naturales y se evita todo contacto con la tierra. Esto permite neutralizar por completo el contacto con químicos dañinos o tóxicos.

De igual manera, los cultivos hidroponicos permiten un desarrollo óptimo de las plantas, en períodos más cortos y costos de producción mínimos. Este tipo de cultivos surgen como una alternativa a la agricultura tradicional, cuyo principal objetivo es eliminar o disminuir los factores limitantes del crecimiento vegetal, asociados a las características del suelo y sustituyéndolos por otros soportes de cultivo.